用于表征不同分散性和端基的合成聚合物的MALDI-ToF MS方法

Ashley V. Miles; Amman Nadeem; Mahi Ahmad; Brennan J. Curole; Scott M. Grayson

doi:10.3791/68455

方法文章

用于表征不同分散性和端基的合成聚合物的MALDI-ToF MS方法

3.5K 次观看

⸱

DOI：

10.3791/68455

⸱

2025年10月3日

Ashley V. Miles¹ , Amman Nadeem¹ , Mahi Ahmad¹ , Brennan J. Curole¹ , Scott M. Grayson¹

¹Department of Chemistry, Tulane University

本文内容

摘要

本方案提供了详细的说明和示例，介绍如何利用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱技术，对具有不同分散性和端基的合成聚合物进行样品制备、数据采集和数据分析。

摘要

基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱法（MALDI-ToF MS）是一种用于表征合成聚合物的有效分析工具，可实现精确的分子量测定，并提供重复单元质量及端基鉴定等结构信息。本实验方案详细介绍了聚合物分析的各个步骤，包括选择合适的基质和阳离子进行样品制备、数据采集，以及确保质量测量准确性的校准方法。该方法突出了MALDI-ToF MS在分析从单分散到高度分散聚合物材料方面的广泛适用性，同时也指出了其在解析高度分散样品时的局限性。通过比较理论质量与实测质量（包括同位素分布模式），该方法能够可靠地确认重复单元和端基结构。本方案通过提供基质选择的代表性数据、不同分散度范围内的谱图解析方法，以及具有独特同位素特征或亚稳态离子形成的聚合物的表征示例，为新用户提供支持。故障排除策略涵盖样品制备过程中可能出现的问题，例如基质干扰，以及样品在未添加阳离子时仍发生电离的情况。总体而言，本指南为将MALDI-ToF MS作为聚合物分析的一种快速且可靠的手段奠定了基础。

引言

基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱法（MALDI-ToF MS）是一种高效分析合成聚合物的分析技术¹^,²^,³^,⁴。许多聚合物可通过核磁共振（NMR）进行表征，以确认其重复单元结构。然而，大多数端基信号的强度仅为重复单元峰的一小部分，即使对于低分子量聚合物也是如此；随着聚合物分子量的增加，端基信号在核磁共振谱中更难以定量⁵。然而，MALDI-ToF MS 数据能够明确证实这些端基的存在，即使在较高分子量下也是如此。该质谱技术以其温和的电离能力著称，通常生成单电荷聚合物离子，且碎片化程度极低²。这使得能够精确测定分子量并进行详细的结构分析，提供快速而准确的结果，获得诸如重复单元质量、端基鉴定信息，以及对于低分散性聚合物，数均分子量（M_n）、重均分子量（M_w）和分散度（Đ）的确定⁶。

MALDI-ToF 质谱可用于分析不同分散度的聚合物，但在高分散度情况下存在局限性。对于单分散聚合物（如树状大分子），该方法非常适合用于确认其分子质量并鉴定端基⁷。对于低分散度（1.01–1.09）以及部分中等分散度聚合物（Đ = 1.1–1.3），MALDI-ToF 质谱也可用于确定聚合物重复单元质量、端基质量、Đ、M_n 和 M_w⁸。然而，对于高度分散的聚合物（Đ = 1.3–10），该方法的应用变得困难。对于广泛分散的聚合物，低分子量组分的信号强度远高于高分子量组分，导致测得的分散度低于其他表征技术（如尺寸排阻色谱，SEC）的结果，这种现象被称为"低质量偏差"。虽然可通过低分子量区域的结果确认平均重复单元质量和端基，但无法从 MALDI-ToF 质谱数据中获得高分散度聚合物的真实 M_n、M_w 和 Đ⁹。因此，对于广泛分散的聚合物，必须结合 SEC 作为表征手段，以确定其真实的 M_n、M_w 和 Đ。

优化样品制备对于在MALDI-ToF质谱中获得高质量的峰分辨率至关重要²^,¹⁰。第一步是根据聚合物的极性选择合适的基质。对于非极性聚合物，常用的基质包括trans-2-[3-tert-丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯基]（DCTB）、棓半醌自由基（GFR）和9-硝基蒽（9-NA）¹¹。极性聚合物则更适合使用α-氰基-4-羟基肉桂酸（CHCA）、二蒽醇、2-(4-羟基苯基偶氮)苯甲酸（HABA）和2,5-二羟基苯甲酸（DHB）等基质¹²^,¹³^,¹⁴。在本实验方案中，由于DCTB对非极性聚合物具有良好的效果，因此被选为主要基质，而CHCA用于极性聚合物。阳离子的选择也起着重要作用，碱金属如钠和钾能有效电离含氧聚合物，而过渡金属如银则更适用于不饱和烃类¹⁰^,¹⁴。

选定基质和分析物后，需确定样品溶液混合物中阳离子：分析物：基质的最佳比例。该样品溶液混合物将以1 µL的量加入靶板中。若阳离子：分析物：基质的比例不正确或缺失其中一种或多种成分，可能会影响MALDI-ToF质谱数据采集的灵敏度。对于下述代表性数据，样品制备已优化至最佳分辨率²^,¹⁵。

在制备样品溶液并将其加入MALDI-ToF质谱仪靶板后，将该样品插入MALDI-ToF质谱仪中以开始数据采集。本研究仅在正离子模式下采集数据，并使用了较新型的MALDI-ToF质谱仪，该工作基于Payne等人的前期研究¹⁶。一些重要的MALDI-ToF质谱参数，如激光功率、激光束直径、检测器增益和脉冲提取延迟时间，可在采集过程中进行调整以提高分辨率。MALDI-ToF质谱数据采集有两种模式可供选择：线性模式和反射模式¹⁷。相比线性模式，反射模式更有利于获得更高的信号分辨率¹⁸^,¹⁹。在线性模式中，被加速的离子直接通过飞行管到达检测器；而反射模式中，离子首先通过飞行管一次，随后被反射回飞行管再次通过，最后到达第二个检测器，从而使飞行路径长度大约增加一倍。该方法能够区分质量相近但速度不同的离子²⁰^,²¹。激光功率也可能影响信噪比的提升或聚合物碎片化的减少²²。能够使样品解吸的最低激光功率可改善信噪比，同时降低碎片化的可能性²²。在优化信号分辨率并最大化信噪比之后，即可为所选的聚合物分析物获得高质量的数据。

在MALDI-ToF质谱中，校准对于实现精确的质量测定至关重要。常用的校准方法主要有两种：内标法和外标法，二者均依赖于已知质量的校准物，且这些校准物的质量范围需覆盖待测物的预期质量区间⁶。在代表性数据所分析的聚合物中，选择了单分散树枝状大分子校准物，用于宽质量范围的校准²³。内标法是将校准物与阳离子、待测物及基质混合，由于校准物与待测物处于相同的实验条件，任何质量偏移对二者的影响相同，因此可提高质量测定的准确性。然而，该方法可能导致校准物信号与聚合物信号发生峰重叠，从而增加分析难度²⁴。相比之下，本实验方案采用外标法，通过将阳离子：校准物：基质混合物与阳离子：待测物：基质混合物分别制备并点样于靶板不同位置，避免了峰重叠问题。但因样品在靶板上的位置差异以及仪器局部响应的微小变化（如激光强度或电离效率在靶板不同区域的差异），可能引入轻微的质量偏差，因此校准物与待测物的点样位置应尽量靠近²⁴。在代表性数据中，采用外标法测得的质量与理论值之间的偏差小于0.100 Da。

最后，对于所有聚合物，均可通过分析MALDI-ToF质谱数据来确定重复单元质量，并对聚合物进行端基分析。可通过使用软件工具将理论重复单元质量与MALDI-ToF质谱图中观察到的重复单元质量进行比较，以确认重复单元质量。若两者一致，则表明该聚合物很可能具有预期的重复单元结构（或其异构体）。聚合物的MALDI-ToF质谱端基分析首先需计算分析物的理论质量，该质量包括重复单元、端基以及样品制备过程中所选阳离子的质量总和。对于单分散大分子，该计算包含一个分析物的总质量以及所选阳离子的质量。绘制化学结构的软件工具可辅助完成此类计算。随后将软件计算得到的理论质量与MALDI-ToF质谱图中测得的实测质量进行比对，以验证聚合物是否符合预期的分子结构。然而，若观察到的重复单元质量与理论值大致相符，但包含端基和阳离子的特定n聚体的总质量却不匹配，则此差异可能提示存在未预期的端基。为了鉴定未知端基，需回顾反应条件，以确定可能参与反应并形成所观察端基的其他分子或试剂。此步骤对于准确表征聚合物的全部结构至关重要。

本方案提供了一种用于合成聚合物 MALDI-ToF MS 分析的逐步操作方法，旨在帮助用户（尤其是初学者）进行样品制备、仪器方法优化、数据采集和数据分析。代表性数据展示了针对特定聚合物的基质选择；对具有不同分散度的聚合物（包括单分散、中等分散和高度分散样品）的质谱图及其分析；聚合物末端基团分析，涵盖具有明显同位素分辨模式的聚合物（如含卤素的聚合物）以及易形成亚稳态离子的聚合物（如叠氮封端的聚合物）；利用 MALDI-ToF MS 对聚合物进行数据分析，包括将观测质量与理论质量进行比较，以确认重复单元质量、总聚合物质量（包括末端基团和阳离子加合物）；以及一个针对低分子量聚合物中基质干扰和自电离聚合物问题的故障排除示例。

该方案不仅为基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）的聚合物表征提供了基础，还就样品制备、仪器方法的逐步优化（图1）以及对新合成和商用合成聚合物谱图的解析提供了指导。

