Summary
Sentetik polimerler karakterizasyonu kütle spektrometresi (MALDI-TOF MS) numune hazırlama, spektral toplama ve veri analizi getirilmesi de dahil olmak üzere anlatılan uçuş matris yardımlı Lazer Desorpsiyon iyonlaşma süresi için bir protokol.
Abstract
Sentetik homopolymers karakterizasyonu istihdam edilebilir birçok teknik vardır, ancak az son grup analiz için bilgi matris yardımlı Lazer Desorpsiyon iyonlaşma zaman uçuş kütle spektrometresi (MALDI-TOF MS) olarak yararlı sağlar. Bu öğretici için numune hazırlama, spektral satın alma, optimizasyon yöntemleri gösterir ve veri analizi numune hazırlama sırasında MALDI-TOF Bayan kritik parametreleri kullanarak sentetik polimerlerin matrix seçime dahil, bir uygun cationization tuz ve matris, katyon ve analit göreli orantılarını ayarlama tanımlaması. Modu gibi edinme parametreleri (doğrusal veya reflektör), polarizasyon (pozitif veya negatif), ivme voltaj ve gecikme süresi, Ayrıca önemli vardır. Kimya sentez polimer ve örnek hazırlama koşulları ve veri toplama parametrelerini optimize etmek için ilgili hakkında bazı bilgilere göz önüne alındığında, spectra benzersiz etkinleştirmek için yeterli çözünürlük ve kitle doğruluk ile alınmalıdır çoğu homopolymers (10.000 aşağıda kütlesi) tekrar birimi ek olarak son grupları belirlenmesi kütle ve genel moleküler ağırlık dağılımı. Son grup belirlenmesi sadece dar dispersity ile homopolymers için mümkün olsa polimerler, sınırlı bir kümesini esas gösterdi rağmen bu genel teknikleri sentetik polimerlerin toplu dağıtımları, belirlemek için daha geniş bir aralığı için geçerlidir.
Introduction
Yaşam gelişmeler ile polimerizasyonu, hassas polimerler kantitatif functionalized son gruplarla tekniklerdir giderek kullanılabilir1. Azid alkin ve thiolene tıklayın kimyaları eşzamanlı gelişimi oluştururlar hibrid malzemeler2,3,4 bir dizi erişim sağlayan diğer moieties için neredeyse nicel kaplin sağladı . Ancak, kesin analitik teknikler başlangıç malzeme ve ürünlerin bu polimer konjugasyon reaksiyonları karakterize etmek için gereklidir. Matris yardımlı Lazer Desorpsiyon/iyonlaşma uçuş kütle spektrometresi (MALDI-TOF MS) bir tek fiyat istemek durumunda en az ile polimer iyonları oluşturabilir çünkü polimerler karakterize bir değerli yumuşak iyonlaşma analitik yöntem zamanı parçalanma5,6. Çünkü bu kitle spectra ile kararlılık-in bireysel n-mers polimer toplu dağıtım içinde sağlayabilir MALDI-TOF MS polimer karakterizasyonu diğer geleneksel yöntemlerle üzerinde büyük avantajları vardır. Sonuç olarak, bu tür kitle spectra ortalama molekül ağırlığı hakkında kesin bilgi, birim kütle ve hangi sırayla zincir transfer8 gibi rakip polimerizasyon mekanizmaları aydınlatmak molekül ağırlığı dispersity7, tekrar . Ancak, özellikle son grup değişiklikler10,11 onaylamak için kullanılan polimer uç grupları9,10hakkında bilgi sağlayan güçlü ve diğer MALDI-TOF MS dönüşümleri12 gibi polimer cyclizations11,13. Aynı derecede önemli, analitin (alt-mikrogram) nispeten az miktarda kütle spektrometrik analiz tek iz miktarda malzeme kullanılabilir olduğunda bu tekniği karakterizasyonu için yararlı yapar gerekli.
Polimerler MALDI-TOF MS analizini dört ayrı adım ayrılabilir: örnek hazırlama, aleti kalibrasyon, spektral toplama ve veri analizi. Örnek hazırlıktır üretmek için en önemli adım MALDI-TOF Kütle spectra en iyi duruma getirilmiş ve örnek enstrüman14,15tanıtıldı önce oluşur. Benzer çözünürlük parametreleri ile uygun bir matris seçimi polimer analit olarak yüksek kaliteli MALDI-TOF Kütle spectra elde etmek için önemlidir ve matris seçimi için yönergeler-si olmak be14,15, başka bir yerde bildirdi 16,17. Bir veritabanı polimer maldı numune hazırlama için "yemek tarifleri" de yayınlanan online18oldu. Roman polimerler için matris seçimi ilk polimer çözünürlük anlama ve bir matris ile benzer Çözünürlük parametrelerini14,19seçerek yaklaşılabilir. Yüksek proton benzeşimli polimerler (genellikle karboksilik asit grubu içerir) çoğu matrisler14 tarafından protonated olabilir ama diğer polimerler için cationization Aracısı gerekli14. Alkali iyonları adduct ile de oksijen-içeren türler (Örn. polyesterler ve polieter), oysa doymamış hidrokarbonlar (e.g. Polistiren) geçiş metal gümüş ve bakır iyonları14, gibi sigara 19. polimer örnekleri bu deneyde oksijen atomları omurgasında içerdiğinden, sodyum veya potasyum trifluoroacetate (TFA) kullanılan cationization ajan olarak. Matris ve cationization ajanlar seçtikten sonra analit, katyon Ajan ve matris göreli orantılarını dikkatle yüksek sinyal-gürültü sağlamak için optimize edilmiş olması gerekir. Bu yordam, numune hazırlama için parametreler zaten, ancak optimize edilmiştir bir ampirik örnek en iyi duruma getirme yordamı (adım 1.4.1., Şekil 1) bu üç bileşenden (analit, konsantrasyonları sistematik olarak değişir Matris ve katyon) onların en iyi oranları hızla belirlemek için etkilidir.
