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Spektrenbearbeitung

Dekonvolution oder Spektrenentfaltung

Mit Hilfe der Dekonvolution bzw. Spektrenentfaltung wird eine mathematische Verbesserung der Auflösungs der Spektren bzw. einzelner Banden erreicht. Eine breite Bande, die durch Überlappung mehrerer schmaler Banden gebildet wird, kann durch diese Funktion so aufgelöst werden, dass die Bandenpositionen der einzelnen Banden ermittelt werden können. Zu beachten ist, dass nur qualitative Analysen möglich sind. Quantitative Aussagen können nicht getroffen werden. In vielen Spektrenbearbeitungsprogrammen wird die Selbst-Dekonvolution (engl.: Self-Deconvolution) angeboten. Zwei Filter werden für diese Methode benötigt.

  1. Dekonvolutionsfilter Dieser Filter ist eine einfache Exponentialfunktion. Mit ihm wird die Auflösung erhöht.
  2. Glättungsfilter Glättungsfilter sind notwendig, da durch den Dekonvolutionsfilter das Rauschen in den Spektren stark zunimmt.
Beispiel

Amid-I-Bande eines Proteins

Abb.1
Die Amid-I-Bande (C=O-Streckschwingung von Amiden) eines Proteins vor und nach einer Dekonvolution

In (Abb. 1) ist eine so genannte Amid-I-Bande dargestellt. Sie zeigt die Absorbanzen der C=O-Streckschwingungen der einzelnen Amid-Gruppen eines Proteins. Weil die Banden sehr eng beieinanderliegen, überlagern sie und bilden eine einzige große Bande. Nach einer Dekonvolution erkennt man im Spektrum, dass sich die Amid-I-Bande aus mehreren Komponenten zusammensetzt. Diese Komponenten können verschiedenen Sekundärstrukturen (räumliche Anordnung benachbarter Aminosäurereste) zugeordnet werden (vgl. ).

Tab.1
Zuordnung der Banden zur Sekundärstruktur des Proteins1)
Wellenzahl in cm-1 Sekundärstruktur
1.691Windung
1.679β-Faltblatt
1.669Windung
1.656α-Helix
1.643ungeordnet
1.634β-Faltblatt
1.614Seitenketten

Die qualitativen Aussagen (Bandenpositionen), die mithilfe der Dekonvolution ermittelt wurden, können für folgende quantitative Auswertungen genutzt werden (etwa für das Curvefitting, das im folgenden Kapitel beschrieben wird).

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