Değişen Dispersite ve Uç Gruplara Sahip Sentetik Polimerlerin Karakterizasyonu için MALDI-ToF MS Yöntemi

Ashley V. Miles; Amman Nadeem; Mahi Ahmad; Brennan J. Curole; Scott M. Grayson

doi:10.3791/68455

Yöntem makalesi

Değişen Dispersite ve Uç Gruplara Sahip Sentetik Polimerlerin Karakterizasyonu için MALDI-ToF MS Yöntemi

DOI:

10.3791/68455

⸱

3 Ekim 2025

Ashley V. Miles¹ , Amman Nadeem¹ , Mahi Ahmad¹ , Brennan J. Curole¹ , Scott M. Grayson¹

¹Department of Chemistry, Tulane University

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol, matris destekli lazer desorpsiyon/iyonizasyon uçuş süresi kütle spektrometrisi kullanarak değişen dağılım ve uç gruplara sahip sentetik polimerleri karakterize etmek için numune hazırlama, veri toplama ve veri analizi için ayrıntılı talimatlar ve örnekler sağlar.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Matris destekli lazer desorpsiyon/iyonizasyon uçuş süresi kütle spektrometrisi (MALDI-ToF MS), sentetik polimerleri karakterize etmek için etkili bir analitik araçtır ve hassas moleküler ağırlık belirleme ve tekrar birim kütleleri ve son grup tanımlama gibi yapısal bilgiler sunar. Bu protokol, uygun matris ve katyon seçimi ile numune hazırlama, veri toplama ve doğru kütle ölçümlerini sağlamak için bir kalibrasyon yöntemi dahil olmak üzere polimer analizi adımlarını detaylandırır. MALDI-ToF MS'in monodispersten yüksek oranda dağılmış malzemelere kadar polimerlerin analizinde çok yönlülüğünü vurgularken, yüksek oranda dağılmış numunelerin çözümündeki sınırlamaları gözlemler. Yöntem, izotopik modeller de dahil olmak üzere teorik ve gözlemlenen kütleleri karşılaştırarak, tekrar birimlerinin ve uç grupların güvenli bir şekilde doğrulanmasını sağlar. Protokol, matris seçimi, dağılım aralıkları boyunca spektral yorumlama ve benzersiz izotopik özelliklere veya yarı kararlı iyon oluşumlarına sahip polimerlerin karakterizasyonu hakkında temsili veriler sunarak yeni kullanıcıları destekler. Sorun giderme stratejileri, matris girişimi ve numune hazırlama sırasında ilave bir katyon olmadan iyonlaşan numuneler gibi sorunların ele alınmasını içerir. Genel olarak bu kılavuz, MALDI-ToF MS'in polimer analizi için hızlı ve güvenilir bir teknik olarak kullanılması için bir temel görevi görmektedir.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Matris destekli lazer desorpsiyon/iyonizasyon uçuş süresi kütle spektrometrisi (MALDI-ToF MS), sentetik polimerleri 1,2,3,4 karakterize etmek için oldukça etkili bir analitik tekniktir. Birçok polimer, tekrar birimi yapısını doğrulamak için nükleer manyetik rezonans (NMR) ile karakterize edilebilir. Bununla birlikte, uç grupların çoğu, düşük moleküler ağırlıklı polimerler için bile tekrar birimi tepe noktalarının bir kısmıdır ve bir polimerin moleküler ağırlığı arttıkça, uç grup sinyallerinin NMR^5'te ölçülmesi zor görünmektedir. Bununla birlikte, MALDI-ToF MS verileri, daha yüksek moleküler ağırlıklarda bile bunların uç gruplar olduğunu doğrulamaktadır. Bu kütle spektrometrisi tekniği, yumuşak iyonizasyon kabiliyeti ile bilinir ve çoğunlukla çok az parçalanma² ile tek yüklü polimer iyonları üretir. Bu, hızlı ve doğru sonuçlar veren hassas moleküler ağırlık belirleme ve ayrıntılı yapısal analiz sağlar, tekrar birim kütleleri, uç grup tanımlamaları ve düşük dağılımlı polimerler için sayı ortalamalı moleküler ağırlık (M_n), ağırlık ortalama moleküler ağırlık (M_w) ve dağılım (^{Đ) 6} gibi değerli bilgiler sağlar.

