Ingo Lüderwald

Analytical pyrolysis of proteins

ZusammenfassungGelatine und Seide wurden in einer Schmelze von Nylon 6,10 und unter Zusatz von kleinen Mengen an Natrium- und Kaliumhexanoat bei 330° C thermisch abgebaut.Beide Proteine liefern cyclische Diniere (Diketopiperazine) und kleine Mengen an cyclischen Tetrameren und höheren Oligomeren. Die jeweiligen Mischungen der Abbauprodukte wurden durch temperaturaufgelöste Feldionisationsmassenspektrometrie untersucht und liefern Informationen über benachbarte Aminosäuren (Diadensequenzen). Integrale Massenspektren liefern die relativen Intensitäten dieser Diaden.In Übereinstimmung mit in der Literatur beschriebenen Angaben wurden auf diese Weise in der Gelatine Glycin, Prolin, Hydroxyprolin, Glutaminsäure und Alanin, sowie in der Seide Glycin, Alanin und Tyrosin als häufigste Aminosäuren nachgewiesen.SummaryGelatine and silk have been thermally degraded at 330° C in a melt of nylon 6.10 and by addition of small amounts of sodium and potassium hexanoate.Both proteins yield cyclic dimers (diketopiperazines) and smaller amounts of cyclic tetramers and higher oligomers. The mixture of degradation products were investigated by temperature resolved field ionization mass spectrometry and provide informations about neighbouring amino acids (diade sequences). Integral mass spectra give the relative intensities of diades.In accordance with data reported in literature glycine, proline, hydroxyproline, glutamic acid and alanine could be proved as most frequently incorporated amino acids in gelatine and glycine, alanine and tyrosine in silk.

Characterization of polymers by field desorption and fast atom bombardment mass spectrometry

ZusammenfassungFelddesorption- und Fast Atom Bombardment-Massenspektrometrie mit positiver und negativer Registrierung wurden für die Charakterisierung von Poly(ethylenadipat) eingesetzt. Diagnostische Ionensignale bis zur Masse 1400 wurden gefunden und ermöglichen die Kennzeichnung der Abbauwege des Polymers sowie seine Identifizierung,SummaryField desorption and fast atom bombardment mass spectrometry in the positive and negative modes have been applied to characterize poly(ethyleneadipate). Diagnostic ions up to the mass range of 1,400 have been found which allow elucidation of the degradation pathways of the polymer and its identification.

Field Desorption Mass Spectra of Gastrine Peptides and Glutathione Derivatives

Oligopeptides comprising the sequence of the C-terminal tetrapeptide of gastrine, Trp-Met-Asp-Phe-NH2, and several derivatives of glutathione, γ-Glu-Cys(SR)-Gly, were characterized by field desorption mass spectrometry. The field desorption mass spectra obtained at various field ion emitter temperatures reveal abundant molecular ions and fragmentation reactions that yield partial sequence information. In the series of glutathione derivatives investigated, characteristic ions formed by cleavage of the γ-Glu-Cys peptide bond determine the substituent at the Cys residue and can therefore be used to identify corresponding conjugation products of drug metabolites with glutathione.

Bestimmung des Einbauverhältnisses in Methylmethacrylat-Methylacrylat-Copolymeren durch Pyrolyse-Gas-Chromatographie

SummaryCopolymers with less than 10% incorporation of one comonomer can neither be analyzed quantitatively by microanalysis nor by infrared or nuclear magnetic resonance spectroscopy. It will be shown that pyrolysis-gas chromatography can be used to determine the content of methylacrylate in methylmethacrylate-methylacrylate copolymers even in the range of 4–10 %. The influence of the amount of pyrolyzed copolymer sample on the resulting values will be discussed.ZusammenfassungIn Copolymeren, in denen ein Comonomer zu weniger als 10% eingebaut ist, läßt sich das Einbauverhältnis weder durch Verbrennungsanalyse, noch durch Infrarotoder Kernresonanzspektroskopie feststellen. In der vorliegenden Arbeit soll gezeigt werden, daß sich Methylacrylat in Methylmethacrylat-Methylacrylat-Copolymeren durch Pyrolyse-Gas-Chromatographie noch im Bereich von 4–10% bestimmen läßt. Der Einfluß der Menge an pyrolysiertem Copolymer auf die erhaltenen Werte wird diskutiert.

Characterization of some isomeric benzophenones by their mass spectra

ZusammenfassungVon einigen Benzophenonen ist bekannt, daß sie im Massenspektrometer durch charakteristische α-Spaltungen und Umlagerungen fragmentiert werden.Durch Friedel-Crafts-Acylierung und Friessche Verschiebung wurden kürzlich zwei Serien von neuen und isomeren Benzophenonen hergestellt, an denen gezeigt wird, daß sich die oben genannten diagnostischen Fragmentierungsreaktionen zur Identifizierung der entstehenden isomeren orthooder para-Hydroxy- und ortho-o-der para-Methoxybenzophenone heranziehen lassen.SummaryBenzophenones have been described to undergo characteristic α-cleavage and rearrangement processes upon mass spectrometric fragmentation. Recently two series of new and isomeric benzophenones have been prepared from phenylbenzoates by Fries rearrangement or directly by Friedel Crafts acylation. It is shown that the above mentioned diagnostic fragmentation processes can be used to characterize the resulting isomeric ortho or para hydroxy and ortho or para methoxy benzophenones unambigously.

Ionen-Cyclotron-Resonanz- und Fourier-Transform-Ionen-Cyclotron-Resonanz-Spektroskopie: Technologie und Anwendung

Instrumentation and technology of Ion-Cyclotron-Resonance and Fourier-Transform-Ion-Cyclotron-Resonance Spectroscopy are described. The method can be applied to studies of ion/molecule reactions in gas phase, to obtain thermodynamic data as gas phase acidity or basicity, proton and electron affinity, and to establish reaction mechanisms and ion structures.ZusammenfassungDie Technologie von Ionen-Cyclotron-Resonanz- und Fourier-Transform-Ionen-Cyclotron-Resonanz-Spektrometern wird beschrieben. Die Methode kann zur Untersuchung von Ionen/Molekül-Reaktionen in der Gasphase, von thermodynamischen Größen (Gasphasen-Acidität und -Basizität, Protonen- und Elektronen-Affinitäten) und zur Aufklärung von Reaktionsmechanismen und Ionenstrukturen verwendet werden.

Bestimmung von synthetischen Polymeren in Humangewebe durch Pyrolyse-Gas-Chromatographie (Py-GC)

SummaryIncorporations of poly(methylmethacrylate) and poly(ethylene) in human tissues can be determined qualitatively and quantitatively with good precision. In this investigation tissue samples have been analyzed which had been removed during reoperations from the area surrounding artificial endoprotheses. For the qualitative analysis of incorporated polymer particles about 200 μg of the dry tissue sample are placed into the probe of a Curie-Point pyrolyzer and heated at exactly 700 °C by a high-frequency electrical field in the injector block of a gas Chromatograph.The determination limits of the procedure for poly(methylmethacrylate) and poly(ethylene) are 5×10−8 g and 5×10−7 g. In order to provide a parallel quantitative determination of both polymers the tissue samples have been extracted stepwise by methanol, dichloromethane and o-xylene.Calibration curves have been prepared from standard solutions which allow to analyze the polymer incorporations with good accuracy.Additives as antibiotics (bacitracine) and plasticizers (dicychlohexylphthalates) can be detected in pure bone cement (poly[methylmethacrylate] and poly[butylmethacrylate] by pyrolysis gas chromatography.ZusammenfassungEinlagerungen von Polymethylmethacrylat und Polyethylen lassen sich mit guter Genauigkeit in so komplexen Matrices wie Humangewebe qualitativ nachweisen und quantitativ bestimmen. Hierzu wurden Gewebsproben untersucht, die Patienten mit Kunststoffprothesen bei Reoperationen aus dem an das Implantat angrenzenden Gewebe entnommen wurden. Zum qualitativen Nachweis eingelagerter Polymerpartikel werden etwa 200 μg der getrockneten Gewebsprobe in einen cylindrischen ferromagnetischen Träger eines Curie-Punkt-Pyrolysators eingebracht und in einem hochfrequenten elektrischen Feld im Einspritzblock des Gas-Chromatographen bei 700°C pyrolysiert. Für Polymethylmethacrylat liegt hierbei die Erfassungsgrenze bei 5×10−8 g, für Polyethylen bei 5×10−7 g. Zur quantitativen Bestimmung der beiden Kunststoffe nebeneinander wurden Gewebsstücke nacheinander mit Methanol, Dichlormethan und o-Xylol extrahiert. Mit Hilfe von Standardlösungen wurden Eichkurven erstellt, die bis zur Erfassungsgrenze die Bestimmung von Polymereinlagerungen gestatten. In reinen Knochenzementproben (Polymethyl- und Polybutylmethacrylat) lassen sich durch Pyrolyse-Gas-Chromatographie auch Additive wie Antibiotica (Bacitracin) und Weichmacher (Dicyclohexylphthalat) nachweisen.

Untersuchung von isomeren Tripeptiden und Derivaten des Thyrotropin-,Releasing" Hormons durch Elektronenstoß- und Felddesorptions-Massenspektrometrie / Investigation of Isomeric Tripeptides and Thyrotropin-Releasing Hormone Derivatives by Electron Impact and Field Desorption Mass Spectrometry

Abstract The complementary informations from field desorption and electron impact mass spectra of free tripeptides and thyrotropine releasing hormone derivatives can be used to determine primary structure and molecular weight. Characteristic and diagnostic fragmentation pathways, the formation of diketopiperazines and the temperature-dependent tendency to form amine fragments and diketopiperazines will be discussed.