Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

توصيف البوليمرات الاصطناعية عن طريق مصفوفة بمساعدة الليزر الامتزاز التأين وقت الرحلة (استخدام-TOF) الطيف الكتلي

Published: June 10, 2018 doi: 10.3791/57174
Automatic Translation
1, 1
1Department of Chemistry, Tulane University

Summary

بروتوكول لليزر ساعد مصفوفة الامتزاز التأين وقت الرحلة ويرد وصف الطيف الكتلي (TOF استخدام MS) البوليمرات الاصطناعية بما في ذلك التحسين من إعداد العينة واقتناء الطيفية، وتحليل البيانات.

Abstract

هناك العديد من التقنيات التي يمكن استخدامها في وصف هوموبوليميرس الاصطناعية، ولكن قلة توفر مفيدة من المعلومات لتحليل مجموعة نهاية كالليزر ساعد مصفوفة الامتزاز التأين وقت الرحلة الطيف الكتلي (TOF استخدام MS). هذا البرنامج التعليمي يوضح أساليب لتحسين إعداد عينة، اقتناء الطيفية، وتشمل تحليل البيانات من البوليمرات الاصطناعية استخدام المعلمات حرجة السيدة TOF استخدام أثناء إعداد عينة مختارة المصفوفة، تحديد الهوية ملح كاتيونيزيشن مناسبة، وضبط الحصص النسبية للمصفوفة والموجبة، وأكثر. لبارامترات، مثل وضع (خطية أو عاكس)، الاستقطاب (الإيجابية أو السلبية)، والتعجيل بالجهد، وتأخير الوقت، أيضا هامة. ونظرا لبعض المعرفة بالكيمياء المعنية إلى توليف البوليمر، والاستفادة المثلى من المعلمات اقتناء البيانات وشروط إعداد عينة، أطياف ينبغي الحصول على مع القرار كافية ودقة الشامل لتمكين لا لبس فيه تحديد مجموعات نهاية معظم هوموبوليميرس (الجماهير أقل من 10 آلاف) بالإضافة إلى وحدة تكرار الإعلام وتوزيع الوزن الجزيئي عموما. على الرغم من تظاهر مجموعة محدودة من البوليمرات، هذه التقنيات العامة المطبقة على نطاق أوسع من البوليمرات الاصطناعية لتحديد التوزيع الشامل، على الرغم من إصرار الفريق نهاية ممكناً إلا هوموبوليميرس مع ديسبيرسيتي الضيقة.

Introduction

مع تحسينات في معيشة تقنيات البلمرة، البوليمرات الدقة مع نهاية كمياً فونكتيوناليزيد مجموعات هي متاحة على نحو متزايد1. وقد مكن التنمية المتزامنة لكيمياء فوق أزيد-ألكاين وثيوليني اقتران الكمية تقريبا من الجزيئات الكبيرة إلى أخرى مويتيس، توفير إمكانية الوصول إلى طائفة من الهجين المواد2،3،4 . مع ذلك، تلزم التقنيات التحليلية الدقيقة لتوصيف كل انطلاق مواد ومنتجات هذه التفاعلات الاقتران البوليمر. الليزر ساعد مصفوفة الامتزاز/التأين وقت الرحلة الطيف الكتلي (TOF استخدام MS) أسلوب تحليلي تاين لينة قيماً لتميز البوليمرات نظراً لأنها يمكن أن تولد أيونات البوليمر في حالة اتهام واحد مع الحد الأدنى تجزئة5،6. TOF استخدام MS مزايا الرئيسية أكثر من سائر الأساليب التقليدية لتوصيف البوليمرات لأنها تقدم أطياف الشامل مع القرار من n-الصرف الفردية داخل البوليمر التوزيع الشامل. نتيجة لذلك، يمكن أن توفر معلومات دقيقة عن الوزن الجزيئي المتوسط هذه الأطياف الشامل، كرر وحدة الكتلة، والوزن الجزيئي ديسبيرسيتي7، والذي بدوره يمكن توضيح آليات البلمرة المتنافسة مثل سلسلة نقل8 . ومع ذلك، TOF استخدام MS خاصة قوية في توفير المعلومات حول البوليمر نهاية المجموعات9،10، التي يمكن استخدامها لتأكيد نهاية مجموعة تعديلات10،11 وغيرها التحولات12 مثل البوليمر سيكليزيشنز11،13. المثل الهامة، كمية صغيرة نسبيا من أكثر (sub-ميكروغرام) المطلوبة لكتلة والمطيافيه التحليل يجعل هذه التقنية مفيدة لتوصيف عندما تتوفر فقط تتبع كميات من المواد.

ويمكن تقسيم تحليل MS TOF استخدام البوليمرات في أربع خطوات متميزة: عينة إعداد ومعايرة الصك، اقتناء الطيفية، وتحليل البيانات. إعداد عينة هو الخطوة الأكثر أهمية لتوليد الأمثل الأطياف TOF استخدام أسلحة، ويحدث قبل أن يتم إدخال العينة في ال14،صك15. اختيار مصفوفة المناسبة مع معايير القابلية للذوبان مماثلة بوصفها أكثر البوليمر أمر حاسم للحصول على جودة عالية TOF استخدام الأطياف الشامل ومبادئ توجيهية لاختيار مصفوفة قد ذكرت في مكان آخر،،من1415 ،من 1617. قاعدة بيانات لاستخدام "وصفات" لإعداد عينة البوليمر كان أيضا18منشورة على الإنترنت. للبوليمرات الرواية، يمكن تناول مصفوفة اختيار بأول فهم قابلية ذوبان البوليمر، وتحديد مصفوفة مع معلمات الذوبان مماثلة14،19. يمكن البوليمرات مع بروتون عالية تقارب البروتونية بمعظم مصفوفات14 (والتي غالباً ما تحتوي على مجموعات حمض الكربوكسيلية)، ولكن للبوليمرات الأخرى، هو عامل كاتيونيزيشن المطلوب14. أيونات القلويات adduct جيدا مع المحتوية على الأكسجين الأنواع (على سبيل المثال. البوليستر البولستر وبوليثيرس)، بينما الهيدروكربونات غير المشبعة (مثلاً. البوليستيرين) أدوكت مع الفلزات الانتقالية مثل أيونات النحاس والفضة14، 19-للعينات البوليمر في هذه التجربة يحتوي على ذرات أكسجين في العمود الفقري، تريفلورواسيتاتي الصوديوم أو البوتاسيوم (تفا) استخدمت كعامل كاتيونيزيشن. مرة واحدة وقد تم اختيار عناصر المصفوفة وكاتيونيزيشن، يجب أن يكون الأمثل الارتفاع النسبي لأكثر، وعامل الموجبة، ومصفوفة بعناية لضمان إشارة عالية للضوضاء. في هذا الإجراء، المعلمات لإعداد نموذج الفعل تم الأمثل، لكن إجراء تحسين عينة تجريبية (الخطوة 1.4.1.، الشكل 1) التي تختلف بشكل منتظم تركيزات المكونات الثلاثة (أكثر، مصفوفة والايونات الموجبة) فعالة لسرعة تحديد النسب المثلى.

ويتطلب الحصول على البيانات أيضا الاستغلال الأمثل لعدد من المعلمات. وتشمل أهم البارامترات طريقة أيون إيجابية أو سلبية المطياف ووضع التشغيل الصك (الخطية مقابل عاكس) والجهد تسارع والوقت تأخير استخراج. وهناك طريقة أخرى أن القرار يمكن أن يزاد من خلال الاستفادة من "ريفليكترون" وضع20،21،،من2223. ريفليكترون الوضع الزوجي أساسا مسار الرحلة من الأيونات للكاشف بإبراز الأيونات في نهاية الأنبوب رحلة العودة نحو كاشف القرب من المصدر أثناء إعادة تركيز أيونات مع الزخم مختلفة، وزيادة ذلك القرار على الرغم انخفاض قوة الإشارة. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على أعلى القرار الأطياف بتقليل قوة الليزر الذي يقلل نسبة الإشارة إلى الضوضاء بتقليل عدد والطاقة من الاصطدامات وبالتالي الحد من تجزئة والحركية إينهوموجينيتيس24. بضبط كل من هذه المعايير، يمكن أن تركز الأيونات للتقليل من أثر أي إينهوموجينيتي في الموقف المبدئي أو السرعة التي تحدث أثناء عملية الامتزاز الليزر. عندما لبارامترات هي الأمثل، النظائر المشعة يمكن غالباً التوصل إلى حل للايونات مع الجماهير التي تتجاوز 10,000 دا، على الرغم من أن هذا أيضا تعتمد على طول أنبوب الطيران، وتصميم أداة. المركبات العضوية الأكثر التي تحتوي على هيتيرواتوم واحد على الأقل عرضه لالي مع الكاتيونات القلوية مثل الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم. مونويسوتوبيس كثير من الفلزات القلوية أو النظائر محدودة وذلك عدم توسيع نطاق التوزيع.

