Summary
샘플 준비, 스펙트럼 획득 및 데이터 분석의 최적화를 포함 하 여 합성 고분자의 질량 분석 (MS MALDI TOF) 특성을 설명 하는 비행의 매트릭스 보조 레이저 탈 착 이온화 시간에 대 한 프로토콜.
Abstract
합성 homopolymers의 특성에 사용할 수 있는 많은 기술이 있다 그러나 몇 가지 유용한 매트릭스 보조 레이저 탈 착 이온화 시간의 비행 질량 분석 (MS MALDI TOF) 끝 그룹 분석에 대 한 정보 제공. 이 자습서의 샘플 준비, 스펙트럼 수집, 최적화에 대 한 메서드를 보여 줍니다 및 견본 준비 동안 MALDI TOF 양 중요 한 매개 변수를 사용 하 여 합성 고분자의 데이터 분석, 매트릭스의 선택을 포함 적절 한 cationization 소금 및 행렬, 양이온, 및 분석의 상대적 비율 조정의 식별. 인수 매개 변수 모드 등 (선형 또는 반사), 편광 (양수 또는 음수), 가속 전압 및 지연 시간, 중요 한도 있습니다. 화학 합성 고분자 및 데이터 수집 매개 변수 및 예제 준비 조건 최적화 관련 된 지식이 주어진 스펙트럼 얻을 수 있어야 충분 한 해상도와 대량 정확도 명확한 수 있도록 반복 단위 뿐만 아니라 대부분 homopolymers (10000 아래 대 중)의 끝 그룹의 질량 및 전반적인 분자량 분포. 고분자의 제한 된 집합에 설명, 비록 끝 그룹 결정은 좁은 dispersity와 homopolymers에 대 한 가능 하지만 이러한 일반적인 기법을 질량 분포를 결정 하기 위한 합성 고분자의 훨씬 넓은 범위에 적용 됩니다.
Introduction
생활 개선 중 합 기술, 정밀 고분자 양적 기능성된 끝 그룹은 점점 더 사용할 수 있는1. 아 지 드 alkyne 및 thiolene 클릭 화학의 동시 개발 활성화 고분자 하이브리드 재료2,3,4의 범위에 대 한 액세스를 제공 하는 다른 moieties에의 약 양적 커플링 . 그러나, 정확한 분석 기법 모두 시작 자료와이 폴리머 활용 반응의 제품을 특성화 해야 합니다. 매트릭스 보조 레이저 탈 착/이온화 시간의 비행 질량 분석 (MS MALDI TOF)은 최소 하나의 충전 상태에서 폴리머 이온을 생성할 수 있기 때문에 고분자 특성화에 대 한 귀중 한 부드러운 이온화 분석 기술 조각화5,6. MALDI TOF MS 폴리머 대량 유통 내 개별 n mers의 해상도 가진 질량 스펙트럼을 제공할 수 있기 때문에 고분자 특성의 다른 기존의 방법에 비해 주요 이점이 있다. 결과적으로, 같은 질량 스펙트럼 평균 분자량에 대 한 정확한 정보를 제공할 수, 단위 질량, 및 분자량 dispersity7, 차례로 전송 체인8 등 경쟁 중 합 메커니즘을 명료 수 있는 반복 . 그러나, MALDI TOF MS는 특히 강력한 폴리머 끝 그룹9,10, 끝 그룹 수정10,11 를 확인 하는 데 사용할 수 있습니다에 대 한 정보를 제공 하 고 다른 변환12 폴리머 cyclizations11,13등. 똑같이 중요 한, 상대적으로 적은 양의 분석 (서브-마이크로 그램)에 필요한 대량 spectrometric 분석 하면이 기술을 특성화에 대 한 유용한 유일한 재료 양의 추적 사용할 수 있습니다.
고분자의 MALDI TOF MS 분석 4 명료한 단계로 분할 될 수 있다: 준비, 장비 교정, 스펙트럼 수집 및 데이터 분석. 샘플 준비 이며 생성 하기 위한 가장 중요 한 단계 MALDI TOF 질량 스펙트럼에 최적화 된 샘플은 악기14,15에 도입 되기 전에 발생 합니다. 고분자 분석으로 유사한 가용성 매개 변수를 적절 한 매트릭스의 선택은 고품질 MALDI TOF 질량 스펙트럼을 얻기 위해 중요 한 고 매트릭스 선택에 대 한 지침14,15, 다른 곳에서 보고 16,17. 폴리머 MALDI 시료 준비에 대 한 "조리법"의 데이터베이스 또한 출판된 온라인18있다. 새로운 폴리머 매트릭스 선택 첫 번째 고분자의 용 해도 이해 유사한 가용성 매개 변수14,19행렬을 선택 하 여 접근 수 있다. 높은 양성자 선호도 고분자 protonated 대부분 행렬14 (이 자주 carboxylic 산 그룹 포함), 수 있지만 다른 폴리머 cationization 에이전트는 필요한14. 알칼리 이온 포함 하는 산소와 잘 adduct 종 (예. 폴리에스터 및 polyethers), 불포화 탄화수소 (예. 폴리스 티 렌) 전이 금속은과 구리 이온14, 와 adduct 19. 등뼈에 산소 원자를 포함 하는이 실험에서 폴리머 샘플, 때문에 나트륨 또는 칼륨 trifluoroacetate (TFA) cationization 요원으로 사용 되었다. 일단 행렬 및 cationization 에이전트를 선택 분석, 양이온 에이전트, 그리고 매트릭스의 상대적 비율 높은 신호 잡음을 보장 하기 위해 신중 하 게 낙관 되어야 한다. 그러나이 절차에서는 샘플 준비에 대 한 매개 변수는 이미 최적화 된, 실험 샘플 최적화 절차 (단계 1.4.1., 그림 1)을 체계적으로 세 가지 구성 요소 (분석의 농도 변화 매트릭스와 양이온) 급속 하 게 그들의 최적 비율을 결정 하는 데 효과적 이다.
데이터 수집에는 매개 변수 수의 최적화를 필요합니다. 가장 중요 한 매개 변수는 분석기의 포지티브 또는 네거티브 이온 모드, 악기의 동작 모드 (선형 반사 체 대), 가속 전압 및 추출 지연 시간을 포함합니다. 해상도 증가 시킬 수 있다 또 다른 방법은 "reflectron" 모드20,21,,2223의 활용을 통해 이다. Reflectron 모드 본질적으로 다시 바꾸고 이온 다른 momentums와 함께 하는 동안 소스 근처 검출기 향해 비행 튜브의 끝에 이온을 반영 하 고 따라서 비록 해상도 증가 하 여 검출기에 이온의 비행 경로 두 배로 신호 강도 감소. 또한, 더 높은 해상도 스펙트럼 수와 충돌의 에너지를 감소 시키고 따라서 조각화 및 키네틱 이질성24신호 대 잡음 비율을 최소화 하는 레이저 파워를 감소 하 여 얻을 수 있습니다. 모든 이러한 매개 변수를 조정, 이온 초기 위치 또는 레이저 탈 착 과정에서 발생 하는 속도에 있는 이질성의 효과 최소화 하기 위해 집중 될 수 있습니다. 인수 매개 변수는 최적화 될 때 동위 해상도 자주 얻을 수 있습니다 10000 다 이상의 질량을 가진 이온에 대 한 비록 이것이 또한 악기 디자인과 비행 튜브의 길이 따라 다릅니다. 적어도 하나의 heteroatom 포함 하는 대부분의 유기 화합물 complexing 리튬, 나트륨, 칼륨 등 알칼리 양이온으로 하는 경향이 있다. 알칼리 금속 많은 monoisotopes 또는 제한 된 동위의 따라서 분포 확대 하지 않습니다.