方案

警告：使用所有化学品前，请查阅其安全数据表（SDS）。所有样品制备和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）板的制备均须在通风橱中进行，并穿戴适当的个人防护装备（PPE），包括护目镜、实验服和手套。

1. 样品制备

基质、阳离子、校准物和分析物储备液的制备
1. 通过将2 mg目标阳离子溶解于1 mL与分析物和阳离子相容的溶剂中，制备碱金属阳离子储备液。对于样品1，将2 mg三氟乙酸钠溶解于1 mL四氢呋喃（THF）中。
2. 根据分析物的溶解性，将20 mg目标基质溶解于1 mL相容溶剂中，制备基质储备液。示例：对于代表性数据（样品1），将20 mg DCTB溶解于1 mL四氢呋喃（THF）中。
3. 按照供应商说明书配制校准物储备液。
4. 将10 mg分析物溶解于1 mL合适的溶剂中，制备分析物溶液。对于样品1，将10 mg分析物溶解于1 mL THF中。
MALDI-ToF质谱靶板的制备
1. 清洁MALDI-ToF质谱靶板。
2. 制备分析物检测样品和校准样品溶液。将阳离子、分析物和基质储备液按1:5:20 µL的比例加入试管A中，并涡旋混匀。对于外标校准：将阳离子、校准物和基质储备液按1:5:20 µL的比例加入试管B中，并涡旋混匀。
3. 将分析物和校准物样品溶液混合物点样至MALDI-ToF质谱靶板。使用干燥液滴法，用移液器将0.5 µL阳离子:分析物:基质样品溶液混合物（试管A）点样于MALDI-ToF质谱靶板上；再用干燥液滴法，将0.5 µL阳离子:校准物:基质混合物（试管B）点样于靶板上邻近分析物的位置。准确记录每个点样的位置（行字母和列编号），以便在数据采集过程中快速定位样品和校准物。

2. 数据采集

插入 MALDI-ToF 质谱靶板并选择采集方法
1. 将 MALDI-ToF 质谱靶板插入仪器中。将靶板以正确方向放置在支架上，注意不要将靶板推入过深。
2. 使用仪器控制软件将 MALDI-ToF 质谱靶板与仪器对接。
3. 在仪器控制软件中选择并打开一个方法文件。在分析物的质量范围内选择一个反射正离子模式（RP）或线性正离子模式（LP）方法。
4. 监控仪器控制软件，确认靶板已插入且方法设置已完成。
  注：这些代表性聚合物含有氧原子；因此选择正离子模式（大多数化合物在正离子模式下完成采集）。对于代表性数据，所有样品均选择 RP 方法用于反射模式。
初始数据采集
1. 在仪器控制软件中，找到显示 MALDI-ToF 质谱靶板的摄像头画面，以及带有列字母和行编号的孔位示意图。点击含有阳离子：分析物：基质混合物的 MALDI-ToF 质谱孔，以选择进行数据采集。
2. 在仪器控制软件中调整质量检测范围至较宽的 500–20000 Da 范围，以确保完全覆盖分析物的预期质量。在初步采集后，使用光标将范围调整至预期质量上下约 2 倍的区间。
3. 数据采集
  1. 点击仪器控制软件上的开始按钮，启动 MALDI-ToF 质谱数据采集。
  2. 点击停止，或等待 MALDI-ToF 质谱采集自动完成。
  3. 点击添加，将单次 MALDI-ToF 质谱加入总谱缓冲区。
    注：单次 MALDI-ToF 质谱缓冲区存储单个 MALDI-ToF 质谱，而总谱缓冲区累积多次采集的数据，从而提高信号强度。
  4. 通过查看摄像头画面重新定位 MALDI-ToF 激光，并点击同一选定孔内的任意位置，将激光移动至新位置。
  5. 重复 MALDI-ToF 质谱采集，将单次质谱不断加入总谱缓冲区。重复步骤 2.2.3.1 至 2.2.3.4，直至 MALDI-ToF 质谱结果满意为止。
  6. 评估 MALDI-ToF 质谱的分辨率和基线噪声。若质谱具有高分辨率且基线噪声极低，则进入校准步骤；否则，考虑优化数据采集方法（例如调整激光功率、检测器增益或脉冲离子提取参数）。
数据采集优化（见图 1）
1. 依次调整 MALDI-ToF 质谱的激光功率、检测器增益和脉冲离子提取参数，以提高分辨率和/或降低背景噪声
2. 为复制 MALDI-ToF 质谱方法，将现有的 MALDI-ToF LP 或 RP 方法复制并粘贴为新名称。打开所创建的粘贴方法文件，并重新命名该文件。
3. 按照第 2.2 节“初始数据采集”的所有步骤，获取初始 MALDI-ToF 质谱。在仪器控制软件中放大至强度最高的峰组，以评估分辨率和基线噪声。
4. 采集优化
  1. 调整 MALDI-ToF 质谱激光功率
    1. 从约 4% 的低激光功率开始，按照步骤 2.2.3.1 和 2.2.3.2 进行初始数据采集，启动并停止采集过程。
    2. 观察并比较 MALDI-ToF 单次缓冲谱与总谱缓冲区中初始谱图的分辨率和基线噪声。
    3. 以 2%–10% 的增量逐步提高激光功率以增强电离效果。每次调整后，均需按照步骤 2.2.3.1 和 2.2.3.2 启动并停止采集。
    4. 选择能够提供高强度峰且噪声最小的最低激光功率。
      注：当 MALDI-ToF 质谱激光功率达到 50% 或更高时，样品发生碎裂的可能性增加。
  2. 优化 MALDI-ToF 质谱激光光斑直径
    1. 在检测器选项卡中，调整 MALDI-ToF 质谱激光直径，测试中等、大和超大设置。按照步骤 2.2.3.1 和 2.2.3.2 进行初始数据采集，启动并停止采集。
    2. 观察并比较 MALDI-ToF 单次缓冲谱与总谱缓冲区中初始谱图的分辨率和基线噪声。
    3. 选择能够提供最佳分辨率且基线噪声最小的激光直径。
      注：MALDI-ToF 质谱激光直径用于控制激光束的直径。
  3. 调整 MALDI-ToF 质谱检测器增益
    1. 以小幅度逐步增加或减少 MALDI-ToF 质谱检测器增益。每次调整后，均需按照“初始数据采集”中的步骤 2.2.3.1 和 2.2.3.2 启动并停止采集。
    2. 每次调整后，在仪器控制软件中观察 MALDI-ToF 质谱信号强度和分辨率，重点关注单次缓冲谱和总谱缓冲区中的初始谱图。
    3. 保留能够提供最佳信号强度和良好分辨率的检测器增益设置。
  4. 修改 MALDI-ToF 质谱脉冲离子提取参数
    1. 以 10 ns 为增量调整 MALDI-ToF 质谱脉冲离子提取参数。每次调整后，均需按照“初始数据采集”中的步骤 2.2.3.1 和 2.2.3.2 启动并停止采集。
    2. 评估脉冲离子提取参数变化对 MALDI-ToF 质谱信号分辨率的改善效果。
      注：MALDI-ToF 质谱脉冲离子提取定义为激光电离后的时间延迟。通过增加或减少脉冲离子提取时间，不同能量的离子在电场中停留的时间将变短或变长。较长的停留时间可使相同质量但稍有不同时间喷射的带正电分析物离子在施加电压后完全加速至相同速度，从而提高分辨率并降低信号背景噪声²⁵。
5. 当达到最佳分辨率和最高信噪比时，保存优化后的 MALDI-ToF 质谱方法文件，供当前及未来使用。
MALDI-ToF 质谱校准
1. 在靶板上选择校准样品，并按照第 2.2 节“初始数据采集”的所有步骤，采集校准用 MALDI-ToF 质谱
  1. 访问校准参考点。进入仪器控制软件中的校准选项卡，打开与所用校准物相对应的合适质量控制列表。
2. 将 MALDI-ToF 质谱的校准峰与质量控制列表中的参考质量进行匹配。
  1. 在校准质量控制列表中，选择 MALDI-ToF 质谱中第一个校准峰对应的质量。MALDI-ToF 质谱将自动放大至所选校准物峰。
  2. 点击校准信号峰的左侧以设定参考峰，该峰将被选中。
  3. 点击应用，将该校准信号设为质量控制列表中的参考质量。
  4. 对所有其他校准峰重复此过程。从质量控制列表中选择下一个目标质量，对齐相应的校准峰，并应用参考设置。
校准后聚合物分析物样品采集
1. 在仪器控制软件中定位并选择含有阳离子：分析物：基质混合物的孔位。
2. 打开已优化并校准的方法，按照第 2.2 节的所有步骤执行数据采集。
3. 输入适当的文件名，并保存校准后的分析物 MALDI-ToF 质谱，用于后续分析。
使用仪器控制软件移除 MALDI-ToF 质谱靶板，并清洁 MALDI-ToF 质谱靶板

用于激光功率优化和数据校准的质谱故障排除流程图。
图1：仪器方法优化的决策树。本指南旨在帮助初学者系统地优化仪器方法参数。从默认或初始设置开始，每次仅调整一个参数，根据观察到的改进情况逐步增加或减少该参数。接下来，沿能提升以下三方面性能的方向继续优化：(1) 峰强度，(2) 基线质量（低噪声），以及 (3) 获得窄峰和良好的同位素分辨。此方法有助于确定获得可靠且高质量谱图的最佳条件。如果聚合物样品在反射模式下无法电离或无法产生可用谱图，请切换至线性模式，并使用相同的决策树优化参数。需注意，线性模式通常会导致峰展宽，同位素分辨能力有限甚至完全丧失，但对于高分子量聚合物或在反射模式下可能发生去电离的聚合物，该模式可能更为有效。请点击此处查看此图的放大版本。