بينما يمكن ضبطها المعلمات أداة لتحسين دقة البيانات، ودقة البيانات فقط يتحقق مع معايرة مناسبة11. الببتيدات والبروتينات واستخدمت أصلاً كاليبرانتس نظراً لأن مونوديسبيرسيتي وتوافرها، لكنها تعاني من متغير الاستقرار وانتشار الشوائب25. وشملت بدائل أكثر فعالية من حيث التكلفة ومستقرة بوليديسبيرسي البوليمرات26،27،،من2829ومجموعات غير العضوية. لسوء الحظ، هذه الميزة بدائل تفريق الجماهير، وتعقيد المهام الجماعية، فضلا عن الجماهير أصغر عموما، يجعلها مفيدة فقط للتحديدات أدناه 10,000 دا. لمكافحة هذه القضايا، غرايسون وآخرون. 25 وضعت على أساس ديندريمير، البوليستر نظام معايرة MS مونوديسبيرسي، ويضم كل مصفوفة واسعة والتوافق المذيبات، وصلاحية الاستقرار (> 8 سنوات)، وانخفاض تكلفة الإنتاج. استناداً إلى نقاط القوة في هذا النظام، قد اختيرت كاليبرانت لهذه التجارب.

هناك نوعان رئيسيان من المعايرة: الداخلية والخارجية30. عند معايرة خارجياً، توضع معياراً مع الجماهير التي قوس لأكثر على استخدام لوحة الهدف في وضع نماذج مختلفة من أكثر لتوليد طيف كتلة منفصلة يمكن من خلاله إنشاء ملف معايرة. من ناحية أخرى، زيادة الدقة وكثيراً ما يمكن أن يتحقق مع معايرة داخلية، الذي ينطوي على خلط في كاليبرانت مع أكثر للحصول على طائفة مختلطة مع إشارات كاليبرانت وأكثر. في الإجراء الموضح أدناه، تم تنفيذ معايرة خارجية. بعد معايرة المقياس الشامل السليم، يمكن الحصول على بيانات أكثر دقة الشامل. للتأكد من معايرة الأكثر دقة، من المهم أن يتم الحصول على البيانات قريبا بعد المعايرة.

وأخيراً، مجرد معايرة الأمثل، تم اقتناء مجموعات البيانات، وتم تحليل البيانات لتوفير المعلومات الهيكلية حول عينات البوليمر. التباعد بين n-الصرف ضمن توزيع البوليمر يمكن تقديم القياس الدقيق لوحدة مكرر الشامل. عدد متوسط الوزن الجزيئي (من) والآخر حسابات التوزيع الجماعي (مثلاً، مث (وزن متوسط الوزن الجزيئي) و Đ (ديسبيرسيتي)) يمكن أيضا تحديد من توزيع إشارة في (أطياف الشامل الخطوة 4.2 لحسابات). وربما آخر فريد، في حالة هوموبوليميرس، مجموع الجماهير الفريق نهاية يمكن تأكيدها بتحديد الإزاحة لتوزيع البوليمر فيما يتعلق بكتلة وحدات مكررة وحدها. الغنية بالمعلومات TOF استخدام الأطياف الشامل تقديم توصيف قيمة البيانات التي تعتبر مكملة لتقنيات توصيف البوليمر أكثر تقليدية مثل حجم الاستبعاد اللوني، تحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراء، و الرنين المغناطيسي النووي.

Protocol

تنبيه: تم تشغيل جميع ردود الفعل في غطاء دخان. الرجاء قراءة جميع المواد سلامة البيانات أوراق (MSDS) لأي مادة كيميائية تستخدم واتخاذ الاحتياطات الملائمة.

1. إعداد نموذج

  1. إعداد مصفوفة الحلول الأسهم
    1. حل 20 ملغ حمض α-سينو-4-هيدروكسيسيناميك (ةككا) في مل 1 رباعي هيدرو الفوران-هيدروكربونية (THF)، ودوامه حتى يذوب.
    2. حل 20 ملغ حمض 2، 5-ديهيدروكسيبينزويك (المجالس الصحية المحلية) في 1 مل THF، ودوامه حتى يذوب.
  2. إعداد الحل الأرصدة الموجبة القلوي
    1. حل 2 مغ من الصوديوم تريفلورواسيتاتي (ناتفا) في 1 مل THF، ودوامه حتى يذوب.
    2. حل 2 مغ تريفلورواسيتاتي البوتاسيوم (كتفا) في 1 مل THF، ودوامه حتى يذوب.
  3. إعداد الحلول أكثر الأسهم
    1. نموذج 1: حل 2 مغ حمض الخليك الاثير 2-أمينو إيثايل بولي (جليكول) (من = 5000) في 0.5 مل من THF، ودوامه حتى يذوب.
    2. نموذج 2: حل 2 مغ bis(azide) بوليوكسيثيليني (من = 2000) في 0.5 مل من THF، ودوامه حتى يذوب.
    3. نموذج 3: حل 2 مغ poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) في 0.5 مل من THF، ودوامه حتى يذوب.
  4. إعداد الخلائط عينة للتحليل
    1. إعداد مجموعة من الحلول عن طريق خلط حل المصفوفة وأكثر والايونات الموجبة بينما متفاوتة الارتفاع النسبي للمكونات مثل أن الخلائط تسعة نماذج فريدة من نوعها مصنوعة. على سبيل المثال، حفظ كمية إضافة مصفوفة حل الأسهم ثابت (مثلاً.، 10 ميليلتر)، تختلف كمية الحل أكثر من ثلاثة إضعاف (مثلاً.، 45 و 15، و 5 ميليلتر)، بينما أيضا اختلاف مقدار الحل الموجبة بثلاثة إضعاف (على سبيل المثال ., 9 و 3 و 1 ميليلتر). هذه العينات تعطي فعالية شبكة 3 × 3 عينات مع اثنين من المتغيرات مختلفة تركز على x و y محاور (الشكل 1).
    2. على سبيل المثال الممثل، الجمع بين 15 ميليلتر لحل poly(L-lactide)، مع 15 ميليلتر من حل المجالس الصحية المحلية، و 1 ميليلتر من الحل ناتفا.
    3. "الماصة؛" ميكروليتر 1 من كل خليط الحل على نموذج فردية أيضا على استخدام لوحة الهدف (الشكل 2). إضافة العينات تدريجيا في أجزاء صغيرة للحيلولة دون تتدفق من البئر عينة، السماح لكل قاسمة تتبخر إلى جفاف قبل إضافة نموذج إضافي العينة.
      ملاحظة: لأعلى نقطة الغليان المذيبات، بندقية هوائية قد تكون ضرورية للإسراع بتبخر المذيبات، أن كان ينبغي توخي الحذر لتجنب التدفئة لوحة عينة، مما قد يتسبب في لوحة للالتفاف.
  5. إعداد عينات قياسية للمعايرة
    1. إعداد معايير المعايرة استخدام بروتوكول المورد المقترح.
      ملاحظة: كاليبرانتس Dendrimer اختيرت لهذه الدراسة وتتوفر ديندريميرس نقية أو ممزوجة مسبقاً مع المصفوفة، كاليبرانت والايونات الموجبة في نسب الأمثل.