악기 매개 변수 데이터 정밀도 최적화 하기 위해 조정 될 수 있다, 하는 동안 데이터 정확도 적절 한 교정11만 달성 된다. 단백질 및 펩 티 드 그들의 monodispersity 및 가용성, calibrants로 원래 이용 되었다 그러나 가변 안정성과 불순물25의 유행에서. 더 비용 효율적이 고 안정적인 대안 무기 클러스터와 polydisperse 고분자26,27,,2829를 포함 했다. 불행히도, 이러한 대안 기능 복잡 하 게 더 작은 질량으로 대량 할당, 전반적으로, 그들을 교정 10000 다 아래에 유용 하 중 분산. 이 대처 하기 위해, 그레이 외문제. 25 는 dendrimer 기반, 폴 리 에스테 MS 교정 시스템을 개발 단 분산, 그리고 둘 다 광범위 한 매트릭스 및 용 매 호환성, 선반 수명 안정성 (> 8 년), 그리고 낮은 생산 비용을 자랑. 이 시스템의 강점을 바탕으로, 그것은 이러한 실험에 대 한 calibrant로 선정 됐다.
교정의 두 가지 주요 유형이 있다: 내부와 외부30. 외부 보정, 대괄호는 분석의 질량을 가진 표준 교정 파일을 생성할 수 있는 별도 질량 스펙트럼을 생성 하는 분석 보다 다른 샘플 위치에 MALDI 표적 격판덮개에 배치 됩니다. 다른 한편으로, 높은 정확도를 calibrant 및 분석 신호 하이브리드 스펙트럼 분석으로는 calibrant 혼합을 포함 하는 내부 캘리브레이션 자주 얻을 수 있습니다. 아래 설명 된 절차에는 외부 교정 구현 되었습니다. 대량 규모의 적절 한 교정, 후 정확한 분석 대량 데이터 취득 될 수 있다. 가장 정확한 구경 측정을 위해 데이터 수집 보정 후 곧 발생 하는 것 중요 하다.
마지막으로, 일단 최적화, 보정 데이터 세트 인수 했다, 그리고 폴리머 샘플에 대 한 구조 정보를 제공 하는 데이터 분석 했다. 폴리머 분포 내에서 n-메 사이의 간격 반복 단위의 정확한 측정을 제공할 수 있다 질량. 수 평균 분자량 (Mn) 및 기타 대량 메일 계산 (예를 들어, Mw (중량 평균 분자량) 및 Đ (dispersity)) 또한 질량 스펙트럼 (에서 신호 분배에서 결정 될 수 있다 4.2 계산 단계). 아마도 가장 독특한, homopolymers, 경우 끝 그룹의 합계 확인할 수 있습니다 혼자 반복 단위의 질량에 관하여 폴리머 분포의 오프셋을 결정 하 여. 크기 배제 크로마토그래피, 푸리에 변환 적외선 분광학, 등 전통적인 폴리머 특성화 기법을 보완 하는 귀중 한 특성 데이터를 제공 하는 풍부한 정보 MALDI TOF 질량 스펙트럼 및 핵 자기 공명입니다.
Protocol
주의: 모든 반응 증기 두건에서 실행 되었습니다. 모든 재료 안전 데이터 시트 (MSDS)를 어떤 화학 사용 및 적절 한 예방 조치를 참조 하십시오.
1. 샘플 준비
- 매트릭스 재고 솔루션의 준비
- Tetrahydrofuran-unstabilized (THF), 그리고 해산 때까지 소용돌이의 1 mL에 α-cyano-4-hydroxycinnamic 산 (HCCA)의 20 밀리 그램을 디졸브.
- THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 1 mL에 2, 5-dihydroxybenzoic 산 (DHB)의 20 밀리 그램을 디졸브.
- 알칼리 양이온 재고 솔루션의 준비
- THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 1 mL에 2 밀리 그램의 나트륨 trifluoroacetate (NaTFA)을 용 해.
- THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 1 mL에 2 밀리 그램의 칼륨 trifluoroacetate (KTFA)을 분해.
- 분석 재고 솔루션의 준비
- 예제 1: 분해 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 2 밀리 그램 (Mn = 5000) THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 0.5 ml.
- 샘플 2: 2 mg polyoxyethylene bis(azide)의 분해 (Mn = 2000) THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 0.5 ml.
- 샘플 3: 2 mg poly(L-lactide), 종료 thiol의 분해 (Mn = 2500) THF, 그리고 해산 때까지 소용돌이의 0.5 ml.
- 분석을 위해 샘플 혼합물의 준비
- 9 독특한 샘플 혼합물 만들어집니다 그런 구성의 상대적 비율을 변화 하는 동안 행렬, 분석 및 양이온 솔루션을 혼합 하 여 일련의 해결책을 준비 합니다. 예를 들어, 추가 된 매트릭스 재고 솔루션 일정 금액 유지 (예., 10 µ L), 3의 요인에 의해 분석 솔루션의 양을 다 (예., 45, 15, 및 5 µ L), 또한 3의 요인에 의해 양이온 솔루션의 양을 변화 하는 동안 (예: ., 9, 3, 고 1 µ L). 이 샘플은 효과적으로 다른 농도 두 변수 x와 y와 3 x 3 격자 항복 축 (그림 1).
- 대표적인 예 DHB 솔루션의 15 µ L 함께 poly(L-lactide) 솔루션의 15 µ L NaTFA 솔루션의 1 µ L을 결합.
- MALDI 표적 격판덮개 (그림 2)에 개별 샘플에 각 솔루션 혼합물의 1 μ 플라스틱 증분 추가 샘플을 추가 하기 전에 건조를 증발을 각 약 수 있도록 샘플 잘 밖으로 흐르는에서 샘플을 방지 하기 위해 작은 부분에 샘플을 추가 합니다.
주: 더 높은 비등 점 용 제에 대 한 공기 총 필요할 수 있습니다 용 매 증발, 신속 하 게 주의 워프 수 접시를 발생할 수 있습니다 샘플 접시가 열 방지에 사용 한다.
- 보정을 위한 표준 시료의 준비
- 교정 표준 제안된 공급 업체 프로토콜을 사용 하 여 준비 합니다.
참고: Dendrimer calibrants이이 연구에 대 한 선정 됐다 고 순수한 dendrimers로 사용할 수 있습니다 또는 매트릭스, calibrant, 최적화 된 비율에서 양이온과 혼합.
- 교정 표준 제안된 공급 업체 프로토콜을 사용 하 여 준비 합니다.
2. 데이터 수집 최적화
- 데이터 수집을 시작
- 데이터 수집 소프트웨어 "FlexControl"를 엽니다.
- 꺼내기 눌러 대상 플레이트의 로드를 사용할 수 있는 플랫폼은 "
" 버튼. - 부드럽게 적절 한 방향에 플랫폼에 로드 calibrant 및 분석 샘플 대상 접시를 놓습니다.
- 수집 소프트웨어를 사용 하 여 눌러 플랫폼 대상 플레이트를 삽입 하는 "" 버튼을 다시.