3. 数据分析与解释

打开 MALDI-ToF 质谱数据分析软件，并加载待分析样品的 MALDI-ToF 质谱图谱。
为分析物样品选择正确的 MALDI-ToF 质谱处理方法。本实验中所有样品均具有同位素分辨能力，因此在选定 MALDI-ToF 质谱处理方法后，对每个峰均选择其第一个峰。
注意：MALDI-ToF 质谱处理参数可根据合成聚合物样品进行调整。例如，MALDI-ToF 质谱仪器技术人员在技术培训期间开发了适用于聚合物的 MALDI-ToF 质谱处理方法。Payne 等人针对特定应用创建了一种 MALDI-ToF 平均质量处理方法¹⁶。如需编辑 MALDI-ToF 质谱处理方法的相关信息和建议，请联系 MALDI-ToF 质谱仪制造商的聚合物技术团队。
使用 MALDI-ToF 质谱分析软件进行峰的识别。
比较理论聚合物质量与实验测得的聚合物质量
1. 记录理论聚合物质量。在化学绘图软件中绘制预期的大分子结构（包括阳离子）。打开化学绘图软件中的分析窗口，记录理论质量。
  1. 单分散大分子：同时选中结构和阳离子，记录该大分子的精确质量和分子量。
  2. 低、中及高分散性聚合物：对于重复单元质量，仅选择聚合物主链以记录重复单元质量。对于指定 n 聚体的总质量，将重复单元数设置为 MALDI-ToF 质谱分析软件中显示的质谱范围内的某一质量值。选择包括阳离子和端基在内的完整聚合物结构，以记录指定 n 聚体的质量。
2. 将记录的理论质量与 MALDI-ToF 质谱图中观察到的质量进行比较
  1. 对于单分散大分子的总质量计算，请按以下步骤操作。
    1. 在 MALDI-ToF 质谱图中放大强度最高的峰，确保视图包含至少低于和高于理论质量两倍范围的质量区间。
    2. 将理论质量与 MALDI-ToF 质谱图中观察到的质量进行比较。若两者差异小于 0.100 Da，则预期的单分散大分子质量很可能是准确的。
    3. 检查 MALDI-ToF 质谱图中是否存在其他可能提示意外结构存在的额外峰。
    4. 若发现差异，应评估可能的结构变异。回顾反应路线，并计算替代结构的质量以进行比对。
  2. 对于低、中及高分散性聚合物的重复单元质量计算，请按以下步骤操作。
    1. 在 MALDI-ToF 质谱图中选择并放大两个由重复单元质量分隔且强度最高的峰。
    2. 对每一对相邻峰，用较高质量峰的实测质量减去较低质量峰的实测质量，以计算重复单元质量。对下一组峰重复此过程，以确认重复单元质量的一致性。
    3. 将计算得到的重复单元质量与理论重复单元质量进行比较。若实测值与理论值相符且表现出一致的质量差，则该聚合物的重复单元质量很可能是正确的。
  3. 对于低、中及高分散性聚合物中指定 n 聚体的总质量，请按以下步骤操作。
    1. 在 MALDI-ToF 质谱图中放大对应于理论总质量的峰，以及上下各一个重复单元的相邻峰。
    2. 将理论质量与 MALDI-ToF 质谱图中观察到的质量进行比较。若两者差异小于 0.100 Da，则预期的端基很可能是准确的。
    3. 检查 MALDI-ToF 质谱图中是否存在其他可能提示非预期结构的额外峰。
    4. 若发现差异，应评估可能的替代端基或结构变异。回顾反应路线，并计算潜在替代端基或环状结构的质量。

结果

样品1：单分散Tris[G1](OH)₆
将单分散第一代树状大分子（Tris[G1]Bnz₃）与Pd/C催化剂及H₂气体在体积比为1:1的甲醇:氯仿溶剂中反应，该树状分子以1,1,1-三(羟甲基)丙烷为核心，外围连接三个苄叉基保护的双(羟甲基)丙酸基团；此反应脱除苄叉基保护基团，得到具有6个羟基的树状大分子Tris[G1](OH)₆（图2A）。

使用NaTFA作为阳离子试剂、CHCA作为基质，对Tris[G1](OH)₆进行了分析。选择CHCA是因为它对极性化合物具有高效性，并能与Tris[G1](OH)₆的羟基发生相互作用，从而在靶板上形成均匀的涂层。MALDI-ToF质谱样品的制备首先配制NaTFA（1 mg/mL，溶于THF）、分析物（5 mg/mL，溶于THF）和CHCA（5 mg/mL，溶于THF）的储备溶液。上述溶液配制完成后，取1 µL Na⁺阳离子溶液、5 µL分析物溶液和20 µL基质溶液加入微量离心管中，涡旋混合（阳离子:分析物:基质比例为1:25:100，总体积为26 µL）。随后，从微量离心管中取出1 µL混合液，滴加至MALDI-ToF质谱靶板上并干燥。该样品采用反射模式进行分析，并通过比较理论值与实测值在MALDI-ToF质谱图中确认了目标峰（图2B，红色）。

催化加氢，Pd/C，示意图，质谱结果，CHCA团簇，光谱分析。
图2： (A) 样品1修饰为Tris[G1](OH)₆的反应路线。通过Pd/C和H₂反应去除苄叉基团，生成Tris[G1](OH)₆。采用MALDI-ToF质谱法确定反应是否完成。(B) 样品1、Tris[G1](OH)₆以及空白基质谱图（包含基质和盐离子[CHCA + Na]⁺）的MALDI-ToF质谱图叠加结果。完整的MALDI-ToF质谱图及Tris[G1](OH)₆的局部放大图显示，[Tris[G1](OH)₆ + Na⁺]⁺的实测质量为505.239 Da，与理论质量505.226 Da相差+0.013 Da。通过将空白MALDI-ToF质谱基质谱图（黑色）与Tris[G1](OH)₆的MALDI-ToF质谱图（红色）进行比较，除505.26 Da以外的所有峰均可忽略。请点击此处查看该图的放大版本。

观察到Tris[G1](OH)₆的Na⁺加合物。[Tris[G1](OH)₆+ Na]⁺的理论质荷比由Tris[G1](OH)₆单一同位素峰的质量（482.2362 Da）加上钠阳离子的质量（22.9892 Da）组成，总质量为505.226 Da。实测的[Tris[G1](OH)₆+ Na]⁺质量值为505.239 Da，与理论值相差+0.013 Da，匹配良好。

为了确保完全去除所有三个亚苄基（benzylidene）基团，进一步分析了质谱在505–769 Da范围内的MALDI-ToF MS谱图。该质量范围可用于检测此前未被发现的任何末端基团。若存在一个峰，即[Tris[G1]Bnz₂(OH)₂+ Na]⁺，其质荷比为681.289 Da（[Tris[G1]Bnz₃+ Na]⁺ 769.3194 Da - 88.0313 Da），则表明一个亚苄基已被去除；而在593.257 Da处出现的峰（[Tris[G1]Bnz₃+ Na]⁺ 769.3194 Da -176.0626 Da）对应于[Tris[G1]Bnz₁(OH)₄+ Na]⁺，表明Tris[G1]Bnz₃分子中已有两个亚苄基被去除（图3）。然而，这些峰以及Tris[G1]Bnz₃均未出现；因此，反应已完全进行，成功合成了Tris[G1](OH)₆。

化学结构图、单同位素质量、[Tris(G1)Bn+Na]+、理论质量表示法。
图3：Tris[G1]Bnz₃ 及其中间体 Tris[G1]Bnz₂(OH)₂、Tris[G1]Bnz₁(OH)₄ 和样品1 Tris[G1](OH)₆ 的结构与理论质量。黑点表示产物。图示为去除一个和两个苄叉基团以及完全羟基化的 Tris[G1](OH)₆ 的结构与理论质量。请点击此处查看此图的放大版本。

在低于900的低分子量区域，存在多个不与Tris[G1](OH)₆单分散质量峰对齐的峰。大多数基质在1000以下存在轻微的噪声问题，因此提供了空白MALDI-ToF质谱以确认Tris[G1](OH)₆的纯度。空白基质样品包含基质（CHCA）和阳离子（Na⁺）储备溶液。分析样品混合物中使用的阳离子与基质浓度比例与Tris[G1](OH)₆（1:100 mg/mL）相同。随后，取1 µL该混合物滴加至样品靶板上，并干燥后进行分析。

初步数据采集、校准采集和正式数据采集均已完成，以获取空白的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）基质谱图。在图2B（黑色）中，将空白MALDI-ToF MS基质谱图（黑色）与样品Tris[G1](OH)₆的谱图（红色）在flex分析软件中叠加，用于比较并确认哪些峰不归属于目标产物。在空白MALDI-ToF MS基质谱图中出现且同样存在于Tris[G1](OH)₆谱图中的峰可被忽略，因此唯一归属于样品2的峰为505.226 Da。例如，在Tris[G1](OH)₆的MALDI-ToF MS谱图（图2B红色）中位于445.016 Da和656.141 Da的峰，在空白MALDI-ToF MS基质谱图（图2B黑色）中也分别出现在445.017 Da和656.144 Da处，差异分别为+0.001 Da和+0.003 Da。由于这些峰在空白基质与Tris[G1](OH)₆MALDI-ToF MS谱图中匹配且差异相近，因此不会纳入分析。综上，Tris[G1](OH)₆的分子质量已通过MALDI-ToF MS确认，但仍需其他分析方法（如尺寸排阻色谱SEC和核磁共振NMR）进一步确认样品的纯度。

