Name: 매트릭스를 통해 합성 고분자의 특성화 지원 레이저 탈 착 이온화 시간의 비행 (TOF MALDI) 질량 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 56 s
Description: 배우세요 MALDI-TOF MS를 이용한 합성 고분자 특성화 방법을. 샘플 준비, 데이터 획득 및 분석 과정을 통해 분자량과 말단기를 정확히 분석하는 기술을 익히세요.

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저자는 스마트 재료 설계, 분석 및 처리 컨소시엄 (SMATDAP)에 의해 자금 국립 과학 재단 협력 계약 IIA-1430280와 라 보드 Regents의 대학원 친교 (MEP)에 대 한 인정 합니다. 이러한 실험에 대 한 폴리머 샘플 MilliporeSigma (시그마-올드 리치)에 의해 제공 되었다.  오픈 엑세스 출판이 문서는 MilliporeSigma에 의해 후원 됩니다.

주의: 모든 반응 증기 두건에서 실행 되었습니다. 모든 재료 안전 데이터 시트 (MSDS)를 어떤 화학 사용 및 적절 한 예방 조치를 참조 하십시오.
1. 샘플 준비
<ol><li>매트릭스 재고 솔루션의 준비<ol>
<li>Tetrahydrofuran-unstabilized (THF), 그리고 해산 때까지 소용돌이의 1 mL에 α-cyano-4-hydroxycinnamic 산 (HCCA)의 20 밀리 그램을 디졸브.</li>
		<li>THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 1 mL에 2, 5-dihydroxybenzoic 산 (DHB)의 20 밀리 그램을 디졸브.</li>
	</ol>
</li>
	<li>알칼리 양이온 재고 솔루션의 준비<ol>
<li>THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 1 mL에 2 밀리 그램의 나트륨 trifluoroacetate (NaTFA)을 용 해.</li>
		<li>THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 1 mL에 2 밀리 그램의 칼륨 trifluoroacetate (KTFA)을 분해.</li>
	</ol>
</li>
	<li>분석 재고 솔루션의 준비<ol>
<li>예제 1: 분해 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 2 밀리 그램 (Mn = 5000) THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 0.5 ml.</li>
		<li>샘플 2: 2 mg polyoxyethylene bis(azide)의 분해 (Mn = 2000) THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 0.5 ml.</li>
		<li>샘플 3: 2 mg poly(L-lactide), 종료 thiol의 분해 (Mn = 2500) THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 0.5 ml.</li>
	</ol>
</li>
	<li>분석을 위해 샘플 혼합물의 준비<ol>
<li>9 독특한 샘플 혼합물 만들어집니다 그런 구성의 상대적 비율을 변화 하는 동안 행렬, 분석 및 양이온 솔루션을 혼합 하 여 일련의 해결책을 준비 합니다. 예를 들어, 추가 된 매트릭스 재고 솔루션 일정 금액 유지 (예., 10 µ L), 3의 요인에 의해 분석 솔루션의 양을 다 (예., 45, 15, 및 5 µ L), 또한 3의 요인에 의해 양이온 솔루션의 양을 변화 하는 동안 (예: ., 9, 3, 고 1 µ L). 이 샘플은 효과적으로 다른 농도 두 변수 x와 y와 3 x 3 격자 항복 축 (그림 1).</li>
		<li>대표적인 예 DHB 솔루션의 15 µ L 함께 poly(L-lactide) 솔루션의 15 µ L NaTFA 솔루션의 1 µ L을 결합.</li>
		<li>MALDI 표적 격판덮개 (그림 2)에 개별 샘플에 각 솔루션 혼합물의 1 μ 플라스틱 증분 추가 샘플을 추가 하기 전에 건조를 증발을 각 약 수 있도록 샘플 잘 밖으로 흐르는에서 샘플을 방지 하기 위해 작은 부분에 샘플을 추가 합니다. 주: 더 높은 비등 점 용 제에 대 한 공기 총 필요할 수 있습니다 용 매 증발, 신속 하 게 주의 워프 수 접시를 발생할 수 있습니다 샘플 접시가 열 방지에 사용 한다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>보정을 위한 표준 시료의 준비<ol>
<li>교정 표준 제안된 공급 업체 프로토콜을 사용 하 여 준비 합니다. 참고: Dendrimer calibrants이이 연구에 대 한 선정 됐다 고 순수한 dendrimers로 사용할 수 있습니다 또는 매트릭스, calibrant, 최적화 된 비율에서 양이온과 혼합.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 데이터 수집 최적화
<ol><li>데이터 수집을 시작<ol>
<li>데이터 수집 소프트웨어 "FlexControl"를 엽니다.</li>
		<li>꺼내기 눌러 대상 플레이트의 로드를 사용할 수 있는 플랫폼은 "<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57174/57174eq1v2.jpg">" 버튼.</li>
