2025년 10월 3일
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.
우리는 폴리머가 어떻게 반응하는지 알고 싶습니다. 이를 위해 우리는 예상되는 반응과 다른 부반응을 모두 연구할 수 있는 환상적인 도구인 질량 분석법을 사용합니다. 지난 10년 동안 MALDI-ToF MS는 MS/MS 내에서 훨씬 더 많은 분해능과 단편화를 갖도록 발전했습니다.
우리는 단일 분산, 적당히 분산 및 고도로 분산된 샘플과 뚜렷한 동위원소 분해능을 갖는 반응을 포함한 광범위한 반응에 대해 설명합니다. 예를 들어, 할로겐화 그룹이 있는 폴리머 또는 준안정 이온 형성이 발생하기 쉬운 폴리머입니다. 시작하려면 양이온, 분석물 및 매트릭스 원액을 튜브 A에 첨가하여 분석물 획득 용액을 준비하고 튜브를 소용돌이치게 하여 혼합합니다.
그런 다음 양이온, 교정제 및 매트릭스 원액을 튜브 B에 넣고 완전히 혼합합니다. 이제 건조 액적 방법을 사용하여 튜브 A에서 MALDI-ToF MS 타겟 플레이트에 양이온, 분석물 및 매트릭스 샘플 혼합물 0.5마이크로리터를 피펫팅합니다. 그런 다음 튜브 B에서 표적 플레이트의 인접한 지점으로 0.5마이크로리터의 보정제 혼합물을 피펫팅합니다.
데이터 수집 중에 참조할 수 있도록 각 지점의 정확한 행 및 열 위치를 기록합니다. MALDI-ToF MS 타겟 플레이트를 기기에 삽입하고 기기 제어 소프트웨어를 사용하여 타겟 플레이트를 도킹합니다. 기기 제어 소프트웨어에서 분석법 파일을 선택하고 엽니다.
분석물의 질량 범위에 따라 반사경 포지티브 또는 선형 포지티브 방법을 선택하십시오. 그런 다음 기기 제어 소프트웨어의 시작 버튼을 눌러 MALDI-ToF MS 데이터 수집을 시작합니다. 수집이 자동으로 완료되도록 기다리거나 원하는 경우 중지를 누릅니다.
그런 다음 추가를 클릭하여 MALDI-ToF MS 단일 스펙트럼을 합계 스펙트럼 버퍼로 전송합니다. 카메라 피드를 보고 선택한 동일한 웰 내의 아무 곳이나 클릭하여 새 위치를 타겟팅하여 MALDI-ToF MS 레이저의 위치를 변경합니다. MALDI-ToF MS 수집을 반복하여 결과가 만족스러울 때까지 스펙트럼을 계속 추가합니다.
이제 MALDI-ToF MS 타겟 플레이트에서 보정 샘플을 선택하고 앞서 설명한 데이터 수집 단계에 따라 새 수집을 수행합니다. 기기 제어 소프트웨어의 교정 탭으로 이동하여 선택한 교정제에 해당하는 적절한 질량 제어 목록을 엽니다. 획득한 MALDI-ToF 질량 스펙트럼의 교정 피크를 질량 제어 목록에 나열된 기준 질량과 일치시킵니다.
질량 제어 목록에서 MALDI-ToF 질량 스펙트럼에서 관찰된 첫 번째 보정 피크에 해당하는 질량을 선택합니다. 피크가 선택되도록 보정 신호의 왼쪽을 클릭하여 기준 피크를 설정합니다. 그런 다음 적용을 클릭하여 교정 신호를 기준 질량으로 할당합니다.
질량 제어 목록에서 다음 관심 질량을 선택하고 해당 교정 피크를 정렬한 다음 참조 설정을 적용하여 모든 추가 교정 피크에 대해 절차를 반복합니다. 보정된 고분자 분석물 시료 수집의 경우 기기 제어 소프트웨어를 사용하여 양이온, 분석물 및 매트릭스 혼합물이 포함된 웰을 찾아 선택합니다. 앞서 설명한 대로 보정된 방법을 사용하여 MALDI-ToF MS 데이터 수집을 수행합니다.
적절한 파일 이름을 추가하고 추가 분석을 위해 보정된 분석물 질량 스펙트럼을 저장합니다. Tris G1 6의 MALDI-ToF MS 스펙트럼은 505.239 Daltons에서 단일 피크를 보여 이론적 질량과 일치하고 완전한 탈보호를 확인했습니다. 염화물 및 양성자 말단 그룹을 갖는 PDMP 중합체는 나트륨 치환 및 순환 변이체와 함께 859.426 달톤에서 주요 피크를 나타냈습니다.
전체 PDMP 분포는 600에서 1, 600 Daltons에 걸쳐 있었고 반복 단위는 평균 100.056 Daltons였습니다. 선형 폴리에틸렌 브라실리에이트 폴리머는 세 가지 분포에서 알파-하이드록시 오메가-프로파길, 알파-프로파길 오메가-프로파길 및 알파-하이드록시 오메가-하이드록시 유형을 나타냈습니다. 아지드 기능화된 선형 폴리에틸렌 브라실리에이트 중합체는 알파-아지도 오메가-아지도, 알파-프로파길 오메가-프로파길, 알파-프로파길 오메가-아지도와 준안정 이온에 대한 피크를 나타냈습니다.
빗 중합체는 16 달튼 간격의 산화 상태와 4중 산화를 확인하는 K 플러스 부가물 이동을 나타냈습니다. 프로파르길 그룹 539 및 583이 없는 메톡시 PEG는 반응성이 없는 상태로 유지되며 이러한 프로파길 그룹의 대부분이 더 높은 분자량을 형성하면 증가합니다.
이 프로토콜은 매트릭스-보조 레이저 탈착/이온화 시간-비행 질량 분석법(MALDI-ToF MS)을 사용하여 합성 고분자를 특성화하기 위한 자세한 지침을 제공합니다. 다양한 분산도와 말단 그룹을 가진 고분자의 시료 준비, 데이터 획득, 및 분석을 포함합니다.
MALDI-ToF MS enables rapid, high-resolution characterization of synthetic polymers, supporting critical decision points in materials discovery and analytical development. Accurate determination of molecular weight, dispersity, and end-group structure enhances predictive confidence for polymer-based excipients, delivery systems, and analytical standards. This capability strengthens portfolio triage and de-risks early-stage formulation and analytical workflows.
MALDI-ToF MS characterization fits at the interface of analytical development and early formulation, bridging discovery and preclinical workflows for polymer-based materials.