样品2：一端为氯、另一端为质子的聚(2,2-二甲基丙酸酯)
以碳酸钾为碱，对3-氯-2,2-二甲基丙酸进行聚合（图4A）。制备了一种在一条链端带有氯、另一条链端带有质子的聚(2,2-二甲基丙酸酯)（PDMP）样品（M_n = 980 Da），并采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）对其进行电离，以确定反应过程中形成的聚合物结构，并分析不同的端基。MALDI-ToF MS样品制备首先配制以下储备液：NaTFA（2 mg/mL，溶于THF）、待测物（5–7 mg/mL，溶于THF）和DCTB（20 mg/mL，溶于THF）。配制完成后，取5 µL Na⁺阳离子溶液、5 µL待测物溶液和10 µL基质溶液加入微量离心管中，涡旋混合（阳离子:待测物:基质比例为10:25:200，总体积为20 mL）。随后，取1 µL该混合液转移至MALDI-ToF MS靶板上并干燥。在基质选择方面，DCTB被选用，因其适用于多种其他聚酯；然而，也尝试过其他基质，如CHCA、HABA、GFR和DHB。CHCA、HABA和GFR均能有效电离该样品，而DHB则效果不佳。与三氟乙酸钾（KTFA）、三氟乙酸铯（CsTFA）、三氟乙酸锂（LiTFA）和三氟乙酸银（AgTFA）相比，NaTFA作为离子源表现更优，因其能更有效地与酯基中的氧原子相互作用。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）谱图（图4B）确认了3号样品带有氯离子端基的PDMP分子量分布范围为600 Da至1600 Da。这表明该样品具有较低的分散度，通过MALDI-ToF MS分析软件测得其数均分子量（M_n）、重均分子量（M_w）和分散系数（Đ）分别为980 Da、1070 Da和1.09。在反射模式下，单同位素峰得到了充分分辨，从而实现了精确质量鉴定。

聚合反应示意图及质谱数据；钠加合物，重复单元分析。
图4：样品2的反应示意图及MALDI-ToF质谱图。（A）使用3-氯-2,2-二甲基丙酸合成PDMP的反应示意图。（B）样品2的MALDI-ToF质谱图。该完整的MALDI-ToF质谱图显示了带有氯端基的PDMP样品整体分布情况（M_n= 980 Da），以Na⁺离子化。请点击此处查看该图的放大版本。

为确认聚合物重复单元的质量，计算了两个相邻峰之间的质量差。该聚合物重复单元的实测平均分子量为 100.056 Da，通过取 600 Da 至 1300 Da 范围内八个峰（主分布）的平均质量进一步验证，该值仅比 PDMP 的理论重复单元质量（100.052 Da）高出 +0.004 Da，此外，其末端基团质量对应于一个氢原子（前端）和一个氯离子（末端）。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）谱图显示出三个不同的分布峰，每个峰对应具有不同端基的聚合产物。通过计算这些端基的理论质量，并将其与MALDI-ToF MS谱图中观测到的质量进行比对，从而鉴定并确认了这些端基。为进一步确定端基结构，选取了一个特定的n聚体进行分析（图5）。

PDMP 的主要分布显示该聚合物在一端含有一个氢原子（前端），另一端含有一个氯原子（后端；蓝色）。PDMP 八聚体的理论质量值（图5）由重复单元的质量（100.0524 Da × 8）、氯端基的质量（+34.9689 Da）、氢端基的质量（+1.0078 Da）以及钠阳离子的质量（+22.9892 Da）共同组成，总计为 859.385 Da。实测的八聚体 [H-PDMP₈-Cl + Na]⁺ 质量为 859.426 Da，与理论值仅相差 +0.041 Da。

下一个分布（橙色）显示聚合物在前端用钠取代质子，在后端带有氯离子。去质子化PDMP八聚体的理论质量值由重复单元的质量（100.0524 Da × 8）加上氯端基的质量（+34.9689 Da）以及两个钠基团的质量（+（22.9892 Da × 2））组成，总质量为881.367 Da。八聚体[Na-PDMP₈-Cl + Na]⁺的实测质量值为881.413 Da，与理论值仅相差+0.046 Da。

最后，PDMP 的第三种分布（绿色）证实了环状寡聚物的存在。环状 PDMP 八聚体的理论质荷比由重复单元的质量（100.0524 Da × 8）加上一个钠离子的质量（+22.9892 Da）组成，总质量为 823.409 Da。所测得的环状八聚体 [PDMP8 + Na]+ 的实际质量为 823.448 Da，与理论值仅相差 +0.039 Da。

聚合物上卤素的存在可通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）进行鉴定。线性聚合物的端基含有一个氯原子，这由[M⁺]和[M+2]⁺峰之间约3:1的比值所表明。表1列出了观测到的与理论计算的[M⁺]和[M+2]⁺峰之间的差异。在761.3 Da处的第二个峰[M+2]⁺，其理论与实测的相对丰度分别为42.3%和42.2%（以第一个峰为100%），这证实了聚合物端基上存在一个氯原子。环状物种的质荷比比线性钠加合物低36 Da，比双钠加合物低58 Da。此外，该环状化合物不具有单氯代物种所特有的3:1峰比值。该氯原子可能受到另一端羧酸根的S_N2进攻而被脱除，从而导致环化反应的发生。

聚合物组成分析的质谱图，带有峰标注和分子结构。
图 5：样品 2 单个重复单元的 MALDI-ToF 质谱图。该 MALDI-ToF 质谱显示主峰为带有氢和氯端基的 PDMP（M_n = 980 Da），并以 Na⁺ 离子化。请点击此处查看此图的放大版本。

表1：线性PDMP（氢和氯封端，M_n = 980 Da）在MALDI-ToF质谱中[M⁺]和[M+2]⁺峰的实测与理论峰百分比丰度及同位素峰强度比较（以[M⁺] = 100%为基准）。该线性聚合物的端基含有一个氯原子，表现为[M⁺]与[M+2]⁺峰的强度比约为3:1。请点击此处下载该表格。

样品3：具有季铵和质子末端基团的聚(2,2-二甲基丙酸酯)。
3-溴-2,2-二甲基丙酸使用三乙胺（TEA）作为碱进行聚合，然而发现TEA会取代端基上的Br图6A). 一分子PDMP，其一端带有季铵基团，另一端带有质子（M_n= 1410 Da）用于与含氯端基的化合物进行同位素分布比较。MALDI-ToF质谱样品制备首先配制KTFA（2 mg/mL，溶于THF）、分析物（5–7 mg/mL，溶于THF）和DCTB（20 mg/mL，溶于THF）的储备溶液。上述溶液配制完成后，取5 µL的K⁺ 将10 µL阳离子溶液、5 µL分析物溶液和10 µL基质溶液加入微量离心管中，涡旋混合（阳离子:分析物:基质体积比为10:25:200，总体积为20 mL）。随后，取1 µL该混合液转移至MALDI-ToF质谱靶板上并干燥。基质选用DCTB，因其适用于多种聚酯类化合物。添加钾阳离子以确认样品是否具有自电离特性。

该聚合物的端基含有季氮（带正电荷），可发生自电离。这一特性通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）谱图得到证实，因为在样品制备过程中无论使用 K⁺ 还是 Na⁺，其质荷比（m/z）均未发生变化。此外，MALDI-ToF MS 谱图还证实了端基上存在带正电荷的季铵基团，因为 Br 是一个良好的离去基团。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）谱图确认了带有季铵盐端基的PDMP分子量分布范围在600 Da至2200 Da之间（图6B）。这表明样品具有较低的分散度，通过MALDI-ToF MS分析软件测得其数均分子量（M_n）、重均分子量（M_w）和分散系数（Đ）分别为1410 Da、1540 Da和1.08。

Polymer synthesis mechanism, mass spectrometry analysis, graph of m/z vs. intensity and formula.
图6：样品3的反应方案及MALDI-ToF MS质谱图。（A）样品3的反应方程式. 使用三乙胺作为碱，通过3-溴-2,2-二甲基丙酸合成PDMP的反应方程式。 （B） 该完整的MALDI-ToF质谱图显示了具有季铵盐端基的线性PDMP的整体分布（M_n= 1410 Da 请点击此处以查看此图的放大版本。

为了确认该聚合物是否具有相同的重复单元（单体），计算了两个相邻峰之间的差值。该聚合物重复单元的实测平均分子量为100.0535 Da。通过分析12个主分布峰（范围从900 Da到2300 Da）的平均值，进一步验证了这一结果，其值仅比理论重复单元分子量（100.0524 Da）高出+0.0011 Da。

MALDI-ToF 质谱显示了两种不同的分布。其中一种分布表明聚合物的端基为羧酸和带正电荷的季铵盐（黑色），而另一种分布（紫色）则显示羧酸失去质子并添加了钾离子。为进一步鉴定端基结构，选取了单一的 n 聚体进行分析（图7）。

带有季铵盐末端基团的PDMP十二聚体的理论质量值由重复单元的质量（100.0524 × 12）加上季铵盐末端基团的质量（+101.1199）以及氢末端基团的质量（+1.0078）组成，计算得十二聚体的总质量为1302.757 Da。实测的十二聚体[H-PDMP₁₂-TEA]⁺质量值为1302.730 Da，仅比理论值低0.027 Da。

含有一个季铵盐端基且一侧质子被另一个钾离子取代的12聚体PDMP的理论质量值，由重复单元的质量（100.0524 × 12）、季铵盐端基的质量（+ 101.1199）以及钾端基的质量（+ 38.9637）相加得到，总计为1340.713 Da。所观测到的12聚体[K-PDMP₁₂-TEA]⁺的质量值为1340.700 Da，仅比理论值低0.013 Da。

显示PDMP-TEA分析的质谱图；标注了峰强度和分子结构。
图7：样品3单个重复的MALDI-ToF质谱图。该MALDI-ToF质谱显示了具有季铵盐端基的线性PDMP的主要分布（M_n = 1410 Da）。请点击此处查看此图的放大版本。