		<li>부드럽게 적절 한 방향에 플랫폼에 로드 calibrant 및 분석 샘플 대상 접시를 놓습니다.</li>
		<li>수집 소프트웨어를 사용 하 여 눌러 플랫폼 대상 플레이트를 삽입 하는 "<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57174/57174eq1v2.jpg">" 버튼을 다시.</li>
		<li>파일을 눌러 적절 한 데이터 수집 방법 (긍정적인 모드 수집 방법)를 선택 합니다. | 선택 하는 방법. 참고: 우리의 대표 analytes를 포함 하 여 대부분의 폴리머 샘플에 대 한 이온화는 양이온으로 complexation를 통해와, 그러므로, 긍정적인 모드 인수 메서드는 가장 적합 한. 낮은 질량 범위 (500-10000 다) 또는 더 높은 해상도, 원하는 때에 대 한 악기에 따라 반사 모드 방법 파일을 선택 합니다. 높은 분자량에 대 한 샘플 또는 때 높은 신호 감도 필요, 및 낮은 해상도 허용, 선형 모드 방법 파일을 선택 합니다.</li>
		<li>데이터를 취득 하기 전에 있는지 확인 데이터 수집에 대 한 적절 한 질량 범위 선택-이상적으로 대량 범위 예상된 분포 예상된 분포에서 두 배 높은 질량에 있는 낮은 질량의 절반을 포함 됩니다. 검색 탭을 클릭 하 고 질량 범위보기 이것을 확인 합니다. 참고: 이렇게 하면 낮은 분자량 저하 조각에서 그 신호 또는 더 높은 분자량 집계 (dimer) 샘플에 있을 수 있는 데이터 집합에 포함 됩니다. 또한, note 매트릭스 올리고 대부분 MALDI TOF 질량 스펙트럼에 대 중 1000 다,이 질량 아래 복잡 한 분석으로 높은 강도 높은 잡음을 제공 하 고 신호 강도를 자주 발견 됩니다. 보정은 최종 데이터 세트를 얻기 전에 요구 될 것 이다, 비록 동일한 인수 매개 변수는 특정 분석에 최적화 된 그 사용 하는 경우는 정확한 교정 파일 취득만 수 있습니다. 따라서, 분석 질량 스펙트럼의 예비 최적화 보정된 실정이 질량 스펙트럼의 획득 뒤 교정 하기 전에 필요 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>예비 데이터 수집<ol>
<li>수집 소프트웨어에서 해당 원하는 분석 하는 대상에 위치를 선택 합니다.</li>
		<li>레이저 표적 신호를 최대화 하기 위해 샘플 주위를 이동 하는 동안 데이터 수집을 시작 합니다. 데이터 수집을 시작 하려면 시작을 누릅니다. 참고: 레이저 반복된 샘플링 후 특정 위치에 매트릭스를 배출 수 있습니다.</li>
		<li>동위 원소 해상도 달성 하는 데 필요한 최소 전력 달성 되도록 카메라 창의 왼쪽에 슬라이드 막대를 사용 하 여, 레이저 파워를 조정 합니다. 참고: 확인 분석, 양이온, 그리고 매트릭스의 최적 비율에 여러 샘플을 분석할 때 사용 하 여 동일한 레이저 전원 분석 샘플의 각각에 샘플 전시 그 인수 매개 변수에 대 한 최상의 신호/잡음 비율을 결정 하. 최상의 신호 대 잡음 비를 전시에 표시 되는 샘플 함께 미래의 수집 최적화를 계속 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>데이터 수집 최적화<ol>
<li>가속 전압에 차이 조정 하 여 해상도 최적화 하는 관심의 대량 범위 가운데 개별 피크에 확대 (이 연구에서 악기에 대 한이 포함 "IS2" 값 조정), 분석기에에서 있다는 탭. 참고: 이것은 가장 빠르게 최적화 된 큰 단계, 노트는 값 생성 최고의 해상도 IS2 값을 변화 하 여 (즉,., 작은 피크 폭 절반 최대 신호 강도 전체), 및 다음 더 작은 단계에서 최적화 IS2 값입니다. 일반적으로, 최적의 IS2 값 높은 (가까이 IS1) 낮은 대량 폴리머, 그리고 낮은 높은 대량 폴리머입니다.</li>
		<li>원하는 경우 reflectron 모드를 사용 하 여 해상도 증가. 참고: Reflectron 모드는 검출기에 더 긴 경로에 같은 m/z 값의 더 높은 속도 이온을 강요 하 여 동일한 m/z 의 이온의 초기 속도에 불일치의 보상에 대 한 수 있습니다. 검출기에 경로 있는이 증가 수 있습니다 같은 m/z 값의 느린 이온 동시에 검출기에 도착을 증가 해상도 대 한 이온을 효과적으로 집중. 비록 reflectron 모드는 일반적으로 약한 신호 강도, 샘플에 대 한 신호 해상도 향상 선형 모드 데이터를 시각화 하기 위해 필요할.</li>
		<li>마지막으로, 아직도 적당 한 신호 대 잡음 비를 생성 하는 동안 가능한 한 낮은 레이저 파워를 감소 시켜 레이저 파워를 최적화 (예., 신호 대 잡음 비율 약 10의). 참고: 높은 레이저 능력 일반적으로 해상도 조각화를 일으킬 수 있기 때문에 최고의 품질을 가진 질량 스펙트럼은 인수 감소 레이저 파워 하지만 검사의 높은 번호를 사용 하 여.</li>
		<li>일단 인수 매개 변수 최적화 된 파일 을 다음 파일 이름으로 저장 스펙트럼을 선택 하 여 보정 되지 않은 질량 스펙트럼을 저장 합니다. 새로운 인수는 분석의 보정된 질량 스펙트럼을 생성을 시작 하기 전에 외부 교정에 대 한 이러한 동일한, 최적화 된 매개 변수에서 calibrant의 새로운 수집 실행 한다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. MALDI 교정
<ol><li>보정 질량 스펙트럼의 취득<ol>
