Die matrixunterstützte Laserdesorptions-Ionisation Flugzeit-Massenspektrometrie (MALDI-TOF MS) ist eine sanfte Ionisationstechnik, die die Analyse großer, nicht-flüchtiger Biomoleküle wie Proteine, Peptide, Lipide und Oligonukleotide ermöglicht. Sie wird häufig in der Proteomik, klinischen Mikrobiologie und Polymeranalyse eingesetzt.
Bei MALDI wird der Analyt mit einer Matrixsubstanz co-kristallisiert, typischerweise einer kleinen organischen Säure, die bei der Laserwellenlänge stark absorbiert. Häufige Matrices sind α-Cyano-4-hydroxyzimtsäure für Peptide und Sinapinsäure für Proteine. Ein gepulster UV-Laser (typischerweise 337 nm Stickstoff oder 355 nm Nd:YAG) bestrahlt die Probe, was zu einer schnellen Erhitzung und Desorption von Matrix- und Analytionen führt. Die Matrix erleichtert die Ionisation durch Protonentransfer, wobei überwiegend einfach geladene Ionen mit minimaler Fragmentierung entstehen.
Der Flugzeitanalysator trennt Ionen basierend auf ihrem Masse-zu-Ladung-Verhältnis, indem er die Zeit misst, die benötigt wird, um durch ein feldfreies Flugrohr zu gelangen. Kleinere Ionen erreichen den Detektor schneller. Die Flugzeit ist proportional zur Quadratwurzel von m/z. Verzögerte Extraktion und Ionenreflektron verbessern die Auflösung, indem sie die anfängliche Energieverteilung kompensieren.
MALDI-TOF MS wird für das Peptid-Massen-Fingerprinting bei der Proteinidentifizierung verwendet, bei dem die Massen tryptischer Peptide mit theoretischen Verdauungen aus Proteindatenbanken abgeglichen werden. In der klinischen Mikrobiologie werden intakte Bakterienzellen direkt analysiert und das resultierende Proteinmassenspektrum mit Referenzbibliotheken zur Artenidentifizierung verglichen. Dieser Ansatz hat die klinische Mikrobiologie revolutioniert, indem er eine schnelle Identifizierung innerhalb von Minuten ermöglicht.
Zu den Einschränkungen gehören eine schlechte Reproduzierbarkeit für quantitative Analysen, Matrixinterferenzen im niedrigen Massenbereich und eine verminderte Empfindlichkeit für Analyten unter 500 Da. Die MALDI-Bildgebung erweitert die Technik zur Kartierung der räumlichen Verteilung von Biomolekülen direkt auf Gewebeschnitten.