Veri toplama Ayrıca bir dizi parametre optimizasyonu gerektirir. En önemli parametreler Spektrometre pozitif veya negatif iyon modu, enstrüman çalışma modu (reflektör karşı doğrusal), ivme gerilim ve ayıklama gecikme süresini içerir. Çözünürlük daha çalışır başka bir ile "reflektron" modu20,21,22,23kullanımını yoludur. Reflektron modu esasen Detector iyonların uçuş yolu geri doğru odaklamayı iyonları ile farklı yükselişler kaynağını yakınındaki bir dedektör uçuş tüp sonundaki iyonları yansıtan ve bu nedenle çözünürlük olsa da artan iki katına sinyal gücü azalan. Buna ek olarak, daha yüksek çözünürlük spectra azalan numarası ve enerji çarpışmaları ve bu nedenle azaltılması parçalanma ve kinetik inhomogeneities24sinyal-gürültü oranı en aza indirir lazer gücü azaltarak elde edilebilir. Tüm bu parametreleri ayarlama tarafından iyonlar herhangi bir inhomogeneity ilk pozisyonu veya Lazer Desorpsiyon sürecinde ortaya çıkıyor hız etkisini en aza indirmek için odaklı olabilir. Ne zaman satın alma parametrelerini optimize edilmiştir, bu da uzunluğuna uçuş tüp ve tasarım bağımlı olmasına rağmen izotopik çözünürlük kez 10.000 Da aşan kitleler ile iyonları için elde edilebilir. En az bir heteroatom içeren en organik bileşikler alkali katyonlar Lityum, sodyum ve potasyum gibi ile kompleks yatkındır. Monoisotopes alkali metallerin çoğu veya sınırlı izotoplar ve bu nedenle dağıtım genişletmek değil.
Aracı parametreleri veri duyarlık en iyi duruma getirmek için ayarlanmış olsa da, veri doğruluğunu sadece uygun kalibrasyon11ile elde edilir. Proteinler ve peptidler aslında calibrants monodispersity ve kullanılabilirlik nedeniyle olarak kullanıldı ama değişken istikrar ve kirleri25yaygınlığı muzdarip. Daha maliyet-etkin ve kararlı alternatifler, inorganik kümeleri ve polydisperse polimerler26,27,28,29dahil ettik. Ne yazık ki, bu alternatifler özelliği toplu atamalarının yanı sıra daha küçük kitlelerin genel olarak, onları sadece 10.000 Da aşağıda kalibrasyonlar için faydalı hale karmaşık kitleler dağıtmak. Bu sorunlar, Grayson ve arkmücadele etmek için. 25 monodisperse ve hem geniş matris ve solvent uyumluluk, raf ömrü kararlılık (> 8 yıl) ve düşük prodüksiyon maliyeti sahiptir bir dendrimer tabanlı, polyester MS kalibrasyon sistem geliştirdi. Bu sistem güçlü bağlı olarak, bu deneyleri için calibrant olarak seçilmiştir.
Kalibrasyon iki ana türü vardır: iç ve dış30. Dışarıdan ayarlama zaman bu analit ayraç kitleler ile bir standart hangi-ebilmek var olmak oluşturmak bir kalibrasyon dosya ayrı bir kitle spektrum oluşturmak için analit daha farklı örnek konumda maldı hedef tabakta yerleştirilir. Öte yandan, yüksek doğruluk kez calibrant calibrant ve analit sinyalleri ile hibrid spektrum elde etmek için analit ile karıştırma içerir bir iç kalibrasyon ile elde edilebilir. Aşağıda açıklanan yordamı, bir dış kalibrasyon uygulanmıştır. Sonra uygun kalibrasyon kitle ölçekte doğru analit kitlesel veri elde edilebilir. En doğru kalibrasyon emin olmak için veri toplama yakında kalibrasyon sonra oluşur önemlidir.
Son olarak, en iyi duruma getirilmiş, kalibre bir kez veri kümeleri satın alınan ve polimer örnekleri hakkında yapısal bilgi sağlamak için verileri analiz edildi. N-mers polimer dağıtım içinde arasındaki boşluğu yinelenen biriminin doğru ölçüm sağlayabilir kitle. Sayı ortalama molekül ağırlığı (Mn) ve diğer toplu dağıtım hesaplamalar (Örneğin, Mw (ağırlığı ortalama molekül ağırlığı) ve Đ (dispersity)) da kitle spectra (sinyal dağılımından belirlenebilir Adım 4.2 hesaplamalar için). Belki de en benzersiz olarak, homopolymers söz konusu olduğunda, son grup kitleler toplamı ofset yinelenen birimleri tek başına kütlesi ile ilgili olarak polimer dağılımının belirlenmesi tarafından onaylanabilir. Bilgi açısından zengin MALDI-TOF Kütle spectra boyutu dışlama kromatografi, Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopi, gibi daha geleneksel polimer karakterizasyonu teknikleri tamamlayıcı değerli karakterizasyonu verileri sağlamak ve nükleer manyetik rezonans.
Protocol
Dikkat: Tüm reaksiyonlar bir duman mahallede işletilmiştir. Lütfen tüm malzeme güvenlik veri sayfaları (MSDS) herhangi bir kimyasal için kullanılan ve uygun önlemleri alın okuyun.
1. numune hazırlama
- Matris hisse senedi çözümleri hazırlanması
- α-cyano-4-hydroxycinnamic asit (HCCA) 20 mg 1 mL tetrahydrofuran unstabilized-(THF) ve eriyene kadar girdap geçiyoruz.
- 2,5-dihidroksibenzoik asit (DHB) 20 mg 1 mL THF ve eriyene kadar girdap geçiyoruz.
- Alkali ba * hisse senedi çözüm hazırlanması
- Sodyum trifluoroacetate (NaTFA) 2 mg 1 mL THF ve eriyene kadar girdap geçiyoruz.
- Potasyum trifluoroacetate (KTFA) 2 mg 1 mL THF ve eriyene kadar girdap geçiyoruz.
- Analit hisse senedi çözümleri hazırlanması
- Örnek 1: 2 mg poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asitin erimesi (Mn = 5000) THF ve eriyene kadar girdap 0.5 ml.
- Örnek 2: 2 mg polyoxyethylene bis(azide) erimesi (Mn = 2000) THF ve eriyene kadar girdap 0.5 ml.
- Örnek 3: 2 mg poly(L-lactide), sonlandırıldı thiol dağıtılması (Mn 2500 =) THF ve eriyene kadar girdap 0.5 ml.
- Analiz için örnek hazırlaması
- Çözümleri bir dizi böyle dokuz benzersiz örnekleri karışımları yapılır bileşenleri göreli orantılarını değişen süre matris, analit ve katyon çözüm karıştırarak hazırlayın. Örneğin, eklenen matris hisse senedi çözüm sabit miktarda tutulması (e.g., 10 µL), analit çözüm üç kat düzeyinde değişiklik (Örneğin., 45, 15 ve 5 µL), ayrıca üç katına katyon çözüm miktarı değişen süre (Örneğin ., 9, 3 ve 1 µL). Bu örnekler etkili örnekleri iki farklı konsantrasyon değişken x ve y ile 3 x 3 kılavuz verim eksenleri (Şekil 1).
- Temsilcisi örnek için poly(L-lactide) çözüm 15 µL DHB çözümün 15 µL ile ve NaTFA çözüm 1 µL birleştirir.
- İyi MALDI hedef plaka (Şekil 2) üzerinde tek tek bir örnek üzerine her çözüm karışımı 1 μL pipet. Örnekleri artımlı olarak örnek örnek kuyudan, kuruluk için ek örnek eklemeden önce buharlaşır her aliquot izin vererek akan önlemek için küçük porsiyonlar ekleyin.