<li>이미는 분석에 최적화 된 인수 매개 변수를 사용 하 여 대량 표준 샘플의 최적화 된 질량 스펙트럼 획득. 참고: 이상적으로, 교정 세트 포함 해야 합니다, 아래의 관심과 관심의 범위에서 하나 이상의 범위 위에 한 표준. 교정의 정확도 모든 인수 매개 변수는 모두 샘플에 대 한 동일한 경우에 최상 이다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>교정 파일 만들기<ol>
<li>모든 기존 교정은 무효 또는 무효화 교정 분석기 아래를 누르면 덮어쓸 수 있는 위치에 탭을 확인 하십시오.</li>
		<li>동일한 수집 매개 변수를 사용 하 여 (예., 레이저 출력, IS2 전압), 포함 하는 calibrant 샘플 잘 레이저 이동 (예., dendrimer 표준, 펩 티 드) 해당 선택 하 여 커서를 잘 하 고 취득 한 시작을 누르면 스펙트럼입니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>충분 한 신호를 획득 하는 일단 데이터 획득 완료 시작 을 누릅니다.</li>
	<li>calibrant의 질량 스펙트럼 획득 되 면 그 보정 표준에 해당 하는 보정 탭에서 질량 제어 목록 드롭다운 메뉴를 선택 합니다. 적절 한 질량 제어 목록 참조 대 중 calibrant 선택/적절 한 양이온의 있을 것 이다. 참고: 이러한 한다 calibrant 공급 업체에서 사용할 수와 동위 원소 해상도 달성 monoisotopic 질량 값을 사용할 수 있는지 확인 (예., m/z 아래 반사 모드 = 5000), 그리고 평균 질량 값 때 동위 해상도 얻을 수 없습니다 (예를 들어, m/z 위에 선형 모드 = 5000),</li>
	<li>일치 하기 전에 각 선택한 calibrant 피크를 해당 참조 피크 프로토콜을 선택 하는 적절 한 피크 처리 탭을 선택 하 여 사용 되 고 있는지 확인 합니다. 참고: 최대 따기 프로토콜 스펙트럼 분해능에 따라 달라질 수 있습니다. 평균 질량 계산에 대 한 소프트웨어 동위 원소 봉우리의 전체 시리즈에 걸쳐 대량 평균을 소요 됩니다. Monoisotopic 질량 계산에 대 한 첫 번째 동위 피크의 정확한 질량을 계산 하는 소프트웨어를 설정 해야 합니다.</li>
	<li>관심의 피크의 왼쪽 영역을 선택 하 고 적용할 컨트롤 목록에 해당 질량에 클릭 하 여 대량 제어 목록에서 calibrant 질량 스펙트럼에 대 한 해당 신호 참조 질량을 적용 됩니다. 나머지 calibrant 피크에 대 한 프로세스를 계속 합니다. 참고: 가장 정확 하 고 정밀한 교정 장소 분석 및 calibrant 샘플 가깝게 가능한 대상 접시에 대상 플레이트 높이에 미묘한 변화는 교정의 정확성에 영향을 미칠 수 있기 때문에.</li>
	<li>최적화 된 인수 매개 변수에 대 한 대량 규모 조정 되었습니다 일단 분석 스펙트럼을 다시.</li>
</ol>4. 데이터 분석 및 해석
<ol><li>따기 피크<ol>
<li>데이터 분석 소프트웨어 (FlexAnalysis)에서 분석 스펙트럼을 엽니다.</li>
		<li>X 범위 확대 버튼을 선택 하 여 동위 원소 해상도 달성 하는 경우를 식별 하는 피크에 확대.</li>
		<li>대량 목록을 눌러 | 찾을 봉우리를 선택. Monoisotopic 피크 해결 되 면 monoisotopic 피크 따기 프로토콜을 사용 하 여 질량을 결정 하기 위해 동위 원소 배급에이 첫 번째 피크를 선택 합니다. Monoisotopic 최대 해결 되지 않은 경우 평균 질량 피크 따기 프로토콜을 사용 하 고 전체 동위 원소 분포의 평균 질량을 결정.</li>
		<li>계속이 피크 폴리머 분포에서 각 n-메 르에 대 한 프로세스를 선택 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>고분자 특성화 및 끝 그룹 분석 계산 참고: 정확 하 게 사용 하는 경우 MALDI TOF MS 제공할 수 있습니다 귀중 한, 정확한 데이터 고분자의 질량 분포 계산을 위한. 대량 유통 데이터입니다만 정확한 폴리머 샘플의 dispersity은 상대적으로 낮은 때 주목 해야 한다 (예., 약 Đ= 1.3 또는 아래).<ol>
<li>수 평균 분자량, 수식을 사용 하 여 각 대량 분수의 두더지의 수에 관하여 대량 평균 계산: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57174/57174eq2v2.jpg"> 여기서 N나 특정 분자량 및 Mi 의 분자의 수 = 그 분자의 특정 분자량 =.</li>
		<li>무게 평균 분자량, 수식을 사용 하 여 각 질량 분 율의 무게에 관하여 대량 평균 계산: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57174/57174eq3v2.jpg"> 여기서 N 나 특정 분자량 및 M i 의 분자의 수 = 그 분자의 특정 분자량 =.</li>
		<li>일단 Mw 와 Mn 계산 되는 비율 Mw/Mn dispersity, Đ라는 사용 하 여 분자량 분포의 폭 계량.</li>
		<li>MALDI TOF MS 데이터 분석의 가장 유일 하 고 강력한 기능 확인 또는 homopolymers의 끝 그룹을 확인 하는 기능입니다. 질량 스펙트럼 (Mn-메 르)에 n-메 르의 관찰 된 질량에 대 한 다음 수식을 다시 배열 하 여 끝 그룹을 확인 합니다. Mn-메 르 = n (MRU ) + MEG1 + MEG2 + M이온 여기서 n = 중 합도 MEG1 = α 끝 그룹의 질량 MEG2 = ω-끝 그룹의 질량 MRU 는 고분자의 반복 단위의 질량 = 그리고 M이온 폴리머와 그 단지 이온의 질량 =.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

