マトリクスによる合成高分子のキャラクタリゼーション支援レーザー脱離イオン化時間 (MALDI Tof) 質量分析装置

このMALDI-TOF MSチュートリアルの全体的な目標は、MALDI-TOF MSによる特性評価中のポリマーのサンプル調製、取得、および分析についてユーザーに教えることです。この方法は、ポリマーの分子量、分散性、末端基の同一性など、ポリマーの特性評価分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、ホモポリマー末端基の決定を可能にすることです。まず、あらかじめ調製したマトリックス溶液、分析種溶液、陽イオン溶液を混合し、成分の相対的な比率を変化させて、9種類の異なるサンプル混合物を作り出すことにより、一連の溶液を調製します。

この実験では、15マイクロリットルのポリ(L-ラクチド)溶液を15マイクロリットルの2,5-ジヒドロキシ安息香酸溶液および1マイクロリットルのトリクロロ酢酸ナトリウム溶液と組み合わせます。各溶液混合物の1マイクロリットルをMALDIターゲットプレート上の個々のサンプルウェルにピペットで移します。サンプルがサンプルウェルから流出するのを防ぐために、サンプルを少しずつ段階的に加え、各アリコートが蒸発して乾燥してからサンプルを追加します。

データ集録を開始するには、まず、データ集録ソフトウェアであるFlexcontrolを開きます。プラットフォームをイジェクトして、イジェクトボタンを押してターゲットプレートのローディングを有効にします。キャリブラントと分析物のサンプルをロードしたターゲットプレートを、適切な向きでプラットフォームに静かに置きます。

次に、アクイジションソフトウェアを使用して、イジェクトボタンを再度押して、ターゲットプレートをプラットフォームに注入します。適切なデータ取得方法を選択するには、File(ファイル)を押してSelect Method(方法選択)を選択します。データを取得する前に、Detection(検出)タブをクリックしてMass Range(質量範囲)を表示し、データを収集するための適切な質量範囲が選択されていることを確認してください。

取得ソフトウェアから、目的の分析物に対応するターゲットプレート上の位置を選択します。データ収集を開始するには、[開始]を押し、レーザーターゲットをサンプルの周りで動かして信号を最大化します。カメラウィンドウの左側にあるスライドバーを使用して、同位体分解能を達成するために必要な最小のパワーが得られるようにレーザー出力を調整します。

対象の質量範囲の中央にある個々のピークを拡大し、[Spectrometer]タブでIS2値を変化させて加速電圧の差を調整し、分解能を最適化します。最後に、レーザー出力をできるだけ低くすることで、レーザー出力を最適化しながら、妥当な信号対雑音比を生成します。取得パラメータが最適化されたら、Fileを選択し、次にSave Method As.Verifyを使用してメソッドを保存します。既存のキャリブレーションが無効になっているか、またはSpectrometerタブのInvalidate Calibrationを押して上書きされる位置にあることを確認します。

同じ取得パラメータを使用して、カーソルで対応するウェルを選択してキャリブラントを含むサンプルウェルにレーザーを移動させ、Startを押してスペクトルを取得します。十分な信号が集録されたら、[Start]を押してデータの集録を終了します。キャリブラントの質量スペクトルを取得したら、そのキャリブレーション標準に対応する[キャリブレーション]タブの[質量制御リスト]ドロップダウンメニューを選択します。

対応するリファレンスピークを選択した各キャリブラントピークに一致させる前に、[Processing]タブを選択して、適切なピークピッキングプロトコールが使用されていることを確認してください。[Mass Control List]からリファレンス質量をキャリブラント質量スペクトルの対応するシグナルに適用するには、目的のピークの左側にある領域を選択し、コントロールリストで対応する質量をクリックして適用します。残りのキャリブラントピークについてこのプロセスを続けます。

最適化された取得パラメータの質量スケールがキャリブレーションされたら、分析種のスペクトルを再取得します。データ解析ソフトウェアでAnalyte Spectrumを開きます。ピークを拡大して同位体分離が達成されたかどうかを確認するには、[Zoom in X range] ボタンを選択します。

次に、Mass List(質量リスト)を押し、Find(検索)を選択してピークを選択します。モノアイソトピックピークが分離された場合は、同位体分布でこの最初のピークを選択し、モノアイソトピックピークピッキングプロトコルを使用してその質量を決定します。MALDI-TOF MSは、ポリ(L-ラクチド)チオールの末端分布が狭いことを確認し、分析ソフトウェアを使用して、ここに示すポリマー特性を計算しました。

26量体の観測質量は1973.62で、理論値とマイナス0.07ダルトン異なります。2045.74の小さなシグナルは、乳酸の開環重合中のエステル交換を示しています。2057.73の小さなピークは、ラクチドモノマーの開環重合中に水から開始された結果である可能性が高い。

MALDI-TOF MSは、マレイミドとのチオール-エン反応後に終結したポリ(L-ラクチド)チオールの狭い分布を確認し、分析ソフトウェアを使用してここに示すポリマー特性を計算しました。末端のポリ(L-ラクチド)チオールの26-merの理論質量は2070.56891に対応し、観測質量とは0.03ダルトン異なります。カリウムでイオン化する同じ種も2086.49で観察されます。

2167.58の小さなピークは、出発物質で観察されたのと同じ水開始からの不純物を示しています。チオール-エン反応生成物で観察されたのと同じ質量シフトは起こらず、このカルボン酸末端化合物には官能基化反応を受けるためのチオール末端基が欠けていたことを示しています。このビデオを見れば、サンプル調製とデータ取得パラメーターを最適化する方法、およびポリマーのMALDI-TOF質量分析特性評価によって生成されたデータの分析方法について十分に理解できるはずです。