MALDI-ToF MS, değişen dağılıma sahip polimerleri analiz edebilir, ancak daha yüksek dağılımda sınırlamaları vardır. Dendrimerler gibi monodispers polimerler için bu yöntem, kütlelerini doğrulamak ve uç grupları⁷ tanımlamak için idealdir. Düşük dağılımlı polimerler (1.01-1.09) ve bazı orta dağılımlı polimerler (Đ = 1.1-1.3) için, MALDI-ToF MS, polimer tekrar birim kütlesini, uç grup kütlesini, Đ, M_n ve M_w^8'i belirlemek için de kullanılabilir. Bununla birlikte, yüksek oranda dağılmış polimerler için (Đ = 1.3-10), bu zorlaşır. Geniş dağılımlı polimerler için, düşük fraksiyonlar, daha yüksek moleküler ağırlıklı muadillerine göre çok daha yüksek bir yoğunluk sergiler ve bu da boyut dışlama kromatografisi (SEC) gibi diğer karakterizasyon tekniklerinden yapay olarak daha düşük bir dağılıma yol açar. Bu, "düşük kütle yanlılığı" olarak tanımlanır. Ortalama tekrar birimi kütlesi ve uç grupları, daha düşük moleküler ağırlık sonuçlarından doğrulanabilir, ancak MALDI-ToF MS^9'dan yüksek dağılımlı polimerler için gerçek M_n, M_w ve Đ'yi belirlemek imkansızdır. Bu nedenle, gerçek M_n, M_w ve Đ'yi belirlemek için geniş çapta dağılmış polimerler için bir karakterizasyon tekniği olarak SEC eklenmelidir.

Numune hazırlamanın optimize edilmesi, bir MALDI-ToF kütle spektrumu ^2,10'da yüksek kaliteli tepe çözünürlüğü için gereklidir. İlk adım, polimer polaritesine dayalı olarak uygun bir matrisin seçilmesini içerir. Polar olmayan polimerler için, trans-2-[3-tert-butilfenil)-2-metil-2-propeniliden] (DCTB), galvinoksil serbest radikal (GFR) ve 9-nitroantrasen (9-NA) gibi matrisler yaygın olarak kullanılır¹¹. Polar polimerler, α-siyano-4-hidroksisinnamik asit (CHCA), ditranol, 2-(4-hidroksifenilazo)benzoik asit (HABA) ve 2,5-dihidroksibenzoik asit (DHB) 12,13,14 gibi matrislere daha uygundur. Bu protokol için, polar olmayan polimerlerle etkinliği nedeniyle birincil matris olarak DCTB seçildi ve polar polimerler için CHCA kullanıldı. Sodyum ve potasyum gibi alkali metaller oksijen içeren polimerleri etkili bir şekilde iyonize ederken, gümüş gibi geçiş metalleri doymamış hidrokarbonlar^10,14 için daha uygun olduğundan, katyon seçimi de önemli bir rol oynar.

Matris ve analit seçildikten sonra, numune çözelti karışımları için en uygun katyon:analit:matris oranları belirlenir. Bu numune çözeltisi karışımı, hedef plakaya 1 μL miktarında eklenecektir. Katyon:analit:matris seçimlerinin bir veya daha fazla doğru oranına sahip olmamak, MALDI-ToF MS veri toplamanın hassasiyetini etkileyebilir. Aşağıdaki temsili veriler için, numune hazırlama en iyi çözünürlük ^2,15 için optimize edilmiştir.

