Trapped Ion Mobility Spectrometry (TIMS) ist eine analytische Technik zur Trennung von Ionen. Sie basiert auf der Ionen-Mobilität in einem elektrischen Feld, während sie in einer Gasumgebung bei Atmosphärendruck oder unter anderen Bedingungen gehalten werden. TIMS beruht auf dem Prinzip der Ionenmobilitätsspektrometrie und nutzt diese zu einer kontrollierten Speicherung von Ionen, um deren physikalisch-chemische Eigenschaften zu charakterisieren und zu analysieren.
Funktionsprinzip mini|Prinzip der Auftrennung der Ionen im Gasstrom Im TIMS-Analysator werden Ionen von einem Gasstrom (meist Stickstoff) einerseits und einem elektrischem Feld, dessen Feldstärke sich räumlich geeignet verändert. Man spricht davon, dass die Ionen vom Gasstrom gegen eine elektrische Potentialbarriere gehalten wird. Während des Analyseprozesses wird das elektrische Feld schrittweise reduziert, wodurch Ionen basierend auf ihrer Mobilität (abhängig von Größe, Ladung und Form) aus dem Kräftegleichgewicht gelöst und zur Detektion weitergeleitet werden.
Die Mobilität der Ionen wird durch die Wechselwirkung zwischen den Ionen und den neutralen Gaspartikeln bestimmt. Die TIMS-Technologie erlaubt eine hochauflösende Trennung, die weit über die konventionelle Ionenmobilitätsspektrometrie hinausgeht.
Vorteile Hohe Auflösung: TIMS bietet eine exzellente Trennleistung bei der Analyse komplexer Proben. Kopplung mit Massenspektrometrie: Die TIMS-Technologie wird häufig mit hochauflösenden Massenspektrometern gekoppelt (z. B. TIMS-QTOF), was eine präzise Identifizierung und Quantifizierung ermöglicht. Geringe Probenmenge: Die Methode erfordert nur minimale Mengen an Probenmaterial.
Limitationen Empfindlich gegenüber Gasdruck- und Temperaturänderungen, was eine sorgfältige Kontrolle der Bedingungen erfordert. Schwankungen des Luftdrucks können beispielsweise die Ionenmobilität und Driftzeiten beeinflussen, was die Datenkonsistenz beeinträchtigen kann.
Anwendungen TIMS findet breite Anwendung in verschiedenen wissenschaftlichen und industriellen Bereichen, insbesondere in der Massenspektrometrie. Zu den Hauptanwendungsbereichen zählen:
Proteomik: Charakterisierung von Proteinen und Protein-Komplexen. Metabolomik: Analyse von Stoffwechselprodukten in biologischen Proben. Lipidomik: Untersuchung von Lipiden in biologischen Systemen. Pharmazeutische Forschung: Identifikation und Charakterisierung von Wirkstoffen und Verunreinigungen. Materialwissenschaften: Untersuchung von Nanopartikeln und Polymeren.
Geschichte TIMS wurde erstmals in den 2010er Jahren entwickelt und patentiert, insbesondere durch Arbeiten von Wissenschaftlern bei Bruker Daltonics. Seitdem wurde die Technik kontinuierlich weiterentwickelt, insbesondere durch die Integration in Systeme wie die PASEF-Technologie (Parallel Accumulation Serial Fragmentation).
Einzelnachweise
Kategorie:Massenspektrometrie