Wie funktioniert eigentlich Massenspektrometrie?

Die Massenspektrometrie ist eine Untersuchungsmethode, um im Labor festzustellen, ob ein bestimmter Stoff in einem kosmetischen Mittel oder Bedarfsgegenstand (oder Lebensmittel oder Waschmittel oder, oder, oder…) enthalten ist. Zum Beispiel wird im Institut für Bedarfsgegenstände Lüneburg nachgeschaut, ob bestimmte verbotene Stoffe in kosmetischen Mitteln enthalten sind. Aber wie funktioniert das?

Man kann sich das in etwa so vorstellen: Man hat eine große Kiste mit Legosteinen, in der man ein bestimmtes Teil sucht. Bei der Massenspektrometrie wird etwas Ähnliches gemacht: Wir haben ein buntes Gemisch an verschiedenen Stoffen und möchten wissen, ob da ein bestimmter Stoff dabei ist. Nun ist es so, dass jeder Stoff bestimmte Eigenschaften aufweist: Zum Beispiel das Gewicht (im Falle der Stoffe nennt man es Molekulargewicht). Das ist bei einem „Einer“-Legostein kleiner als bei einem „Achter“. Und bei einem großen Legogebilde ist es größer als bei einem ganz kleinen Legogebilde. Auch bei den Stoffen ist das so und genau das macht man sich bei der Massenspektrometrie zu Nutze – weshalb die Massenspektrometrie übrigens auch so heißt: „Masse“ bedeutet in etwa soviel wie „Gewicht“ und in „Spektrometrie“ steckt das Wort „messen“ drin.

Bildrechte: IfB Lüneburg

Das heißt, bei der Massenspektrometrie werden die Stoffe (Legoteile oder Legogebilde) – vereinfacht gesagt – nach ihrem Gewicht sortiert. Was man zuhause mit der Waage machen könnte (wenn man denn so seine Legosteine sortieren möchte), das funktioniert im Labor mit Hilfe von Strom, einem Magneten und einem ziemlich komplizierten Gerät. Aber letztlich ist es fast das gleiche wie eine Wägung – nur dass es im Labor nicht nur auf die Masse, sondern auch noch auf die Ladung ankommt… aber das würde hier zu weit führen.

Nun hat man aber das Problem, dass gewisse Teile das gleiche Gewicht aufweisen können, obwohl sie ganz anders aussehen. Um beim Legosteinbeispiel zu bleiben: Wenn man zweimal genau die gleichen Steine hat, so kann man trotzdem zwei vollkommen unterschiedlich aussehende Gebilde daraus bauen. Aber wie kann man die jetzt unterscheiden, wo sie doch die gleiche Masse haben? Ganz einfach, indem man sie kaputt macht! Hierfür kann man sich vorstellen, dass die beiden Gebilde auf dem Boden liegen und aus Versehen jemand drauf tritt (so etwas kommt ja gelegentlich mal vor…). Dann brechen die Steine des Gebildes ab, die am losesten daran hängen – und das sind je nach Form des Gebildes unterschiedlich große Teile. Diese kann man nun wiederum wiegen und durch diese Bruchstücke erfahren, wie das Gebilde ursprünglich zusammengesetzt war.

Bei der Massenspektrometrie wird genau das gemacht: Die Stoffe mit einer bestimmten Masse (oder ganz korrekt: mit einem bestimmten Masse-Ladungs-Verhältnis) werden mit Hilfe von Strom kaputt gemacht und anschließend werden die Bruchstücke gemessen. Mit einem Computer wird dann verglichen, welche Stoffe normalerweise in welche Bruchstücke zerfallen und schon weiß man, um welchen Stoff es sich gehandelt hat. In unserem Beispiel mit Lego hat man so das gesuchte Legoteil gefunden.

Und nun auf an die Legosteine – mit denen kann man nämlich wunderbar ein Labor nachbauen!