- 파일을 눌러 적절 한 데이터 수집 방법 (긍정적인 모드 수집 방법)를 선택 합니다. | 선택 하는 방법.
참고: 우리의 대표 analytes를 포함 하 여 대부분의 폴리머 샘플에 대 한 이온화는 양이온으로 complexation를 통해와, 그러므로, 긍정적인 모드 인수 메서드는 가장 적합 한. 낮은 질량 범위 (500-10000 다) 또는 더 높은 해상도, 원하는 때에 대 한 악기에 따라 반사 모드 방법 파일을 선택 합니다. 높은 분자량에 대 한 샘플 또는 때 높은 신호 감도 필요, 및 낮은 해상도 허용, 선형 모드 방법 파일을 선택 합니다. - 데이터를 취득 하기 전에 있는지 확인 데이터 수집에 대 한 적절 한 질량 범위 선택-이상적으로 대량 범위 예상된 분포 예상된 분포에서 두 배 높은 질량에 있는 낮은 질량의 절반을 포함 됩니다. 검색 탭을 클릭 하 고 질량 범위보기 이것을 확인 합니다.
참고: 이렇게 하면 낮은 분자량 저하 조각에서 그 신호 또는 더 높은 분자량 집계 (dimer) 샘플에 있을 수 있는 데이터 집합에 포함 됩니다. 또한, note 매트릭스 올리고 대부분 MALDI TOF 질량 스펙트럼에 대 중 1000 다,이 질량 아래 복잡 한 분석으로 높은 강도 높은 잡음을 제공 하 고 신호 강도를 자주 발견 됩니다. 보정은 최종 데이터 세트를 얻기 전에 요구 될 것 이다, 비록 동일한 인수 매개 변수는 특정 분석에 최적화 된 그 사용 하는 경우는 정확한 교정 파일 취득만 수 있습니다. 따라서, 분석 질량 스펙트럼의 예비 최적화 보정된 실정이 질량 스펙트럼의 획득 뒤 교정 하기 전에 필요 합니다.
- 예비 데이터 수집
- 수집 소프트웨어에서 해당 원하는 분석 하는 대상에 위치를 선택 합니다.
- 레이저 표적 신호를 최대화 하기 위해 샘플 주위를 이동 하는 동안 데이터 수집을 시작 합니다. 데이터 수집을 시작 하려면 시작을 누릅니다.
참고: 레이저 반복된 샘플링 후 특정 위치에 매트릭스를 배출 수 있습니다. - 동위 원소 해상도 달성 하는 데 필요한 최소 전력 달성 되도록 카메라 창의 왼쪽에 슬라이드 막대를 사용 하 여, 레이저 파워를 조정 합니다.
참고: 확인 분석, 양이온, 그리고 매트릭스의 최적 비율에 여러 샘플을 분석할 때 사용 하 여 동일한 레이저 전원 분석 샘플의 각각에 샘플 전시 그 인수 매개 변수에 대 한 최상의 신호/잡음 비율을 결정 하. 최상의 신호 대 잡음 비를 전시에 표시 되는 샘플 함께 미래의 수집 최적화를 계속 합니다.
- 데이터 수집 최적화
- 가속 전압에 차이 조정 하 여 해상도 최적화 하는 관심의 대량 범위 가운데 개별 피크에 확대 (이 연구에서 악기에 대 한이 포함 "IS2" 값 조정), 분석기에에서 있다는 탭.
참고: 이것은 가장 빠르게 최적화 된 큰 단계, 노트는 값 생성 최고의 해상도 IS2 값을 변화 하 여 (즉,., 작은 피크 폭 절반 최대 신호 강도 전체), 및 다음 더 작은 단계에서 최적화 IS2 값입니다. 일반적으로, 최적의 IS2 값 높은 (가까이 IS1) 낮은 대량 폴리머, 그리고 낮은 높은 대량 폴리머입니다. - 원하는 경우 reflectron 모드를 사용 하 여 해상도 증가.
참고: Reflectron 모드는 검출기에 더 긴 경로에 같은 m/z 값의 더 높은 속도 이온을 강요 하 여 동일한 m/z 의 이온의 초기 속도에 불일치의 보상에 대 한 수 있습니다. 검출기에 경로 있는이 증가 수 있습니다 같은 m/z 값의 느린 이온 동시에 검출기에 도착을 증가 해상도 대 한 이온을 효과적으로 집중. 비록 reflectron 모드는 일반적으로 약한 신호 강도, 샘플에 대 한 신호 해상도 향상 선형 모드 데이터를 시각화 하기 위해 필요할. - 마지막으로, 아직도 적당 한 신호 대 잡음 비를 생성 하는 동안 가능한 한 낮은 레이저 파워를 감소 시켜 레이저 파워를 최적화 (예., 신호 대 잡음 비율 약 10의).
참고: 높은 레이저 능력 일반적으로 해상도 조각화를 일으킬 수 있기 때문에 최고의 품질을 가진 질량 스펙트럼은 인수 감소 레이저 파워 하지만 검사의 높은 번호를 사용 하 여. - 일단 인수 매개 변수 최적화 된 파일 을 다음 파일 이름으로 저장 스펙트럼을 선택 하 여 보정 되지 않은 질량 스펙트럼을 저장 합니다. 새로운 인수는 분석의 보정된 질량 스펙트럼을 생성을 시작 하기 전에 외부 교정에 대 한 이러한 동일한, 최적화 된 매개 변수에서 calibrant의 새로운 수집 실행 한다.
- 가속 전압에 차이 조정 하 여 해상도 최적화 하는 관심의 대량 범위 가운데 개별 피크에 확대 (이 연구에서 악기에 대 한이 포함 "IS2" 값 조정), 분석기에에서 있다는 탭.
" 버튼.3. MALDI 교정
- 보정 질량 스펙트럼의 취득
- 이미는 분석에 최적화 된 인수 매개 변수를 사용 하 여 대량 표준 샘플의 최적화 된 질량 스펙트럼 획득.
참고: 이상적으로, 교정 세트 포함 해야 합니다, 아래의 관심과 관심의 범위에서 하나 이상의 범위 위에 한 표준. 교정의 정확도 모든 인수 매개 변수는 모두 샘플에 대 한 동일한 경우에 최상 이다.
- 이미는 분석에 최적화 된 인수 매개 변수를 사용 하 여 대량 표준 샘플의 최적화 된 질량 스펙트럼 획득.
- 교정 파일 만들기
- 모든 기존 교정은 무효 또는 무효화 교정 분석기 아래를 누르면 덮어쓸 수 있는 위치에 탭을 확인 하십시오.
- 동일한 수집 매개 변수를 사용 하 여 (예., 레이저 출력, IS2 전압), 포함 하는 calibrant 샘플 잘 레이저 이동 (예., dendrimer 표준, 펩 티 드) 해당 선택 하 여 커서를 잘 하 고 취득 한 시작을 누르면 스펙트럼입니다.
- 충분 한 신호를 획득 하는 일단 데이터 획득 완료 시작 을 누릅니다.
- calibrant의 질량 스펙트럼 획득 되 면 그 보정 표준에 해당 하는 보정 탭에서 질량 제어 목록 드롭다운 메뉴를 선택 합니다. 적절 한 질량 제어 목록 참조 대 중 calibrant 선택/적절 한 양이온의 있을 것 이다.