Not: warp hızına plaka neden olabilir örnek plaka ısınma önlemek için dikkatli kullanılmalıdır ama daha yüksek kaynama noktası çözücüler için bir hava tabancası çözücü buharlaşma, hızlandırmak için gerekli olabilir.
- Kalibrasyon standart örnekleri hazırlanması
- Önerilen Tedarikçi protokolünü kullanarak kalibrasyon standartları hazırlamak.
Not: Dendrimer calibrants bu çalışma için seçildi ve saf dendrimers kullanılabilir veya matris, calibrant ve en iyi duruma getirilmiş oranları, katyon premix.
- Önerilen Tedarikçi protokolünü kullanarak kalibrasyon standartları hazırlamak.
2. veri toplama en iyi duruma getirme
- Veri toplama başlatılıyor
- "FlexControl" veri toplama yazılımı açın.
- Hedef plaka yükleme tuşuna basarak etkinleştirmek için bir platform çıkarma "
" düğme. - Yavaşça hedef plaka yüklü calibrant ve analit örnekleri ile uygun yönde platformda yerleştirin.
- Yanında acele belgili tanımlık peron hedef tabağa enjekte için satın alma yazılımı kullanın "" tekrar düğme.
- Uygun veri toplama yöntemi (pozitif modu Alım yöntemi) Dosya basarak seçin | Yollarýndan istediðinizi.
Not: bizim temsili analitler dahil olmak üzere çoğu polimer örnekleri için bir ba * ile complexation üzerinden iyonlaşma bekleniyor ve bu nedenle, bir pozitif modu edinme en uygun yöntemdir. Bağlı olarak daha düşük kitle aralıkları (500-10,000 Da) veya daha yüksek çözünürlük ne zaman isteniyorsa, enstrüman bir reflektör modu yöntemi dosya seçin. Yüksek molekül ağırlıklı için örnekleri ya da daha yüksek sinyal hassasiyet gerekli ve daha düşük çözünürlük ne zaman kabul edilebilir, bir doğrusal modu yöntemi dosya seçin. - Veri alınıyor önce veri toplamak için uygun bir kitle dizi seçili-ideal kitle aralığı en düşük kitle yarısı beklenen dağıtım hem de çift en yüksek seviye, beklenen dağıtım yer alacak olduğundan emin olun. Bu algılama sekmesini tıklatarak ve Kütle aralığıile ilgilenen kontrol edin.
Not: Bu daha düşük moleküler ağırlıklı bozulması parçaları sinyal sağlamak için yardımcı olur veya örnek mevcut olabilir daha yüksek molekül ağırlıklı toplamları (dimer) veri kümesinde bulunan. Ayrıca, çoğu MALDI-TOF Kütle spectra, kitleler 1000 Da, bu kitle aşağıda bozan analiz olarak yüksek yüksek yoğunluklu gürültü sağlamış yüksek sinyal yoğunluklarda ile matris reaksiyonlar sık sık fark vardır unutmayın. Kalibrasyon son bir veri kümesi alma önce gerekli, ancak belirli analit için en iyi duruma getirilmiş alanındakiyle aynı edinme parametreleri kullandıysanız bir doğru kalibrasyon dosyası sadece elde edilebilir. Bu nedenle, ön optimizasyonu analit kitle yelpazenin bir kalibre edilmiş analit kütle spektrumu reacquisition tarafından takip kalibrasyon önce gereklidir.
- Ön veri toplama
- Edinme yazılımdan istenilen analitin için karşılık gelen hedef plaka üzerinde pozisyonu seçin.
- Sinyal en üst düzeye çıkarmak için lazer hedef örnek etrafında hareket ederken veri toplama başlatın. Veri toplama başlatmak için Başlattuşuna basın.
Not: Lazer matris belirli bir yerde sonra tekrarlanan örnekleme egzoz. - Kaydırma çubuğunu kullanarak kamera penceresinin sol tarafında, lazer güç izotopik çözünürlük elde etmek için gerekli minimum güç elde edilir gibi ayarlayın.
Not: optimum oranı analit, katyon ve matris onaylamak için birden fazla örnekleri analiz ederken, aynı lazer güç her analit örnekleri üzerinde hangi örneğin bu edinme parametreler için en iyi sinyal/noise oranı sergileyen belirlemek için kullanın. Gelecekteki satın alma optimizasyonu en iyi sinyal-gürültü oranı sergilemek için görüntülenen örnek ile devam edin.
- Veri toplama en iyi duruma getirme
- Faiz, kütle aralığı ortasında bireysel bir tepe üzerinde yakınlaştırma ivme gerilim farkı ayarlayarak optimize çözünürlük (için aygıtlar bu çalışmada, bu "IS2" değeri ayarlama içerir), Spektrometre olduğu sekme.
Not: Bu en hızlı IS2 değeri büyük adımda değer üreten en iyi çözüm not alma, değişen tarafından optimize edilmiştir (i.e., küçük tam yarım yüksek sinyal yoğunluğu en yüksek genişlikte) ve o zaman daha fazla daha küçük adımda en iyi duruma getirme IS2 değeri. Genellikle, daha yüksek (daha yakın IS1) düşük kitle polimerler ve daha düşük yüksek kitle polimerler için en uygun IS2 değerdir. - İstenirse, reflektron modu kullanılarak çözünürlüğünü artırın.
Not: Aynı m/z değerinin daha yüksek hız iyonları uzun bir yol bulmak-e doğru zorlayarak iyonlar aynı m/z ilk hız tutarsızlıkları tazminat reflektron modu sağlar. Bu artış Detector yolundaki m/z değerin daha yavaş iyonları için aynı anda, dedektör gelmesi etkili iyonları arttırılmış çözünürlük için odaklanan sağlar. Her ne kadar reflektron modu genellikle zayıf sinyal yoğunluğu ile örnekleri için sinyal çözünürlüğü artırır doğrusal modu verileri görselleştirmek için gerekli olabilir. - Son olarak, lazer güç hala makul bir sinyal-gürültü oranı oluşturulurken mümkün olduğunca düşük lazer güç azaltarak optimize (Örn., sinyal gürültü oranı yaklaşık 10).
Not: daha yüksek lazer gücü genellikle çözünürlüğü azaltmak ve parçalanma neden olabilir çünkü, en iyi kalite ile kitle spectra azaltılmış lazer güç ama daha yüksek bir tarama sayısı kullanarak elde edilir. - Bir kez satın alma parametrelerini optimize edilmiştir, uncalibrated kitle spectra Dosya ve sonra Spektrum kaydetmek için dosya olarakseçerek kurtarmak. Yeni bir kazanım analit kalibre edilmiş kitle spektrum oluşturmak için başlatılan önce dış kalibrasyon için calibrant bu özdeş, en iyi duruma getirilmiş parametreleri altında yeni bir kazanım yapılmalıdır.