Numune çözeltisini hazırladıktan ve MALDI-ToF MS hedef plakasına ekledikten sonra, bu numune veri toplamaya başlamak için MALDI-ToF MS cihazına yerleştirilir. Bu çalışma için, veriler yalnızca pozitif iyon modunda toplandı ve Payne ve ^ark.16 tarafından yapılan önceki çalışmalara dayanarak daha yeni bir MALDI-ToF kütle spektrometresi kullanıldı. Lazer gücü, lazer ışını çapı, dedektör kazancı ve darbeli ekstraksiyon gecikme süresi gibi önemli MALDI-ToF MS parametreleri, alım sırasında çözünürlüğü artırmak için ayarlanabilir. MALDI-ToF MS veri toplama için iki mod mevcuttur: doğrusal ve reflektör¹⁷. Doğrusal mod^18,19'a kıyasla daha yüksek sinyal çözünürlüğü elde etmek için reflektör modu tercih edilir. Doğrusal modda, hızlandırılmış iyonlar doğrudan uçuş tüpünden dedektöre gider. Buna karşılık, reflektör modu, uçuş tüpünden bir kez geçmeyi ve ardından iyonları ikinci dedektöre ulaşmadan önce ikinci kez uçuş tüpünden geri yansıtmayı içerir, bu da uçuş yollarını yaklaşık iki katına çıkarır. Bu yaklaşım, benzer kütlelere sahip ancak değişen hızlara sahip iyonların farklılaşmasını sağlar^20,21. Lazer gücü, sinyal-gürültü oranını arttırmada veya bir polimerin²² parçalanmasını azaltmada da bir faktör olabilir. Bir numuneyi kesmek için mümkün olan en düşük lazer gücü, sinyal-gürültü oranini iyilestirecek ve ayrica parçalanma olasiligini azaltacaktir²². Sinyal çözünürlüğünü optimize ettikten ve sinyal-gürültü oranını maksimuma çıkardıktan sonra, elde etme, seçilen polimer analit için yüksek kaliteli veriler sağlayabilir.

MALDI-ToF MS'de doğru kütle ölçümü için kalibrasyon şarttır. İki ana yöntem kullanılır: her ikisi de analitin beklenen aralığını⁶ kapsayan bilinen kütlelere sahip kalibrantlara dayanan dahili ve harici kalibrasyon. Temsili verilerde analiz edilen polimerler için, geniş kütle aralıklarında kalibrasyon için monodispers dendrimer kalibrantlar seçildi²³. Kalibrantın katyon, analit ve matris ile karıştırıldığı dahili kalibrasyon, kütle doğruluğunu artırır çünkü hem kalibrant hem de analit aynı koşulları yaşar ve herhangi bir kalibrasyon kütle kayması onları eşit şekilde etkiler. Bununla birlikte, bu yöntem, analizi²⁴ karmaşıklaştıran, ortaya çıkan polimer sinyalleriyle tepe örtüşmesine yol açabilir. Buna karşılık, bu protokolde kullanılan harici kalibrasyon, katyon:kalibrant:matrisi hedef plaka üzerindeki katyon:analit:matristen ayrı olarak hazırlayıp tespit ederek tepe çakışmasını önler. Bununla birlikte, hedef boyunca lazer yoğunluğundaki veya iyonizasyon verimliliğindeki değişiklikler gibi numune yerleştirme ve yerel cihaz tepkisindeki küçük farklılıklar nedeniyle küçük kütle yanlışlıkları ortaya çıkabilir, böylece kalibrant ve analit birbirine yakın olmalıdır²⁴. Temsili verilerde, harici kalibrasyon yöntemi kullanılarak gözlemlenen kütle farkı, teorik değerden 0,100 Da'dan azdı.