样品4：线性聚乙烯环十八烷二酸酯
下一个通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）表征的聚合物样品是线性聚乙烯环十八烷二酸酯（l-PEB）。该聚合物由大环单体乙烯基环十八烷二酸酯合成，该单体具有一个含两个酯基的十七元环（图8A）。为了理解聚合物结构中官能团和拓扑结构的变化，研究采用了四种不同的表征技术：MALDI-ToF MS、¹H-NMR、SEC 和傅里叶变换红外光谱（FTIR）。¹H-NMR、SEC 和 FTIR 结果证实了环状二酯的开环以及 α-丙炔基-ω-羟基-PEB 的形成。然而，这些技术未能检测到任何副产物的生成。另一方面，l-PEB 的 MALDI-ToF MS 谱图（图8B）显示出三种不同的质荷比分布，表明形成了三种不同的 PEB 产物：α-羟基-ω-羟基-PEB（1）、α-丙炔基-ω-丙炔基-PEB（2）和 α-丙炔基-ω-羟基-PEB（3）（图8B）。

聚合物质谱分析；化学结构图与带有峰标注的 m/z 谱图。
图 8：含 Na⁺ 的线性聚(乙撑丙二酸酯)（l-PEBs）的 MALDI-TOF 谱图。(A) 线性聚(乙撑丙二酸酯)的结构。(1) α-羟基-ω-羟基-PEB，(2) α-丙炔基-ω-丙炔基-PEB，(3) α-丙炔基-ω-羟基-PEB。(B) 鉴定出三种分布，分别为 α-羟基-ω-羟基-PEB (1)、α-丙炔基-ω-丙炔基-PEB (2) 和 α-丙炔基-ω-羟基-PEB (3)。请点击此处查看此图的高清版本。

采用DCTB作为非极性聚合物的基质，通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）对l-PEB样品进行分析。MALDI-ToF MS样品制备首先配制NaTFA（1 mg/mL，溶于THF）、待测物（5 mg/mL，溶于THF）和DCTB（20 mg/mL，溶于THF）的储备溶液。上述溶液配制完成后，取1 µL Na⁺阳离子溶液、5 µL待测物溶液和20 µL基质溶液（4），在微量离心管中混合，并涡旋振荡（阳离子:待测物:基质的摩尔比为1:25:400，总体积为26 mL）。随后，取1 µL该混合液转移至MALDI-ToF MS靶板上并干燥。各分布所测得的分子量与[M + Na]⁺离子的理论分子量之间的偏差均在0.03 Da以内。

α-羟基-ω-羟基-PEB（1）六聚体的理论质量值由重复单元的质量（270.1831 Da × 6）、2-羟基乙氧基端基的质量（+61.0290 Da）、氢端基的质量（+1.008 Da）以及钠阳离子（+22.9892 Da）相加得到，总计为1706.124 Da。实测得到的α-羟基-ω-羟基-PEB（1）六聚体质量值为1706.133 Da，仅比理论值高出+0.009 Da。

α-丙炔基-ω-丙炔基-PEB（2）五聚体的理论质量值由以下部分组成：重复单元的质量（270.1831 Da × 5），加上乙烯基双丙二酸酯减去OCH₂CH₂O的质量（+ 210.1620 Da），加上两个丙炔基醚端基的质量（+ 55.0184 Da × 2），以及钠阳离子（+ 22.9892 Da），总计为1694.103 Da。α-丙炔基-ω-丙炔基-PEB（2）五聚体的实测质量值为1694.127 Da，仅比理论值高+0.024 Da。

α-丙炔基-ω-羟基-PEB（3）六聚体的理论质量值由重复单元的质量（270.1831 Da × 6）、丙炔基醚端基的质量（+55.0184 Da）、氢端基的质量（+1.008 Da）以及钠阳离子（+22.9892 Da）相加得到，总计为1700.113 Da。实测的α-丙炔基-ω-羟基-PEB（3）六聚体质量值为1700.139 Da，仅比理论值高出+0.026 Da。

样品5：叠氮化线性聚（乙烯环十五烷二酸酯）
此外，通过6-叠氮己酸对 I-PEB（样品6）的醇端基进行酯化反应，实现了其官能化修饰（图9），得到叠氮化 l-PEB（样品7）。所得产物也采用与母体聚合物（样品6）相同的样品制备技术进行了MALDI-ToF质谱分析（图10）。各分布所观测到的分子量与[M + Na]⁺离子的精确分子量之间的偏差在0.04 Da以内。酯化反应后，具有两个羟基端基的l-PEB（1）的[M + Na]⁺离子因转化为α-叠氮-ω-叠氮-PEB（4）而出现质荷比位移。此外，具有一个羟基端基和一个丙炔基端基的l-PEB（3）被转化为α-丙炔基-ω-叠氮-PEB（5）。然而，由于（2）的两个端基均为炔基，因此在反应中未发生转化。

聚合物合成示意图，通过叠氮试剂将α-羟基-ω-羟基-PEB转化为α-叠氮基-ω-叠氮基-PEB。
图9：线性聚（乙二醇基环十五烷二酸酯）通过6-叠氮己酸反应途径与醇端基发生酯化反应的示意图。 α-羟基-ω-羟基-PEB（1）转化为α-叠氮基-ω-叠氮基-PEB（4），α-丙炔基-ω-羟基-PEB（3）转化为α-丙炔基-ω-叠氮基-PEB（5）。由于炔端基不参与酯化反应，α-丙炔基-ω-丙炔基-PEB（2）保持未反应状态。请点击此处查看该图的放大版本。

α-丙炔基-ω-叠氮基-PEB（5）六聚体的理论质量值由重复单元的质量（270.1831 Da × 6）、丙炔基醚端基的质量（+55.0184 Da）、叠氮己酸酯端基的质量（+140.0824 Da）以及钠阳离子（+22.9892 Da）相加得到，总计为1839.188 Da。α-丙炔基-ω-叠氮基-PEB（5）六聚体的实测质量值为1839.184 Da，仅比理论值低0.004 Da。此外，化合物（5）出现亚稳态离子（5-N₂）峰是其含有叠氮官能团的另一证据，因为只有当分子中存在叠氮基团时才会形成亚稳态离子。

亚稳态峰（5-N₂ + Na⁺）六聚体的理论质量值为 1815.126 Da，该值是通过亚稳态峰与α-叠氮-ω-羟基-PEG峰的质量差值图中的方程计算得出（图11）。该亚稳态峰六聚体的实测质量值为 1815.089 Da，仅比理论值低 -0.031 Da。该图表明，在 1000 至 2000 Da 的质量范围内，亚稳态峰的理论质量值比（5）低 24 至 24.1 Da。

α-叠氮基-ω-叠氮基-PEB（4）六聚体的理论质量值由重复单元的质量（270.1831 Da × 6）、6-叠氮己酸端基的质量（+140.0824 Da）、2-氧乙基-6-叠氮己酸端基的质量（+200.1035 Da）以及钠阳离子（+22.9892 Da）相加得到，总计为1994.273 Da。α-叠氮基-ω-叠氮基-PEB（4）六聚体的实测质量值为1994.296 Da，比理论值高+0.023 Da。

质谱图；聚合物分析；分子量；钠加合物；化学结构。
图10：叠氮化 l-PEBs 与 Na⁺ 的 MALDI-ToF 谱图。图中包含三种分布：α-丙炔基-ω-丙炔基-PEB（2）、α-叠氮基-ω-叠氮基-PEB（4）以及 α-丙炔基-ω-叠氮基-PEB（5）。请点击此处查看此图的放大版本。

离子质荷比数据的线性回归图，方程为 y=9E-05x+23.898，R²=0.9507。
图11：α-叠氮-ω-羟基聚乙二醇与其亚稳态化合物之间的质量差相对于α-叠氮-ω-羟基聚乙二醇质量的关系图（平均质量为1700 Da）。该图源自α-叠氮-ω-羟基聚乙二醇的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF）谱图。请点击此处查看该图的放大版本。

样品6：一种广泛分散的梳状聚合物
最终的反应方案是一种具有硫醚重复单元并带有聚乙二醇侧链的梳状聚合物⁹。该梳状聚合物样品由400 M_n 甲氧基-PEG-丙炔基和1,6-己二硫醇制备而成（CP MeO-PEG-400 HDT；图12A），使用NaTFA进行分析。选择钠作为抗衡离子，是因为醚和硫醚与钠、锂和钾等碱金属的离子化效果优于铯等较重的碱土金属。这些样品采用非极性基质DCTB进行测试，尽管也尝试了其他基质（CHCA和DT），但结果较差。MALDI-ToF MS样品制备首先配制NaTFA（1 mg/mL，溶于THF）、分析物（5 mg/mL，溶于THF）和DCTB（20 mg/mL，溶于THF）的储备溶液。配制完成后，取1 mL阳离子溶液、5 mL分析物溶液和20 mL基质溶液加入微量离心管中，涡旋混合（阳离子:分析物:基质比例为1:25:400，总体积26 mL）。随后，取1 mL该混合液转移至MALDI-ToF MS靶板上并干燥。由于在样品中添加了NaTFA作为抗衡离子，MALDI-ToF MS质谱图中出现了预期的已知样品Na⁺加合物峰。此外，在这些主峰上方还观察到约16 Da、32 Da和48 Da的质量增加，将在本文后续部分进行讨论。

聚合反应示意图；质谱图显示聚合物链形成分析。
图12：样品6的反应示意图及样品6的MALDI-TOF质谱图（A） 基于二硫醇-炔的梳状聚合物的化学结构与反应条件，含有多个HDT间隔基和400 M_n PEG侧链。（B）样品6（CP MeO-PEG-400 HDT）的MALDI-TOF质谱图。主要重复单元 = 550.30 Da，次要重复单元 = 44.02 Da 请点击此处查看该图的放大版本。

MALDI-ToF 质谱证实了 CP MeO-PEG-400 HDT 的广泛分布（SEC 测得的分散度 = 2.88；图 12B）。单一同位素峰（仅由最丰富的元素同位素组成，即 ¹²C、¹H、¹⁶O 和 ³²S）已得到充分分辨，从而可进行精确质量鉴定。所有理论质量计算均基于各元素的单一同位素质量。由于样品的分散度较宽（SEC 测得为 2.88），MALDI-ToF 质谱无法用于计算 M_n、M_w 或 Đ。MALDI-ToF 质谱适用于表征分散度较窄的聚合物（Đ < 1.3），但在全面表征广泛分散的聚合物时存在困难。在描述具有宽分散度的聚合物时，MALDI-ToF 质谱仅能清晰分辨并显示质量谱图中较低分子量部分，而较高分子量的组分则无法检测。这一现象被称为低质量偏向（low mass bias）。正因如此，仅依靠 MALDI-ToF 质谱无法实现对梳状聚合物的完整表征。因此，本研究结合使用 SEC 与 MALDI-ToF 质谱，以获得准确的 M_n、M_w 和 Đ 值。

为了确认梳状聚合物的存在，采用了与标准线性或环状聚合物类似的方法。每个梳状聚合物重复单元均含有分子量分布较窄（M_n = 400）的聚乙二醇（PEG）侧链，因此对梳状聚合物的重复单元进行了分析，以确定每个单元中是否存在目标产物。此外，聚合反应后的溶液中还残留有少量起始原料（300–700 Da），也对其进行了表征。

在完整的MALDI-ToF质谱图中，可以观察到MeO-PEG-OH的6至15聚体的较低和较高分子量峰。最初，在MeO-PEG-丙炔基起始原料的MALDI-ToF质谱图中，这些MeO-PEG-OH峰并不可见（图13；上图谱）。这些峰的出现是由于MeO-PEG-丙炔基与MeO-PEG-OH的相对浓度变化所致。随着梳状聚合反应的进行，MeO-PEG-丙炔基被整合进产物中。因此，与MeO-PEG-OH相比，炔烃起始原料的比例开始下降，从而在MALDI-ToF质谱图中显现出未被功能化的MeO-PEG-OH峰（图13；下图谱）。

关于产物的质量分布，所有后续计算均采用精确的质量值。起始原料[MeO-(PEG₁₀)-CH₂CCH + Na]⁺中一个重复单元的理论质量为44.0262 Da。该重复单元质量乘以重复单元数目（每条侧链为10个，即44.0262 Da × 10），加上α-甲氧基端基质量（+31.0183 Da）、ω-丙炔基端基质量（+39.0235 Da）以及钠阳离子质量（+22.9892 Da），得到总质量为533.2932 Da的10聚体。实测的10聚体PEG + Na⁺质量为533.239 Da，比理论值低-0.054 Da（图13）。在完整的MALDI-ToF质谱图中，该系列下方可见6至9聚体，上方可见11至15聚体。低分子量区域谱图中一系列较小且偏移的峰对应于未功能化的MeO-PEG-OH起始物料，其中11聚体的理论质量由重复单元质量（44.0262 Da × 11）加上α-甲氧基端基质量（+31.0184 Da）、ω-氢端基质量（+1.008 Da）和钠阳离子质量（+22.9892 Da）组成，总计为539.304 Da。实测的11聚体 + Na⁺质量为539.252 Da，仅比理论值低-0.052 Da。

显示PEG衍生物及其计算质量差值的质谱图，光谱分析。
图13：起始原料（上图）和样品8（下图）CP MeO-PEG-400 HDT的低分子量组分的MALDI-ToF质谱图（530–615 Da范围放大图）。 炔烃起始原料与MeO-PEG-OH的比值在上图（红色）中开始下降，表明在CP MeO-PEG-400 HDT的MALDI-ToF质谱图（下图，蓝色）中存在未官能化的MeO-PEG-OH。请点击此处查看该图的放大版本。

对于环状梳状聚合物，其不同聚合度下的质量可通过所需n聚体的各个组成部分进行计算。二聚体[CP-MeO-PEG₁₆ HDT + Na]⁺的理论质量值由每条PEG链的重复单元质量组成，每条链约含16个重复单元（44.0262 Da × 16），加上每条PEG链末端甲基的质量（+15.0235 Da × 2），加上原为丙炔基、现已与硫醇反应的碳原子质量（+41.0391 Da × 2），加上与炔烃反应的HDT部分的质量（+148.0380 Da × 2），以及钠阳离子的质量（+22.9892 Da），总计得到二聚体的理论质量为1167.599 Da。实测得到的二聚体[CP-MeO-PEG₁₆ HDT + Na]⁺质量为1167.626 Da，比理论值高出+0.027 Da（图14）。尽管观察到了较低分子量的环状结构，但两端均为巯基或两端均为双键的线性化合物则未能检测到。

这些含硫醚的聚合物也可发生氧化反应，将硫醚转化为亚砜⁹这归因于多个氧原子的加成（+15.9949 Da × n），具体取决于氧化程度；这与K+加合物不同，后者与Na相比相差+15.9739 Da。⁺ 加合物。对于2-mer [CP-MeO-PEG的单次氧化₁₆ HDT + Na]⁺^, 理论质量值为1183.594 Da，而观测质量值为1183.620 Da，仅比理论值高出+0.026 Da。对于2-mer [CP-MeO-PEG的双重氧化₁₆ HDT + Na]⁺，理论质量值为1199.590 Da，而观测质量值为1199.613 Da，仅比理论值增加了+0.023 Da。最后，对于2-mer [CP-MeO-PEG16 HDT + Na]的三重氧化⁺理论质量值为1215.585 Da，而观测质量值为1215.617 Da，仅比理论值增加了+0.032 Da。

质谱图；CP-MEO-PEG峰；强度 vs. m/z；聚合物分析结果。
图14：样品8（CP MeO-PEG-400 HDT）的MALDI-ToF质谱图。 在1165–1254 Da范围内放大显示环状二聚梳状聚合物产物，其上连接有不同数量的PEG重复单元，并具有不同程度的硫醚氧化。请点击此处查看该图的放大版本。

可通过反离子研究进一步确认氧化反应。该研究使用不同的电离阳离子（如 K⁺），并比较 MALDI-ToF 质谱图中峰的位移情况。采用 KTFA 而非 NaTFA 作为离子化试剂，对 CP MeO-PEG-400 HDT 样品进行了 MALDI-ToF 质谱分析（图15）。由于 Na⁺ 与 K⁺ 之间的质量差异，所有峰的质量均向上偏移了 +15.9739 Da。在 K⁺ 加合物的分析中，MALDI-ToF 质谱图中未检测到未氧化的聚合物（1183.574 Da_理论值）。对于二聚体的单次氧化产物 [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + K]⁺，其理论质量为 1199.569 Da，实测质量为 1199.567 Da（仅差 -0.002 Da）；对于二聚体的双次氧化产物 [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + K]⁺，理论质量为 1215.564 Da，实测质量为 1215.572 Da（仅差 +0.008 Da）；对于三重氧化产物 [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + K]⁺，理论质量为 1231.558 Da，实测质量为 1231.563 Da（仅差 +0.005 Da）；而对于新形成的四重氧化产物 [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + K]⁺，理论质量为 1247.553 Da，实测质量为 1247.551 Da（仅差 -0.002 Da）。需要注意的是，在进行 Na⁺ 与 K⁺ 加合物检测之间，聚合物发生了进一步氧化，导致未氧化产物消失，并形成了 CP MeO-PEG-400 HDT 的四重氧化产物。此外可以观察到，尽管该聚合物确实能够与 Na⁺ 和 K⁺ 均形成加合物并被检测到，但 Na⁺ 加合物的信噪比显著更高，因此更推荐使用 Na⁺ 进行主要的结构表征。

显示 m/z 峰的质谱图；表明蛋白质样品的分子量分析。
图15：样品8（CP MeO-PEG-400 HDT）的MALDI-ToF质谱图。 1195–1254 Da范围的放大图显示了具有不同数量PEG重复单元连接以及不同程度硫醚氧化的环状二聚梳状聚合物产物。请点击此处查看该图的高清版本。

讨论

MALDI-ToF 质谱是一种用于表征合成聚合物的高效技术，因其软电离机制可实现精确测量且碎片化程度极低。在该方法中，基质吸收激光能量并将其传递给待测物²⁶该能量使聚合物汽化，并通过与阳离子化试剂相互作用而离子化，随后脱附进入真空环境。离子化的分析物穿过飞行管，根据其质荷比（m/z）被检测。²⁶^,²⁷. 该方法是适用于测定单分散分子的质量，同样适用于中等分散度（Đ = 1.1–1.3）和高度分散的聚合物，可确定其重复单元质量和端基。对于中等分散度聚合物，MALDI-ToF MS 还可提供分散度（Ð）、数均分子量（M_n），以及重均分子量（M_w).

然而，该技术存在一些局限性需要注意。在分析高分散性（Đ > 1.3）聚合物时，MALDI-ToF 质谱表现出低分子量偏差，即质谱信号主要由分子量较低的聚合物贡献，而高分子量组分则表现为强度很低的峰或完全缺失²⁸^,²⁹。此外，当聚合物分子量超过 10,000 Da 时，分辨率显著下降，而分子量超过 15,000 Da 的聚合物更适合采用线性模式进行分析。然而，线性模式在同位素峰分辨率方面不如反射模式。此外，MALDI-ToF 质谱依赖于聚合物有效电离的能力。具有共轭体系或杂原子的聚合物比聚乙烯或聚丙烯等饱和烃类聚合物更容易电离，后者通常需要化学修饰才能实现有效电离³⁰^,³¹。

样品制备是获得成功结果的关键步骤。其中最重要的方面之一是为聚合物分析物选择合适的基质¹¹^,³²。例如，DCTB和GFR等基质适用于非极性聚合物，而对于极性聚合物则可比较DHB和CHCA，以确定哪种基质能提供分辨最清晰的峰。此外，选择合适的溶剂以充分溶解基质和分析物，有助于实现良好的共结晶，从而增强激光解吸效果，提高所得MALDI-ToF质谱图的分辨率³³^,³⁴^,³⁵。同样，选择合适的阳离子化试剂对于最大化离子化效率、产生清晰且可区分的峰也至关重要。

在选定基质和阳离子化试剂后，可对基质：分析物：阳离子的比例进行优化。首先配制所选阳离子（1 mg/mL，溶于四氢呋喃）、分析物（5 mg/mL，溶于四氢呋喃）和基质（20 mg/mL，溶于四氢呋喃）的储备溶液。建议初始体积比为1:5:20 µL（阳离子：分析物：基质），对应总反应体积26 µL中浓度比约为1:25:400 mg/mL。若该初始混合物未能获得分辨良好的质谱图，可采用基于网格的方法进行系统性优化（表2）¹⁰^,¹⁶。在此方案中，固定分析物体积，基物体积在列方向上以4倍递增，阳离子体积在行方向上以4倍递增。该网格设计可帮助用户确定最佳电离效率与谱图分辨率的比例条件。若某一外围网格条件表现出更优性能，可围绕该比例构建新的网格，并继续以4倍递增的方式进行精细调整。评估优化效果的良好起点包括观察谱图是否具有高强度信号峰、低基线噪声以及良好的同位素分辨能力。此过程可能较为耗时，特别是对于新型或复杂的聚合物，可能需要在3 × 3的制备网格中测试多种基质与阳离子组合。

表2：可创建并测试系统的实验比例网格。 将使用阳离子、分析物和基质分别为1:5:20 µL的比例开始实验（即1:25:400 mg/mL的阳离子：分析物：基质），总体积为26 mL。分析物体积固定为5 µL（25 mg/mL）。基质与阳离子的比例分别在列方向上逐列递增4倍，在行方向上逐行递增4倍。请点击此处下载该表格。

将样品采用干燥液滴法点样至基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-ToF MS）靶板后，将该靶板装入MALDI-ToF MS仪器中。可通过优化MALDI-ToF MS数据采集参数（如激光功率、激光束直径、检测器增益和脉冲离子提取时间）以获得更高的分辨率和更清晰的峰分离效果。可系统性地调整这些参数，以确定峰强度、降低基线噪声并提高峰分辨率（图1）。

仪器参数优化与样品制备比例的调整并不遵循严格的线性工作流程。操作者可先采用偏好的样品制备方法，并在线性模式下进行筛查，以评估聚合物是否能够电离；也可先精细调节仪器方法（例如激光功率、脉冲提取参数），再通过3 × 3制备网格调整样品混合比例。在分析新型、未知或表征不充分的材料时，工作流程的灵活性通常是必要的。

优化完成后，样品制备方案可重复使用，但操作者之间或不同日期之间仍可能出现轻微差异。每次采集运行前进行校准可将变异最小化，且在遵循一致方案的情况下，质谱峰质量差异通常保持在 0.1 Da 以下。因此，只要仪器方法和样品制备条件保持一致，不同用户和不同日期之间的结果重现性是可以实现的。如果问题仍然存在，表3中提供了一个包含用户可能遇到的常见问题及其解决方案的表格。

表3：基于实践经验的常见问题及解决方案。 本表有助于解决样品制备、数据采集和数据分析过程中遇到的问题。针对仪器特有的故障排查，请参考MALDI-ToF MS制造商提供的操作手册或咨询合格的技术人员。请点击此处下载该表格。

校准是确保质量测量准确性的关键步骤。可采用外部校准和内部校准两种方法，但所使用的校准物必须位于聚合物分析物的质量范围内。正确的校准可确保准确测定分析物的质量。

数据分析时，打开MALDI-ToF MS质谱图，可选择峰提取以进行进一步分析。通过将实测质量与使用化学绘图软件计算得到的理论值进行比较，可以确认单分散大分子以及特定n聚体的低、中、高分散性聚合物的质量。这些比较有助于验证单分散大分子的总质量；对于特定n聚体的低、中、高分散性聚合物，还可识别端基并确认重复单元的质量。

总之，优化基质、阳离子化条件和实验比例对于获得高分辨率的MALDI-ToF质谱数据至关重要。校准可确保质量测量的准确性。通过峰提取和理论质量比对进行数据分析，能够对聚合物进行充分表征，包括确定端基和重复单元的质量。该技术可用于单分散大分子以及低分散、中等分散和高度分散的合成聚合物。未来的发展方向包括通过无溶剂样品制备方法和串联质谱（MS/MS）³⁶^,³⁷^,³⁸，进一步拓展对复杂聚合物结构（如聚合物薄膜共混物、环状聚合物和超支化聚合物）的表征。仪器联用技术，例如先使用尺寸排阻色谱（SEC）对样品进行分级，再结合MALDI-ToF质谱进行结构分析，可用于鉴定低分子量结构、测定分级分散度，并对高度分散聚合物样品中的端基进行表征³⁹^,⁴⁰^,⁴¹。此外，新的数据分析方法，包括手动输入或借助软件生成Kendrick质量缺陷图，可将质谱数据转化为二维图谱，有助于识别样品中多种不同的端基²^,⁴²。

披露

作者对本研究中使用的树突校准物具有经济利益关系。

致谢

我们衷心感谢美国化学会石油研究基金（ACS-Petroleum Research Fund 66398-ND7）、Boyer讲席教授计划以及杜兰大学（Tulane University）提供的支持。此外，我们还通过美国国家科学基金会仪器共享计划（NSF MRI 2319960）获得了新型MALDI-ToF质谱仪。

材料

本文使用的材料清单
姓名	公司	目录编号	评论
1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐	TCI chemicals	D1601	https://www.tcichemicals.com/US/zh/p/D1601
1,1,1-三(羟甲基)丙烷	Millipore Sigma	148083	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/148083?srsltid=AfmBOoqaMzcy1xravp1h2QE 0myfY5gjuEBfOIv2o882Wb _xcB4Ol4CMW
1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯	默克生命科学	345571	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/345571?srsltid=AfmBOooLQXIhWaMnO63nE xu-Y5MJoJID6RJiby0NXyu DHOxXYjle_kMT
1,6-己二硫醇 98%（HDT）	TCI	H0334	https://www.tcichemicals.com/US/zh/p/H0334
2-(4-羟基苯基偶氮)苯甲酸 (HABA)	Millipore Sigma	H5126	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/h5126
2,2-双(羟甲基)丙酸	Millipore Sigma	106615	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/106615?srsltid=AfmBOopCRoa1N_UiDK 56NKhDKdlAN8feUrMxVYhul Muz2en6NYEGIh4b
2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮 99%（DMPA）	Sigma-Aldrich	196118	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/196118?srsltid=AfmBOoqVTif6KNwIr6A -bIgnXbkrvWKIUNH6qOsc RseQLNVKi0DMWPb-
2,5-二羟基苯甲酸（DHB）	默克生命科学	149357	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/149357
4-(二甲氨基)吡啶	Millipore Sigma	522821	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/search/522821?focus=products&&页码=1&每页 30&&sort=相关性&term=522821 &&类型=产品
6-溴己酸	Millipore Sigma	150452	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/search/6-溴己酸?focus=products&&页码=1 &每页30条&&sort=相关性&和术语= 6-溴己酸&&类型=产品
苯甲醛二甲基缩醛	Millipore Sigma	226076	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/226076?srsltid= AfmBOorbjP7zD9MO3g5Xk LL3rNZ02PhfkXoRfe3EjRK7 TrqJ-kEOrTCN
苯甲酸	默克密理博	242381	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/242381?srsltid=AfmBOook_iIcMnwuB3e _j-KetQyyHJ6Qq86jSK8 ZVxC3BorQgkO8Xg5I
Bruker UltraFlextreme	布鲁克道尔顿公司		https://www.bruker.com/zh/products-and-solutions/mass-spectrometry/maldi-tof/ultraflextreme.html
氯仿	Fisher Scientific	AA32614K7	https://www.fishersci.com/shop/products/chloroform-acs-99-8-thermo-scientific/AA32614K7 ?searchHijack=true&&searchTerm= 氯仿-ACS-99.8%-Thermo Scientific &&searchType=Rapid&和匹配的货号 =AA32614M6
二蒽醇，BP，98.5-101%（DT）	Fisher Scientific	18-602-270	https://www.fishersci.com/shop/products/dithranol-bp-98-5-101-spectrum-chemical/18602270
乙烯双酯	Millipore Sigma	W354309	https://www.sigmaaldrich.com/US/zh/product/aldrich/w354309?utm_source=google&utm_medium= cpc&utm_campaign=8692675663&utm _content=86098110623&gad_source= 1&gclid=CjwKCAiApY-7BhBjEiwAQMr rEdJTcKN5TEFkP1uHvRlVign3lwg2cj5 _spBUCrfi6exZ3Ur5sJkARxoCfWsQ AvD_BwE
加尔文氧自由基	Millipore Sigma	G307	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/g307?srsltid= AfmBOopoWGDMXtLk5Erf0rVyl 7j442uyg8rIWkfBjhHZ2z0dDktH3y8-
甲醇	Fisher Scientific	A456	https://www.fishersci.com/shop/products/methanol-optima-lc-ms-grade-thermo-scientific/A4564
钯，10% 负载于碳上，487 型，干燥	Fisher Scientific	AAA1201206	https://www.fishersci.com/shop/products/palladium-10-carbon-type-487-dry-thermo-scientific-1/AAA1201206#?keyword=palladium%20on%20carbon
聚（乙烯乙二醇单甲醚 350 Mn （MeO-PEG-OH 360）	Fisher Scientific	AA4156022	https://www.fishersci.com/shop/products/polyethylene-glycol-monomethylether-350-thermo-scientific/AA4156022
三氟乙酸钾（KTFA）	Millipore Sigma	281883	https://www.sigmaaldrich.com/US/zh/product/aldrich/281883
丙炔醇	Fisher Scientific	A10295.0F	https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/A10295.0F?SID=srch-hj-A10295.0F
炔丙基溴 97%（甲苯中80% w/w，以MgO稳定）	Fisher Scientific	AAL1059514	https://www.fishersci.com/shop/products/propargyl-bromide-97-80-w-w-toluene-stab-magnesium-oxide-thermo-scientific/AAL1059514#?keyword=Propargyl%20bromide%2097%%20(80%%20w/w%20in%20toluene%20stabilized%20with%20MgO)
叠氮化钠	Millipore Sigma	S2002	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/s2002
矿物油中60%的氢化钠分散液	Millipore Sigma	452912	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/452912?srsltid= AfmBOooZhbCm_qtgKU99922Y91zI qEOWONlEGxjZn0mdSJF2L5hW1uVn
三氟乙酸钠（NaTFA）	奥克伍德	MFCD00013217	https://www.oakwoodchemical.com/ProductsList.aspx?CategoryID=-2&txt 搜索=1549&&ExtHyperLink=1
SpheriCal Neat 低分子量范围试剂盒（250 - 7,500 Da）	聚合物工厂	PFS-104	https://www.polymerfactory.com/product-page/spherical-low-range-kit-500-7-500-da
四氢呋喃（THF）	Fisher Scientific	T427	https://www.fishersci.com/shop/products/tetrahydrofuran-optima-fisher-chemical-3/T4274#?keyword=tetrahydrofuran%20optima
反式-2-[3-(4-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯亚基]丙二腈（DCTB）	TCI	B3635	https://www.tcichemicals.com/US/en/p/B3635
α-氰基-4-羟基肉桂酸（CHCA）	TCI	C1768	https://www.tcichemicals.com/US/en/p/C1768

参考文献

Mautjana, N. A., Pasch, H. Matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry of synthetic polymers. Macromol Symp. 313-314 (1), 157-161 (2012).
Bin Sun, A., Li, S., Kou, X. Applications of MALDI-TOF-MS in structural characterization of synthetic polymers. Anal Meth. 15 (7), 868-883 (2023).
Hanton, S. D. Mass spectrometry of polymers and polymer surfaces. Chem Rev. 101 (2), 527-569 (2001).
Weidner, S. M., Trimpin, S. Mass spectrometry of synthetic polymers. Anal Chem. 82 (12), 4811-4829 (2010).
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. 44 (6), 10152-10156 (2011).
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-TOFmass spectrometry. J Mass Spectrom. 45 (6), 587-611 (2010).
Redding, M. J., Grayson, S. M., Charles, L. Mass spectrometry of dendrimers. Mass Spectrom Rev. , 1-33 (2024).
Montaudo, G., Montaudo, M. S., Puglisi, C., Samperi, F. Characterization of polymers by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry: Molecular weight estimates in samples of varying polydispersity. Rapid Comm Mass Spectrom. 9 (5), 453-460 (1995).
Curole, B. J., Broussard, W. J., Nadeem, A., Grayson, S. M. Dithiol-yne Polymerization: Comb Polymers with Poly(ethylene glycol) Side chains. ACS Polymers Au. 3 (1), 70-81 (2023).
Wang, Z., Zhang, Q., Shen, H., Yang, P., Zhou, X. Optimized MALDI-TOF MS Strategy for Characterizing Polymers. Front Chem. 9, 2296-2646 (2021).
Macha, S. F., Limbach, P. A., Savickas, P. J. Application of nonpolar matrices for the analysis of low molecular weight nonpolar synthetic polymers by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. J Am Soc Mass Spectrom. 11 (8), 731-737 (2000).
Wyatt, M. F., Stein, B. K., Brenton, A. G. Characterization of various analytes using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry and 2-[(2E)-3-(4-tert- butylphenyl)-2-methylprop-2-enylidene]malononitrile matrix. Anal Chem. 78 (1), 199-206 (2006).
De Winter, J., et al. MALDI-ToF analysis of polythiophene: Use of trans-2-[3-(4-t-butyl-phenyl)- 2-methyl-2-propenylidene]malononitrile - DCTB - as matrix. J Mass Spectrom. 46 (3), 237-246 (2011).
Gabriel, S. J., et al. Improved analysis of ultra-high molecular mass polystyrenes in matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry using DCTB matrix and caesium salts. Rapid Comm Mass Spectrom. 29 (11), 1039-1046 (2015).
Schlosser, G., et al. Matrix/analyte ratio influencing polymer molecular weight distribution in matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. Rapid Comm Mass Spectrom. 23 (9), 1249-1254 (2009).
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(2018).
Räder, H. J., Sclirepp, I. K. MALDI-TOF mass spectrometry in the analysis of synthetic polymers. Acta Polymerica. 49 (6), 253-318 (1998).
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 (1), 45-48 (1973).
Kaufmann, R., Spengler, B., Lützenkirchen, 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 Comm Mass Spectrom. 7 (10), 902-910 (1993).
Hoskins, J. N., Grayson, S. M. Synthesis and Degradation Behavior of Cyclic Poly(ε-caprolactone). Macromolecules. 42 (17), 6406-6413 (2009).
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 (14), 6225-6228 (2010).
Wetzel, S. J., Guttman, C. M., Girard, J. E. The influence of matrix and laser energy on the molecular mass distribution of synthetic polymers obtained by MALDI-TOF-MS. Int J Mass Spectrom. 238 (3 SPEC. ISS), 215-225 (2004).
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 Spectrom. 25 (3), 303-309 (2014).
Xiang, B., Prado, M. An accurate and clean calibration method for MALDI-MS. J Biomol Tech. 21 (3), 116-119 (2010).
Kovtoun, S. V., Cotter, R. J. Mass-correlated pulsed extraction: Theoretical analysis and implementation with a linear matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometer. J Am Soc Mass Spectrom. 11 (10), 841-853 (2000).
Montaudo, G., Samperi, F., Montaudo, M. S. Characterization of synthetic polymers by MALDI-MS. Prog Poly Sci. 31 (3), 277-357 (2006).
Wesdemiotis, C., Williams-Pavlantos, K. N., Keating, A. R., McGee, A. S., Bochenek, C. Mass spectrometry of polymers: A tutorial review. Mass Spectrom Rev. 43 (3), 427-476 (2024).
Byrd, H. C. M., McEwen, C. N. The limitations of MALDI-TOF mass spectrometry in the analysis of wide polydisperse polymers. Anal Chem. 72 (19), 4568-4576 (2000).
McEwen, C. N., Jackson, C., Larsen, B. S. Instrumental effects in the analysis of polymers of wide polydispersity by MALDI mass spectrometry. Int J Mass Spectrom Ion Proc. 160 (1-3), 387-394 (1997).
Lin-Gibson, S., et al. Optimizing the covalent cationization method for the mass spectrometry of polyolefins. Macromolecules. 35 (18), 7149-7156 (2002).
Ji, H., et al. Characterization of polyisobutylene by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry. Macromolecules. 35 (4), 1196-1199 (2002).
Meier, M. A. R., Adams, N., Schubert, U. S. Statistical approach to understand MALDI-TOFMS matrices: Discovery and evaluation of new MALDI matrices. Anal Chem. 79 (3), 863-869 (2007).
Wu, T., et al. Solvent effect in polymer analysis by MALDI-TOF mass spectrometry. Int J Poly Anal Characterizat. 22 (2), 160-168 (2017).
Chen, H., Guo, B. Use of Binary Solvent Systems in the MALDI-TOF Analysis of Poly(methyl methacrylate). Anal Chem. 69 (21), 4399-4404 (1997).
Yalcin, T., Dai, Y., Li, L. Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry for polymer analysis: Solvent effect in sample preparation. J Am Soc Mass Spectrom. 9 (12), 1303-1310 (1998).
Wang, S. F., Li, X., Agapov, R. L., Wesdemiotis, C., Foster, M. D. Probing surface concentration of cyclic/linear blend films using surface layer MALDI-TOF mass spectrometry. ACS Macro Lett. 1 (8), 1024-1027 (2012).
Hanton, S. D., Parees, D. M. Extending the solvent-free MALDI sample preparation method. J Am Soc Mass Spectrom. 16 (1), 90-93 (2005).
Williams-Pavlantos, K., Wesdemiotis, C. Advances in solvent-free sample preparation methods for matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS) of polymers and biomolecules. Adv Sample Prep. 7, 100088(2023).
Veloso, A., Leal, G. P., Agirre, A., Leiza, J. R. Combining SEC & MALDI for characterization of the continuous phase in dispersion polymerization. Eur Poly J. 105, 265-273 (2018).
Esser, E., Keil, C., Braun, D., Montag, P., Pasch, H. Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of synthetic polymers. 4. Coupling of size exclusion chromatography and MALDI- TOF using a spray-deposition interface. Polymer. 41 (11), 4039-4046 (2000).
Crotty, S., Gerişlioğlu, S., Endres, K. J., Wesdemiotis, C., Schubert, U. S. Polymer architectures via mass spectrometry and hyphenated techniques: A review. Anal Chim Acta. 932, 1-21 (2016).
Fouquet, T., Sato, H. Extension of the Kendrick Mass Defect Analysis of Homopolymers to Low Resolution and High Mass Range Mass Spectra Using Fractional Base Units. Anal Chem. 89 (5), 2682-2686 (2017).

用于表征不同分散性和端基的合成聚合物的MALDI-ToF MS方法

本文内容

摘要

摘要

引言

方案

结果

讨论

披露

致谢

材料

参考文献

重印与许可

标签