- Faiz, kütle aralığı ortasında bireysel bir tepe üzerinde yakınlaştırma ivme gerilim farkı ayarlayarak optimize çözünürlük (için aygıtlar bu çalışmada, bu "IS2" değeri ayarlama içerir), Spektrometre olduğu sekme.
" düğme.3. maldı kalibrasyon
- Kalibrasyon kütle spektrumu edinimi
- Zaten bu analit için optimize edinme parametreleri kullanarak, kitle standartların örnek en iyi duruma getirilmiş bir kitle spektrum elde etmek.
Not: İdeal olarak, bir standart faiz, bir aşağıda ve en az bir faiz aralığında dizi yukarıda kalibrasyon kümesi içermelidir. Kalibrasyon doğruluğunu her iki örnekleri için tüm edinme Parametreler aynıysa en iyisidir.
- Zaten bu analit için optimize edinme parametreleri kullanarak, kitle standartların örnek en iyi duruma getirilmiş bir kitle spektrum elde etmek.
- Kalibrasyon dosyası oluşturma
- Varolan herhangi bir kalibrasyon hükümsüz veya Geçersiz kalibrasyon Spektrometre altında basarak üzerine bir pozisyon sekmesinde emin olun.
- Aynı satın alma parametrelerini kullanarak (Örneğin., lazer enerjisi, IS2 gerilim), lazer calibrant içeren örnek iyi hareket ettirmek yere (e.g., dendrimer standart, peptid) karşılık gelen seçerek iyi imleç ve kazanmak bir spektrum basarak başlatın.
- Yeterli sinyal satın aldı sonra veri edinme bitirmek için Başlat tuşuna basın.
- Calibrant kütle spektrumu satın aldı sonra Toplu denetim listesi açılır menü bu kalibrasyon standart karşılık gelen kalibrasyon sekmeyi seçin. Uygun toplu denetim listesi ile uygun katyon seçili calibrant başvuru kitlelerin olacaktır.
Not: Bunlar calibrant tedarikçiden temin olmalı ve ne zaman izotopik çözünürlük elde monoisotopic toplu değerleri kullandığınızdan emin olun (Örneğin., reflektör modu altında m/z = 5000), ve ne zaman ortalama bir kütle değerlere izotopik çözünürlük elde edilemez (Örneğin, m/z yukarıda doğrusal modu = 5000), - Her seçili calibrant en yüksek karşılık gelen başvuru zirveye eşleştirme önce uygun bir zirve protokol toplama işleme sekmesini seçerek kullanıldığından emin olun.
Not: En yüksek malzeme çekme protokolleri spektral çözünürlüklü göre değişebilir. Ortalama bir kitle hesaplama için yazılım izotopik pik tüm dizi arasında kitle ortalama almalıdır. Monoisotopic kütle hesaplama için belgili tanımlık bilgisayar yazılımı yalnızca ilk izotopik pik tam kitle hesaplamak için ayarlamanız gerekir. - Başvuru kitle toplu denetim listesinden ilgili sinyal calibrant kütle spektrumu için faiz zirvesine solundaki alanı seçerek ve sonra karşılık gelen kitle uygulamak için denetim listesinde tıklatarak uygulayın. Kalan calibrant tepeler için işleme devam edin.
Not: hedef plaka yüksekliği ince varyasyonları kalibrasyon doğruluğunu etkileyebilir çünkü en doğru ve hassas kalibrasyon için analit ve calibrant örnekleri yakın birlikte hedef tabağa yerleştirin. - Kitle ölçeğin en iyi duruma getirilmiş edinme parametreler için kalibre bir kez analit spektrum yeniden edinin.
4. veri analizi ve yorumu
- Malzeme çekme zirve
- Analit spektrum veri analiz yazılımı (FlexAnalysis) açın.
- İzotopik çözünürlük X-aralığında Yakınlaştır düğmesini seçerek elde tanımlamak için bir tepe üzerinde yakınlaştırma.
- Basın toplu liste | Bulmak doruklarına seçmek için. Monoisotopic tepe çözülmüşse, bu ilk zirve izotopik dağıtım monoisotopic tepe-toplama protokolünü kullanarak kütlesi belirlemek için seçin. Monoisotopic tepe çözülmezse, ortalama bir kitle zirve protokol toplama kullanmak ve tüm izotopik dağıtım ortalama kitle belirlemek.
- Bu zirve polimer dağıtım işlemi her n mer için toplama devam.
- Polimer karakterizasyonu ve son grup analiz hesaplamalar
Not: doğru kullanıldığında, MALDI-TOF MS değerli, doğru veri toplu dağıtım polimerler hesaplamalarını sağlayabilir. Bu polimer örnek dispersity nispeten düşük olduğunda toplu dağıtım veri yalnızca doğru olduğunu belirtmek gerekir (Örn., yaklaşık Đ1.3 = veya aşağıda).- Sayı ortalama molekül ağırlığı, kitle ortalama formülü kullanarak her kitle kesir mol sayısı ile ilgili olarak hesapla:
nerede ben N = moleküller belirli moleküler ağırlık ve Mben sayısı bu moleküller belirli moleküler ağırlığı =. - Ağırlığı ortalama molekül ağırlığı, kitle ortalama formülü kullanarak her kitle kesir ağırlığına göre hesaplar:
nerede ben N = moleküller belirli moleküler ağırlık ve M ben sayısı bu moleküller belirli moleküler ağırlığı =. - Mn ve Mw hesaplanan sonra dispersity, Đolarak adlandırılan oranı Mw/Mn kullanarak moleküler ağırlık dağılımı genişliğini ölçmek.
- En benzersiz ve güçlü MALDI-TOF MS veri analizi yeteneği belirlemek veya homopolymers uç grupları onaylamak özelliğidir. Son grup bir n-Mer (Mn-mer) kütle spektrumunda gözlenen kitle için aşağıdaki formül yeniden düzenleyerek belirleyin:
Mn-mer = MEG1 + MEG2 n (MRU ) + Miyon
nerede n polimerizasyonu, derecesi =
MEG1 = α-son grup kütlesi
MEG2 ω-son grup kütlesi =
MRU polimer, tekrar birim kütlesi =
ve Miyon polimer ile o kompleksleri iyon kütlesi =.
- Sayı ortalama molekül ağırlığı, kitle ortalama formülü kullanarak her kitle kesir mol sayısı ile ilgili olarak hesapla:
Representative Results
Örnek 1: Bir örnek poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asit (Mn = 5000) (Şekil 3) potasyum trifluoroacetate HCCA ile cationization Ajan matrisi kullanarak analiz. Spektrum beklenen sergilenen K+ adducts yanı sıra bu kalıntı Na+görülmektedir.