Son olarak, tüm polimerler için, tekrar birim kütlesini belirlemek ve polimerlerin uç grup analizini gerçekleştirmek için MALDI-ToF MS verileri analiz edilebilir. Tekrar birim kütlesi, yazılım araçları kullanılarak teorik tekrar birim kütlesi ile MALDI-ToF kütle spektrumlarında gözlemlenen tekrar birim kütlesi karşılaştırılarak doğrulanabilir. Eşleşirlerse, polimerin beklenen tekrar birimi yapısına (veya bir izomere) sahip olması muhtemeldir. Polimerler için MALDI-ToF MS son grup analizi, analitin teorik kütlesinin hesaplanmasıyla başlar. Bu, tekrar ünitesinin, uç grupların ve numune hazırlamadan seçilen katyonun birleşik kütlesini içerir. Monodispers makromoleküller söz konusu olduğunda, hesaplama, seçilen katyonun kütlesi ile birlikte bir analitin toplam kütlesini içerir. Kimyasal yapıların çizilmesine yönelik yazılım araçları bu hesaplamalara yardımcı olabilir. Yazılımdan elde edilen teorik kütle daha sonra polimerin beklenen moleküler yapıya uyup uymadığını doğrulamak için MALDI-ToF kütle spektrumlarından gözlemlenen kütle ile karşılaştırılır. Bununla birlikte, gözlemlenen tekrar birimi kütlesi yaklaşık olarak teorik değerle eşleşiyorsa, ancak uç gruplar ve katyon dahil olmak üzere belirli bir n-mer'in toplam kütlesi eşleşmiyorsa, tutarsızlık beklenmeyen uç grupların varlığını düşündürebilir. Bilinmeyen uç grupları belirlemek için, gözlemlenen uç grupları oluşturmak üzere reaksiyona girebilecek alternatif molekülleri veya reaktifleri belirlemek için reaksiyon koşulları gözden geçirilir. Bu adım, polimerin tüm yapısını doğru bir şekilde karakterize etmek için çok önemlidir.

Bu protokol, kullanıcılara, özellikle de yeni başlayanlara numune hazırlama, cihaz yöntemi optimizasyonu, veri toplama ve veri analizi konularında yardımcı olmak üzere tasarlanmış, sentetik polimerlerin MALDI-ToF MS analizi için adım adım bir yöntem sağlar. Temsili veriler, belirli bir polimer için matris seçimini gösterir; monodispers, orta derecede dispers ve yüksek dispers numuneler dahil olmak üzere değişen dispersiteye sahip polimerlerin spektrumları ve analizi; farklı izotopik çözünürlük modellerine sahip olanları (örneğin, halojenli) ve yarı kararlı iyon oluşumuna eğilimli olanları (örneğin, azid sonlu) içeren polimerlerin son grup analizi; uç gruplar ve katyon eklentileri dahil olmak üzere tekrar birim kütlesini ve toplam polimer kütlesini doğrulamak için gözlemlenen ve teorik kütlelerin karşılaştırılmasını içeren MALDI-ToF MS kullanılarak polimerlerin veri analizi; ve düşük kütleli polimerlerin ve kendi kendine iyonlaşan polimerlerin matris girişimi için bir sorun giderme örneği.

Bu protokol yalnızca MALDI-ToF MS polimer karakterizasyonu için bir temel sağlamakla kalmaz, aynı zamanda numune hazırlama, adım adım cihaz yöntemi optimizasyonu (Şekil 1) ve hem yeni sentezlenmiş hem de ticari sentetik polimerler için spektrumların yorumlanması konusunda rehberlik sunar.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

DİKKAT: Review Kullanmadan önce tüm kimyasallar için Güvenlik Bilgi Formlarını (SDS). Tüm numune hazırlıklarını ve MALDI-ToF MS plaka hazırlıklarını çeker ocakta gerçekleştirin ve koruyucu gözlük, laboratuvar önlüğü ve eldiven dahil uygun kişisel koruyucu ekipman (KKD) kullanın.

