3 de outubro de 2025
Este protocolo fornece instruções detalhadas e exemplos para preparação de amostras, aquisição de dados e análise de dados para caracterizar polímeros sintéticos com dispersão variável e grupos finais usando espectrometria de massa de tempo de voo de dessorção/ionização a laser assistida por matriz.
Queremos saber como os polímeros reagem. Para isso, usamos espectrometria de massa, pois é uma ferramenta fantástica para estudar tanto as reações esperadas quanto outras reações colaterais. Nos últimos 10 anos, o MALDI-ToF MS avançou para ter muito mais resolução e fragmentação dentro do MS / MS.
Descrevemos uma ampla gama de reações, incluindo amostras monodispersas, moderadamente dispersas e altamente dispersas, e aquelas com resolução isotópica distinta. Por exemplo, polímeros com grupos halogenados ou aqueles que são propensos à formação de íons metaestáveis. Para começar, prepare a solução de aquisição do analito adicionando as soluções de estoque de cátions, analitos e matrizes no tubo A e faça um vórtice no tubo para misturar.
Em seguida, adicione as soluções de estoque de cátions, calibrantes e matrizes no tubo B e misture bem. Agora, pipete 0,5 microlitros do cátion, analito e mistura de amostra de matriz do tubo A para a placa-alvo MALDI-ToF MS, usando o método de gotículas secas. Em seguida, pipete 0,5 microlitros da mistura calibrante do tubo B para um ponto adjacente na placa alvo.
Registre a localização exata da linha e coluna de cada ponto para referência durante a aquisição de dados. Insira a placa alvo MALDI-ToF MS no instrumento e encaixe a placa alvo usando o software de controle do instrumento. Selecione e abra um arquivo de método no software de controle do instrumento.
Escolha o método refletor positivo ou linear positivo com base na faixa de massa do analito. Em seguida, pressione o botão Iniciar no software de controle do instrumento para iniciar a aquisição de dados MALDI-ToF MS. Permita que a aquisição seja concluída automaticamente ou pressione parar quando desejar.
Em seguida, clique em adicionar para transferir o espectro único MALDI-ToF MS para o buffer de espectro de soma. Reposicione o laser MALDI-ToF MS visualizando o feed da câmera e clicando em qualquer lugar dentro do mesmo poço selecionado para direcionar uma nova posição. Repita a aquisição de MALDI-ToF MS para continuar adicionando espectros até que os resultados sejam satisfatórios.
Agora, selecione a amostra de calibração na placa alvo MALDI-ToF MS e execute uma nova aquisição seguindo as etapas de aquisição de dados descritas anteriormente. Navegue até a guia de calibração no software de controle do instrumento e abra a lista de controle de massa apropriada que corresponde ao calibrante selecionado. Combine os picos de calibração no espectro de massa MALDI-ToF adquirido com as massas de referência listadas na lista de controle de massa.
Na lista de controle de massa, selecione a massa correspondente ao primeiro pico de calibração observado no espectro de massa MALDI-ToF. Defina o pico de referência clicando à esquerda do sinal de calibração para que o pico seja selecionado. Em seguida, clique em aplicar para atribuir o sinal calibrante como a massa de referência.
Repita o procedimento para todos os picos de calibração adicionais selecionando a próxima massa de interesse na lista de controle de massa, alinhando o pico de calibrante correspondente e aplicando a configuração de referência. Para aquisição de amostras de analito de polímero calibrado, localize e selecione o poço que contém o cátion, o analito e a mistura de matriz usando o software de controle do instrumento. Execute a aquisição de dados MALDI-ToF MS usando o método calibrado, conforme demonstrado anteriormente.
Adicione um nome de arquivo apropriado e salve o espectro de massa do analito calibrado para análise posterior. O espectro MALDI-ToF MS de Tris G1 6 mostrou um único pico em 505.239 Daltons, combinando sua massa teórica e confirmando a desproteção completa. Os polímeros PDMP com grupos terminais de cloreto e prótons exibiram um pico principal em 859.426 Daltons, juntamente com variantes cíclicas e substituídas por sódio.
A distribuição completa do PDMP abrangeu de 600 a 1.600 Daltons, com unidades repetidas com média de 100.056 Daltons. Os polímeros de brassiliato de polietileno linear exibiram os tipos alfa-hidroxi ômega-propargyl, alfa-propargyl ômega-propargyl e alfa-hidroxi ômega-hidroxi em três distribuições. Os polímeros de polietileno brassilato linear funcionalizados com azida mostraram picos para alfa-azido ômega-azido, alfa-propargil ômega-propargyl e alfa-propargyl ômega-azido, além dos íons metaestáveis.
Os polímeros de favo revelaram estados de oxidação com 16 intervalos de Dalton e K mais desvios de aduto confirmando a oxidação quádrupla. O METOXI PEG, sem o grupo propargyl 539 e 583, permanecerá não reativo e aumentará quando a maioria desses grupos propargyl formar pesos moleculares mais altos.
Este protocolo fornece instruções detalhadas para caracterizar polímeros sintéticos usando espectrometria de massa por dessorção/ionização assistida por matriz e tempo de voo (MALDI-ToF MS). Ele abrange a preparação da amostra, aquisição de dados e análise de polímeros com dispersidade e grupos terminais variados.
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.