MALDI-TOF MS onaylar poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asit dar dağıtım (resim 3) (Mn = 5000). (Sadece en bol elemental izotoplar, yani 12C, 1H 16O ve 14N oluşan) monoisotopic tepe onun kimlik etkinleştirmek yeterince çözümlenen olduğundan bir çekme pik protokolü kullanılır bu Her n-mer zirve için tüm izotopik dağıtım genelinde ortalama kitle belirler. Aynı şekilde, tüm teorik hesaplamalar ortalama, yerine monoisotopic, kitleler her öğe için kullanılarak belirlenir. Adım 4 denklemleri kullanarak, analiz yazılımı polimer toplu dağıtım aşağıdaki özelliklerini hesaplamak için kullanılan: Mn: 4700, Mw: 4710, Đ: 1.00.
Son grup kimliğini onaylamak için bir bireysel n-mer (104) daha ayrıntılı bir çözümleme için (Şekil 4) seçildi. Monoisotopic tepe çözülemedi çünkü olarak toplu dağıtım hesaplamalarla ortalama toplu değerleri sonraki hesaplamalar için kullanıldı. 104-mer poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asitin teorik kitle değerini α-Amin son grubu (+ 16.02300) ve kitle (+ 59.0440) ω-karboksil uç grubunun kitle tekrar birimleri (44.0530 × 104) kütlesi oluşur plus 4695.67675 toplam 104-mer kütlesi verimleri potasyum katyon (+ 39.09775) kütlesi. 104-mer + K+ için gözlenen toplu değer ortalama kitle hesaplamaların duyarlığını verilen teorik değerle eşleşen 4695.5 olur. Daha küçük, mahsup doruklarına spektrumda dizi teorik kitle değeri 104-mer, tekrar birimleri (44.0530 × 104) kütlesi oluşur nerede sodyum ile iyonize polimer α-Amin son grubu (+ 16.02300) kitle karşılık gelen artı kitle (+ 59.0440) ω-karboksil uç grubun artı sodyum katyon (+ 22.98922) 4679.56822 toplam 104-mer kütlesi veren kitle. 104-mer + Na+ için gözlenen toplu değer yalnızca 0,2 Da teorik değerden farklı olan 4679.4 olur. Sonu daha doğru tespitler kitle Grup birden çok tepeler arasında ortalama ölçülerek belirlenebilir ve oldu başka bir yerde ele11.
Poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asit (Mn = 5000) örnek 2,4-dinitrofluorobenzene ile (DNFB) (Şekil 6) seçerek reaksiyonu (Şekil 5) tarafından functionalized dar dağılımı yapılmaktadır. Sergilenen spektrum sodyum adducts ve HCCA matris kullanılır.
MALDI-TOF MS onaylar poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asit dar dağıtım (Şekil 6) (Mn = 5000) DNFB ile zaman. Adım 4 denklemleri kullanarak, analiz yazılımı polimer toplu dağıtım aşağıdaki özelliklerini hesaplamak için kullanılan: Mn: 4940, Mw: 4950 Đ: 1.00.
Tam olup olmadığını belirlemek için functionalization poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asit (Mn = 5000) oluştu DNFB ile bireysel bir n-mer dağılımın analiz (Şekil 7) için seçildi. Functionalized 104-mer poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asitin teorik kütlesi ile tepki 2,4-dinitrofluorobenzene oluşan 44.0530 × 104 (tekrar birim kütlesi) + 182.115 (α-amin grubu kütlesi tepki ile 2,4 - dinitrofluorobenzene) + 59.044 (karboksil grubuna kütlesi) + 22.98922 (sodyum katyon kütlesi) 4845.66022 =. Gözlenen toplu değeri n = 104 olduğunu-0.1 olan 4845.8 Da teorik değerden farklı. Teorik ve gözlenen değerleri arasında yakın bu anlaşma Başlangıç materyali bir tam değiştirilme ürüne göstergesidir, ama daha da önemlisi, Başlangıç materyali, 4811.72722 ve 4855.78022 bu sinyalleri eksikliği ilişkili Kütle aralığı veya herhangi bir ek yan onaylar üzerindeki diğer ornatıklara nicel seçici functionalization. 103-mer functionalized polimer eşleşen 4823.8 ikinci bir zirve gözlenen ama proton karboksilik asit kaybı ile son grup-0.2 fark 4823.58899 teorik bir kitle ile başka bir Sodyum iyon ile o kompleksleri Da.
Örnek 2: Polyoxyethylene bis(azide) bir örnek (Mn = 2000) (Şekil 8) sodyum trifluoroacetate bir cationization Ajan ve HCCA olarak matrisi kullanarak analiz edildi ve sadece beklenen sergilenen Na+ adducts.
Bu daha düşük kitle aralığında elde çözünürlük nedeniyle beher-in n-mers monoisotopic tepeler kolayca çözülebilir ve çok protokolü toplama bir monoisotopic tepe (ortalama sadece kitle sinyal izotopik dağıtımındaki ilk tepe seçildi ) ve monoisotopic kitleler her öğenin tüm ilgili hesaplamalar faydalanır. MALDI-TOF MS onaylar polyoxyethylene bis(azide) dar dağıtım (Şekil 8) (Mn = 2000). Adım 4 denklemleri kullanarak, analiz yazılımı polimer toplu dağıtım aşağıdaki özelliklerini hesaplamak için kullanılan: Mn: 1940, Mw: 1950, Đ: 1.01.
Son grup functionalization onaylamak için bir bireysel n-mer (42) seçildi (Şekil 9). Yukarıda belirlenen toplu dağıtımları gibi ile monoisotopic tepeler her n Mer'in izotopik dağıtım iyi çözüldüğünü çünkü monoisotopic kitleler kullanılmıştır. 42-mer polyoxyethylene bis(azide), teorik kitle değerinin karşılık geldiği için 44.02621 × 42 (tekrar birim kütlesi) + 42.00922 (azido son grup kütlesi) + 70.04052 (azidoethyl son grup kütlesi) + 22.98922 (sodyum katyon kütlesi) 1984.13978 =. Gözlenen toplu değeri n = 42 0,19 Da teorik değerden farklı olan 1983.95 olur. Bu özellikle yüksek lazer gücü, metastable parçaları azid işlevsellik sergilemek unutulmamalıdır; Ancak, bu bu özel durum31' gözlendi değil.
Polyoxyethylene bis(azide) (Mn = 2000) örnek 1-ethynyl-4-fluorobenzene(EFB) ile bir bakır katalize azid alkin cycloaddition tepki (Şekil 10) seçerek functionalized dar dağılımı yapılmaktadır ()Şekil 11) 4-fluorophenyltriazolyl (FPT) Grup vermeye. Spectra beklenen sergilenen Na+ adducts sodyum trifluoroacetate bir cationization Ajan ve HCCA olarak matris kullanarak.
