Wechselwirkung von Nichtgleichgewichtsplasmen mit kontrollierter Atmosphäre zur effizienten Ionisierung molekularer Analyten

Abstract

Die Ionisierung von Analyten ist ein wesentlicher Bestandteil der Massenspektrometrie. Die vorliegende Arbeit erforscht im Wesentlichen zwei Plasmaquellen im Hinblick auf die vorliegenden Mechanismen zur Ionisierung von Analyten für die Massenspektrometrie. Dabei handelt es sich zum einen um die dielektrisch behinderte Entladung (DBDI) und zum anderen um die flexible Mikrokapillarentladung (FµTP). Um die Mechanismen systematisch zu untersuchen wurde für beide Entladungen ein experimenteller Aufbau so konstruiert, dass Messungen unter kontrollierten atmosphärischen Bedingungen möglich sind. So konnte die so erzeugte künstliche Atmosphäre für die jeweilige Entladung auf die zu ionisierenden Analyten angepasst werden und Prozesse und Mechanismen besser verstanden werden. Dies führte schließlich zu signifikant verbesserten Nachweisgrenzen für die verwendeten Analyten und schließlich auch zu einem tieferen Verständnis für die ablaufenden Prozesse. In einem letzten Schritt wird in dieser Arbeit gezeigt, dass so auch biomedizinisch relevante Analyten präzise gemessen werden können, welche auch als potenzielle Biomarker für Krankheiten wie Krebs eine Rolle spielen.

The ionization of the analytes is an integral part of mass spectrometry. This work investigates two promising plasma sources regarding their mechanisms to ionize analytes for mass spectrometry. The rst discharge is the dielectric barrier discharge, the second the exible microtube plasma. To investigate the plasma and ionization mechanisms systematically, both discharges were put in a system to operate them under controlled atmospheric conditions. Using these systems, signicant improvements were made regarding the ionisation e ciency and subsequently the possible limits of detection for the used analytes were improved. Deeper insights in the plasma processes for ionization were made possible using the newly developped setups. As a last step, the capability of the controlled atmosphere discharges to use them as ionization source for the detection of biomedically relevant analytes such as potential biomarkers for cancer was proofed.