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저자는이 연구에 사용 된 구형 calibrants 관련 금융 관심을가지고.

TOF MALDI 질량 분석은 최소한의 조각화와 단독으로 충전된 상태에서 폴리머 이온을 생성 하는 기능 고분자 특성에 대 한 귀중 한 분석 도구. 이 부드러운 이온화 기술을 복합 가스 단계에서 폴리머 이온을 생성 하는 매트릭스에 포함 된 고분자 분석의 고체 샘플을 desorb를 짧은 레이저 펄스를 사용 합니다. 고분자는 질량 분석에 의해 그들의 분석 매트릭스에 추가 된 양이온과 complexation에 의해 일반적으로 이온화 된다. 이 고분자 이온은 다음 그들의 시간--비행의 이온 소스 및 탐지기5 사이 따라 결정 됩니다 그들의 m/z 를 사용할 수 있는 비행 관의 분야 자유로운 지역으로 그들을가지고 추출 전압에 의해 가속 , 32.
다른 폴리머 특성화 기법에 비해, MALDI TOF MS 스펙트럼 품질이 데이터 수집 매개 변수 및 예제 준비에 크게 의존 합니다. 샘플 준비를 위한 설정 공식은 없습니다, 비록 샘플 준비의 각 부품의 기능을 이해 더 빠른 경험적 최적화 할 수 있습니다. MALDI 시료 준비의 가장 중요 한 요소 이므로 매트릭스의 선택을 호환성 매트릭스의 폴리머 분석을 흥분된 매트릭스 이온된 상태5, 싱글, desorbed 고분자를 생성 하는 허용을 위한 중요 한 15,,1719. 일단 적절 한 매트릭스 및 cationization 에이전트를 선택 분석, 매트릭스, 그리고 cationization 에이전트의 올바른 비율을 결정 합니다. 이것은 경험적으로 한 축에 매트릭스 농도 증가에 cationization 에이전트 농도 증가와 MALDI TOF MS 대상 접시 (그림 2)에 (그림 1) 샘플의 2 차원 격자를 생성 하 여 얻을 수 있는 다른.
MALDI 시료 준비와 마찬가지로, 공식은 설정 데이터 수집 지정 매개 변수를 결정 하기 위한 그러나, 특정 동향 스펙트럼 최적화를 신속 하 게 고려해 야 합니다. Reflectron 모드, 해상도 증가 하지만 전반적인 신호 감소, 일반적으로 동위 해상도 얻을 수 있습니다 (이 예제에서 4000 다 아래)에 낮은 질량 범위에 대 한 선택 됩니다. 이러한 경우 monoisotopic 질량 계산 및 피크 따기 방법 사용 되었다. 4000 다 위에 질량을 가진 폴리머 샘플에 대 한 선형 모드 평균 질량 계산 및 피킹 따기 방법 사용 되었다. 신호 해상도 개선, 더 큰 전압 차동 데 큰 대량 고분자의 일반적인 추세와 작은 단위로 이온 소스 전압을 조정 (IS1 IS2 대).
샘플 준비 및 수집을 최적화 하는 동안 매개 변수는 정밀도 제공할 수 있습니다, 대량 정확도 효과적인 교정을 통해 달성 될 수 있다. 주어진된 질량에 대 한 비행의 시간 가변 인수 매개 변수 및 심지어 접시 위치 미묘 하 게 다를 수 있습니다, 그리고 따라서는 보정을 수행 각 최적화 된 인수 매개 변수 집합에 대 한 정확한 질량을 산출 하기 위해 결정5,30. 일단 인수 매개 변수 및 예제 준비 최적화 되어, 스펙트럼이 정확한 동일한 조건을 사용 하 여 보정 한다.
뛰어난 해상도 고분자의 최적화 된 MALDI TOF 질량 스펙트럼에서 관찰 하는 대량 정확도 때문에이 기술은 폴리머 대량 유통 데이터를 결정 하기 위한 유용한 무료 도구 되고있다. 그러나, 폴리머 대량 유통 내 개별 반복 단위를 해결 하는 능력 특정 이점 분석을 위한 제공 끝 그룹 다른 폴리머를 기준으로 젤 투과 크로마토그래피 (GPC) 등 특성화 기법 및 핵 자기 공명 (NMR) 이것은 특히 끝 그룹 기능화 반응의 충실도 및 끝 그룹 활용형 반응의 양적 성격을 결정 하기 위한 중요 합니다. 이 원고는 대량 정확도, 신뢰의 높은 수준의 끝 그룹 수정 확인 가능 최대 두 개의 소수 포인트로 개별 고분자 반복 단위의 질량을 해결 하는 능력을 보여 주었다. 정밀 고분자 합성 분야에서 최근 수행 된 실질적인 진보 MALDI TOF MS는 점점 더 중요 한 도구가 되고있다 결정 고분자 구조와 기능.