MALDI-TOF MS onaylar dar dağıtım (Şekil 11) polyoxyethylene bis(azide) /)(Mn = 2000) EFB ile functionalization sonra. Adım 4 denklemleri kullanarak, analiz yazılımı aşağıdaki polimer özelliklere hesaplamak için kullanılan: Mn: 2240, Mw: 2250, Đ: 1.00.
Örnek tam functionalization onaylamak için monoisotopic kitlelerin bir seçilen bireysel n-mer (42) (Şekil 12) analiz etmek için kullanılmıştır. 42-mer polyoxyethylene bis(azide), teorik kitle değeri ile tepki 1-ethynyl-4-fluorobenzene karşılık gelen 44.02621 × 42 (tekrar birim kütlesi) + 162.04675 (FPT son grup kütlesi) + 190.07805 (kitle FPT etil son grubu 1-ethynyl-4-fluorobenzene ile) + 22.98922 (sodyum katyon kütlesi) 2224.21484 =. Gözlenen toplu değeri n = 42 0,05 Da teorik değerden farklı olan 2224.16 olur.
Örnek 3: poly(L-lactide), sonlandırıldı thiol örneği (Mn 2500 =) (Şekil 13) sodyum trifluoroacetate cationization Aracısı olarak kullanarak analiz edildi ve sadece beklenen sergilenen Na+ adducts ve DHB matris olarak.
MALDI-TOF MS onaylar poly(L-lactide), sonlandırıldı thiol dar dağılımı (Mn 2500 =) (Şekil 13). Adım 4 denklemleri kullanarak, program analizi aşağıdaki polimer özelliklere hesaplamak için kullanılan: Mn: 2310, Mw: 2360, Đ: 1,02.
Örnek tam functionalization onaylamak için monoisotopic kitlelerin bir seçilen bireysel n-mer (26) (Şekil 14) analiz etmek için kullanılmıştır. 26-mer, poly(L-lactide), sonlandırıldı thiol teorik kitle değerini (Mn 2500 =) karşılık gelen 72.02113 × 26 (tekrar birim kütlesi) + 17.00274 (hidroksil grubuna kütlesi) + 61.0112 (ω-thiol son grup kütlesi) + 22.98922 (sodyum kütlesi katyon) 1973.55254 =. Gözlenen toplu değeri n = 26 yaşında-0.07 olan 1973.62 Da teorik değerden farklı. Daha küçük bir sinyal 72.02113 × 27 (tekrar birim kütlesi) + 17.00274 (hidroksil son grup kütlesi) + 61.0112 (ω-thiol son grup kütlesi) + 22.98922 (sodyum katyon kütlesi) karşılık gelen 2045.74 de görülmektedir. Teorik kitle gözlenen kitle 0,17 bir farklılık olan 2045.57367 görüyor. Bu küçük yoğunluk, tek sayılı tekrar birim laktik asit polimerizasyon açma halkası sırasında transesterification göstergesidir. Bir üçüncü çok küçük tepe 2057.73 görülmektedir. -0.14 Bu Da bir poly(L-lactide) karboksilik asit son grup (yerine thiol son grup) ile 72.02113 × 27 (tekrar birim kütlesi) + 17.00274 (hidroksil son grup kütlesi) + 73.02895 (kitle, teorik bir kitle ile teorik kütlesi daha farklı karboksilik asit) + 22.98922 (sodyum katyon kütlesi) 2057.59142 =. Bu ek küçük dünyamıza bozukluk sonucu lactide monomer polimerizasyon açma halkası sırasında su inisiyasyon olasıdır.
Poly(L-lactide), thiol sonlandırıldı (Mn 2500 =) örnek seçici bir thiol-Doğu tepki (Şekil 15) maleimide (Şekil 16) ile functionalized dar dağılımı yapılmaktadır. Spectra beklenen sergilenen Na+ adducts sodyum trifluoroacetate bir cationization Ajan ve DHB olarak matris kullanarak.
MALDI-TOF MS doğruladı sona thiol poly(L-lactide) dar dağılımı (Mn 2500 =) thiol-Doğu tepki ile maleimide (Şekil 16). sonra Adım 4 denklemleri kullanarak, analiz yazılımı aşağıdaki polimer özelliklere hesaplamak için kullanılan: Mn: 2310, Mw: 2340, Đ: 1.01. Mn ve Mw Başlangıç materyali ile karşılaştırıldığında azalma iyonlaşma önyargı (MALDI-TOF MS eksiklikleri biri) nedeniyle olduğunu belirtmek gerekir. Başlangıç materyali için değişiklik nispeten küçük (~ 97 Da bu belirli değişiklik gibi) ve dispersity azalır sonrası modifikasyon, ortalama molekül ağırlığı MALDI-TOF MS hesaplamaları daha az doğru olabilir.
Poly(L-lactide) tam functionalization onaylamak için thiol sona erdi (Mn 2500 =) thiol-Doğu tepki ile maleimide ile monoisotopic kitlelerin bir seçilen bireysel n-mer (26) (Şekil 17) analiz etmek için kullanılmıştır. 26-mer poly(L-lactide) thiol sonlandırıldı, teorik kitle değerinin karşılık geldiği için 72.02113 × 26 (tekrar birim kütlesi) + 17.00274 (hidroksil son grup kütlesi) + 158.02757 (ω-thiol son grup maleimide için bağlantılı kütlesi) + 22.98922 (kitle Sodyum katyon) 2070.56891 =. Gözlenen toplu değeri n = 26 0,03 Da teorik değerden farklı olan 2070.54 olduğunu. Potasyum ile iyonize aynı tür aynı zamanda teorik kitle 0,05 Da fark forma karşılık gelen 2086.49 görülmektedir. Çok küçük bir tepe, 72.02113 × 28 (tekrar birim kütlesi) + 17.00274 (hidroksil son grup kütlesi) + 72.02168 (karboksilat anyon kütlesi) + 22.98922 (sodyum katyon kütlesi) + 38.96371 (potasyum katyon kütlesi) karşılık gelen 2167.58 görülmektedir. Bir-0.01 olan 2167.56844 teorik kütlesi olduğunu fark gözlenen kitle ve Başlangıç materyali gözlendi su girişimi üzerinden aynı izleme kirlilik göstergesidir. Bu polimer sodyum, potasyum biri ve bir proton kaybı bir eşdeğeri ile iyonlaşma sergiler. Karboksilik asit proton ve iki katyonlar ile complexation kaybı iyonlaşma monokarboksilik asit functionalized polimerler için ortak bir modudur. Aynı vardiyada thiol-Doğu reaksiyon ürünleri için gözlenen kitle daha fazla bu functionalization reaksiyon geçmesi thiol son grup yoksun gösterir bu karboksilik asit sonlandırılmış bileşik için oluşmaz unutmamak gerekir.