참고: 이러한 한다 calibrant 공급 업체에서 사용할 수와 동위 원소 해상도 달성 monoisotopic 질량 값을 사용할 수 있는지 확인 (예., m/z 아래 반사 모드 = 5000), 그리고 평균 질량 값 때 동위 해상도 얻을 수 없습니다 (예를 들어, m/z 위에 선형 모드 = 5000), - 일치 하기 전에 각 선택한 calibrant 피크를 해당 참조 피크 프로토콜을 선택 하는 적절 한 피크 처리 탭을 선택 하 여 사용 되 고 있는지 확인 합니다.
참고: 최대 따기 프로토콜 스펙트럼 분해능에 따라 달라질 수 있습니다. 평균 질량 계산에 대 한 소프트웨어 동위 원소 봉우리의 전체 시리즈에 걸쳐 대량 평균을 소요 됩니다. Monoisotopic 질량 계산에 대 한 첫 번째 동위 피크의 정확한 질량을 계산 하는 소프트웨어를 설정 해야 합니다. - 관심의 피크의 왼쪽 영역을 선택 하 고 적용할 컨트롤 목록에 해당 질량에 클릭 하 여 대량 제어 목록에서 calibrant 질량 스펙트럼에 대 한 해당 신호 참조 질량을 적용 됩니다. 나머지 calibrant 피크에 대 한 프로세스를 계속 합니다.
참고: 가장 정확 하 고 정밀한 교정 장소 분석 및 calibrant 샘플 가깝게 가능한 대상 접시에 대상 플레이트 높이에 미묘한 변화는 교정의 정확성에 영향을 미칠 수 있기 때문에. - 최적화 된 인수 매개 변수에 대 한 대량 규모 조정 되었습니다 일단 분석 스펙트럼을 다시.
4. 데이터 분석 및 해석
- 따기 피크
- 데이터 분석 소프트웨어 (FlexAnalysis)에서 분석 스펙트럼을 엽니다.
- X 범위 확대 버튼을 선택 하 여 동위 원소 해상도 달성 하는 경우를 식별 하는 피크에 확대.
- 대량 목록을 눌러 | 찾을 봉우리를 선택. Monoisotopic 피크 해결 되 면 monoisotopic 피크 따기 프로토콜을 사용 하 여 질량을 결정 하기 위해 동위 원소 배급에이 첫 번째 피크를 선택 합니다. Monoisotopic 최대 해결 되지 않은 경우 평균 질량 피크 따기 프로토콜을 사용 하 고 전체 동위 원소 분포의 평균 질량을 결정.
- 계속이 피크 폴리머 분포에서 각 n-메 르에 대 한 프로세스를 선택 합니다.
- 고분자 특성화 및 끝 그룹 분석 계산
참고: 정확 하 게 사용 하는 경우 MALDI TOF MS 제공할 수 있습니다 귀중 한, 정확한 데이터 고분자의 질량 분포 계산을 위한. 대량 유통 데이터입니다만 정확한 폴리머 샘플의 dispersity은 상대적으로 낮은 때 주목 해야 한다 (예., 약 Đ= 1.3 또는 아래).- 수 평균 분자량, 수식을 사용 하 여 각 대량 분수의 두더지의 수에 관하여 대량 평균 계산:
여기서 N나 특정 분자량 및 Mi 의 분자의 수 = 그 분자의 특정 분자량 =. - 무게 평균 분자량, 수식을 사용 하 여 각 질량 분 율의 무게에 관하여 대량 평균 계산:
여기서 N 나 특정 분자량 및 M i 의 분자의 수 = 그 분자의 특정 분자량 =. - 일단 Mw 와 Mn 계산 되는 비율 Mw/Mn dispersity, Đ라는 사용 하 여 분자량 분포의 폭 계량.
- MALDI TOF MS 데이터 분석의 가장 유일 하 고 강력한 기능 확인 또는 homopolymers의 끝 그룹을 확인 하는 기능입니다. 질량 스펙트럼 (Mn-메 르)에 n-메 르의 관찰 된 질량에 대 한 다음 수식을 다시 배열 하 여 끝 그룹을 확인 합니다.
Mn-메 르 = n (MRU ) + MEG1 + MEG2 + M이온
여기서 n = 중 합도
MEG1 = α 끝 그룹의 질량
MEG2 = ω-끝 그룹의 질량
MRU 는 고분자의 반복 단위의 질량 =
그리고 M이온 폴리머와 그 단지 이온의 질량 =.
- 수 평균 분자량, 수식을 사용 하 여 각 대량 분수의 두더지의 수에 관하여 대량 평균 계산:
Representative Results
예제 1: 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 샘플 (Mn = 5000) (그림 3)를 매트릭스로 HCCA cationization 에이전트 칼륨 trifluoroacetate를 사용 하 여 분석 했다. 스펙트럼 전시 예상 K+ adducts 잔류 나+에서 관찰 된 그들 뿐만 아니라.
MALDI TOF MS 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 좁은 분포 (그림 3) 확인 (Mn = 5000). 받아 피킹 프로토콜 사용 (독점적으로 가장 풍부한 원소 동위 원소, 즉 12C, 1H 16O, 그리고 14N 함유) monoisotopic 피크의 식별 수 있도록 충분히 해결 되지 않으면, 때문에 그 각 n-메 르 피크에 대 한 전체 동위 원소 분포에서 평균 질량을 결정합니다. 마찬가지로, 모든 이론적 계산 각 요소에 대 한 평균, 보다는 오히려 monoisotopic, 대 중을 사용 하 여 결정 됩니다. 4 단계에서 수식에 사용 하 여, 분석 소프트웨어가 폴리머 대량 유통의 다음과 같은 특성을 계산 하는 데 사용 되었다: Mn: 4700, Mw: 4710, Đ: 1.00.
끝 그룹의 id를 확인 한 개별 n-메 르 (104) 추가 분석 (그림 4)에 선정 됐다. 으로 대량 유통 계산 monoisotopic 피크를 확인할 수 없습니다, 때문에 평균 질량 값 사용 되었다 후속 계산. 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 104 메 르의 이론적인 질량 값은 이루어져 반복 단위 (44.0530 × 104)의 질량 (+ 16.02300) α-아민 끝 그룹 및 ω-carboxyl 끝 그룹 (+ 59.0440)의 질량의 질량 플러스 플러스는 4695.67675의 총 104 메 르 질량 이며 칼륨 양이온 (+ 39.09775)의 질량. 104-메 르 ++ K에 대 한 관찰된 질량 값은 이론적인 값, 평균 질량 계산의 정밀도 일치 하는 4695.5입니다. 플러스 (+ 16.02300) α-아민 끝 그룹의 질량 104 메 르의 이론적인 질량 값 (44.0530 × 104) 반복 단위의 질량의 구성 되어 나트륨을 이온화 하는 중합체에 해당 하는 스펙트럼에서 작은, 오프셋 봉우리의 시리즈 플러스는 ω-carboxyl 끝 그룹 (+ 59.0440) 및 4679.56822의 총 104 메 르 질량을 주는 나트륨 양이온 (+ 22.98922)의 질량의 질량. 104-메 르 + 나+ 에 대 한 관찰 된 질량 값만 0.2 다 다른 이론적인 값은 4679.4입니다. 끝의 더 정확한 결정 그룹 질량 여러 봉우리에 걸쳐 평균을 측정 하 여 결정 될 수 있다 그리고11다른 논의.
폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산 (Mn = 5000) 예제 2, 4-dinitrofluorobenzene (DNFB) (그림 6)의 좁은 분포 때 반응 (그림 5)에 의해 선택적으로 기능성 유지. 스펙트럼 전시 나트륨 adducts HCCA를 매트릭스로 사용 하 고.
MALDI TOF MS 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 좁은 분포 (그림 6) 확인 (Mn = 5000) DNFB로 변경 하는 경우. 4 단계에서 수식에 사용 하 여, 분석 소프트웨어가 폴리머 대량 유통의 다음과 같은 특성을 계산 하는 데 사용 되었다: Mn: 4940, Mw: 4950 Đ: 1.00.
완전 한 있는지 확인 하기 위해 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 기능화 (Mn = 5000)는 개별 n-메 르 분포의 분석 (그림 7)에 대 한 선정 되었다 DNFB, 발생 했다. 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 기능성된 104 메 르의 이론적인 질량 반응으로 2, 4-dinitrofluorobenzene 44.0530 × 104 (반복 단위의 질량) + 182.115의 구성 (2, 4-α-아민 그룹의 반응 dinitrofluorobenzene) + 59.044 (carboxyl 그룹의 질량) + 22.98922 (나트륨 양이온의 질량) = 4845.66022. N에 대 한 대량 관찰된 값 = 104 4845.8는-0.1는 이론적인 값에서 다른 다. 이론 및 관찰 값이 가까운 계약은 제품, 시작 물자의 완전 한 수정 하지만 더 크게, 신호의 부족은 시작 물자, 4811.72722 및 4855.78022이 연관 대량 범위, 또는 어떤 추가적인 부산물 아민의 양적 선택적 기능화를 확인 합니다. 두 번째 피크는 기능성된 폴리머의 103-메 르 4823.8에서 관찰 하지만 carboxylic 산에 양성자의 손실 끝-0.2의 차이 4823.58899의 이론 질량을 가진 다른 나트륨 이온을 그 단지 그룹 다.
샘플 2: polyoxyethylene bis(azide)의 샘플 (Mn = 2000) (그림 8)를 매트릭스로 cationization 에이전트와 HCCA 나트륨 trifluoroacetate를 사용 하 여 분석 하 고 예상 전시만 나+ adducts.
이 낮은 질량 범위에서 달성 하는 해상도, n-메의 각 monoisotopic 봉우리는 쉽게 해결 될 수, 및 그래서 프로토콜을 따기 monoisotopic 피크 (평균만 동위 원소 분포에서 첫 번째 피크의 대량 신호 선택 했다 )와 모든 해당 계산 활용 각 요소의 monoisotopic 질량. MALDI TOF MS polyoxyethylene bis(azide)의 좁은 분포 (그림 8) 확인 (Mn = 2000). 4 단계에서 수식에 사용 하 여, 분석 소프트웨어가 폴리머 대량 유통의 다음과 같은 특성을 계산 하는 데 사용 되었다: Mn: 1940 년, Mw: 1950, Đ: 1.01.
확인 끝 그룹 기능화, n-메 (42)는 개별 선정 되었습니다 (그림 9). 위에 결정 하는 대량 배포판과 마찬가지로 monoisotopic 질량 monoisotopic 봉우리 각 n-메 르의 동위 원소 분포에서 잘 해결 때문에 사용 되었다. Polyoxyethylene bis(azide)의 42-메 르의 이론적인 대량 값 해당 44.02621 × 42 (반복 단위의 질량) + 42.00922 (azido 끝 그룹의 질량) + 70.04052 (azidoethyl 끝 그룹의 질량) + 22.98922 (나트륨 양이온의 질량) = 1984.13978. N에 대 한 대량 관찰된 값 = 42 0.19 다 다른 이론적인 값은 1983.95입니다. 그것은 특히 높은 레이저 능력에 아 지 드 기능 한다 조각; 전시 수 있습니다 주목 해야한다 그러나,이31이 특정 케이스 관찰 되었다.
Polyoxyethylene bis(azide) (Mn = 2000) 샘플의 좁은 분포 때 1-ethynyl-4-fluorobenzene(EFB) 와 구리 촉매 아 지 드 alkyne cycloaddition 반응 (그림 10)에 의해 선택적으로 기능성 유지 (그림 11)를 4-fluorophenyltriazolyl (FPT) 그룹. 스펙트럼 전시는 예상 나+ adducts 행렬으로 cationization 에이전트와 HCCA 나트륨 trifluoroacetate를 사용 하 여.
MALDI TOF MS (그림 11) polyoxyethylene bis(azide)의 좁은 분포 확인 (Mn = 2000) EFB와 기능화 후. 4 단계에서 수식에 사용 하 여, 분석 소프트웨어가 다음 폴리머 특성을 계산 하는 데 사용 되었다: Mn: 2240, Mw: 2250, Đ: 1.00.
확인 하려면 샘플의 완전 한 기능화, monoisotopic 질량 분석을 선택한 개별 n-메 르 (42) (그림 12) 사용 되었다. Polyoxyethylene bis(azide)의 42-메 르의 이론적인 질량 값과 반응 1-ethynyl-4-fluorobenzene 44.02621 × 42 (반복 단위의 질량) + 162.04675 (FPT 끝 그룹의 질량) + 190.07805에 해당 (의 질량은 FPT 에틸 끝 그룹 1-ethynyl-4-fluorobenzene)와 + 22.98922 (나트륨 양이온의 질량) = 2224.21484. N에 대 한 대량 관찰된 값 = 42 0.05 다 다른 이론적인 값은 2224.16입니다.
샘플 3: poly(L-lactide), 종료 thiol의 샘플 (Mn = 2500) (그림 13) cationization 대리인으로 나트륨 trifluoroacetate를 사용 하 여 분석 하 고 예상 전시만 나+ adducts DHB는 매트릭스로 하 고.
MALDI TOF MS poly(L-lactide), 종료 thiol의 좁은 분포 확인 (Mn = 2500) (그림 13). 4 단계에서 수식에 사용 하 여, 프로그램 분석이 다음 폴리머 특성을 계산 하는 데 사용 되었다: Mn: 2310, Mw: 2360, Đ: 1.02.
확인 하려면 샘플의 완전 한 기능화, monoisotopic 질량 분석을 선택한 개별 n-메 르 (26) (그림 14) 사용 되었다. 26-poly(L-lactide), 종료 thiol의 이론적인 질량 값 (Mn = 2500) 72.02113 × 26 (반복 단위의 질량) + 17.00274 (수 산 기 그룹의 질량) + 61.0112 (ω thiol 끝 그룹의 질량) + 22.98922 (나트륨의 질량에 해당 양이온) = 1973.55254. N에 대 한 대량 관찰된 값 = 26 인-0.07 1973.62는 이론적인 값에서 다른 다. 작은 신호는 해당 72.02113 × 27 (반복 단위의 질량) + 17.00274 (수 산 기 끝 그룹의 질량) + 61.0112 (ω thiol 끝 그룹의 질량) + 22.98922 (나트륨 양이온의 질량) 하는 2045.74에서 관찰 된다. 이론적인 질량은 관측 된 질량에서 0.17 차이 2045.57367. 이 작은 강도, 홀수 단위는 에스테 르 교환 젖 산의 중 합 열 반지 도중 반복 합니다. 세 번째, 매우 작은 피크 2057.73에서 관찰 된다. 이것은-0.14를 carboxylic 산 끝 그룹 (thiol 끝 그룹) 72.02113 × 27 (반복 단위의 질량) + 17.00274 (수 산 기 끝 그룹의 질량) + 73.02895 (질량의 이론적인 질량 poly(L-lactide)의 이론 질량 보다 다른 다 carboxylic 산) + 22.98922 (나트륨 양이온의 질량) = 2057.59142. 이 추가 작은 불순물 가능성이 lactide 단위체의 중 합 열 반지 도중 물에서 개시의 결과 이다.