1. Numune hazırlama

Matris, katyon, kalibrant ve analit stok çözeltisinin hazırlanması
1. İstenilen katyonun 2 mg'ını analit ve katyon ile uyumluluğu için seçilen 1 mL çözücü içinde çözerek alkali katyon stok çözeltisini hazırlayın. Numune 1 için 2 mg sodyum trifloroasetat, 1 mL THF içinde çözüldü.
2. İstenilen matrisin 20 mg'ını analitin çözünürlüğüne bağlı olarak 1 mL uyumlu bir çözücü içinde çözerek matris stok çözeltisini hazırlayın. Örnek: Temsili veriler için (Örnek 1), 20 mg DCTB'yi 1 mL tetrahidrofuran (THF) içinde çözün.
3. Tedarikçi talimatlarını izleyerek kalibrant stok çözeltisini hazırlayın.
4. 10 mg analiti 1 mL uygun bir çözücü içinde çözerek analit çözeltisini hazırlayın. Numune 1 için 10 mg analit, 1 mL THF içinde çözülür.
MALDI-ToF MS hedef plakasının hazırlanması
1. MALDI-ToF MS hedef plakasını temizleyin.
2. Analit toplama numunesini ve kalibrasyon numunesi çözeltisini hazırlayın. Katyon, analit ve matris stok çözeltilerini 1:5:20 μL oranında A tüpüne ve girdaba ekleyin. Harici kalibrasyon için: Katyon, kalibrant ve matris stok çözeltilerini 1:5:20 μL oranında B tüpüne ve girdaba ekleyin.
3. Analit ve kalibrant numune çözeltisi karışımını MALDI-ToF MS hedef plakasına ekleyin. Kurutulmuş damlacık yöntemini kullanarak MALDI-ToF MS hedef plakasına 0,5 μL katyon:analit:matris numune çözeltisi karışımı (tüp A) pipetleyin. Kurutulmuş damlacık yöntemini kullanarak MALDI-ToF MS hedef plakası üzerindeki analite bitişik bir noktaya 0,5 μL katyon:kalibrant:matris karışımı (tüp B) pipetleyin. Veri toplama sırasında numuneyi ve kalibrantı kolayca bulmak için her noktanın tam konumunu (satır harfi ve sütun numarası) kaydedin.

