Характеризации синтетических полимеров через матрицы помогает лазерная десорбция ионизации время полета (MALDI-TOF) масс-спектрометрии

Общая цель данного учебного пособия по MALDI-TOF MS — научить пользователей подготовке образцов, получению и анализу полимеров во время определения характеристик с помощью MALDI-TOF MS. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области определения характеристик полимеров, такие как молекулярная масса полимера, дисперсность и идентичность конечной группы. Основным преимуществом данной методики является то, что она позволяет определять концевые группы гомополимеров. Во-первых, готовят ряд растворов путем смешивания ранее приготовленных растворов матрицы, аналита и катионов при изменении относительных пропорций компонентов таким образом, чтобы получить девять уникальных смесей образцов.

Для этого эксперимента соедините 15 микролитров раствора поли(L-лактида) с 15 микролитрами 2,5-раствора дигидроксибензойной кислоты и одним микролитром раствора трихлорацетата натрия. Нанесите пипеткой по одному микролитру каждой смеси раствора на отдельную лунку для образца на целевой пластине MALDI. Добавляйте образцы постепенно небольшими порциями, чтобы образец не вытекал из колодца, позволяя каждой аликвоте испариться до сухости перед добавлением дополнительного образца.

Чтобы начать сбор данных, сначала откройте программное обеспечение для сбора данных Flexcontrol. Извлеките платформу, чтобы обеспечить загрузку целевой пластины, нажав кнопку извлечения. Аккуратно поместите целевую пластину с заряженным калибром и образцами аналита на платформу в соответствующей ориентации.

Затем используйте программное обеспечение для захвата данных для установки целевой пластины на платформу, снова нажав кнопку извлечения. Выберите подходящий метод сбора данных, нажав клавишу «Файл» и выбрав «Выбрать метод». Перед сбором данных убедитесь, что выбран подходящий диапазон масс для сбора данных, перейдя на вкладку «Обнаружение» и просмотрев «Диапазон масс».

В программном обеспечении для сбора данных выберите положение на целевой пластине, которое соответствует желаемому аналиту. Чтобы начать сбор данных, нажмите «Пуск» и переместите лазерную мишень вокруг образца, чтобы получить максимальный сигнал. С помощью ползунка в левой части окна камеры отрегулируйте мощность лазера таким образом, чтобы была достигнута минимальная мощность, необходимая для достижения изотопного разрешения.

Увеличивая масштаб на отдельном пике в середине интересующего диапазона масс, оптимизируйте разрешение, регулируя разницу напряжений ускорения, изменяя значение IS2 на вкладке Спектрометр. Наконец, оптимизируйте мощность лазера, уменьшив ее как можно ниже, сохраняя при этом разумное соотношение сигнал/шум. После оптимизации параметров сбора данных сохраните метод, выбрав «Файл», а затем «Сохранить метод как».Убедитесь, что любая существующая калибровка аннулирована или может быть перезаписана, нажав «Аннулировать калибровку» на вкладке «Спектрометр».

Используя те же параметры регистрации, переместите лазер к лунке образца, содержащей калибр, выбрав соответствующую лунку с помощью курсора, и получите спектр, нажав кнопку Start. После того, как будет получен достаточный сигнал, нажмите кнопку «Старт», чтобы завершить сбор данных. После того, как масс-спектр калибра будет получен, выберите раскрывающееся меню «Список управления массой» на вкладке «Калибровка», которое соответствует этому калибровочному стандарту.

Прежде чем сопоставлять соответствующий эталонный пик с каждым выбранным пиком калибра, убедитесь, что используется соответствующий протокол выбора пика, выбрав вкладку Обработка. Примените эталонную массу из списка управления массой к соответствующему сигналу для спектра масс калибра, выбрав область слева от интересующего пика и затем щелкнув по соответствующей массе в списке управления для применения. Продолжайте этот процесс для остальных пиков калибра.

Повторный сбор аналитического спектра после калибровки масштаба массы для оптимизированных параметров сбора данных. Откройте Analyte Spectrum в программном обеспечении для анализа данных. Увеличьте пиковое значение, чтобы определить, было ли достигнуто изотопное разрешение, нажав кнопку Увеличить диапазон X.

Теперь нажмите Mass List и выберите Find для выбора пиков. Если моноизотопный пик разрешен, выберите этот первый пик в изотопном распределении, чтобы определить его массу с помощью протокола выбора моноизотопного пика. MALDI-TOF MS подтверждает узкое распределение поли(L-лактид)тиола, и для расчета показанных здесь характеристик полимера было использовано аналитическое программное обеспечение.

Наблюдаемая масса для 26-мера равна 1973,62, что на минус 0,07 дальтон отличается от теоретического значения. Меньший сигнал в точке 2045,74 указывает на переэтерификацию во время полимеризации молочной кислоты при открытии кольца. Небольшой пик в 2057,73 году, вероятно, является следствием инициации из воды во время полимеризации мономера лактида с раскрытием кольца.

MALDI-TOF MS подтверждает узкое распределение поли(L-лактид)тиола, прекращающегося после реакции тиола с малеимидом, и для расчета показанных здесь характеристик полимера было использовано аналитическое программное обеспечение. Теоретическая масса 26-мера поли(L-L)тиола заканчивается на уровне 2070,56891, что на 0,03 дальтоны отличается от наблюдаемой массы. Этот же вид ионизируется калием и при 2086,49.

Небольшой пик на уровне 2167,58 указывает на ту же примесь от зарождения воды, которая наблюдалась в исходном материале. Такого же сдвига в массе, наблюдаемого для продуктов тиол-еновой реакции, не происходит, что указывает на то, что у этого соединения, заканчивающегося карбоновой кислотой, отсутствовала тиоловая конечная группа, чтобы пройти реакцию функционализации. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как оптимизировать параметры пробоподготовки и сбора данных, а также анализировать данные, полученные с помощью масс-спектрометрии MALDI-TOF.