Charakterystyka polimerów syntetycznych za pomocą spektrometrii mas czasu przelotu z desorpcją laserową wspomaganą matrycą (MALDI-TOF)

Ogólnym celem tego samouczka MALDI-TOF MS jest nauczenie użytkowników przygotowywania, pozyskiwania i analizy próbek polimerów podczas charakteryzowania za pomocą MALDI-TOF MS. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie charakterystyki polimerów, takie jak masa cząsteczkowa polimeru, dyspersyjność i tożsamość grupy końcowej. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala na określenie grup końcowych homopolimeru. Najpierw należy przygotować serię roztworów, mieszając wcześniej przygotowane roztwory matrycy, analitu i kationów, zmieniając jednocześnie względne proporcje składników tak, aby uzyskać dziewięć unikalnych mieszanin próbek.

W tym eksperymencie połącz 15 mikrolitrów roztworu poli(L-laktydu) z 15 mikrolitrami roztworu 2,5-dihydroksybenzoesowego i jednym mikrolitrem roztworu trichlorooctanu sodu. Odpipetować jeden mikrolitr każdej mieszaniny roztworu na pojedynczą próbkę na płytce docelowej MALDI. Próbki należy dodawać stopniowo małymi porcjami, aby zapobiec wypływaniu próbki z dołka próbki, pozwalając każdej podwielokrotności odparować do sucha przed dodaniem dodatkowej próbki.

Aby rozpocząć akwizycję danych, najpierw otwórz oprogramowanie do akwizycji danych, Flexcontrol. Wysuń platformę, aby umożliwić załadowanie płyty docelowej, naciskając przycisk wysuwania. Delikatnie umieścić płytkę docelową z załadowanymi próbkami kalibru i analitu na platformie w odpowiedniej orientacji.

Następnie użyj oprogramowania do akwizycji, aby wstrzyknąć płytkę celowniczą na platformę, ponownie naciskając przycisk wysuwania. Wybierz odpowiednią metodę pozyskiwania danych, naciskając Plik i wybierając Wybierz metodę. Przed uzyskaniem danych upewnij się, że wybrano odpowiedni zakres masy do zbierania danych, klikając zakładkę Wykrywanie i wyświetlając Zakres masy.

W oprogramowaniu akwizycyjnym wybierz pozycję na tabliczce celowniczej, która odpowiada żądanemu analitowi. Aby rozpocząć zbieranie danych, naciśnij Start i przesuń tarczę laserową wokół próbki, aby zmaksymalizować sygnał. Za pomocą suwaka po lewej stronie okna kamery wyreguluj moc lasera tak, aby uzyskać minimalną moc niezbędną do uzyskania rozdzielczości izotopowej.

Powiększając pojedynczy pik w środku interesującego nas zakresu masy, zoptymalizuj rozdzielczość, dostosowując różnicę napięć przyspieszenia, zmieniając wartość IS2 w zakładce Spektrometr. Na koniec zoptymalizuj moc lasera, zmniejszając ją tak nisko, jak to możliwe, jednocześnie generując rozsądny stosunek sygnału do szumu. Po zoptymalizowaniu parametrów akwizycji zapisz metodę, wybierając opcję Plik, a następnie Zapisz metodę jako.Upewnij się, że istniejąca kalibracja została unieważniona lub znajduje się w pozycji, która ma zostać nadpisana, naciskając przycisk Anuluj kalibrację na karcie Spektrometr.

Korzystając z tych samych parametrów akwizycji, przesuń laser do dołka próbki zawierającego kalibert, wybierając odpowiednią studzienkę za pomocą kursora i uzyskaj widmo, naciskając Start. Po uzyskaniu wystarczającego sygnału naciśnij Start, aby zakończyć pobieranie danych. Po uzyskaniu widma masowego kalibru wybierz menu rozwijane Lista kontroli masy na karcie Kalibracja, która odpowiada temu standardowi kalibracji.

Przed dopasowaniem odpowiedniego piku referencyjnego do każdego wybranego piku kalibru, upewnij się, że używany jest odpowiedni protokół wybierania pików, wybierając kartę Przetwarzanie. Zastosuj masę odniesienia z listy kontroli masy do odpowiedniego sygnału dla widma mas kalibru, wybierając obszar na lewo od interesującego nas piku, a następnie klikając odpowiednią masę na liście kontrolnej, aby ją zastosować. Kontynuuj ten proces dla pozostałych szczytów kalibru.

Ponownie uzyskaj widmo analitu po skalibrowaniu skali masowej dla zoptymalizowanych parametrów akwizycji. Otwórz widmo analitu w oprogramowaniu do analizy danych. Powiększ pik, aby określić, czy rozdzielczość izotopowa została osiągnięta, wybierając przycisk Powiększ zakres X.

Teraz naciśnij Lista masowa i wybierz Znajdź, aby wybrać szczyty. Jeśli pik monoizotopowy zostanie rozwiązany, wybierz ten pierwszy pik w rozkładzie izotopowym, aby określić jego masę przy użyciu protokołu wybierania pików monoizotopowych. MALDI-TOF MS potwierdza wąski rozkład poli(L-laktydo)tiolu zakończonego i użyto oprogramowania analitycznego do obliczenia pokazanych tutaj właściwości polimeru.

Obserwowana masa dla 26-mera wynosi 1973,62, czyli minus 0,07 daltonów od wartości teoretycznej. Mniejszy sygnał przy 2045.74 wskazuje na transestryfikację podczas polimeryzacji kwasu mlekowego otwierającego pierścień. Niewielki pik na poziomie 2057,73 jest prawdopodobnie konsekwencją inicjacji z wody podczas polimeryzacji monomeru laktydu otwierającej pierścień.

MALDI-TOF MS potwierdza wąski rozkład poli(L-laktydu)tiolu zakończonego po reakcji tiol-en z maleimidem, a do obliczenia pokazanych tutaj właściwości polimeru użyto oprogramowania analitycznego. Teoretyczna masa 26-meru zakończonego poli(L-laktydem)tiolem odpowiada 2070,56891, czyli o 0,03 daltonów różnej od obserwowanej masy. Ten sam gatunek jonizujący potasem obserwuje się również w 2086.49.

Niewielki pik na poziomie 2167,58 wskazuje na to samo zanieczyszczenie spowodowane inicjacją wody, które zaobserwowano w materiale wyjściowym. To samo przesunięcie masy obserwowane dla produktów reakcji tiol-en nie występuje, co wskazuje, że ten związek zakończony kwasem karboksylowym nie miał grupy końcowej tiolu, aby przejść reakcję funkcjonalizacji. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak zoptymalizować parametry przygotowania próbki i akwizycji danych, a także analizować dane generowane przez charakterystykę polimerów za pomocą spektrometrii mas MALDI-TOF.