2-البيانات اقتناء الأمثل

  1. الشروع في الحصول على البيانات
    1. فتح برنامج اقتناء البيانات "فليكسكونترول".
    2. إخراج منهاج لتمكين تحميل لوحة الهدف بالضغط "Equation 1" زر.
    3. بلطف ضع لوحة الهدف مع تحميل عينات كاليبرانت وأكثر على النظام الأساسي في الاتجاه المناسب.
    4. استخدام برنامج اقتناء لحقن لوحة الهدف في النظام الأساسي عن طريق الضغط "Equation 1" الزر مرة أخرى.
    5. حدد طريقة الحصول على بيانات ملائمة (طريقة اكتساب وضع إيجابي) بالضغط على الملف | حدد أسلوب.
      ملاحظة: من المتوقع لمعظم البوليمر العينات، بما في ذلك لدينا تحليلها الممثل، التأين عن طريق complexation مع الموجبة، وعليه، أنسب أسلوب اكتساب وضع إيجابي. اعتماداً على هذا الصك، لانخفاض نطاقات الشامل (500-10,000 دا) أو عندما يتم المطلوب دقة أعلى، حدد ملف طريقة وضع عاكس. مقبول للوزن الجزيئي أعلى العينات أو عندما يكون أعلى إشارة حساسية القرار اللازم، وانخفاض، وحدد ملف أسلوب النمط خطي.
    6. قبل الحصول على البيانات، تأكد من طائفة أسلحة مناسبة لجمع البيانات مثالي تحديد النطاق الشامل ستشمل نصف كتلة أدنى في توزيع المتوقعة، فضلا عن ضعف كتلة أعلى في التوزيع المتوقع. التحقق من هذا بواسطة النقر فوق علامة التبويب الكشف عن عرض النطاق الجماهيري.
      ملاحظة: وهذا يساعد على ضمان أن الإشارة من شظايا تدهور الوزن الجزيئي أقل أو أعلى المجاميع الوزن الجزيئي (ديمر) التي قد تكون موجودة في العينة مدرجة في مجموعة البيانات. أيضا، نلاحظ أن المصفوفة ليغومرات كثيرا ما لاحظت بكثافات عالية الإشارة في معظم الأطياف TOF استخدام أسلحة، توفير الضوضاء عالية الكثافة مع الجماهير مرتفعا كما 1,000 دا، تعقيد التحليل أدناه هذه الكتلة. على الرغم من المعايرة ستلزم قبل الحصول على مجموعة البيانات نهائية، ملف معايرة دقيقة يمكن فقط الحصول عليها إذا كان يتم استخدام معلمات متطابقة اقتناء تلك الأمثل لأكثر خاصة. ولذلك، مطلوب من تحسين أولية من الطيف الشامل أكثر قبل المعايرة، متبوعاً اكتسابها من طائفة الشامل أكثر معايرة.
  2. الحصول على البيانات الأولية
    1. من اقتناء البرمجيات، حدد الموضع على لوحة الهدف الذي يناظر أكثر المطلوب.
    2. بدء جمع البيانات أثناء تحريك هدف الليزر حول العينة إلى أقصى حد الإشارة. للبدء في جمع البيانات، اضغط ابدأ.
      ملاحظة: يمكن أن يستنفد الليزر المصفوفة في موقع معين بعد تكرار أخذ العينات.
    3. باستخدام شريط الانزلاق على الجانب الأيسر من إطار الكاميرا، ضبط السلطة الليزر أن تحقق السلطة الحد الأدنى اللازم لتحقيق القرار النظائر.
      ملاحظة: عند تحليل عينات متعددة لتأكيد نسبة مثلى أكثر والموجبة، ومصفوفة، استخدام نفس السلطة الليزر في كل من العينات أكثر لتحديد المعارض الذي عينة إشارة/الضوضاء أفضل نسبة للمعلمات اقتناء تلك. مواصلة التحسين اقتناء مستقبلا مع العينة التي تظهر على المعرض أفضل إشارة إلى نسبة الضوضاء.
  3. تحسين الحصول على البيانات
    1. بتكبير ذروة فردية في منتصف النطاق الشامل للفائدة، تحسين القرار بضبط الفارق في الفولتية التسارع (للصكوك في هذه الدراسة، وهذا ينطوي على تعديل القيمة "IS2")، وهو في مطياف علامة التبويب.
      ملاحظة: هذا هو الأمثل الأكثر سرعة باختلاف القيمة IS2 بخطوات كبيرة، إذ تحيط علما الذي يولد قيمة الدقة أفضل (أي.، أصغر كامل العرض ذروته في نصف كثافة إشارة الحد الأقصى)، وكذلك الاستفادة المثلى من ثم في خطوات أصغر من قيمة IS2. عادة ما يكون قيمة IS2 الأمثل أعلى (أقرب إلى IS1) للبوليمرات الشامل منخفضة، وأقل للبوليمرات جماعية عالية.
    2. إذا رغبت في ذلك، زيادة دقة باستخدام طريقة ريفليكترون.
      ملاحظة: يسمح الوضع ريفليكترون للتعويض عن الاختلافات في السرعة الأولية من الأيونات من نفس m/z بإجبار الأيونات سرعة أعلى من قيمة m/z نفس مسار أطول للجهاز. هذه الزيادة في مسار الجهاز يسمح لأيونات أبطأ من نفس القيمة m/z للوصول إلى الجهاز في نفس الوقت، تركز الأيونات لقرار زيادة فعالية. على الرغم من تحسن الوضع ريفليكترون عادة القرار إشارة للعينات مع كثافة إشارة ضعيفة، وقد يلزم وضع الخطية بغية تصور البيانات.
    3. وأخيراً، تحسين قوة الليزر بتقليل قوة الليزر منخفضة قدر الإمكان بينما لا يزال توليد إشارة معقولة إلى نسبة الضوضاء (على سبيل المثال.، إشارة إلى نسبة الضوضاء من ما يقرب من 10).
      ملاحظة: نظراً لارتفاع الليزر القوى عموما تقليل دقة ويمكن أن يؤدي إلى تجزئة، الأطياف الشامل مع أفضل نوعية تكتسب باستخدام الليزر انخفاض الطاقة ولكن عددا أكبر من عمليات المسح.
    4. مرة واحدة هي الأمثل لبارامترات، حفظ الأطياف الشامل uncalibrated عن طريق تحديد الملف ومن ثم الطيف حفظ الملف ك. لمعايرة الخارجية، اقتناء جديد من كاليبرانت تحت هذه المعلمات متطابقة، الأمثل يجب أن يتم قبل البدء في عملية شراء جديدة لتوليد طيف كتلة معايرة أكثر.

3-استخدام المعايرة

  1. الحصول على الطيف الشامل المعايرة
    1. استخدام معلمات اقتناء الفعل الأمثل لأكثر، الحصول طيف شامل أمثل لعينة من المعايير الجماعية.
      ملاحظة: من الناحية المثالية، مجموعة المعايرة ينبغي أن يشمل معيار واحد أعلاه نطاق الاهتمام وواحدة أدناه، وواحد على الأقل في مجموعة الفوائد. دقة المعايرة أفضل إذا كانت جميع اكتساب معلمات متطابقة لكل العينات.
  2. قم بإنشاء ملف المعايرة
    1. تأكد من أن أي المعايرة الحالية هي باطلة أو تتمكن من الكتابة فوق بواسطة الضغط على إبطال المعايرة تحت مطياف علامة التبويب.
    2. استخدام نفس المعلمات اقتناء (مثلاً.، الليزر الطاقة، الجهد IS2)، حرك الليزر للبئر عينة تحتوي على كاليبرانت (مثلاً.، الببتيد ديندريمير القياسية،) عن طريق تحديد المقابلة جيدا مع المؤشر واكتساب طيف بالضغط على ابدأ.
  3. بمجرد إشارة كافية قد اكتسبت، اضغط البدء إلى الانتهاء من الحصول على البيانات.
  4. مرة واحدة قد اكتسبت طائفة شامل من كاليبرانت، حدد القائمة المنسدلة قائمة التحكم الشامل في علامة التبويب المعايرة الذي يتوافق مع ذلك المعايرة القياسية. قائمة المراقبة الجماعية المناسبة سيكون لها جماهير مرجع كاليبرانت مختارة مع الأيونات الموجبة المناسبة.
    ملاحظة: هذه ينبغي أن تكون متاحة من المورد كاليبرانت، وتأكد من استخدام القيم الجماعية مونويسوتوبيك عندما يتحقق القرار النظائر المشعة (مثلاً.، وضع عاكس أدناه m/z = 5000)، وكتلة متوسط القيم عند القرار النظائر لا يمكن أن يتحقق (مثلاً، وضع الخطي أعلاه m/z = 5000)،
  5. قبل مطابقة ذروة الإشارة المقابلة لكل ذروة كاليبرانت المحددة، تأكد من أن ذروة مناسبة انتقاء بروتوكول يستخدم عن طريق تحديد علامة التبويب معالجة .
    ملاحظة: يمكن أن تختلف استناداً إلى القرار الطيفية بروتوكولات الانتقاء الذروة. لحساب متوسط جماعي، يجب أن البرنامج المعدل الشامل عبر السلسلة بأكملها من قمم النظائر. لحساب كتلة مونويسوتوبيك، يجب تعيين البرنامج لحساب كتلة الدقيق لذروة النظائر الأولى فقط.
  6. تطبيق كتلة مرجع من القائمة التحكم الشامل للإشارة المقابلة الطيف الشامل كاليبرانت بتحديد منطقة إلى يسار ذروة الاهتمام وثم النقر على كتلة المطابقة في قائمة المراقبة لتطبيق. مواصلة العملية لقمم كاليبرانت المتبقية.
    ملاحظة: لمعايرة الأكثر دقة ودقة، وضع العينات أكثر وكاليبرانت متقاربة قدر الإمكان على لوحة الهدف، نظراً للاختلافات خفية في الارتفاع لوحة الهدف يمكن أن يؤثر على دقة المعايرة.
  7. معاودة اكتسابها الطيف أكثر مرة واحدة قد تم معايرة الحجم الشامل للمعلمات اقتناء الأمثل.

