Title: Bestimmung von Phosphor und Schwefel in Proteinen mit low Z Totalreflexionsröntgenfluoreszenzanalyse
Other Titles: Determination of phosphorus and sulfur in proteins using low Z Total-reflection X-Ray Fluorescence Analysis
Language: Deutsch
Authors: Rauwolf, Mirjam
Qualification level: Diploma
Advisor: Streli, Christina 
Issue Date: 2013
Number of Pages: 108
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Im Rahmen dieser Arbeit sollte die Anwendbarkeit der Totalreflexionsröntgenfluoreszenzanalyse (TXRF) auf die Bestimmung des Verhältnisses von P zu S in Proteinen studiert werden. Der Grad der Phosphorylierung hat direkte Auswirkungen auf die Proteinaktivität und kann über das Verhältnis von P zu S in der Probe bestimmt werden.
Die TXRF ist ein Spezialverfahren der EDXRF und zeichnet sich durch einfache Probenvorbereitung, einfache Quantifizierung und sehr gute Nachweisempfindlichkeiten aus. Es wurde eine Cr-Röhre (1300W) zur Anregung verwendet, deren K[alpha]-Strahlung bei 5,41keV durch einen Multilayer monochromatisiert wurde. Die Messungen werden unter Vakuumbedingungen durchgeführt, um die niederenergetische Fluoreszenzstrahlung möglichst wenig zu schwächen. Der zur ED-Messung verwendete stickstoffgekühlte Si(Li)-Detektor besitzt ein ultradünnes Fenster (300nm Polymer). Da Proteine eine komplizierte organische Probenmatrix besitzen, gestaltete sich die Probenvorbereitung schwierig. Dies hatte zur Folge, dass einige Proben eine inhomogene Elementverteilung innerhalb der Probe zeigten und die Quantifizierung dieser Proben somit wenig zufriedenstellende Ergebnisse mit großen Abweichungen zu den erwarteten Werten lieferten. Die in dieser komplexen Matrix erzielten Nachweisgrenzen für P (34pg) und S (19pg) waren aber sehr zufriedenstellend.
Zur Verbesserung des Messaufbaus wurde die Messkammer mit einem Anpressmechanismus versehen, der ein reproduzierbares Einsetzen eines runden 30mm-Quarzreflektors erlaubt. Da die verwendete Messkammer ursprünglich für die Oberflächenmessungen von Silizium-Wafern verwendet wurde, stellte dieser Einbau eine wesentliche Verbesserung dar.
Weiters wurde ein Siliziumdriftdetektor mit ultradünnem Fenster eingebaut und erfolgreich getestet. Da der Detektor im Vakuum betrieben werden sollte, war es notwendig, die Peltierkühlung mit einer Wasserkühlung zu verbessern.
Die damit erzielten Empfindlichkeiten des SDDs waren gegenüber dem Si(Li)-Detektor um etwa eine Größenordnung besser, die Nachweisgrenzen waren vergleichbar.

The aim of this thesis was studying the use of the Total Reflection X-Ray Fluorescence Analysis (TXRF) for measuring P and S in proteins.
The protein phosphorylation degree has direct effects on protein activity and can be monitored by the P/S ratio.
TXRF is a special method of EDXRF and is characterized by easy sample preparation, simple quantification and good detection sensitivities. A Cr X-ray tube (1300W) was used for excitation. The K[alpha] radiation (5.41keV) was made monochromatic by multilayer. Measurements were conducted under vacuum conditions to weaken low-energy fluorescent radiation as little as possible. The fluorescent X-radiation emitted from the protein sample was analyzed with a Si(Li)-detector with an ultra-thin window (300nm polymer). As proteins have a complex organic matrix, the sample preparation was complicated. As a consequence, some samples showed a heterogeneous element distribution which resulted in poor quantification for those samples. Nonetheless, low detection limits for P (34pg) and S (19pg) were achieved.
To improve the measuring system a mount was added, which allows reproducible insertion for 30mm reflector plates. This was an improvement as the system was initially constructed to measure 200mm Si Wafers. Furthermore a silicon drift detector with an ultra-thin window was installed and successfully tested. Given that the SDD was to be operated under vacuum conditions, it was necessary to improve the Peltier cooling by a water-cooling system. The obtained sensitivities of the SDD were about a magnitude better than the sensitivities of the Si(Li)-detector. The detection limits of those two detectors were similar.
Keywords: Totalreflexionsröntgenfluoreszenzanalyse; TXRF; Phosphorylierung; leichte Elemente; Proteine; P; S-Verhältnis; Siliziumdriftdetektor
Total-reflection X-Ray Fluorescence Analysis; TXRF; phosphorylation; low Z elements; proteins; P; S-ratio; silicon drift detector
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-72269
http://hdl.handle.net/20.500.12708/13221
Library ID: AC10775107
Organisation: E141 - Atominstitut 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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