생활 개선 중 합 기술, 정밀 고분자 양적 기능성된 끝 그룹은 점점 더 사용할 수 있는1. 아 지 드 alkyne 및 thiolene 클릭 화학의 동시 개발 활성화 고분자 하이브리드 재료2,3,4의 범위에 대 한 액세스를 제공 하는 다른 moieties에의 약 양적 커플링 . 그러나, 정확한 분석 기법 모두 시작 자료와이 폴리머 활용 반응의 제품을 특성화 해야 합니다. 매트릭스 보조 레이저 탈 착/이온화 시간의 비행 질량 분석 (MS MALDI TOF)은 최소 하나의 충전 상태에서 폴리머 이온을 생성할 수 있기 때문에 고분자 특성화에 대 한 귀중 한 부드러운 이온화 분석 기술 조각화5,6. MALDI TOF MS 폴리머 대량 유통 내 개별 n mers의 해상도 가진 질량 스펙트럼을 제공할 수 있기 때문에 고분자 특성의 다른 기존의 방법에 비해 주요 이점이 있다. 결과적으로, 같은 질량 스펙트럼 평균 분자량에 대 한 정확한 정보를 제공할 수, 단위 질량, 및 분자량 dispersity7, 차례로 전송 체인8 등 경쟁 중 합 메커니즘을 명료 수 있는 반복 . 그러나, MALDI TOF MS는 특히 강력한 폴리머 끝 그룹9,10, 끝 그룹 수정10,11 를 확인 하는 데 사용할 수 있습니다에 대 한 정보를 제공 하 고 다른 변환12 폴리머 cyclizations11,13등. 똑같이 중요 한, 상대적으로 적은 양의 분석 (서브-마이크로 그램)에 필요한 대량 spectrometric 분석 하면이 기술을 특성화에 대 한 유용한 유일한 재료 양의 추적 사용할 수 있습니다.
고분자의 MALDI TOF MS 분석 4 명료한 단계로 분할 될 수 있다: 준비, 장비 교정, 스펙트럼 수집 및 데이터 분석. 샘플 준비 이며 생성 하기 위한 가장 중요 한 단계 MALDI TOF 질량 스펙트럼에 최적화 된 샘플은 악기14,15에 도입 되기 전에 발생 합니다. 고분자 분석으로 유사한 가용성 매개 변수를 적절 한 매트릭스의 선택은 고품질 MALDI TOF 질량 스펙트럼을 얻기 위해 중요 한 고 매트릭스 선택에 대 한 지침14,15, 다른 곳에서 보고 16,17. 폴리머 MALDI 시료 준비에 대 한 "조리법"의 데이터베이스 또한 출판된 온라인18있다. 새로운 폴리머 매트릭스 선택 첫 번째 고분자의 용 해도 이해 유사한 가용성 매개 변수14,19행렬을 선택 하 여 접근 수 있다. 높은 양성자 선호도 고분자 protonated 대부분 행렬14 (이 자주 carboxylic 산 그룹 포함), 수 있지만 다른 폴리머 cationization 에이전트는 필요한14. 알칼리 이온 포함 하는 산소와 잘 adduct 종 (예. 폴리에스터 및 polyethers), 불포화 탄화수소 (예. 폴리스 티 렌) 전이 금속은과 구리 이온14, 와 adduct 19. 등뼈에 산소 원자를 포함 하는이 실험에서 폴리머 샘플, 때문에 나트륨 또는 칼륨 trifluoroacetate (TFA) cationization 요원으로 사용 되었다. 일단 행렬 및 cationization 에이전트를 선택 분석, 양이온 에이전트, 그리고 매트릭스의 상대적 비율 높은 신호 잡음을 보장 하기 위해 신중 하 게 낙관 되어야 한다. 그러나이 절차에서는 샘플 준비에 대 한 매개 변수는 이미 최적화 된, 실험 샘플 최적화 절차 (단계 1.4.1., 그림 1)을 체계적으로 세 가지 구성 요소 (분석의 농도 변화 매트릭스와 양이온) 급속 하 게 그들의 최적 비율을 결정 하는 데 효과적 이다.
데이터 수집에는 매개 변수 수의 최적화를 필요합니다. 가장 중요 한 매개 변수는 분석기의 포지티브 또는 네거티브 이온 모드, 악기의 동작 모드 (선형 반사 체 대), 가속 전압 및 추출 지연 시간을 포함합니다. 해상도 증가 시킬 수 있다 또 다른 방법은 "reflectron" 모드20,21,,2223의 활용을 통해 이다. Reflectron 모드 본질적으로 다시 바꾸고 이온 다른 momentums와 함께 하는 동안 소스 근처 검출기 향해 비행 튜브의 끝에 이온을 반영 하 고 따라서 비록 해상도 증가 하 여 검출기에 이온의 비행 경로 두 배로 신호 강도 감소. 또한, 더 높은 해상도 스펙트럼 수와 충돌의 에너지를 감소 시키고 따라서 조각화 및 키네틱 이질성24신호 대 잡음 비율을 최소화 하는 레이저 파워를 감소 하 여 얻을 수 있습니다. 모든 이러한 매개 변수를 조정, 이온 초기 위치 또는 레이저 탈 착 과정에서 발생 하는 속도에 있는 이질성의 효과 최소화 하기 위해 집중 될 수 있습니다. 인수 매개 변수는 최적화 될 때 동위 해상도 자주 얻을 수 있습니다 10000 다 이상의 질량을 가진 이온에 대 한 비록 이것이 또한 악기 디자인과 비행 튜브의 길이 따라 다릅니다. 적어도 하나의 heteroatom 포함 하는 대부분의 유기 화합물 complexing 리튬, 나트륨, 칼륨 등 알칼리 양이온으로 하는 경향이 있다. 알칼리 금속 많은 monoisotopes 또는 제한 된 동위의 따라서 분포 확대 하지 않습니다.
악기 매개 변수 데이터 정밀도 최적화 하기 위해 조정 될 수 있다, 하는 동안 데이터 정확도 적절 한 교정11만 달성 된다. 단백질 및 펩 티 드 그들의 monodispersity 및 가용성, calibrants로 원래 이용 되었다 그러나 가변 안정성과 불순물25의 유행에서. 더 비용 효율적이 고 안정적인 대안 무기 클러스터와 polydisperse 고분자26,27,,2829를 포함 했다. 불행히도, 이러한 대안 기능 복잡 하 게 더 작은 질량으로 대량 할당, 전반적으로, 그들을 교정 10000 다 아래에 유용 하 중 분산. 이 대처 하기 위해, 그레이 외문제. 25 는 dendrimer 기반, 폴 리 에스테 MS 교정 시스템을 개발 단 분산, 그리고 둘 다 광범위 한 매트릭스 및 용 매 호환성, 선반 수명 안정성 (> 8 년), 그리고 낮은 생산 비용을 자랑. 이 시스템의 강점을 바탕으로, 그것은 이러한 실험에 대 한 calibrant로 선정 됐다.
교정의 두 가지 주요 유형이 있다: 내부와 외부30. 외부 보정, 대괄호는 분석의 질량을 가진 표준 교정 파일을 생성할 수 있는 별도 질량 스펙트럼을 생성 하는 분석 보다 다른 샘플 위치에 MALDI 표적 격판덮개에 배치 됩니다. 다른 한편으로, 높은 정확도를 calibrant 및 분석 신호 하이브리드 스펙트럼 분석으로는 calibrant 혼합을 포함 하는 내부 캘리브레이션 자주 얻을 수 있습니다. 아래 설명 된 절차에는 외부 교정 구현 되었습니다. 대량 규모의 적절 한 교정, 후 정확한 분석 대량 데이터 취득 될 수 있다. 가장 정확한 구경 측정을 위해 데이터 수집 보정 후 곧 발생 하는 것 중요 하다.
마지막으로, 일단 최적화, 보정 데이터 세트 인수 했다, 그리고 폴리머 샘플에 대 한 구조 정보를 제공 하는 데이터 분석 했다. 폴리머 분포 내에서 n-메 사이의 간격 반복 단위의 정확한 측정을 제공할 수 있다 질량. 수 평균 분자량 (Mn) 및 기타 대량 메일 계산 (예를 들어, Mw (중량 평균 분자량) 및 Đ (dispersity)) 또한 질량 스펙트럼 (에서 신호 분배에서 결정 될 수 있다 4.2 계산 단계). 아마도 가장 독특한, homopolymers, 경우 끝 그룹의 합계 확인할 수 있습니다 혼자 반복 단위의 질량에 관하여 폴리머 분포의 오프셋을 결정 하 여. 크기 배제 크로마토그래피, 푸리에 변환 적외선 분광학, 등 전통적인 폴리머 특성화 기법을 보완 하는 귀중 한 특성 데이터를 제공 하는 풍부한 정보 MALDI TOF 질량 스펙트럼 및 핵 자기 공명입니다.