4-بيانات التحليل والتفسير

  1. ذروة الانتقاء
    1. فتح الطيف أكثر في برامج تحليل البيانات (فليكساناليسيس).
    2. التكبير في ذروتها تحديد ما إذا كان القرار النظائر المشعة قد تحقق عن طريق تحديد الزر تكبير/تصغير في نطاق X .
    3. اضغط على قائمة أسلحة | البحث عن لتحديد القمم. في حالة حل ذروة مونويسوتوبيك، حدد هذه الذروة الأولى في توزيع النظائر المشعة لتحديد الكتلة استخدام بروتوكول ذروة-انتقاء مونويسوتوبيك. إذا لم يتم حل ذروة مونويسوتوبيك، ذروة جماعي متوسط الانتقاء البروتوكول، وتحديد متوسط كتلة توزيع النظائر كاملة.
    4. تستمر هذه الذروة الانتقاء عملية لكل n-مير في توزيع البوليمر.
  2. بوليمر توصيف ونهاية المجموعة تحليل الحسابات
    ملاحظة: TOF استخدام MS عندما تستخدم بشكل صحيح، يمكن توفير بيانات قيمة ودقيقة لحسابات التوزيع الجماعي للبوليمرات. تجدر الإشارة إلى أن بيانات التوزيع الشامل فقط دقيقة عند ديسبيرسيتي عينة البوليمر منخفض نسبيا (على سبيل المثال-، نحو Đ= 1.3 أو أدناه).
    1. حساب الوزن الجزيئي عدد متوسط، متوسط الشامل فيما يتعلق بعدد جزيئات كل الكسر الشامل، باستخدام الصيغة:
      Equation 2
      حيث Nأنا = عدد جزيئات محددة الوزن الجزيئي و Mأنا = الوزن الجزيئي محددة لتلك الجزيئات.
    2. حساب الوزن الجزيئي متوسط الوزن المتوسط الشامل فيما يتعلق بوزن كل جزء الشامل، باستخدام الصيغة:
      Equation 3
      حيث N أنا = عدد جزيئات محددة الوزن الجزيئي و M أنا = الوزن الجزيئي محددة لتلك الجزيئات.
    3. مرة واحدة وقد حسبت كل مث ومن ، تحديد مقدار اتساع نطاق توزيع الوزن الجزيئي باستخدام نسبة Mw/Mn الذي يسمى ديسبيرسيتي، Đ.
    4. ميزة فريدة من نوعها وأكثرها قوة TOF استخدام مرض التصلب العصبي المتعدد وتحليل البيانات هو القدرة على تحديد أو تأكيد مجموعات نهاية هوموبوليميرس. تحديد نهاية المجموعة بإعادة ترتيب المعادلة التالية لكتلة ملاحظتها نون-مير في الطيف الشامل (من مير):
      من-مير = n (مرو ) + + + مEG2 مEG1 مأيون
      حيث n = درجة البلمرة،
      مEG1 = كتلة من مجموعة α-نهاية،
      مEG2 = كتلة من مجموعة ω-نهاية،
      مرو = كتلة وحدة التكرار من البوليمر،
      و مأيون = الكتلة لايون أن المجمعات مع البوليمر.

Representative Results

نموذج 1: عينة من بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل حمض الخليك خماسي البروم ثنائي الفينيل (من = 5000) (الشكل 3) تم تحليلها باستخدام تريفلورواسيتاتي البوتاسيوم كعامل كاتيونيزيشن مع ةككا المصفوفة. أظهر الطيف المتوقعة ك+ أدوكتس فضلا عن تلك التي لوحظت من بقايا نا+.

TOF استخدام MS يؤكد توزيع ضيق (الشكل 3) بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل حمض الخليك خماسي البروم ثنائي الفينيل (من = 5000). لأن ذروة مونويسوتوبيك (التي تضم حصرا الأكثر وفرة عنصري النظائر، إلا وهي 12ج وس 1ح 16و 14N) لا تحل بما فيه الكفاية لتمكين هويتها، يتم استخدام بروتوكول بيكينج بيك أن تحدد كتلة متوسط عبر توزيع النظائر كاملة لكل ذروة n-مير. وبالمثل، تتحدد كافة الحسابات النظرية باستخدام متوسط، بدلاً من مونويسوتوبيك، والجماهير لكل عنصر. استخدام المعادلات من الخطوة 4، استخدم برمجيات التحليل لحساب الخصائص التالية لتوزيع كتلة البوليمر: من: 4700، مث: 4710، Đ: 1.00.

من أجل تأكيد هوية الجماعات نهاية، اختير الأفراد ن مير (104) لمزيد من التحليل (الشكل 4). مع حسابات التوزيع الشامل، لأنه لا يمكن أن تحل في ذروة مونويسوتوبيك، متوسط القيم الجماعية واستخدمت للحسابات اللاحقة. القيمة النظرية الجماعية 104-مير من بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل الاثير حمض الخليك تتألف من كتلة وحدات تكرار (44.0530 × 104) بالإضافة إلى كتلة المجموعة نهاية α-أمين (+ 16.02300) وكتلة الفريق نهاية الكربوكسيل ω (+ 59.0440) بالإضافة إلى كتلة من البوتاسيوم الموجبة (+ 39.09775) التي تعطي كتلة إجمالية 104-مير من 4695.67675. هو القيمة التي تمت ملاحظتها الشامل ل 104-مير + ك+ 4695.5 الذي يطابق القيمة النظرية، نظراً لدقة الحسابات الجماعية متوسط. سلسلة قمم أصغر حجماً والإزاحة في الطيف يناظر البوليمر الإشعاعات المؤينة مع الصوديوم حيث تتألف القيمة النظرية الجماعية 104-مير من الكتلة لوحدات التكرار (44.0530 × 104) بالإضافة إلى كتلة مجموعة نهاية α-أمين (+ 16.02300) بالإضافة إلى كتلة من مجموعة نهاية الكربوكسيل ω (+ 59.0440) بالإضافة إلى كتلة الأيونات الموجبة الصوديوم (+ 22.98922) إعطاء كتلة إجمالية 104-مير من 4679.56822. هو القيمة التي تمت ملاحظتها الشامل ل 104-مير + Na+ 4679.4 التي لا تختلف عن القيمة النظرية 0.2 دا. مجموعة قرارات أكثر دقة لنهاية كتلة يمكن تحديده من خلال قياس المتوسط عبر قمم متعددة، وقد نوقشت في أماكن أخرى11.

بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل خماسي البروم ثنائي الفينيل في حمض الخليك (من = 5000) عينة الإبقاء على توزيعه ضيقة عند فونكتيوناليزيد بشكل انتقائي برد فعل (الشكل 5) مع 2، 4-دينيتروفلوروبينزيني (دنفب) (الشكل 6). Adducts الصوديوم الطيف معارضها واستخدام ةككا المصفوفة.