Poly(L-lactide), thiol 종료 (Mn = 2500) 샘플의 좁은 분포 때 thiol ene 반응 (그림 15) maleimide (그림 16)와 의해 선택적으로 기능성 유지. 스펙트럼 전시는 예상 나+ adducts 행렬으로 cationization 에이전트와 DHB 나트륨 trifluoroacetate를 사용 하 여.
MALDI TOF MS poly(L-lactide), 종료 thiol의 좁은 분포 확인 (Mn = 2500) maleimide (그림 16). 와 thiol ene 반응 후 4 단계에서 수식에 사용 하 여, 분석 소프트웨어가 다음 폴리머 특성을 계산 하는 데 사용 되었다: Mn: 2310, Mw: 2340, Đ: 1.01. Mn 와 Mw 시작 물자에 비해 감소 때문에 이온화 바이어스 (MALDI TOF MS의 단점 중 하나)은 주목 한다. 시작 자료 수정이 상대적으로 작은 (~ 97 다가 특정 수정에)와 dispersity 감소 후 수정, MALDI TOF MS 계산 평균 분자량의 보다 적게 정확한 될 수 있습니다.
확인 하 고는 poly(L-lactide)의 완전 한 기능화, thiol 종료 (Mn = 2500) thiol ene 반응을 통해 maleimide, monoisotopic 질량을 선택한 개별 n-메 르 (26) (그림 17)을 분석 하 이용 되었다. Poly(L-lactide) thiol 종료의 26 메 르의 이론적인 대량 값 해당 72.02113 × 26 (반복 단위의 질량) + 17.00274 (수 산 기 끝 그룹의 질량) + 158.02757 (ω thiol 끝 그룹 maleimide에 연결 된의 질량) + 22.98922 (의 질량은 나트륨 양이온) = 2070.56891. N에 대 한 대량 관찰된 값 = 26 0.03 다 다른 이론적인 값은 2070.54입니다. 칼륨과 이온화 같은 종족은 또한 이론 질량 0.05 다 차이 양식에 해당 2086.49에서 관찰. 매우 작은 피크 2167.58 72.02113 × 28 (반복 단위의 질량) + 17.00274 (수 산 기 끝 그룹의 질량) + 72.02168 (카복실산 음이온의 질량) + 22.98922 (나트륨 양이온의 질량), 38.96371 (칼륨 양이온의 질량)에 해당 하는에서 관찰 된다. 이론적인 질량은 2167.56844는-0.01은 관찰 된 질량에서 차이 고 시작 자료에서 관찰 되었다 물 개시에서 같은 추적 불순물의 지표입니다. 이 폴리머는 나트륨, 칼륨, 중 고 양성자의 손실에의 한 동일 이온화를 전시 한다. Carboxylic 산 양성자와 두 개의 양이온과 complexation의 손실 monocarboxylic 산 기능성된 고분자에 대 한 이온화의 공통 모드입니다. 그것은 thiol ene 반응 제품에 대 한 관찰은 질량에 동일한 전환 thiol 끝 그룹을 기능화 반응 부족을 더 나타내는이 carboxylic 산 종료 화합물에 대 한 발생 하지 않습니다 유의 해야 합니다.
그림 1: 3 3 그리드 샘플 비율 결정에 대 한 x. 샘플의 3 x 3 격자를 사용 하 여, cationization 에이전트-분석-매트릭스의 상대 농도 경험적으로 최적화 된 샘플 준비를 결정 하 체계적으로 변화 될 수 있습니다. 이것은 일반적으로 (cationization 에이전트 (y 축)와 매트릭스 (x 축)) 다른 두 양을 증가 하는 동안 세 가지 변수 (분석 솔루션의 15 µ L) 중 하나를 눌러 이루어집니다 설정 여러 구성 요소 (3 그려져 예제에서). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: TOF MALDI MS 대상 판. MALDI TOF MS 대상 격판덮개는 분석에 대 한 개별 스 MALD TOF MS 샘플을 보유 하는 금속판이 이다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3: 샘플 1의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 이 전체 스펙트럼 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 전반적인 분포를 보여주는 (Mn= 5000)+ Na와 K+이온화. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4: 샘플 1의 개별 반복 단위의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 이 스펙트럼 보여줍니다 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 개별 반복 단위 (Mn = 5000) 끝 그룹 분석. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5: 예제 1 수정에 대 한 반응 방식. 확인 하려면 시작 물자의 끝 그룹, poly(ethylene glycol) 2 aminoethyl 에테르 아세트산 2, 4-dinitrofluorobenzene (일컬어 생어 시 약)과 반응 했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 6: 샘플 1 수정 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 이 전체 스펙트럼 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 전반적인 분포를 보여주는 (Mn = 5000) 2, 4-dinitrofluorobenzene와 기능성. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 7: 샘플 1modification의 개별 반복 단위의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 최종 그룹 기능화를 확인,이 스펙트럼 보여줍니다 폴 리 (에틸렌 글리콜) 2 aminoethyl 에테르 아세트산의 개별 반복 단위 (Mn = 5000) 2, 4-dinitrofluorobenzene와 반응 후. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 8: 샘플 2의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 이 전체 스펙트럼 polyoxyethylene bis(azide)의 전반적인 분포를 보여주는 (Mn = 2000) 나+ 와 이온화 adducts. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 9: 샘플 2의 개별 반복 단위의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 이 스펙트럼 표시 polyoxyethylene 두번째-아 지 드의 반복 단위 (Mn = 2000) 끝 그룹을 확인 하기 위해 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 10: 샘플 2 수정에 대 한 반응 방식. 시작 물자, polyoxyethylene 두번째-아 지 드의 끝 그룹을 확인 하려면 (Mn = 2000) 1-ethynyl-4-fluorobenzene 구리 촉매 아 지 드 alkyne cycloaddition (CuAAC)를 통해로 반응 했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 11: MALDI TOF 질량 스펙트럼의 샘플 2 수정. 이 전체 스펙트럼 polyoxyethylene bis(azide)의 전반적인 분포를 보여주는 (Mn = 2000) 1-ethynyl-4-fluorobenzene와 기능성. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 12: 샘플 2 수정의 개별 반복 단위의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 이 스펙트럼 표시 polyoxyethylene bis(azide)의 개별 반복 단위 (Mn = 2000) 1-ethynyl-4-fluorobenzene 구리 촉매 아 지 드 alkyne cycloaddition 확인 끝 그룹 기능화를 통해 함께 반응. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 13: 샘플 3의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 이 전체 스펙트럼 poly(L-lactide)의 전반적인 분포를 보여주는 thiol 종료 (Mn = 2500). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 14: 샘플 3의 개별 반복 단위의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 스펙트럼 표시 poly(L-lactide), 종료 thiol의 개별 반복 단위 (Mn = 2500) 끝 그룹을 확인 하. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 15: 샘플 3 수정에 대 한 반응 방식. 시작 물자, poly(L-lactide), thiol의 끝 그룹을 확인 하려면 종료 (Mn = 2500) thiol ene 커플링을 통해 maleimide로 반응 했다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 16: MALDI TOF 질량 스펙트럼의 샘플 3 수정. 이 전체 스펙트럼 poly(L-lactide), 사이 반응의 제품의 전반적인 분포를 보여주는 thiol 종료 (Mn = 2500) 및 maleimide. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 17: 샘플 3 수정의 개별 반복 단위의 MALDI TOF 질량 스펙트럼. 최종 그룹 기능화를 확인,이 스펙트럼 표시 poly(L-lactide), 종료 thiol의 개별 반복 단위 (Mn = 2500) maleimide와 thiol ene 반응 후. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
Discussion
TOF MALDI 질량 분석은 최소한의 조각화와 단독으로 충전된 상태에서 폴리머 이온을 생성 하는 기능 고분자 특성에 대 한 귀중 한 분석 도구. 이 부드러운 이온화 기술을 복합 가스 단계에서 폴리머 이온을 생성 하는 매트릭스에 포함 된 고분자 분석의 고체 샘플을 desorb를 짧은 레이저 펄스를 사용 합니다. 고분자는 질량 분석에 의해 그들의 분석 매트릭스에 추가 된 양이온과 complexation에 의해 일반적으로 이온화 된다. 이 고분자 이온은 다음 그들의 시간--비행의 이온 소스 및 탐지기5 사이 따라 결정 됩니다 그들의 m/z 를 사용할 수 있는 비행 관의 분야 자유로운 지역으로 그들을가지고 추출 전압에 의해 가속 , 32.