<table><tbody><tr><td>폴리 옥시 에틸렌 비스 (아지드) (Mn = 2000),</td> <td>밀리 포어 시그마 (알드리치),</td> <td>689696</td><td></td></tr><tr><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/689696?lang=en&region=US 폴리 (에틸렌 글리콜), 2- 아미노 에틸 에테르, 아세트산 (Mn = 5000),</td> <td>밀리 포어 시그마 (알드리치)</td> <td>757918</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/757918?lang=en&region=US</td></tr><tr><td>폴리 (L- 락타이드), 티올 종결 (Mn = 2500)</td> <td>MilliporeSigma (Aldrich)</td> <td>747386</td><td></td></tr><tr><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/747386?lang=en&region=US SpheriCal &reg; &nbsp; 펩티드 낮은</td><td>MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td> <td>PFS20</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs20?lang=en&region=US</td></tr><tr><td>SpheriCal&reg; &nbsp; 펩타이드 배지</td><td>MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td> <td>PFS21</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs21?lang=en&region=US</td></tr><tr><td>SpheriCal&reg; &nbsp; 펩타이드 높은</td><td>MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td><td>PFS22</td><td></td></tr><tr><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs22?lang=en&region=US 2,4 dinitrofluorobenzene</td><td>TCI</td><td>A5512</td><td></td></tr><tr><td>maleimide</td><td>MilliporeSigma (Aldrich)</td><td>129585</td><td></td></tr><tr><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/129585?lang=en&region=US 1-ethynylfluorobenzene&nbsp;</td><td>피셔 사이언티픽</td><td>766-98-3</td><td></td></tr><tr><td>트리에틸아민</td><td>밀리포어시그마(시그마-알드리치)</td><td>471283</td><td></td></tr><tr><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/471283?lang=en&region=US N,N,N',N",N"-펜타메틸디에틸렌트리아민</td><td>밀리포어시그마(알드리치)</td><td>369497</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/369497?lang=en&region=US</td></tr><tr><td>구리(I)브로마이드</td><td>밀리포어시그마(알드리치)</td><td>254185</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/254185?lang=en&region=US</td></tr> 빙초<tr><td>산</td><td>Fisher Scientific</td><td>A38212</td><td></td></tr><tr><td>메타중아황산나트륨</td><td>밀리포어시그마(시그마-알드리치)</td><td>13459</td><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/13459?lang=en&region=US</td></tr><tr><td>칼륨 트리플루오로아세테이</td>트 <td>밀리포어시그마(알드리치)</td><td>281883</td><td></td></tr><tr><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/281883?lang=en&region=US 트랜스-2-[3-(tert-부틸페닐)-2-메틸-2-프로페리리덴]말로노니트릴</td><td>밀리포어시그마(알드리치)</td><td>727881</td><td></td></tr><tr><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/727881?lang=en&region=US 시아노-4-하이드록시신남산</td><td>MilliporeSigma (Sigma)</td><td>C8982</td><td></td></tr><tr><td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c8982?lang=en&region=US 테트라히드로푸란</td><td>Fisher Scientific</td><td>T425-1</td><td></td></tr><tr><td>디클로로메탄</td><td>VWR 분석</td><td>BDH1113-4LG</td><td></td></tr></tbody></table>

매트릭스를 통해 합성 고분자의 특성화 지원 레이저 탈 착 이온화 시간의 비행 (tof maldi) 질량 분석

Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometry

합성 homopolymers의 특성에 사용할 수 있는 많은 기술이 있다 그러나 몇 가지 유용한 매트릭스 보조 레이저 탈 착 이온화 시간의 비행 질량 분석 (MS MALDI TOF) 끝 그룹 분석에 대 한 정보 제공. 이 자습서의 샘플 준비, 스펙트럼 수집, 최적화에 대 한 메서드를 보여 줍니다 및 견본 준비 동안 MALDI TOF 양 중요 한 매개 변수를 사용 하 여 합성 고분자의 데이터 분석, 매트릭스의 선택을 포함 적절 한 cationization 소금 및 행렬, 양이온, 및 분석의 상대적 비율 조정의 식별. 인수 매개 변수 모드 등 (선형 또는 반사), 편광 (양수 또는 음수), 가속 전압 및 지연 시간, 중요 한도 있습니다. 화학 합성 고분자 및 데이터 수집 매개 변수 및 예제 준비 조건 최적화 관련 된 지식이 주어진 스펙트럼 얻을 수 있어야 충분 한 해상도와 대량 정확도 명확한 수 있도록 반복 단위 뿐만 아니라 대부분 homopolymers (10000 아래 대 중)의 끝 그룹의 질량 및 전반적인 분자량 분포. 고분자의 제한 된 집합에 설명, 비록 끝 그룹 결정은 좁은 dispersity와 homopolymers에 대 한 가능 하지만 이러한 일반적인 기법을 질량 분포를 결정 하기 위한 합성 고분자의 훨씬 넓은 범위에 적용 됩니다.

샘플 준비, 스펙트럼 획득 및 데이터 분석의 최적화를 포함 하 여 합성 고분자의 질량 분석 (MS MALDI TOF) 특성을 설명 하는 비행의 매트릭스 보조 레이저 탈 착 이온화 시간에 대 한 프로토콜.

매트릭스를 통해 합성 고분자의 특성화 지원 레이저 탈 착 이온화 시간의 비행 (TOF MALDI) 질량 분석

There are many techniques that can be employed in the characterization of synthetic homopolymers, but few provide as useful of information for end group ...