TOF استخدام MS يؤكد توزيع ضيق (الشكل 6) بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل حمض الخليك خماسي البروم ثنائي الفينيل (من = 5000) عند تعديل مع دنفب. استخدام المعادلات من الخطوة 4، استخدم برمجيات التحليل لحساب الخصائص التالية لتوزيع كتلة البوليمر: من: 4940، مث: 4950 Đ: 1.00.

من أجل تحديد ما إذا كانت كاملة الروغان من بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل خماسي البروم ثنائي الفينيل في حمض الخليك (من = 5000) قد وقعت مع دنفب، اختير n-مير فردية للتوزيع للتحليل (الشكل 7). ردت كتلة النظرية 104-مير فونكتيوناليزيد بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل الاثير حمض الخليك مع 2، 4-دينيتروفلوروبينزيني تتكون من 44.0530 × 104 (كتلة وحدات تكرار) + 182.115 (كتلة من مجموعة α-أمين تجاوب مع 2، 4- دينيتروفلوروبينزيني) 59.044 (كتلة من مجموعة الكربوكسيل) + 22.98922 (كتلة الأيونات الموجبة الصوديوم) = 4845.66022. القيمة التي تمت ملاحظتها الشامل ل n = 104 هو 4845.8 وهو-0.1 دا مختلفاً عن القيمة النظرية. هذا الاتفاق الوثيق بين القيم النظرية والملاحظة إرشادي لتعديل المواد البداية كاملة للمنتج، ولكن الأهم من ذلك، عدم وجود إشارات المقترنة بانطلاق المواد، 4811.72722 و 4855.78022 لهذا النطاق الشامل، أو أي مشتقات إضافية تؤكد الروغان الانتقائي الكمي الأمين. ويلاحظ ذروة ثانية في 4823.8 الذي يطابق 103-مير البوليمر فونكتيوناليزيد، ولكن مع فقدان البروتون في حمض الكربوكسيلية في نهاية المجموعة تلك المجمعات مع أيون الصوديوم آخر مع كتلة نظرية من 4823.58899 التي لديها فرق من-0.2 دا.

نموذج 2: عينة bis(azide) بوليوكسيثيليني (من = 2000) (الشكل 8) تم تحليلها باستخدام تريفلورواسيتاتي الصوديوم كعامل كاتيونيزاتيون وهككا المصفوفة وإلا عرضت المتوقعة أدوكتس نا+ .

بسبب القرار تحقق في هذا النطاق الشامل أقل، يمكن بسهولة أن تحل على قمم مونويسوتوبيك لكل من n-الصرف، وحتى اختير ذروة مونويسوتوبيك انتقاء بروتوكول (في المتوسط سوى إشارة جماعية الذروة الأولى في توزيع النظائر ) وتستخدم جميع الحسابات المقابلة الجماهير مونويسوتوبيك لكل عنصر. TOF استخدام MS يؤكد توزيع ضيق (الشكل 8) bis(azide) بوليوكسيثيليني (من = 2000). استخدام المعادلات من الخطوة 4، استخدم برمجيات التحليل لحساب الخصائص التالية لتوزيع كتلة البوليمر: من: 1940، مث: 1950، Đ: 1.01.

من أجل تأكيد نهاية المجموعة الروغان، اختير الأفراد ن مير (42) (الشكل 9). كما هو الحال مع إرسالات المحدد أعلاه، استخدمت الجماهير مونويسوتوبيك لأن قمم مونويسوتوبيك تم حل جيد في توزيع النظائر كل n-مير. تعادل قيمتها قيمة الشامل النظري من 42-مير bis(azide) بوليوكسيثيليني 44.02621 × 42 (كتلة وحدات تكرار) + + + 70.04052 (كتلة الفريق نهاية أزيدويثيل) 42.00922 (كتلة الفريق نهاية أزيدو) 22.98922 (كتلة الأيونات الموجبة الصوديوم) = 1984.13978. القيمة التي تمت ملاحظتها الشامل ل n = 42 هو 1983.95 وهي تختلف عن القيمة النظرية 0.19 دا. تجدر الإشارة إلى أن وظيفة أزيد خصوصا في أعلى الليزر القوى، يمكن أن يحمل شظايا يتواجد؛ ومع ذلك، وهذا لم يلاحظ في هذه القضية المحددة31.

Polyoxyethylene bis(azide) (من = 2000) عينة الإبقاء على توزيعه ضيقة عند فونكتيوناليزيد بشكل انتقائي بفعل سيكلواديشن أزيد تشجعهن نحاس-ألكاين (الشكل 10) مع 1-اثينيل-4-فلوروبينزيني(EFB) (الشكل 11) أن تسفر عن مجموعة 4-فلوروفينيلتريازوليل (FPT). أظهرت الأطياف المتوقعة نا+ أدوكتس من استخدام تريفلورواسيتاتي الصوديوم كعامل كاتيونيزاتيون وهككا المصفوفة.

TOF استخدام MS يؤكد توزيع الضيقة (الرقم 11) من bis(azide) بوليوكسيثيليني (من = 2000) بعد الروغان مع EFB. استخدام المعادلات من الخطوة 4، تم استخدام برمجيات التحليل لحساب البوليمر الصفات المميزة التالية: من: 2240 مث: 2250، Đ: 1.00.

لتأكيد الروغان كاملة من العينة، استخدمت الجماهير مونويسوتوبيك لتحليل محدد فردية n-مير (42) (الشكل 12). القيمة النظرية الجماعية من 42-مير bis(azide) بوليوكسيثيليني ورد مع 1-اثينيل-4-فلوروبينزيني يناظر 44.02621 × 42 (كتلة وحدات تكرار) + 162.04675 (كتلة الفريق نهاية FPT) 190.07805 (الشامل FPT إيثيل نهاية المجموعة مع 1-اثينيل-4-فلوروبينزيني) + 22.98922 (كتلة الأيونات الموجبة الصوديوم) = 2224.21484. القيمة التي تمت ملاحظتها الشامل ل n = 42 هو 2224.16 وهي تختلف عن القيمة النظرية 0.05 دا.

نموذج 3: عينة poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) (الشكل 13) تم تحليلها باستخدام تريفلورواسيتاتي الصوديوم كعامل كاتيونيزيشن وإلا عرضت المتوقعة adducts نا+ والمجالس الصحية المحلية المصفوفة.

TOF استخدام MS يؤكد توزيع الضيقة poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) (الشكل 13). استخدام المعادلات من الخطوة 4، استخدم تحليل البرنامج لحساب خصائص البوليمر التالية: من: 2310، مث: 2360، Đ: 1.02.

لتأكيد الروغان كاملة من العينة، استخدمت الجماهير مونويسوتوبيك لتحليل محدد فردية n-مير (26) (الشكل 14). القيمة النظرية الجماعية 26-مير من poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) يناظر 72.02113 × 26 (كتلة وحدات تكرار) + 17.00274 (كتلة من مجموعة الهيدروكسيل) + 61.0112 (كتلة من مجموعة نهاية ثيول ω) 22.98922 (كتلة من الصوديوم الأيونات الموجبة) = 1973.55254. القيمة التي تمت ملاحظتها الشامل ل n = 26 هو 1973.62 وهو-0.07 دا مختلفاً عن القيمة النظرية. ويلاحظ إشارة أصغر في 2045.74 الذي يتوافق مع 72.02113 × 27 (كتلة وحدات تكرار) + 17.00274 (كتلة من مجموعة الهيدروكسيل نهاية) + 61.0112 (كتلة من مجموعة نهاية ثيول ω) 22.98922 (كتلة الأيونات الموجبة الصوديوم). كتلة النظرية هو 2045.57367 واختلاف 0.17 من الدمار الملاحظ. كرر هذه الكثافة صغيرة، الفردية وحدة إرشادية من الجزيئيات التبادلي خلال الطوق فتح بلمرة حمض الالكتيك. ثالث، هو لاحظ ذروة طفيفة جداً في 2057.73. وهذا هو-0.14 دا يختلف عن النظرية كتلة poly(L-lactide) مع مجموعة نهاية حمض الكربوكسيلية (بدلاً من مجموعة ثيول نهاية) مع كتلة نظرية 72.02113 × 27 (كتلة وحدات تكرار) + 17.00274 (كتلة من مجموعة الهيدروكسيل نهاية) + 73.02895 (كتلة حمض الكربوكسيلية) + 22.98922 (كتلة الأيونات الموجبة الصوديوم) = 2057.59142. من المرجح أن هذا الحدث الأصغر إضافية نتيجة لبدء من المياه خلال الطوق فتح البلمرة مونومر لاكتيدي.

Poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) عينة الإبقاء على توزيعه ضيقة عند فونكتيوناليزيد بشكل انتقائي بفعل ثيول-شرق (الشكل 15) مع ماليميدي (الشكل 16). أظهرت الأطياف المتوقعة نا+ أدوكتس من استخدام تريفلورواسيتاتي الصوديوم كعامل كاتيونيزيشن والمجالس الصحية المحلية المصفوفة.

TOF استخدام MS يؤكد توزيع الضيقة poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) بعد فعل ثيول-شرق مع ماليميدي (الشكل 16). استخدام المعادلات من الخطوة 4، تم استخدام برمجيات التحليل لحساب البوليمر الصفات المميزة التالية: من: 2310، مث: 2340، Đ: 1.01. تجدر الإشارة إلى أن الانخفاض البالغ من و مث بالمقارنة مع المواد البداية سبب التحيز التأين (واحد من أوجه القصور في استخدام TOF MS). عندما التعديل إلى انطلاق المواد نسبيا الصغيرة (دا ~ 97 في هذا التعديل خاصة) وديسبيرسيتي ينقص بعد التعديل، ويمكن أن تصبح العمليات الحسابية MS TOF استخدام متوسط الوزن الجزيئي أقل دقة.

لتأكيد الروغان كاملة poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) مع ماليميدي عن طريق فعل ثيول-شرق، واستخدمت الجماهير مونويسوتوبيك لتحليل محدد فردية n-مير (26) (الشكل 17). تعادل قيمتها قيمة جماعية النظرية 26-مير من poly(L-lactide) ثيول أنهى إلى 72.02113 × 26 (كتلة وحدات تكرار) + 17.00274 (كتلة من مجموعة الهيدروكسيل نهاية) + 158.02757 (كتلة من ω-ثيول نهاية مجموعة مرتبطة ماليميدي) 22.98922 (الشامل الصوديوم الموجبة) = 2070.56891. القيمة التي تمت ملاحظتها الشامل ل n = 26 هي 2070.54 وهي تختلف عن القيمة النظرية 0.03 دا. نفس الأنواع الإشعاعات المؤينة مع البوتاسيوم ويلاحظ أيضا في 2086.49، الذي يتوافق مع نموذج فرق دا 0.05 كتلة النظرية. ويلاحظ ذروة صغيرة جداً في 2167.58 الذي يتوافق مع 72.02113 × 28 (كتلة وحدات تكرار) + 72.02168 (كتلة من شاردة كاربوكسيلات) + 22.98922 (كتلة الأيونات الموجبة الصوديوم) + 17.00274 (كتلة من مجموعة الهيدروكسيل نهاية) 38.96371 (كتلة من البوتاسيوم الموجبة). كتلة النظرية هو 2167.56844 وهي-0.01 الفرق من الدمار الملاحظ ويدل على شوائب تتبع نفس من استهلال المياه الذي لوحظ في بداية المادة. هذا البوليمر المعارض التأين بما يعادل واحد من الصوديوم، البوتاسيوم، وفقدان بروتون. فقدان بروتون حمض الكربوكسيلية وكومبليكسيشن مع الكاتيونات اثنين طريقة شائعة للتأين للبوليمرات فونكتيوناليزيد حمض مونوكاربوكسيليك. من المهم ملاحظة أن تحول نفسها في الكتلة التي يتم ملاحظتها لنواتج التفاعل ثيول-شرق لا تحدث لهذا المركب منتهية بحمض الكربوكسيلية كما يشير إلى أنها تفتقر إلى مجموعة ثيول نهاية الخضوع لرد فعل الروغان.

Figure 1
رقم 1:3 × 3 الشبكة لتحديد نسبة العينة. باستخدام شبكة 3 × 3 عينات، تركيزات النسبية كاتيونيزاتيون عامل-أكثر-مصفوفة يمكن أن منهجية تختلف تجريبيا تحديد إعداد نموذج أمثل. ويتم ذلك عادة قبل عقد واحد من ثلاثة متغيرات ثابتة (15 ميليلتر لحل أكثر) مع زيادة كمية أخرى اثنان (وكيل كاتيونيزيشن (المحور الصادي) ومصفوفة (س)) عناصر من مجموعة متعددة (3-fold في المثال يصور). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
رقم 2: لوحة الهدف TOF استخدام MS. لوحة الهدف TOF استخدام "مرض التصلب العصبي المتعدد" هو لوحة معدنية الذي يحمل عينات MS TOF مالد في الآبار الفردية للتحليل. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3: TOF استخدام الطيف الشامل لنموذج 1- هذا الطيف الكامل يبين التوزيع العام لبولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل حمض الخليك خماسي البروم ثنائي الفينيل (من= 5000) المتأين مع نا+ وك+. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4: TOF استخدام الطيف الشامل من وحدة تكرار الفردية من عينة 1- يظهر هذا الطيف وحدة تكرار فردية من بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل حمض الخليك خماسي البروم ثنائي الفينيل (من = 5000) لتحليل مجموعة نهاية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الرقم 5: رد فعل مخطط لتعديل نموذج 1- لتأكيد نهاية مجموعات مواد البدء، كان رد فعل poly(ethylene glycol) 2-أمينو إيثايل الاثير حمض الخليك مع 2، 4-دينيتروفلوروبينزيني (يعرف أيضا باسم كاشف سانجر). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 6
رقم 6: TOF استخدام الطيف الشامل لتعديل نموذج 1- هذا الطيف الكامل يبين التوزيع العام لبولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل حمض الخليك خماسي البروم ثنائي الفينيل (من = 5000) فونكتيوناليزيد مع 2، 4-دينيتروفلوروبينزيني. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 7
رقم 7: TOF استخدام الطيف الشامل من وحدة تكرار الفردية من عينة 1modification- بغية تأكيد نهاية المجموعة الروغان، يظهر هذا الطيف وحدة تكرار فردية من بولي (جليكول) 2-أمينو إيثايل حمض الخليك خماسي البروم ثنائي الفينيل (من = 5000) بعد رد فعل مع 2، 4-دينيتروفلوروبينزيني. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 8
الشكل 8: TOF استخدام الطيف الشامل للعينة 2. هذا الطيف الكامل يبين التوزيع العام ل polyoxyethylene bis(azide) (من = 2000) المتأين مع نا+ أدوكتس. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 9
الشكل 9: TOF استخدام الطيف الشامل من وحدة تكرار الفردية من عينة 2- يظهر هذا الطيف تكرار وحدة polyoxyethylene مكررا-أزيد (من = 2000) بغية تأكيد نهاية المجموعات الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 10
رقم 10: رد فعل مخطط لتعديل نموذج 2. للتأكد من مجموعات نهاية انطلاق المواد، polyoxyethylene مكررا-أزيد (من = 2000) كان رد فعل مع 1-اثينيل-4-فلوروبينزيني عن طريق سيكلواديشن ألكاين أزيد النحاس حفزت (كواك). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 11
رقم 11: TOF استخدام الطيف الشامل لتعديل نموذج 2. هذا الطيف الكامل يبين التوزيع العام ل polyoxyethylene bis(azide) (من = 2000) فونكتيوناليزيد مع 1-اثينيل-4-فلوروبينزيني. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 12
الشكل 12: TOF استخدام الطيف الشامل وحدة تكرار الفردية لتعديل نموذج 2. يظهر هذا الطيف وحدة تكرار فردية من polyoxyethylene bis(azide) (من = 2000) تجاوب مع 1-اثينيل-4-فلوروبينزيني عبر سيكلواديشن أزيد تشجعهن النحاس-إضافة تأكيد نهاية المجموعة الروغان. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 13
الشكل 13: TOF استخدام الطيف الشامل للعينة 3- هذا الطيف الكامل يبين التوزيع العام ل poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 14
رقم 14: TOF استخدام الطيف الشامل من وحدة تكرار الفردية من عينة 3- الطيف، يظهر وحدة تكرار فردية من poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) لتأكيد نهاية المجموعات. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 15
رقم 15: رد فعل مخطط لتعديل نموذج 3- لتأكيد نهاية مجموعات مواد البدء، poly(L-lactide)، ثيول إنهاؤها (من = 2500) كان رد فعل مع ماليميدي عن طريق اقتران ثيول-شرق. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 16
الشكل 16: TOF استخدام الطيف الشامل للتعديل 3 عينة- هذا الطيف الكامل يبين التوزيع العام للمنتج من رد فعل بين poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) وماليميدي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 17
الرقم 17: TOF استخدام الطيف الشامل وحدة تكرار الفردية لتعديل نموذج 3- بغية تأكيد نهاية المجموعة الروغان، يظهر هذا الطيف وحدة تكرار فردية من poly(L-lactide)، أنهى ثيول (من = 2500) بعد رد فعل ثيول-شرق مع ماليميدي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Discussion

