Caracterização de Polímeros Sintéticos via Espectrometria de Massa por Ionização a Laser com Matriz Assistida por Tempo de Voo (MALDI-TOF)

O objetivo geral deste tutorial do MALDI-TOF MS é ensinar aos usuários sobre a preparação de amostras, aquisição e análise de polímeros durante a caracterização por MALDI-TOF MS. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo de caracterização de polímeros, como peso molecular do polímero, dispersão e identidade do grupo final. A principal vantagem desta técnica é que ela permite a determinação de grupos terminais de homopolímeros. Primeiro, prepare uma série de soluções misturando soluções de matriz, analito e cátions previamente preparadas, variando as proporções relativas dos componentes, de modo que nove misturas de amostras exclusivas sejam feitas.

Para este experimento, combine 15 microlitros de solução de poli (L-lactídeo) com 15 microlitros de solução de ácido 2, 5-di-hidroxibenzóico e um microlitro de solução de tricloroacetato de sódio. Pipetar um microlitro de cada mistura de solução para um poço de amostra individual numa placa-alvo MALDI. Adicione as amostras gradualmente em pequenas porções para evitar que a amostra flua para fora do poço da amostra, permitindo que cada alíquota evapore até a secura antes de adicionar uma amostra adicional.

Para iniciar a aquisição de dados, primeiro abra o software de aquisição de dados, Flexcontrol. Ejete a plataforma para permitir o carregamento da placa alvo pressionando o botão de ejeção. Coloque cuidadosamente a placa-alvo com o calibrante carregado e as amostras de analito na plataforma na orientação apropriada.

Em seguida, use o software de aquisição para injetar a placa alvo na plataforma pressionando o botão de ejeção novamente. Selecione um método de aquisição de dados apropriado pressionando File e escolhendo Select Method. Antes de adquirir dados, certifique-se de que uma faixa de massa apropriada para coletar dados esteja selecionada clicando na guia Detecção e visualizando a Faixa de Massa.

No software de aquisição, selecione a posição na placa alvo que corresponde ao analito desejado. Para iniciar a coleta de dados, pressione Iniciar e mova o alvo do laser ao redor da amostra para maximizar o sinal. Usando a barra deslizante no lado esquerdo da janela da câmera, ajuste a potência do laser de forma que a potência mínima necessária para obter a resolução isotópica seja alcançada.

Ampliando um pico individual no meio da faixa de massa de interesse, otimize a resolução ajustando a diferença nas tensões de aceleração variando o valor IS2 na guia Espectrômetro. Por fim, otimize a potência do laser reduzindo-a o mais baixo possível enquanto ainda gera uma relação sinal-ruído razoável. Depois que os parâmetros de aquisição forem otimizados, salve o método selecionando File e, em seguida, Save Method As.Certifique-se de que qualquer calibração existente esteja anulada ou em posição de ser substituída pressionando Invalidate Calibration na guia Spectrometer (Espectrômetro).

Usando os mesmos parâmetros de aquisição, mova o laser para o sample poço contendo o calibrante selecionando o poço correspondente com o cursor e adquira um espectro pressionando Iniciar. Depois que um sinal suficiente for adquirido, pressione Iniciar para concluir a aquisição dos dados. Depois que um espectro de massa do calibrante for adquirido, selecione o menu suspenso Lista de controle de massa na guia Calibração que corresponde a esse padrão de calibração.

Antes de combinar o pico de referência correspondente com cada pico de calibrante selecionado, certifique-se de que um protocolo de seleção de pico apropriado esteja sendo usado selecionando a guia Processamento. Aplique a massa de referência da Lista de Controle de Massa ao sinal correspondente para o espectro de massa do calibrante, selecionando a área à esquerda do pico de interesse e clicando na massa correspondente na lista de controle a ser aplicada. Continue este processo para os picos de calibrante restantes.

Readquirir o espectro do analito assim que a escala de massa para os parâmetros de aquisição otimizados tiver sido calibrada. Abra o Analyte Spectrum no software de análise de dados. Aumente o zoom em um pico para identificar se a resolução isotópica foi alcançada selecionando o botão Zoom in X range.

Agora, pressione Lista de massa e escolha Localizar para selecionar picos. Se o pico monoisotópico for resolvido, selecione este primeiro pico na distribuição isotópica para determinar sua massa usando um protocolo de seleção de pico monoisotópico. O MALDI-TOF MS confirma a distribuição estreita de poli(L-lactide)tiol terminado e o software de análise foi usado para calcular as características do polímero mostradas aqui.

A massa observada para o 26-mer é 1973,62, que é menos 0,07 daltons diferente do valor teórico. Um sinal menor em 2045,74 é indicativo de transesterificação durante a polimerização da abertura do anel do ácido lático. Um pequeno pico em 2057,73 é provavelmente a consequência da iniciação da água durante a polimerização da abertura do anel do monômero lactídeo.

MALDI-TOF MS confirma a distribuição estreita do poli(L-lactídeo)tiol terminado após uma reação de tiol-eno com maleimida e software de análise foi usado para calcular as características do polímero mostradas aqui. A massa teórica do 26-mer de poli(L-lactide)tiol terminado corresponde a 2070,56891, que é 0,03 daltons diferente da massa observada. A mesma espécie ionizando com potássio também é observada em 2086.49.

Um pequeno pico em 2167,58 é indicativo da mesma impureza da iniciação da água que foi observada no material de partida. O mesmo deslocamento de massa observado para os produtos da reação tiol-eno não ocorre, o que indica que este composto terminado em ácido carboxílico não tinha o grupo final do tiol para sofrer a reação de funcionalização. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como otimizar a preparação de amostras e os parâmetros de aquisição de dados, bem como analisar os dados gerados pela caracterização de polímeros por espectrometria de massa MALDI-TOF.