title: Capillary electrophoresis in combination with a gas phase electrophoretic mobility molecular analyzer
Creators: name: Kerul, Lukas
Publisher: name: TU Wien
Year: 2014
Subjects: subject: Elektrophorese
subject: Hyphenation
subject: CE-GEMMA
subject: CE-ES-DMA
subject: Electrophoresis
subject: Hyphenation
subject: CE-GEMM
subject: CE-ES-DMA

description: Nanopartikel finden im täglichen Leben in vielen Bereichen, wie beispielsweise der Pharmazie, Lebensmitteltechnologie, Elektronik, Optik oder Kosmetik Verwendung. Für die Charakterisierung von Nanopartikeln werden zumeist mikroskopische Methoden wie Transmission Electron Microscopy (TEM) verwendet. Gas Phase Electrophoretic Mobility Molecular Analysis (GEMMA) stellt hierzu eine äußerst interessante Alternative dar, die Auskunft über die Größenverteilung der Nanopartikeln bietet. Bei GEMMA Messungen werden einfach geladenen Teilchen nach ihrem Electrophoretic Mobility (EM) Durchmesser aufgetrennt, nachdem sie zuvor in den gasförmigen Zustand übergeführt worden sind. Unter Standardbedingungen erfolgt durch eine fused silica Kapillare eine kontinuierliche Analytzufuhr. An der Kapillarspitze (innerhalb der Elektrosprayeinheit (ES) des Instruments) entsteht ein Aerosol durch Wirkung eines angelegten Druckes an die Probelösung, einer angelegten Hochspannung sowie einer Luft / CO2 Strömung um die Kapillarspitze. Die Aerosoltropfen trocknen im Luftstrom und gleichzeitig wird die Ladungszahl in einer bipolaren Atmosphäre reduziert. Alle nichtflüchtigen Komponenten eines gegebenen Tropfens aggregieren bei Trocknung zu einem einzigen Teilchen. Das hat zu Folge, dass die Detektion für komplexe Proben (z.B. mit hohem Salzgehalt) unmöglich ist: die ermittelten EM Durchmesser und deren Verteilung erscheinen durch Anlagerungen von z.B. Verunreinigungen an Analytmolekülen deutlich höher und breiter. In dieser Arbeit wurde die vorherige elektrophoretische Auftrennung von Analyten in der Flüssigphase der nano ES Kapillare eines kommerziellen GEMMA Standardinstrumentes entwickelt. Diese zusätzliche elektrophoretische Auftrennung der Analyten in der Flüssigphase wurde mittels zweier Standardproteine (BSA und IgG) gezeigt. Desweiteren wurde das on-line Entsalzen derartiger Analyten damit demonstriert. Die neue Methode wurde auch für die Analyse von Bionanopartikeln (z.B. Ribonukleoproteinkomplexe - Vaults oder funktionelle Proteinkomplexe) verwendet. Die Analyse von Vault Artefakten und Vaults Konstrukten wie vsvg-MVP wurde gezeigt.
description: Nanoparticles are widely used in many fields of our lives including pharmaceutics as well as food technology, electronics, optics or cosmetics. For the characterization of nanoparticles microscopy based methods like transmission electron microscopy (TEM) can be applied. Another method which provides information about the nanoparticle size distribution receiving increasing attention is gas phase electrophoretic mobility molecular analysis (GEMMA). GEMMA separates single-charged analytes after they have been transmitted to the gas phase according to their electrophoretic mobility (EM) diameter. At standard conditions, analytes are fed continuously (in steady state) to a fused silica capillary, aerosol is generated at the tip of this capillary in the electrospray (ES) unit of the instrument due to applied pressure, voltage as well as a mixed air / CO2 sheath flow. Aerosol droplets are dried and at the same time charge reduction in a bipolar atmosphere occurs. All non-volatile components of a given droplet aggregate to a single particle upon drying. Therefore, for complex samples, e.g. samples with a high salt content, the detection of individual analytes without salt aggregates on the surface of molecules is not possible: Corresponding EM diameters of analytes detected in GEMMA appear higher. In this work the additional electrophoretic separation of analytes in the liquid phase of the nano ES capillary of a standard, commercially available GEMMA instrument was developed. This additional electrophoretic separation of analytes in the liquid phase was demonstrated (proof of principle of operation) via two standard proteins, BSA and IgG. Furthermore, on-line desalting of these analytes could be shown. The new method was also applied for the analysis of biological nanoobjects (e.g. vaults or functional protein complexes). The separation of vault artifacts and vsvg-MVP vaults was demonstrated.