TOF استخدام الطيف الكتلي أداة تحليلية لا تقدر بثمن لتوصيف البوليمرات بسبب قدرته على توليد أيونات البوليمر في الدولة مشحونة بصورة منفردة ومع الحد الأدنى من التجزؤ. يستخدم هذا الأسلوب التأين لينة نبضات ليزر قصيرة تمج العينات الصلبة من أكثر البوليمرات جزءا لا يتجزأ من مصفوفة مجمع لتوليد أيونات البوليمر في الطور الغازي. عادة يتم المتأين الجزيئات الكبيرة طريق complexation مع الكاتيونات التي يضيفها إلى المصفوفة لتمكين التحليل الطيف الكتلي. ثم هي تسارع هذه الأيونات الجزيئات بجهد استخراج لجعلها منطقة خالية من الميدان للأنبوب الرحلة التي يمكن أن تمكن بهم m/z يتحدد استناداً على الوقت الطيران بين مصدر أيون و كاشف5 , 32.

بالمقارنة مع غيرها من تقنيات توصيف البوليمر، TOF استخدام مرض التصلب العصبي المتعدد الأطياف الجودة تعتمد اعتماداً كبيرا على اقتناء بيانات المعلمات وإعداد نموذج. على الرغم من أن هناك لا توجد صيغة محددة لإعداد نموذج، فهم وظيفة كل مكون من مكونات إعداد نموذج يسمح للتحسين التجريبية أكثر سرعة. العامل الأكثر أهمية في استخدام نموذج إعداد مختارة المصفوفة نظراً لتوافق المصفوفة مع أكثر البوليمر أمر حاسم للسماح لمصفوفة متحمس لتوليد الجزيئات واحدة، ديسوربيد في دولة المتأين5، 15،،من1719. مرة واحدة وقد تم اختيار وكلاء كاتيونيزيشن ومصفوفة المناسبة، يجب أن تحدد نسبة عامل أكثر ومصفوفة كاتيونيزيشن الصحيح. ويمكن تحقيق ذلك تجريبيا عن طريق إنشاء شبكة ثنائية الأبعاد من العينات (الشكل 1) في لوحة الهدف TOF استخدام "مرض التصلب العصبي المتعدد" (الشكل 2) مع زيادة تركيز مصفوفة على محور واحد وزيادة تركيز وكيل كاتيونيزاتيون في الأخرى.

مشابه لاستخدام إعداد عينة، لا يوجد تعيين صيغة لتحديد معلمات اقتناء البيانات؛ ومع ذلك، ينبغي النظر اتجاهات معينة للإسراع بالتحسين الطيفي. عادة ما يتم اختيار وضع ريفليكترون، والذي يزيد من القرار ولكن يقلل من الإشارات العامة، لأقل من نطاقات الشامل (في هذه الأمثلة، فيما يلي 4,000 Da) حيث يمكن التوصل إلى حل النظائر. وفي هذه الحالات، استخدمت الحسابات الجماعية مونويسوتوبيك وذروة أساليب الانتقاء. لعينات البوليمر مع الجماهير أعلاه دا 4,000، تم استخدام النمط الخطي مع متوسط حسابات جماعية وأساليب الانتقاء بيكينج. تحسين القرار إشارة، ينبغي تعديل الفولتية المصدر أيون بزيادات صغيرة مع الاتجاه العام للبوليمرات الشامل أكبر بعد جهد أكبر تفاضلية (IS1 مقابل IS2).

الوقت الأمثل إعداد العينة واكتساب معلمات يمكن أن توفر الدقة، لا يمكن تحقيق الدقة الشامل من خلال معايرة فعالة. الوقت الرحلة لكتلة معينة يمكن أن تختلف مهارة فيما يتعلق بالمتغير لبارامترات بلايت حتى المواقف، ولذلك ينبغي أن يتم معايرة لكل مجموعة من معلمات اقتناء الأمثل بغية الحصول على وسائل دقيقة قرارات5،30. مرة واحدة وقد تم تحسين الحصول على المعلمات وإعداد نموذج، يجب معايرة الأطياف استخدام هذه الشروط نفس الدقيق.

بسبب قرار استثنائي والشامل دقة الملاحظة في الأطياف الشامل TOF استخدام أمثل للبوليمرات، أصبحت هذه التقنية أداة مجانية قيمة لتحديد بيانات التوزيع الشامل البوليمر. بيد قدرته على حل وحدات تكرار الفردية داخل البوليمر التوزيع الشامل يوفر ميزة خاصة لنهاية المجموعة تحليل مقارنة بغيرها البوليمر تقنيات توصيف مثل هلام تخلل اللوني (المؤتمر الشعبي العام) والنووي الرنين المغناطيسي (الرنين المغناطيسي النووي). هذه قيمة خاصة لتحديد الدقة لنهاية المجموعة الروغان ردود الفعل وطبيعة التفاعلات الاقتران مجموعة نهاية الكمية. هذه المخطوطة وقد أثبتت قدرتها على حل كتلة البوليمر الفردية وحدات تكرار مع يصل إلى اثنين من نقاط عشرية من الدقة الشامل، مما يتيح تأكيد نهاية مجموعة تعديلات على مستوى عال من الثقة. مع التقدم الكبيرة التي تحققت مؤخرا في مجال الدقة البوليمر التوليف، أصبحت MS TOF استخدام أداة متزايدة أهمية لتحديد بنية الجزيئات والأداء الوظيفي.

Disclosures

أصحاب مصلحة مالية تتصل كاليبرانتس كروية المستخدمة في هذه الدراسة.

Acknowledgments

يعترف الكتاب الكونسورتيوم الذكية مواد التصميم والتحليل والمعالجة (سماتداب) الممول من "المؤسسة الوطنية للعلوم" تحت اتفاق تعاوني 1430280 معهد مراجعي الحسابات الداخليين، ومجلس لوس أنجليس للحكام لزمالة الدراسات عليا (الهندسة الكهربائية والميكانيكية). وقدمت عينات البوليمر لهذه التجارب ميليبوريسيجما (سيغما--Aldrich).  وترعى ميليبوريسيجما المنشور الوصول المفتوح لهذه المادة.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
polyoxyethylene bis(azide) (Mn=2000) MilliporeSigma (Aldrich) 689696 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/689696?lang=en&region=US
poly(ethylene glycol) 2-amino-ethyl ether acetic acid (Mn= 5000) MilliporeSigma (Aldrich) 757918 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/757918?lang=en&region=US
poly(L-lactide), thiol terminated (Mn=2500) MilliporeSigma (Aldrich) 747386 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/747386?lang=en&region=US
SpheriCal®  peptide low MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) PFS20 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs20?lang=en&region=US
SpheriCal®  peptide medium MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) PFS21 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs21?lang=en&region=US
SpheriCal®  peptide high MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) PFS22 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs22?lang=en&region=US
2,4 dinitrofluorobenzene TCI A5512
maleimide MilliporeSigma (Aldrich) 129585 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/129585?lang=en&region=US
1-ethynylfluorobenzene  Fisher Scientific 766-98-3
triethylamine MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) 471283 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/471283?lang=en&region=US
N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine MilliporeSigma (Aldrich) 369497 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/369497?lang=en&region=US
Copper(I)Bromide MilliporeSigma (Aldrich) 254185 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/254185?lang=en&region=US
glacial acetic acid Fisher Scientific A38212
sodium metabisulfite MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) 13459 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/13459?lang=en&region=US
potassium trifluoroacetate MilliporeSigma (Aldrich) 281883 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/281883?lang=en&region=US
trans-2-[3-(tert-butylphenyl)-2-methyl-2-properylidene]malononitrile MilliporeSigma (Aldrich) 727881 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/727881?lang=en&region=US
a-cyano-4-hydroxycinnamic acid MilliporeSigma (Sigma) C8982 http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c8982?lang=en&region=US
tetrahydrofuran Fisher Scientific T425-1
dichloromethane VWR Analytical BDH1113-4LG