다른 폴리머 특성화 기법에 비해, MALDI TOF MS 스펙트럼 품질이 데이터 수집 매개 변수 및 예제 준비에 크게 의존 합니다. 샘플 준비를 위한 설정 공식은 없습니다, 비록 샘플 준비의 각 부품의 기능을 이해 더 빠른 경험적 최적화 할 수 있습니다. MALDI 시료 준비의 가장 중요 한 요소 이므로 매트릭스의 선택을 호환성 매트릭스의 폴리머 분석을 흥분된 매트릭스 이온된 상태5, 싱글, desorbed 고분자를 생성 하는 허용을 위한 중요 한 15,,1719. 일단 적절 한 매트릭스 및 cationization 에이전트를 선택 분석, 매트릭스, 그리고 cationization 에이전트의 올바른 비율을 결정 합니다. 이것은 경험적으로 한 축에 매트릭스 농도 증가에 cationization 에이전트 농도 증가와 MALDI TOF MS 대상 접시 (그림 2)에 (그림 1) 샘플의 2 차원 격자를 생성 하 여 얻을 수 있는 다른.
MALDI 시료 준비와 마찬가지로, 공식은 설정 데이터 수집 지정 매개 변수를 결정 하기 위한 그러나, 특정 동향 스펙트럼 최적화를 신속 하 게 고려해 야 합니다. Reflectron 모드, 해상도 증가 하지만 전반적인 신호 감소, 일반적으로 동위 해상도 얻을 수 있습니다 (이 예제에서 4000 다 아래)에 낮은 질량 범위에 대 한 선택 됩니다. 이러한 경우 monoisotopic 질량 계산 및 피크 따기 방법 사용 되었다. 4000 다 위에 질량을 가진 폴리머 샘플에 대 한 선형 모드 평균 질량 계산 및 피킹 따기 방법 사용 되었다. 신호 해상도 개선, 더 큰 전압 차동 데 큰 대량 고분자의 일반적인 추세와 작은 단위로 이온 소스 전압을 조정 (IS1 IS2 대).
샘플 준비 및 수집을 최적화 하는 동안 매개 변수는 정밀도 제공할 수 있습니다, 대량 정확도 효과적인 교정을 통해 달성 될 수 있다. 주어진된 질량에 대 한 비행의 시간 가변 인수 매개 변수 및 심지어 접시 위치 미묘 하 게 다를 수 있습니다, 그리고 따라서는 보정을 수행 각 최적화 된 인수 매개 변수 집합에 대 한 정확한 질량을 산출 하기 위해 결정5,30. 일단 인수 매개 변수 및 예제 준비 최적화 되어, 스펙트럼이 정확한 동일한 조건을 사용 하 여 보정 한다.
뛰어난 해상도 고분자의 최적화 된 MALDI TOF 질량 스펙트럼에서 관찰 하는 대량 정확도 때문에이 기술은 폴리머 대량 유통 데이터를 결정 하기 위한 유용한 무료 도구 되고있다. 그러나, 폴리머 대량 유통 내 개별 반복 단위를 해결 하는 능력 특정 이점 분석을 위한 제공 끝 그룹 다른 폴리머를 기준으로 젤 투과 크로마토그래피 (GPC) 등 특성화 기법 및 핵 자기 공명 (NMR) 이것은 특히 끝 그룹 기능화 반응의 충실도 및 끝 그룹 활용형 반응의 양적 성격을 결정 하기 위한 중요 합니다. 이 원고는 대량 정확도, 신뢰의 높은 수준의 끝 그룹 수정 확인 가능 최대 두 개의 소수 포인트로 개별 고분자 반복 단위의 질량을 해결 하는 능력을 보여 주었다. 정밀 고분자 합성 분야에서 최근 수행 된 실질적인 진보 MALDI TOF MS는 점점 더 중요 한 도구가 되고있다 결정 고분자 구조와 기능.
Disclosures
저자는이 연구에 사용 된 구형 calibrants 관련 금융 관심을가지고.
Acknowledgments
저자는 스마트 재료 설계, 분석 및 처리 컨소시엄 (SMATDAP)에 의해 자금 국립 과학 재단 협력 계약 IIA-1430280와 라 보드 Regents의 대학원 친교 (MEP)에 대 한 인정 합니다. 이러한 실험에 대 한 폴리머 샘플 MilliporeSigma (시그마-올드 리치)에 의해 제공 되었다. 오픈 엑세스 출판이 문서는 MilliporeSigma에 의해 후원 됩니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| polyoxyethylene bis(azide) (Mn=2000) | MilliporeSigma (Aldrich) | 689696 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/689696?lang=en®ion=US |
| poly(ethylene glycol) 2-amino-ethyl ether acetic acid (Mn= 5000) | MilliporeSigma (Aldrich) | 757918 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/757918?lang=en®ion=US |
| poly(L-lactide), thiol terminated (Mn=2500) | MilliporeSigma (Aldrich) | 747386 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/747386?lang=en®ion=US |
| SpheriCal® peptide low | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | PFS20 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs20?lang=en®ion=US |
| SpheriCal® peptide medium | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | PFS21 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs21?lang=en®ion=US |
| SpheriCal® peptide high | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | PFS22 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs22?lang=en®ion=US |
| 2,4 dinitrofluorobenzene | TCI | A5512 | |
| maleimide | MilliporeSigma (Aldrich) | 129585 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/129585?lang=en®ion=US |
| 1-ethynylfluorobenzene | Fisher Scientific | 766-98-3 | |
| triethylamine | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | 471283 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/471283?lang=en®ion=US |
| N,N,N',N",N"-pentamethyldiethylenetriamine | MilliporeSigma (Aldrich) | 369497 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/369497?lang=en®ion=US |
| Copper(I)Bromide | MilliporeSigma (Aldrich) | 254185 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/254185?lang=en®ion=US |
| glacial acetic acid | Fisher Scientific | A38212 | |
| sodium metabisulfite | MilliporeSigma (Sigma-Aldrich) | 13459 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/13459?lang=en®ion=US |
| potassium trifluoroacetate | MilliporeSigma (Aldrich) | 281883 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/281883?lang=en®ion=US |
| trans-2-[3-(tert-butylphenyl)-2-methyl-2-properylidene]malononitrile | MilliporeSigma (Aldrich) | 727881 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/727881?lang=en®ion=US |
| a-cyano-4-hydroxycinnamic acid | MilliporeSigma (Sigma) | C8982 | http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c8982?lang=en®ion=US |
| tetrahydrofuran | Fisher Scientific | T425-1 | |
| dichloromethane | VWR Analytical | BDH1113-4LG |
References
- Wu, K. J., Odom, R. W. Peer Reviewed: Characterizing Synthetic Polymers by MALDI MS. Anal. Chem. 70, 456A-461A (1998).