2. Veri toplama

MALDI-ToF MS hedef plakasını yerleştirin ve bir toplama yöntemi seçin
1. MALDI-ToF MS hedef plakasını cihaza yerleştirin. Hedef plakasını tutucuya doğru yönde yerleştirin ve MALDI-ToF MS hedef plakasını çok fazla içeri itmeyin.
2. Cihaz kontrol yazılımını kullanarak MALDI-ToF MS hedef plakasını cihaza sabitleyin.
3. Bir Yöntem seçin ve açın file cihaz kontrol yazılımında. Analitin kütle aralığında bir Reflektör pozitif (RP) veya doğrusal pozitif (LP) yöntemi seçin.
4. Hedef plakanın yerleştirildiğini ve metot kurulumunun tamamlandığını doğrulamak için cihaz kontrol yazılımını izleyin.
  NOT: Bu temsili polimerlerin oksijenleri vardır; bu nedenle, pozitif mod seçilir (çoğu bileşiğin alımı pozitif modda tamamlanmıştır). Temsili veriler için, tüm numunelerde reflektör modu için bir RP yöntemi seçilmiştir.
İlk veri toplama
1. Cihaz kontrol yazılımında, MALDI-ToF MS hedef plakasını ve sütun harfleri ve satır numaralarının görüntülendiği kuyucukların bir şemasını görüntüleyen kamerayı bulun. Veri toplama için seçmek üzere katyon:analit:matris karışımını içeren MALDI-ToF MS kuyusuna tıklayın.
2. Analitin beklenen kütlesinin tam olarak yakalandığından emin olmak için cihaz kontrol yazılımındaki kütle algılama aralığını 500-20000 Da gibi geniş bir aralığa ayarlayın. İlk alımdan sonra analitin beklenen kütlesinin yaklaşık 2 katı altındaki ve üstündeki aralığı ayarlamak için imleci kullanın.
3. Veri toplama
  1. MALDI-ToF MS veri alımını başlatmak için cihaz kontrol yazılımındaki Başlat düğmesine basın.
  2. Durdur'a basın veya MALDI-ToF MS alımının otomatik olarak tamamlanmasına izin verin.
  3. MALDI-ToF MS tek spektrumunu toplam spektrum arabelleğine eklemek için Ekle'ye tıklayın.
    NOT: MALDI-TOF MS tek spektrum tamponu, ayrı bir MALDI-ToF kütle spektrumunu depolar ve toplam spektrum tamponu, birden fazla alımdan veri toplayarak sinyal yoğunluğunu artırır.
  4. Kamera beslemesini görüntüleyerek MALDI-ToF MS lazeri yeniden konumlandırın ve lazeri yeni bir konuma taşımak için Seçilen aynı kuyu içinde herhangi bir yere tıklayın.
  5. Toplam arabelleğe MALDI-ToF MS tek spektrumları eklemek için MALDI-ToF MS alımlarını tekrarlayın. MALDI-ToF MS sonuçları tatmin edici olana kadar 2.2.3.1 ila 2.2.3.4 arasındaki adımları tekrarlayın.
  6. Çözünürlük ve temel gürültü için MALDI-ToF kütle spektrumunu değerlendirin. MALDI-ToF MS spektrumu yüksek çözünürlük ve minimum temel gürültü sergiliyorsa, kalibrasyon adımına geçin. Değilse, veri toplama yöntemini optimize etmeyi düşünün (örneğin, lazer gücünü, dedektör kazancını veya darbeli iyon çıkarma ayarlarını ayarlamak).
Veri toplama optimizasyonu (bkz. Şekil 1)
1. Çözünürlüğü artırmak ve/veya arka plan gürültüsünü azaltmak için MALDI-ToF MS lazer gücünü, dedektör kazancını ve darbeli iyon ekstraksiyonunu birer birer ayarlayın
2. MALDI-ToF MS yöntemini çoğaltmak için MALDI-ToF MS LP veya RP yöntemini kopyalayıp yeni bir adla yapıştırın. Oluşturulan yapıştırılmış MALDI-ToF MS yöntem dosyasını açın ve dosyayı yeniden adlandırın.
3. Veri toplama bölümündeki ilk veri toplama için bölüm 2.2'deki tüm adımları izleyerek bir başlangıç MALDI-ToF kütle spektrumu edinin. Cihaz kontrol yazılımında çözünürlüğü ve temel gürültüyü değerlendirmek için MALDI-ToF MS'nin en yüksek yoğunluğa sahip bir dizi tepe noktasını yakınlaştırın.
4. Edinme optimizasyonu
  1. MALDI-ToF MS lazer gücünü ayarlayın
    1. ~ %4'lük düşük bir MALDI-ToF MS lazer gücüyle başlayın ve veri toplamayı başlatmak ve durdurmak için ilk veri toplama için 2.2.3.1 ve 2.2.3.2 adımlarını izleyin.
    2. MALDI-ToF MS tek tamponunun çözünürlüğünü ve temel gürültüsünü ve toplam tampondaki başlangıç spektrumunu gözlemleyin ve karşılaştırın.
    3. İyonizasyonu artırmak için MALDI-ToF MS lazer gücünü %2-'luk artışlarla artırın. Her artıştan sonra veri alımını başlatmak ve durdurmak için ilk veri alımı için 2.2.3.1 ve 2.2.3.2 adımlarını izleyin.
    4. Minimum gürültü ile yüksek yoğunluklu tepe noktaları sağlayacak en düşük lazer gücünü seçin.
      NOT: MALDI-TOF MS lazer gücü% 50 ve üzerinde olduğunda, numune parçalanma olasılığı artar.
  2. MALDI-ToF MS lazer çapını optimize edin
    1. Dedektör sekmesinde, orta, büyük ve ultra ayarları test etmek için MALDI-ToF MS lazer çapını ayarlayın. Veri alımını başlatmak ve durdurmak için ilk veri alımı için 2.2.3.1 ve 2.2.3.2 adımlarını izleyin.
    2. MALDI-ToF MS tek tamponunun çözünürlüğünü ve temel gürültüsünü ve toplam tampondaki başlangıç spektrumunu gözlemleyin ve karşılaştırın.
    3. Minimum temel gürültü ile optimum çözünürlük sağlayan MALDI-ToF MS lazer çapını seçin.
      NOT: MALDI-TOF MS lazer çapı, lazer ışını çapını kontrol eder.
  3. MALDI-ToF MS dedektör kazancını ayarlayın
    1. Küçük artışlarla MALDI-ToF MS dedektör kazancını artırın veya azaltın. MALDI-ToF MS dedektör kazancındaki her artış veya azalma için veri alımını başlatmak ve durdurmak üzere İlk veri toplama için 2.2.3.1 ve 2.2.3.2 adımlarını izleyin.
    2. MALDI-ToF MS tek tamponunun ve toplam tampondaki başlangıç spektrumunun her ayarında cihaz kontrol yazılımındaki MALDI-ToF kütle spektrumu sinyal yoğunluğunu ve çözünürlüğünü gözlemleyin.
    3. En iyi yoğunluğu ve iyi sinyal çözünürlüğünü sağlayan MALDI-ToF MS dedektör kazancını koruyun.
  4. MALDI-ToF MS darbeli iyon ekstraksiyonunu değiştirin
    1. MALDI-ToF MS darbeli iyon ekstraksiyonunu 10 ns'lik artışlarla ayarlayın. Dedektör kazancındaki her artış veya azalma için veri alımını başlatmak ve durdurmak üzere İlk veri toplama için 2.2.3.1 ve 2.2.3.2 adımlarını izleyin.
    2. Darbeli iyon ekstraksiyon değişikliklerinin MALDI-ToF MS sinyal çözünürlüğünü nasıl iyileştirdiğini değerlendirin.
      NOT: MALDI-TOF MS darbeli iyon ekstraksiyonu, lazer iyonizasyonu arasındaki bir zaman gecikmesi olarak tanımlanır. Darbe iyonu ekstraksiyonunu artırarak veya azaltarak, farklı enerjilerdeki iyonlar elektrik alanında daha kısa veya daha uzun süre kalacaktır. Daha uzun süre, aynı kütleye sahip analitlerin ve biraz farklı zamanlarda ablasyon yapan pozitif yüklü iyonların, voltaj uygulandığında aynı kütleye sahip analit iyonlarıyla aynı hıza tam olarak hızlanmasına izin verebilir. Bu, çözünürlüğü artırmak ve sinyalin²⁵ arka plan gürültüsünü azaltmak için kullanılabilir.
5. Optimum çözünürlük ve en yüksek sinyal-gürültü oranı elde edildiğinde, optimize edilmiş MALDI-ToF MS yöntem dosyasını hem mevcut hem de gelecekteki kullanım için kaydedin.
MALDI-ToF MS kalibrasyonu
1. Hedef plakadaki Kalibrasyon örneğini seçerek ve ilk veri toplama için bölüm 2.2'deki tüm adımları izleyerek kalibrasyon MALDI-ToF kütle spektrumunu elde edin
  1. Kalibrasyon referans noktalarına erişin. Cihaz kontrol yazılımındaki kalibrasyon sekmesine gidin. Kullanılan kalibranta karşılık gelen uygun kütle kontrol listesini açın.
2. MALDI-ToF kütle spektrumu kalibrasyon tepe noktalarını kütle kontrol listesindeki referans kütlelerle eşleştirin.
  1. Kütle kontrol listesinde, MALDI-ToF kütle spektrumundaki ilk kalibrasyon zirvesine karşılık gelen Kütleyi seçin. MALDI-ToF kütle spektrumu, seçilen kalibrant tepe noktasını otomatik olarak yakınlaştıracaktır.
  2. Kalibrant sinyalinin soluna tıklayarak referans tepe noktasını ayarlayın. Zirve seçilecektir.
  3. Kalibrant sinyalini kütle kontrol listesinde referans kütle olarak ayarlamak için Uygula'yı seçin.
  4. Tüm ek kalibrasyon tepe noktaları için bu işlemi tekrarlayın. Kütle kontrol listesinden İlgilenilen sonraki kütleyi seçin, karşılık gelen kalibrant tepe noktasını hizalayın ve referans ayarını uygulayın.
Kalibre edilmiş polimer analit numunesi alımı
1. Cihaz kontrol yazılımında katyon:analit:matris karışımını içeren kuyuyu bulun ve seçin.
2. Optimize edilmiş ve kalibre edilmiş yöntem açıkken bölüm 2.2'deki tüm adımları izleyerek veri toplama işlemini gerçekleştirin.
3. Uygun bir dosya adı ekleyin ve daha fazla analiz için kalibre edilmiş analit MALDI-ToF kütle spektrumunu kaydedin.
Cihaz kontrol yazılımı ile MALDI-ToF MS hedef plakasını çıkarın. MALDI-ToF MS hedef plakasını temizleyin

figure-protocol-1
Şekil 1: Cihaz yöntemi optimizasyonu için karar ağacı. Bu kılavuz, yeni başlayan kullanıcılara cihaz yöntemi parametrelerini sistematik olarak optimize etmede yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Varsayılan veya başlangıç ayarlarıyla başlayın ve gözlemlenen iyileştirmelere göre artırarak veya azaltarak her seferinde bir parametreyi ayarlayın. Ardından, (1) tepe yoğunluğunu, (2) temel kaliteyi (düşük gürültü) artıran ve (3) dar tepe ve izotopik çözünürlük sağlayan yönde devam edin. Bu yaklaşım, güvenilir ve yüksek kaliteli spektrumlar için en uygun koşulların belirlenmesine yardımcı olur. Polimer numunesi reflektör modunda iyonlaşmıyor veya kullanılabilir bir spektrum üretmiyorsa, doğrusal moda geçin ve parametreleri optimize etmek için aynı karar ağacını kullanın. Doğrusal modun genellikle daha geniş tepe noktalarına ve sınırlı izotopik çözünürlüğe yol açtığını veya hiç izotopik çözünürlük olmadığını unutmayın, ancak daha yüksek kütleli polimerler veya reflektör modunda iyonizasyonu kaybedebilen polimerler için etkili olabilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