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wu, K. J., Odom, R. W. Peer Reviewed: Characterizing Synthetic Polymers by MALDI MS. Anal. Chem. 70, 456A-461A (1998).
  2. Lowe, A. B. Thiol-ene "click" reactions and recent applications in polymer and materials synthesis: a first update. Polym. Chem. 5, 4820-4870 (2014).
  3. Shi, Y., Cao, X., Gao, H. The use of azide-alkyne click chemistry in recent syntheses and applications of polytriazole-based nanostructured polymers. Nanoscale. 8, 4864-4881 (2016).
  4. Lutz, J. F. 1,3-dipolar cycloadditions of azides and alkynes: a universal ligation tool in polymer and materials science. Angew. Chem. Int. Ed. 46, 1018-1025 (2007).
  5. Montaudo, G., Samperi, F., Montaudo, M. S. Characterization of synthetic polymers by MALDI-MS. Prog. Polym. Sci. 31, 277-357 (2006).
  6. Weidner, S. M., Trimpin, S. Mass spectrometry of synthetic polymers. Anal. Chem. 80, 4349-4361 (2008).
  7. Zhu, H., Yalcin, T., Li, L. Analysis of the accuracy of determining average molecular weights of narrow polydispersity polymers by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry. J. Am. Soc. Mass Spectr. 9, 275-281 (1998).
  8. Cortez, M. A., Grayson, S. M. Application of time-dependent MALDI-TOF mass spectral analysis to elucidate chain transfer mechanism during cationic polymerization of oxazoline monomers containing thioethers. Macromolecules. 43, 10152-10156 (2010).
  9. Liu, J., Loewe, R. S., McCullough, R. D. Employing MALDI-MS on poly(alkylthiophenes): analysis of molecular weights, molecular weight distributions, end-group structures, and end-group modifications. Macromolecules. 32, 5777-5785 (1999).
  10. Zhang, B., et al. Determination of polyethylene glycol end group functionalities by combination of selective reactions and characterization by matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. Anal. Chim. Acta. 816, 28-40 (2014).
  11. Li, Y., Hoskins, J. N., Sreerama, S. G., Grayson, M. A., Grayson, S. M. The identification of synthetic homopolymer end groups and verification of their transformations using MALDI-TOF mass spectrometry. J. Mass Spectrom. 45, 587-611 (2010).
  12. Enjalbal, C., et al. MALDI-TOF MS analysis of soluble PEG based multi-step synthetic reaction mixtures with automated detection of reaction failure. J. Am. Soc. Mass Spectr. 16, 670-678 (2005).
  13. Laurent, B. A., Grayson, S. M. An efficient route to well-defined macrocyclic polymers via "click" cyclization. J. Am. Chem. Soc. 128, 4238-4239 (2006).
  14. Owens, K. G., Hanton, S. Conventional MALDI sample preparation. Maldi Mass Spectrometry for Synthetic Polymer Analysis. Li, L. , John Wiley & Sons, Inc. 129-158 (2009).
  15. Hanton, S. D. Mass spectrometry of polymers and polymer surfaces. Chem. Rev. 101, 527-570 (2001).
  16. Samperi, F., Montaudo, G., Montaudo, M. S. Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of polymers (MALDI-MS). Mass Spectrometry of Polymers. Montaudo, G., Lattimer, R. P. , CRC Press. Ch. 10 419-500 (2001).
  17. Nielen, M. W. F. Maldi time-of-flight mass spectrometry of synthetic polymers. Mass Spectrom. Rev. 18, 309-344 (1999).
  18. NIST, Synthetic Polymer MALDI Recipes Search Form. , Available from: http://maldi.nist.gov/ (2014).
  19. Hanton, S. D., Owens, K. G. Polymer MALDI sample preparation. Mass Spectrometry in Polymer Chemisty. Barner-Kowollik, C., Gründling, T., Falkenhagen, J., Weidner, S. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 119-147 (2011).
  20. Vestal, M. L., Juhasz, P., Martin, S. A. Delayed extraction matrix-assisted laser desorption time-of-flight mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 9, 1044-1050 (1995).
  21. Kaufmann, R., Spengler, B., Lutzenkirchen, F. Mass spectrometric sequencing of linear peptides by product-ion analysis in a reflectron time-of-flight mass spectrometer using matrix-assisted laser desorption ionization. Rapid Commun. Mass Sp. 7, 902-910 (1993).
  22. Mamyrin, B. A., Karataev, V. I., Shmikk, D. V., Zagulin, V. A. The mass-reflectron, a new nonmagnetic time-of-flight mass spectrometer with high resolution. Sov. Phys. JETP. 37, 45 (1973).
  23. Belu, A. M., DeSimone, J. M., Linton, R. W., Lange, G. W., Friedman, R. M. Evaluation of matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry for polymer characterization. J. Am. Soc. Mass Spectr. 7, 11-24 (1996).
  24. Kaufmann, R., Chaurand, P., Kirsch, D., Spengler, B. Post-source decay and delayed extraction in matrix-assisted laser desorption/ionization-reflectron time-of-flight mass spectrometry. Are there trade-offs? Rapid Commun. Mass Sp. 10, 1199-1208 (1996).
  25. Grayson, S. M., Myers, B. K., Bengtsson, J., Malkoch, M. Advantages of monodisperse and chemically robust "SpheriCal" polyester dendrimers as a "universal" MS calibrant. J. Am. Soc. Mass Spectr. 25, 303-309 (2014).
  26. McEwen, C. N., Larsen, R. S. Accurate mass measurement of proteins using electrospray ionization on a magnetic sector instrument. Rapid Commun. Mass Sp. 6, 173-178 (1992).
  27. Anacleto, J. F., Pleasance, S., Boyd, R. K. Calibration of ion spray mass spectra using cluster ions. J. Mass Spectrom. 27, 660-666 (1992).
  28. Fales, H. M. Calibration of mass ranges up to m/z 10,000 in electrospray mass spectrometers. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 10, 273-276 (1999).
  29. Hop, C. E. C. A. Generation of high molecular weight cluster ions by electrospray ionization; implications for mass calibration. J. Mass Spectrom. 31, 1314-1316 (1996).
  30. Xiang, B., Prado, M. An accurate and clean calibration method for MALDI-MS. J. Biomol. Tech. 21, 116-119 (2010).
  31. Li, Y., Hoskins, J. N., Sreerama, S. G., Grayson, S. M. MALDI−TOF mass spectral characterization of polymers containing an azide group: evidence of metastable ions. Macromolecules. 43, 6225-6228 (2010).
  32. Zenobi, R. Ionization processes and detection in MALDI-MS of polymers. MALDI Mass Spectrometry for Synthetic Polymer Analysis. Li, L. , John Wiley & Sons, Inc. 9-26 (2009).

Tags

الكيمياء، 136 قضية، والكيمياء، والبوليمر، الكتلي، تحليل البوليمر، توصيف البوليمر، نهاية المجموعة تحليل، وقت الرحلة، تحليل البيانات، وساعدت مصفوفة الليزر الامتزاز التأين
توصيف البوليمرات الاصطناعية عن طريق مصفوفة بمساعدة الليزر الامتزاز التأين وقت الرحلة (استخدام-TOF) الطيف الكتلي
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Payne, M. E., Grayson, S. M.… More

Payne, M. E., Grayson, S. M. Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometry. J. Vis. Exp. (136), e57174, doi:10.3791/57174 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter