Charakterisierung von synthetischen Polymeren Matrix Assisted Laser Desorption Ionisation Zeit der Massenspektrometrie Flug (MALDI-TOF)

Das übergeordnete Ziel dieses MALDI-TOF MS-Tutorials ist es, den Benutzern die Probenvorbereitung, -erfassung und -analyse von Polymeren während der Charakterisierung mit MALDI-TOF MS näher zu bringen. Diese Methode kann dazu beitragen, wichtige Fragen im Bereich der Polymercharakterisierung zu beantworten, wie z. B. das Molekulargewicht des Polymers, die Dispersität und die Identität der Endgruppe. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie die Bestimmung von Homopolymer-Endgruppen ermöglicht. Zuerst wird eine Reihe von Lösungen hergestellt, indem zuvor vorbereitete Matrix-, Analyt- und Kationenlösungen gemischt werden, während die relativen Anteile der Komponenten so variiert werden, dass neun einzigartige Probenmischungen hergestellt werden.

Kombinieren Sie für dieses Experiment 15 Mikroliter Poly(L-Lactid)lösung mit 15 Mikrolitern 2,5-Dihydroxybenzoesäurelösung und einem Mikroliter Natriumtrichloracetatlösung. Pipettieren Sie einen Mikroliter jeder Lösungsmischung in eine einzelne Probenvertiefung auf einer MALDI-Zielplatte. Geben Sie die Proben schrittweise in kleinen Portionen hinzu, um zu verhindern, dass die Probe aus der Probenvertiefung fließt, damit jedes Aliquot bis zur Trockenheit verdampfen kann, bevor Sie weitere Proben hinzufügen.

Um die Datenerfassung zu starten, öffnen Sie zunächst die Datenerfassungssoftware Flexcontrol. Werfen Sie die Plattform aus, um das Laden der Zielplatte durch Drücken der Auswurftaste zu ermöglichen. Platzieren Sie die Zielplatte mit den geladenen Kalibrant- und Analytproben vorsichtig in der entsprechenden Ausrichtung auf der Plattform.

Verwenden Sie anschließend die Erfassungssoftware, um die Zielplatte auf der Plattform zu injizieren, indem Sie die Auswurftaste erneut drücken. Wählen Sie eine geeignete Datenerfassungsmethode aus, indem Sie auf Datei drücken und Methode auswählen auswählen. Stellen Sie vor dem Erfassen von Daten sicher, dass ein geeigneter Massenbereich für die Datenerfassung ausgewählt ist, indem Sie auf die Registerkarte Erkennung klicken und den Massenbereich anzeigen.

Wählen Sie in der Erfassungssoftware die Position auf der Zielplatte aus, die dem gewünschten Analyten entspricht. Um die Datenerfassung zu starten, drücken Sie Start und bewegen Sie das Laserziel um die Probe, um das Signal zu maximieren. Mit dem Schieberegler auf der linken Seite des Kamerafensters wird die Laserleistung so eingestellt, dass die minimale Leistung erreicht wird, die zum Erreichen der Isotopenauflösung erforderlich ist.

Wenn Sie auf einen einzelnen Peak in der Mitte des interessierenden Massenbereichs zoomen, optimieren Sie die Auflösung, indem Sie die Differenz der Beschleunigungsspannungen anpassen, indem Sie den IS2-Wert auf der Registerkarte Spektrometer variieren. Optimieren Sie schließlich die Laserleistung, indem Sie sie so gering wie möglich reduzieren und gleichzeitig ein vernünftiges Signal-Rausch-Verhältnis erzeugen. Sobald die Erfassungsparameter optimiert sind, speichern Sie die Methode, indem Sie Datei und dann Methode speichern unter auswählen.Stellen Sie sicher, dass alle vorhandenen Kalibrierungen ungültig sind oder überschrieben werden können, indem Sie auf der Registerkarte Spektrometer auf Kalibrierung ungültig drücken.

Bewegen Sie den Laser mit denselben Erfassungsparametern auf die Probenvertiefung, die das Kalibrant enthält, indem Sie die entsprechende Vertiefung mit dem Cursor auswählen, und erfassen Sie ein Spektrum, indem Sie Start drücken. Sobald ein ausreichendes Signal erfasst wurde, drücken Sie Start, um die Datenerfassung abzuschließen. Sobald ein Massenspektrum des Kalibrants erfasst wurde, wählen Sie auf der Registerkarte Kalibrierung das Dropdown-Menü Massenkontrollliste aus, das diesem Kalibrierstandard entspricht.

Bevor Sie den entsprechenden Referenz-Peak mit jedem ausgewählten Kalibrant-Peak abgleichen, stellen Sie sicher, dass ein geeignetes Peak-Picking-Protokoll verwendet wird, indem Sie auf die Registerkarte Verarbeitung klicken. Wenden Sie die Referenzmasse aus der Massenkontrollliste auf das entsprechende Signal für das Kalibrant-Massenspektrum an, indem Sie den Bereich links vom interessierenden Peak auswählen und dann auf die entsprechende Masse in der Kontrollliste klicken, um sie anzuwenden. Setzen Sie diesen Vorgang für die verbleibenden Calibrant-Peaks fort.

Erfassen Sie das Analytspektrum neu, sobald die Massenskala für die optimierten Erfassungsparameter kalibriert wurde. Öffnen Sie das Analytspektrum in der Datenanalysesoftware. Vergrößern Sie einen Peak, um festzustellen, ob eine Isotopenauflösung erreicht wurde, indem Sie die Schaltfläche In X-Bereich vergrößern auswählen.

Drücken Sie nun Massenliste und wählen Sie Suchen, um Peaks auszuwählen. Wenn der Monoisotopen-Peak aufgelöst ist, wählen Sie diesen ersten Peak in der Isotopenverteilung aus, um seine Masse unter Verwendung eines Monoisotopen-Peak-Picking-Protokolls zu bestimmen. MALDI-TOF MS bestätigt die enge Verteilung des terminierten Poly(L-Lactid)thiols und es wurde eine Analysesoftware verwendet, um die hier gezeigten Polymereigenschaften zu berechnen.

Die beobachtete Masse für das 26-mer beträgt 1973,62, was minus 0,07 Dalton vom theoretischen Wert unterscheidet. Ein kleineres Signal bei 2045,74 deutet auf eine Umesterung während der Ringöffnungspolymerisation von Milchsäure hin. Ein kleiner Peak bei 2057,73 ist wahrscheinlich die Folge der Initiierung aus Wasser während der ringöffnenden Polymerisation des Lactidmonomers.

MALDI-TOF MS bestätigt die enge Verteilung des Poly(L-Lactid)thiols, das nach einer Thiol-En-Reaktion mit Maleimid beendet wurde, und es wurde eine Analysesoftware verwendet, um die hier gezeigten Polymereigenschaften zu berechnen. Die theoretische Masse des 26-mers von terminiertem Poly(L-lactid)thiol entspricht 2070,56891, was 0,03 Dalton von der beobachteten Masse unterscheidet. Die gleiche Spezies, die mit Kalium ionisiert, wird auch bei 2086,49 beobachtet.

Ein kleiner Peak bei 2167,58 deutet auf die gleiche Verunreinigung durch Wasserinitiierung hin, die im Ausgangsmaterial beobachtet wurde. Die gleiche Massenverschiebung, die für die Thiol-En-Reaktionsprodukte beobachtet wurde, tritt nicht auf, was darauf hindeutet, dass dieser Carbonsäure-terminierten Verbindung die Thiol-Endgruppe fehlte, um die Funktionalisierungsreaktion zu durchlaufen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die Probenvorbereitung und die Datenerfassungsparameter optimieren und die Daten analysieren können, die durch die MALDI-TOF-Massenspektrometrie-Charakterisierung von Polymeren generiert werden.