Şekil 1:3 x 3 kılavuz örnek oranı tayini için. Örnekler, bir 3 x 3 kılavuz olarak kullanarak, cationization Ajan analit matris göreli konsantrasyonları sistematik ampirik bir en iyi duruma getirilmiş numune hazırlama belirlemek için çeşitli olabilir. Bu genellikle bir-in üç değişken sabit (analit çözüm 15 µL) miktarı diğer iki (cationization Aracısı (y ekseni) ve matris (x ekseni)) artırırken tutarak yapılır bileşenleri kümesi katı tarafından (3 kat olarak adı geçen örnek). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2: MALDI-TOF MS hedef plaka. MALDI-TOF MS hedef plaka MALD-TOF MS örnekleri analiz için bireysel Wells tutan metal bir plaka var. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3: örnek 1 MALDI-TOF Kütle spektrumu. Bu tam spektrum poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asit genel dağılımını gösterir (Mn= 5000) Na+ ve K+ile iyonize. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4: örnek 1 bireysel bir yineleme birimi MALDI-TOF Kütle spektrumu. Bu yelpazenin poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asit bireysel bir yineleme birimi gösterilir (Mn = 5000) son grup analiz için. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5: örnek 1 değişiklik için tepki düzeni. Başlangıç materyali uç grupları doğrulamak için poly(ethylene glycol) 2-aminoethyl eter asetik asit 2,4-dinitrofluorobenzene ile (olarak da bilinen Sanger reaktif) tepki. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 6: örnek 1 değişiklik MALDI-TOF Kütle spektrumu. Bu tam spektrum poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asit genel dağılımını gösterir (Mn = 5000) 2,4-dinitrofluorobenzene ile functionalized. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 7: örnek 1modification bireysel bir yineleme birimi MALDI-TOF Kütle spektrumu. Son grup functionalization onaylamak için bu yelpazenin poli (etilen glikol) 2-aminoethyl eter asetik asitin bireysel bir yineleme birimi gösterir (Mn = 5000) tepki ile 2,4-dinitrofluorobenzene sonra. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 8: MALDI-TOF Kütle spektrumu örnek 2. Bu tam spektrum polyoxyethylene bis(azide) genel dağılımını gösterir (Mn = 2000) Na+ ile iyonize adducts. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 9: örnek 2 bireysel bir yineleme birimi MALDI-TOF Kütle spektrumu. Bu yelpazenin polyoxyethylene bis-azid bir yineleme birimi gösterilir (Mn = 2000) uç grupları onaylamak için Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 10: örnek 2 değişiklik için tepki düzeni. Başlangıç malzeme, polyoxyethylene bis-azid uç grupları onaylamak için (Mn = 2000) 1-ethynyl-4-fluorobenzene yolu ile bakır katalize azid-alkin cycloaddition (CuAAC) ile tepki. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 11: örnek 2 değişiklik MALDI-TOF Kütle spektrumu. Bu tam spektrum polyoxyethylene bis(azide) genel dağılımını gösterir (Mn = 2000) 1-ethynyl-4-fluorobenzene ile functionalized. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 12: örnek 2 değişiklik bireysel bir yineleme birimi MALDI-TOF Kütle spektrumu. Bu yelpazenin polyoxyethylene bis(azide) bireysel bir yineleme birimi gösterilir (Mn = 2000) 1-ethynyl-4-fluorobenzene yolu ile son grup functionalization onaylamak için bakır katalize azid alkin cycloaddition ile tepki gösterdi. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 13: MALDI-TOF Kütle spektrumu örnek 3. Bu tam spektrum poly(L-lactide), genel dağılımını gösterir thiol sonlandırıldı (Mn 2500 =). Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 14: örnek 3 bireysel bir yineleme birimi MALDI-TOF Kütle spektrumu. Spektrum poly(L-lactide), sonlandırıldı thiol bireysel bir yineleme birimi gösterilir (Mn 2500 =) uç grupları onaylamak için. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 15: reaksiyon şeması örnek 3 değişiklik için. Başlangıç materyali, poly(L-lactide), thiol uç grupları onaylamak için sonlandırıldı (Mn 2500 =) ile maleimide thiol-Doğu kaplin yoluyla tepki. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 16: örnek 3 değişiklik MALDI-TOF Kütle spektrumu. Bu tam spektrum tepki poly(L-lactide) arasında ürün genel dağılımını gösterir thiol sonlandırıldı (Mn 2500 =) ve maleimide. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 17: örnek 3 değişiklik bireysel bir yineleme birimi MALDI-TOF Kütle spektrumu. Son grup functionalization onaylamak için bu yelpazenin poly(L-lactide), sonlandırıldı thiol bireysel bir yineleme birimi gösterilir (Mn 2500 =) thiol-Doğu tepki ile maleimide sonra. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Discussion
MALDI-TOF Kütle spektrometresi polimer karakterizasyonu için paha biçilmez bir analitik araç tek başına şarj edilmiş durumda ve çok az parçalanma ile polimer iyonları oluşturmak için onun yetenek nedeniyle biridir. Bu yumuşak iyonlaşma tekniği bir matris polimer iyonları gaz aşamasında oluşturmak için bileşik gömülü polimer analit katı hal örnekleri desorb için kısa lazer bakliyat kullanır. Oluştururlar genellikle onların analiz etkinleştirmek için matris kütle spektrometresi tarafından eklenen özellikler ile complexation tarafından iyonize. Bu makromoleküllerin iyonlar daha sonra onları tespit edilecek onların m/z -ebilmek olanaklı kılmak saat-in-uçuş İyon kaynağı ve dedektör5 arasındaki temel uçuş tüp alanı içermeyen bölgenin içine getirmek için bir ayıklama gerilim tarafından hızlandırılmış , 32.
Diğer polimer karakterizasyonu teknikleri için karşılaştırıldığında, MALDI-TOF MS spectra kalite veri toplama parametrelerini ve numune hazırlama ağır bağlıdır. Numune hazırlama için küme bir formül yoktur ancak numune hazırlama her bileşenin işlevini anlamak için daha hızlı ampirik optimizasyonu sağlar. Polimer analit ile Matrix uyumluluk heyecanlı matris bir iyonize devlet5'tek, desorbed oluştururlar oluşturmak izin verdiği için önemli olduğundan maldı örnek hazırlanmasında en önemli faktör matrisi seçimdir, 15,17,19. Uygun matris ve cationization ajanlar seçtikten sonra analit, matris ve cationization Ajan doğru oranını tespit edilmelidir. Bu ampirik örnekleri (Şekil 1) matris konsantrasyonu bir eksen üzerindeki artan ve cationization Ajan konsantrasyonu artan MALDI-TOF MS hedef plaka (Şekil 2) üzerinde oluşan iki boyutlu bir tablo oluşturarak elde edilebilir diğer.