이 MALDI-TOF MS 튜토리얼의 전반적인 목표는 MALDI-TOF MS에 의한 특성화 중 고분자의 시료 준비, 수집 및 분석에 대해 사용자에게 가르치는 것입니다. 이 방법은 고분자 분자량, 분산성 및 말단 그룹 식별과 같은 고분자 특성화 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 단일 중합체 말단 그룹을 측정할 수 있다는 것입니다. 먼저, 이전에 준비된 매트릭스, 분석물 및 양이온 용액을 혼합하는 동시에 9개의 고유한 샘플 혼합물이 만들어지도록 성분의 상대적 비율을 변경하여 일련의 용액을 준비합니다.이 실험을 위해 15 마이크로 리터의 폴리 (L- 락타이드) 용액을 15 마이크로 리터의 2, 5- 디 하이드 록시 벤조산 용액 및 1 마이크로 리터의 트리클로로 아세트산 나트륨 용액과 결합하십시오. 각 용액 혼합물을 1마이크로리터씩 MALDI 타겟 플레이트의 개별 샘플 웰에 피펫팅합니다. 샘플이 샘플 웰에서 흘러나오는 것을 방지하기 위해 샘플을 조금씩 점진적으로 첨가하여 각 부분 표본이 건조될 때까지 증발한 후 추가 샘플을 추가할 수 있도록 합니다.데이터 수집을 시작하려면 먼저 데이터 수집 소프트웨어인 Flexcontrol을 엽니다. 배출 버튼을 눌러 타겟 플레이트를 적재할 수 있도록 플랫폼을 배출합니다. 로드된 캘리브란트와 분석물 샘플이 있는 타겟 플레이트를 적절한 방향으로 플랫폼에 부드럽게 놓습니다.다음으로, 획득 소프트웨어를 사용하여 배출 버튼을 다시 눌러 플랫폼에 타겟 플레이트를 주입합니다. File(파일)을 누르고 Select Method(방법 선택)를 선택하여 적절한 데이터 수집 방법을 선택합니다. 데이터를 수집하기 전에 Detection 탭을 클릭하고 Mass Range를 확인하여 데이터 수집을 위한 적절한 질량 범위가 선택되었는지 확인하십시오.획득 소프트웨어에서 원하는 분석물에 해당하는 타겟 플레이트의 위치를 선택합니다. 데이터 수집을 시작하려면 Start(시작)를 누르고 샘플 주위로 레이저 타겟을 이동하여 신호를 최대화합니다. 카메라 창의 왼쪽에 있는 슬라이드 바를 사용하여 동위원소 해상도를 달성하는 데 필요한 최소 출력에 도달하도록 레이저 출력을 조정합니다.관심 질량 범위의 중간에 있는 개별 피크를 확대하고, Spectrometer 탭에서 IS2 값을 변경하여 가속도 전압의 차이를 조정하여 분해능을 최적화합니다. 마지막으로, 레이저 출력을 가능한 한 낮게 줄이면서 합리적인 신호 대 잡음비를 생성하여 레이저 출력을 최적화합니다. 획득 매개변수가 최적화되면 File을 선택한 다음 Save Method As를 선택하여 Method를 저장합니다. 기존 보정이 무효화되었거나 Spectrometer 탭에서 Invalidate Calibration을 눌러 덮어쓸 위치에 있는지 확인합니다.동일한 획득 매개변수를 사용하여 커서로 해당 well을 선택하여 calibrationrant가 포함된 샘플 well로 레이저를 이동하고 Start를 눌러 스펙트럼을 획득합니다. 충분한 신호가 수집되면 Start를 눌러 데이터 수집을 마칩니다. 캘리브rant의 질량 스펙트럼을 획득하면 해당 calibration standard에 해당하는 Calibration 탭에서 Mass Control List 드롭다운 메뉴를 선택합니다.해당 reference peak를 selected calibrant peak와 일치시키기 전에 Processing 탭을 선택하여 적절한 peak picking 프로토콜이 사용되고 있는지 확인하십시오. 관심 피크의 왼쪽에 있는 영역을 선택하여 Mass Control List의 reference mass를 calibrant mass spectrum의 해당 신호에 적용한 다음 control list에서 적용할 해당 mass를 클릭합니다. 나머지 calibrant 피크에 대해 이 과정을 계속합니다.최적화된 획득 파라미터에 대한 질량 스케일이 보정된 후 분석물 스펙트럼을 다시 획득합니다. 데이터 분석 소프트웨어에서 Analyte Spectrum을 엽니다. Zoom in X range(X 범위 확대) 버튼을 선택하여 동위원소 해상도가 달성되었는지 확인하기 위해 피크를 확대합니다.이제 Mass List를 누르고 Find를 선택하여 피크를 선택합니다. 단일 동위원소 피크가 분리되면 동위원소 분포에서 이 첫 번째 피크를 선택하여 단일 동위원소 피크 선별 프로토콜을 사용하여 질량을 측정합니다. MALDI-TOF MS는 폴리(L-락타이드) 티올 종단의 좁은 분포를 확인하고 분석 소프트웨어를 사용하여 여기에 표시된 고분자 특성을 계산했습니다.26-mer에 대해 관찰된 질량은 1973.62이며, 이는 이론값에서 0.07 달톤을 뺀 값입니다. 2045.74에서 더 작은 신호는 젖산의 고리 개방 중합 중 에스테르 교환을 나타냅니다. 2057.73의 작은 피크는 락타이드 단량체의 고리 개방 중합 중 물로부터의 시작의 결과일 가능성이 높습니다.MALDI-TOF MS는 여기에 표시된 고분자 특성을 계산하기 위해 말레이미드와 티올-엔 반응 및 분석 소프트웨어를 사용한 후 종결된 폴리(L-락타이드) 티올의 좁은 분포를 확인합니다. 종결된 폴리(L-락타이드) 티올 26-mer의 이론적 질량은 2070.56891에 해당하며, 이는 관찰된 질량과 0.03 달톤 차이입니다. 칼륨으로 이온화하는 동일한 종도 2086.49에서 관찰됩니다.2167.58의 작은 피크는 출발 물질에서 관찰된 수분 개시로 인한 것과 동일한 불순물을 나타냅니다. 티올-엔 반응 생성물에 대해 관찰된 것과 동일한 질량 이동이 발생하지 않으며, 이는 이 카르복실산 종결 화합물이 기능화 반응을 겪기 위해 티올 말단기가 부족함을 나타냅니다. 이 동영상을 시청한 후에는 시료 전처리 및 데이터 수집 파라미터를 최적화하는 방법과 폴리머의 MALDI-TOF 질량 분석 특성화로 생성된 데이터를 분석하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