- Lowe, A. B. Thiol-ene "click" reactions and recent applications in polymer and materials synthesis: a first update. Polym. Chem. 5, 4820-4870 (2014).
- Shi, Y., Cao, X., Gao, H. The use of azide-alkyne click chemistry in recent syntheses and applications of polytriazole-based nanostructured polymers. Nanoscale. 8, 4864-4881 (2016).
- Lutz, J. F. 1,3-dipolar cycloadditions of azides and alkynes: a universal ligation tool in polymer and materials science. Angew. Chem. Int. Ed. 46, 1018-1025 (2007).
- Montaudo, G., Samperi, F., Montaudo, M. S. Characterization of synthetic polymers by MALDI-MS. Prog. Polym. Sci. 31, 277-357 (2006).
- Weidner, S. M., Trimpin, S.
- Zhu, H., Yalcin, T., Li, L. Analysis of the accuracy of determining average molecular weights of narrow polydispersity polymers by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry. J. Am. Soc. Mass Spectr. 9, 275-281 (1998).
- Cortez, M. A., Grayson, S. M. Application of time-dependent MALDI-TOF mass spectral analysis to elucidate chain transfer mechanism during cationic polymerization of oxazoline monomers containing thioethers. Macromolecules. 43, 10152-10156 (2010).
- Liu, J., Loewe, R. S., McCullough, R. D. Employing MALDI-MS on poly(alkylthiophenes): analysis of molecular weights, molecular weight distributions, end-group structures, and end-group modifications. Macromolecules. 32, 5777-5785 (1999).
- Zhang, B., et al. Determination of polyethylene glycol end group functionalities by combination of selective reactions and characterization by matrix assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. Anal. Chim. Acta. 816, 28-40 (2014).
- Li, Y., Hoskins, J. N., Sreerama, S. G., Grayson, M. A., Grayson, S. M. The identification of synthetic homopolymer end groups and verification of their transformations using MALDI-TOF mass spectrometry. J. Mass Spectrom. 45, 587-611 (2010).
- Enjalbal, C., et al. MALDI-TOF MS analysis of soluble PEG based multi-step synthetic reaction mixtures with automated detection of reaction failure. J. Am. Soc. Mass Spectr. 16, 670-678 (2005).
- Laurent, B. A., Grayson, S. M. An efficient route to well-defined macrocyclic polymers via "click" cyclization. J. Am. Chem. Soc. 128, 4238-4239 (2006).
- Owens, K. G., Hanton, S. Conventional MALDI sample preparation. Maldi Mass Spectrometry for Synthetic Polymer Analysis. Li, L. , John Wiley & Sons, Inc. 129-158 (2009).
- Hanton, S. D. Mass spectrometry of polymers and polymer surfaces. Chem. Rev. 101, 527-570 (2001).
- Samperi, F., Montaudo, G., Montaudo, M. S. Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of polymers (MALDI-MS). Mass Spectrometry of Polymers. Montaudo, G., Lattimer, R. P. , CRC Press. Ch. 10 419-500 (2001).
- Nielen, M. W. F. Maldi time-of-flight mass spectrometry of synthetic polymers. Mass Spectrom. Rev. 18, 309-344 (1999).
- NIST, Synthetic Polymer MALDI Recipes Search Form. , Available from: http://maldi.nist.gov/ (2014).
- Hanton, S. D., Owens, K. G. Polymer MALDI sample preparation. Mass Spectrometry in Polymer Chemisty. Barner-Kowollik, C., Gründling, T., Falkenhagen, J., Weidner, S. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. 119-147 (2011).
- Vestal, M. L., Juhasz, P., Martin, S. A. Delayed extraction matrix-assisted laser desorption time-of-flight mass spectrometry. Rapid Commun. Mass Spectrom. 9, 1044-1050 (1995).
- Kaufmann, R., Spengler, B., Lutzenkirchen, F. Mass spectrometric sequencing of linear peptides by product-ion analysis in a reflectron time-of-flight mass spectrometer using matrix-assisted laser desorption ionization. Rapid Commun. Mass Sp. 7, 902-910 (1993).
- Mamyrin, B. A., Karataev, V. I., Shmikk, D. V., Zagulin, V. A. The mass-reflectron, a new nonmagnetic time-of-flight mass spectrometer with high resolution. Sov. Phys. JETP. 37, 45 (1973).
- Belu, A. M., DeSimone, J. M., Linton, R. W., Lange, G. W., Friedman, R. M. Evaluation of matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry for polymer characterization. J. Am. Soc. Mass Spectr. 7, 11-24 (1996).
- Kaufmann, R., Chaurand, P., Kirsch, D., Spengler, B. Post-source decay and delayed extraction in matrix-assisted laser desorption/ionization-reflectron time-of-flight mass spectrometry. Are there trade-offs? Rapid Commun. Mass Sp. 10, 1199-1208 (1996).
- Grayson, S. M., Myers, B. K., Bengtsson, J., Malkoch, M. Advantages of monodisperse and chemically robust "SpheriCal" polyester dendrimers as a "universal" MS calibrant. J. Am. Soc. Mass Spectr. 25, 303-309 (2014).
- McEwen, C. N., Larsen, R. S. Accurate mass measurement of proteins using electrospray ionization on a magnetic sector instrument. Rapid Commun. Mass Sp. 6, 173-178 (1992).
- Anacleto, J. F., Pleasance, S., Boyd, R. K. Calibration of ion spray mass spectra using cluster ions. J. Mass Spectrom. 27, 660-666 (1992).
- Fales, H. M. Calibration of mass ranges up to m/z 10,000 in electrospray mass spectrometers. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 10, 273-276 (1999).
- Hop, C. E. C. A. Generation of high molecular weight cluster ions by electrospray ionization; implications for mass calibration. J. Mass Spectrom. 31, 1314-1316 (1996).
- Xiang, B., Prado, M. An accurate and clean calibration method for MALDI-MS. J. Biomol. Tech. 21, 116-119 (2010).
- Li, Y., Hoskins, J. N., Sreerama, S. G., Grayson, S. M. MALDI−TOF mass spectral characterization of polymers containing an azide group: evidence of metastable ions. Macromolecules. 43, 6225-6228 (2010).
- Zenobi, R. Ionization processes and detection in MALDI-MS of polymers. MALDI Mass Spectrometry for Synthetic Polymer Analysis. Li, L. , John Wiley & Sons, Inc. 9-26 (2009).