MALDI numune hazırlama, orada benzer veri toplama parametrelerini belirlemek için küme bir formül yoktur; Ancak, bazı eğilimleri spektral en iyi duruma getirme işlemini hızlandırmak için düşünülmelidir. Çözünürlüğü artırır ancak genel sinyal azaltır, reflektron modu genellikle nerede izotopik çözünürlük elde edilebilir daha düşük kitle aralıkları için (Bu örnekler, 4.000 Da aşağıda) seçilir. Bu gibi durumlarda, monoisotopic toplu hesaplamalar ve yöntemleri toplama tepe kullanıldı. 4.000 Da yukarıda kitleler ile polimer örnekleri için doğrusal modu ortalama toplu hesaplamalar ve pik malzeme çekme yöntemleri kullanıldı. Sinyal çözünürlüğünü artırmak için iyon kaynağı voltaj daha büyük kitle polimerler daha büyük gerilim fark olan genel eğilim ile küçük artışlarla ayarlanmalıdır (IS2 karşı IS1).
Süre en iyi duruma getirilmiş numune hazırlama ve satın alma parametrelerini hassas sağlayabilir, kitle doğruluğu sadece etkili kalibrasyon elde edilebilir. Zaman-in-uçuş belirli bir kitle için ustaca değişken edinme parametreleri ve hatta plaka pozisyonlar ile ilgili olarak değişebilir, bu nedenle bir kalibrasyon en iyi duruma getirilmiş edinme parametreleri her kümesi için doğru kitle verim için yapılmalıdır tespitler5,30. Bir kez satın alma parametrelerini ve numune hazırlama optimize edilmiştir, spectra tam olarak bu aynı koşullar kullanılarak kalibre.
Olağanüstü çözünürlük ve en iyi duruma getirilmiş MALDI-TOF Kütle spectra polimerlerin içinde gözlenen kitle doğruluk nedeniyle, bu teknik polimer toplu dağıtım veri belirlemek için değerli bir ücretsiz araç haline gelmiştir. Ancak, polimer toplu dağıtım içindeki bireysel tekrar birim çözme yeteneğini belirli bir avantaj için son grup analiz diğer polimer göre jel Permeasyon Kromatografi (GPC) gibi karakterizasyonu teknikleri sağlar ve nükleer manyetik rezonans (NMR). Bu son grup functionalization reaksiyonlar sadakat ve son grup conjugations reaksiyonlar nicel doğasını belirlemek için özellikle değerlidir. Bu el yazması bireysel polimer tekrar birimleri kitle iki ondalık puana kitle doğruluk, son Grup değişiklik onayı ile güven yüksek düzeyde etkinleştirme ile gidermek için yetenek göstermiştir. Son zamanlarda hassas polimer sentez alanında yapılan önemli gelişmeler ile MALDI-TOF MS giderek önemli bir araç haline geliyor makromoleküllerin yapısı ve işlevi için belirler.
Disclosures
Yazarlar bu çalışmada kullanılan küresel calibrants ile ilgili mali ilgi var.
Acknowledgments
Yazarlar akıllı malzeme tasarım, analiz ve işleme Konsorsiyumu (SMATDAP) tarafından Ulusal Bilim Vakfı işbirliği anlaşması altında IIA-1430280 ve LA kurulu Regents bir yüksek lisans bursu (MEP) finanse etmiş oluyorsunuz. Bu deneyler için polimer örnekleri MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) tarafından temin edilmiştir. Açık erişim yayın Bu makalenin MilliporeSigma tarafından desteklenmektedir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| polyoxyethylene bis(azide) (Mn=2000) | MilliporeSigma (Aldrich) | 689696 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/689696?lang=en®ion=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®ion=US |
| poly(L-lactide), thiol terminated (Mn=2500) | MilliporeSigma (Aldrich) | 747386 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/747386?lang=en®ion=US |
| SpheriCal® peptide low | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | PFS20 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs20?lang=en®ion=US |
| SpheriCal® peptide medium | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | PFS21 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs21?lang=en®ion=US |
| SpheriCal® peptide high | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | PFS22 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs22?lang=en®ion=US |
| 2,4 dinitrofluorobenzene | TCI | A5512 | |
| maleimide | MilliporeSigma (Aldrich) | 129585 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/129585?lang=en®ion=US |
| 1-ethynylfluorobenzene | Fisher Scientific | 766-98-3 | |
| triethylamine | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | 471283 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/471283?lang=en®ion=US |
| N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine | MilliporeSigma (Aldrich) | 369497 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/369497?lang=en®ion=US |
| Copper(I)Bromide | MilliporeSigma (Aldrich) | 254185 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/254185?lang=en®ion=US |
| glacial acetic acid | Fisher Scientific | A38212 | |
| sodium metabisulfite | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | 13459 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/13459?lang=en®ion=US |
| potassium trifluoroacetate | MilliporeSigma (Aldrich) | 281883 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/281883?lang=en®ion=US |
| trans-2-[3-(tert-butylphenyl)-2-methyl-2-properylidene]malononitrile | MilliporeSigma (Aldrich) | 727881 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/727881?lang=en®ion=US |
| a-cyano-4-hydroxycinnamic acid | MilliporeSigma (Sigma) | C8982 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c8982?lang=en®ion=US |
| tetrahydrofuran | Fisher Scientific | T425-1 | |
| dichloromethane | VWR Analytical | BDH1113-4LG |
References
- Wu, K. J., Odom, R. W. Peer Reviewed: Characterizing Synthetic Polymers by MALDI MS. Anal. Chem. 70, 456A-461A (1998).
- Lowe, A. B. Thiol-ene "click" reactions and recent applications in polymer and materials synthesis: a first update. Polym. Chem. 5, 4820-4870 (2014).
- 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).
- 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).
- Montaudo, G., Samperi, F., Montaudo, M. S. Characterization of synthetic polymers by MALDI-MS. Prog. Polym. Sci. 31, 277-357 (2006).
- Weidner, S. M., Trimpin, S.
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Hanton, S. D. Mass spectrometry of polymers and polymer surfaces. Chem. Rev. 101, 527-570 (2001).
- 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).
- Nielen, M. W. F. Maldi time-of-flight mass spectrometry of synthetic polymers. Mass Spectrom. Rev. 18, 309-344 (1999).
- NIST, Synthetic Polymer MALDI Recipes Search Form. , Available from: http://maldi.nist.gov/ (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Anacleto, J. F., Pleasance, S., Boyd, R. K. Calibration of ion spray mass spectra using cluster ions. J. Mass Spectrom. 27, 660-666 (1992).
- 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).
- 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).
- Xiang, B., Prado, M. An accurate and clean calibration method for MALDI-MS. J. Biomol. Tech. 21, 116-119 (2010).
- 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).
- 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).