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연구

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Chemistry

화학

정확한 질량 측정이 단백질의 조사 기간 동안 중요한 단계를 나타냅니다. 매트릭스 보조 레이저 탈착 / 이온화 (MALDI) 질량 분석 (MS)은 이러한 결정을 위해 사용될 수 있고, 그것의 주요 장점은 염, 세제 및 오염물에 대한 내성이다. 여기에서 우리는 MALDI-MS 100 kDa의보다 큰 단백질의 분석을위한 접근 방법을 보여줍니다.

비행의 레이저 탈착 / 이온화 시간 본래대로 단백질의 (MALDI-TOF) 질량 분광 분석 매트릭스를 이용한 큰 100 kDa의

디 트라 놀 (DT; 1,8 - 디 히드 록시 -9,10 - 온라인 dihydroanthracen -9 - 일) 이전에 작은 분자의 티슈 이미징 MALDI 매트릭스로서보고되었다;에서 내인성 지질의 MALDI 이미징 DT의 사용을위한 프로토콜 초고 해상도 극 - FTICR 악기에 긍정적 인 이온 MALDI-MS에 의한 조직 섹션의 표면은 여기에 제공됩니다.

푸리에에 매트릭스 보조 레이저 탈착 / 이온화 이미징 매트릭스 디 트라 놀은 이온 사이클로트론 공명 질량 분석기를 변환

액체 크로마토 그래피 / 질량 분석법에 의해 복어 종 유전형하는 개선 된 중합 효소 연쇄 반응 - 제한 단편 길이 다형성 방법을 설명한다. 역상 실리카 모노리스 컬럼 절단 증폭 산물의 분리에 이용된다. 이 방법은 기본 구성을 식별하는 데 유용 올리고 뉴클레오티드의 모노 이소 ​​토픽 질량을 규명 할 수 있습니다.

액체 크로마토 그래피 / 질량 분석 유독 복어의 개선 중합 효소 연쇄 반응 - 제한 조각의 길이 다형성 유전자형

이 프로토콜은 매트릭스 보조 레이저 탈착/이온화 비행 시간 질량 분석법을 사용하여 다양한 분산 및 말단 그룹을 가진 합성 폴리머를 특성화하기 위해 샘플 준비, 데이터 수집 및 데이터 분석에 대한 자세한 지침과 예를 제공합니다.

분산도 및 말단기가 다양한 합성 고분자의 특성화를 위한 MALDI-ToF MS 분석법

포유류의 외피는 개별 종의 화학 성분 특성을 제공 할 수있는 용매 추출 지질이 포함되어 있습니다. 이 논문은 박막 크로마토 그래피를 사용하여 외피 조직으로부터 격리 광범위한 지질 클래스 분리 및 매트릭스 - 보조 레이저 탈착 / 이온화 비행 시간 형 질량 분광 분석에 의해 triacylglyceride 프로파일을 결정하기위한 통상적 인 방법을 제시한다.

제조 박층 크로마토 그래피 및 MALDI-TOF 질량 분석에 의해 박쥐 외피 지질의 Triacylglyceride 내용을 프로파일 링

전기 분무 이온화 orbitrap 질량 분석법에 의한 수은(II)과 디시스테인닐 테트라펩타이드의 서로 다른 상대적 비율로 형성된 복합체의 특성화가 제시됩니다.

전자 분무 이온화 질량 분석에 의해 Dicysteinyl Tetrapeptides와 수은 (II)의 복합체 형성에 관한 연구

탄산염 추출은 휘발성 및 반 휘발성 화합물 분석을위한 새로운 실험 기법입니다. 캐리어 가스는 과압을 가하여 샘플을 교반함으로써 액체 샘플에 용해된다. 그런 다음 샘플 챔버가 감압됩니다. 분석 종은 발포로 인해 기상으로 유리된다.

대기압 화학 이온화와 결합 된 휘발성 유기 화합물의 탄산염 추출 4 극자 질량 분광법

고 분해능 질량 분석 시연 보조 nanoelectrospray 이온화를 사용 하 여 실시간으로 exhaled 호흡의 화학 성분 특성화에 대 한 프로토콜 결합.

고 분해능 질량 분석을 결합 하는 보조 Nanoelectrospray 이온화를 사용 하 여 실시간 호흡 분석

샘플 준비 과정 동안 개혁 결정 구조에 의해 MALDI 질량 분석에서 탄수화물 이온 신호를 향상을 위한 프로토콜은 설명 했다.

매트릭스 보조 레이저 탈 착/이온화 질량 분석에서 탄수화물 이온 신호를 강화 하는 효율적인 샘플 준비 방법

비행 시간 보조 이온 질량 분 광 법은 공기에 노출 된 시 편과 비교 하 여 염 용액에 노출 된 후 알루미늄 합금의 금속 페인트 계면에서 화학적 매핑 및 부식 형태를 입증 하기 위해 적용 됩니다.

비행 시간 보조 이온 질량 분석기를 사용 하 여 금속 페인트 인터페이스의 이미징 부식

배우세요 MALDI-TOF MS를 이용한 합성 고분자 특성화 방법을. 샘플 준비, 데이터 획득 및 분석 과정을 통해 분자량과 말단기를 정확히 분석하는 기술을 익히세요.

매트릭스를 통해 합성 고분자의 특성화 지원 레이저 탈 착 이온화 시간의 비행 (TOF MALDI) 질량 분석

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