Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization (MALDI)

Analytisches Verfahren zur Ionisation von Molekülen, das im Rahmen der Massenspektrometrie eingesetzt wird.

MALDI beruht auf der Cokristallisation von Matrix und Analyt mit einem 100 - 100.000fachem molaren Überschuss an Matrix.
Als Matrixsubstanzen werden kleine organische Moleküle gewählt, die bei der verwendeten Laserwellenlänge (z.B. Stickstoff-Laser bei 337 nm) stark absorbieren.
Mit kurzen, starken Laserimpulsen von 2 - 5 ns erfolgt die energetische Anregung, die nach Relaxation im Kristallgitter zu explosionsartigen Teilchenablösungen an der Oberfläche des Kristalls führt.
Durch die Verbindung mit der Matrix wird eine Fragmentierung von massereichen Molekülen des Analyten verhindert.
Die abgespaltenen Teilchen werden massenspektrometrisch registriert, wobei die Signale der Matrix (weil bekannt) herausgerechnet werden.

Der Ionisierungsmechanismus bei MALDI ist noch nicht vollständig verstanden. Es gibt zur Zeit zwei Theorien:
- Ausgangspunkt für die Messung ist der Analyt in seiner durch den pH-Wert bestimmten Form in der Matrix (wahrscheinlich in Lösungsmitteltasche im Kristall). Durch einen Laserimpuls werden Cluster aus der Oberfläche heraus gelöst. Die Cluster enthalten den Analyten sowie entsprechende Gegenionen und einen Überschuss an Matrix. Im weiteren Verlauf kommt es zur Verdampfung der Matrix und zur Desolvatisierung des Analyten. Dabei werden entsprechende Gegenionen neutralisiert und verdampfen ebenfalls. Anschließend liegt ein mehrfach geladenes Analytion vor, das durch Elektroneneinfang weitere Ladungen verliert und zum Schluss nur noch einfach geladen detektiert wird. Diese Theorie der Ladungstrennung lässt sich zur Zeit noch nicht nachweisen.
- Eine Photoionisation würde zu den gleichen Ergebnissen führen, wobei es dafür in der Literatur Diskussionen gibt, ob die Energie dafür ausreichen würde.

Besondere Bedeutung hat die MALDI bei der Massenspektrometrie großer Moleküle (z.B. Proteine, Polymere) erlangt.
Meist wird der Begriff MALDI auch als Kurzform für die MALDI-Massenspektrometrie (eigentlich MALDI-MS) benutzt.
Durch die starke Empfindlichkeit und die Anwendbarkeit auf größere Komplexe ist die MALDI-MS insbesondere in der Biologie wie auch in vielen chemischen Analysen von großer Bedeutung.
Essentiell für eine MALDI-Messung ist die Probenpräparation und das Auftragen auf das Target.
Hierfür gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie zum Beispiel die Dried Droplet Methode oder die Dünnschichtpräparation.