3. Veri analizi ve yorumlanması

MALDI-ToF MS veri analizi yazılımını açın ve MALDI-ToF MS analit numune spektrumunu yükleyin.
Analit numuneleri için doğru MALDI-ToF MS işleme yöntemini seçin. Burada, tüm numuneler izotopik çözünürlüğe sahipti ve seçilen MALDI-ToF MS işleme yöntemi ile tüm pikler için ilk tepe noktası seçildi.
NOT: MALDI-TOF MS işleme parametreleri sentetik polimer numuneleri için uyarlanabilir. Örneğin, MALDI-ToF MS cihaz teknisyeni tarafından bir teknik eğitim oturumu sırasında polimerler için bir MALDI-ToF MS işleme yöntemi geliştirildi. Payne ve ark. belirli uygulamalar için¹⁶. MALDI-ToF MS işleme yönteminin düzenlenmesi hakkında bilgi ve tavsiye için MALDI-ToF MS üreticisinin polimer teknik ekibiyle iletişime geçin.
MALDI-ToF MS analiz yazılımını kullanarak tepe noktalarını bulun.
Teorik ve deneysel polimer kütlesini karşılaştırır
1. Teorik polimer kütlesini kaydedin. Katyon da dahil olmak üzere beklenen makromolekül yapısını bir kimyasal çizim yazılımında çizin. Kimyasal çizim yazılımında analiz penceresini açın ve teorik kütleyi kaydedin.
  1. Monodispers Makromoleküller: Yapıyı ve katyonu birlikte seçerek makromolekülün tam kütlesini ve moleküler ağırlığını kaydedin.
  2. Düşük, Orta ve Yüksek Derecede Dağılmış Polimerler: Tekrarlanan birim kütle için, yalnızca tekrarlanan birim kütleyi kaydetmek üzere polimer omurgasını seçin. Belirli bir n-mer'in toplam kütlesi için, tekrar birimi numarasını MALDI-ToF MS analiz yazılımında görüntülenen MALDI-ToF MS spektrum aralığı içindeki bir kütleye ayarlayın. Belirli bir n-mer'in kütlesini kaydetmek için katyon ve uç gruplar dahil olmak üzere tüm polimer yapısını seçin.
2. Kaydedilen teorik kütleyi MALDI-ToF MS spektrumundan gözlemlenen kütle ile karşılaştırın
  1. Monodispers makromoleküllerin toplam kütle hesaplaması için aşağıda açıklanan adımları izleyin.
    1. MALDI-ToF MS spektrumunda en yüksek yoğunluğa sahip tepe noktasını yakınlaştırın ve görünümün teorik kütlenin en az 2 katı altında ve üstünde bir kütle aralığı içerdiğinden emin olun.
    2. Teorik kütleyi MALDI-ToF kütle spektrumunda gözlenen kütle ile karşılaştırın. Fark 0.100 Da'dan azsa, beklenen monodispers makromolekül kütlesi muhtemelen doğrudur.
    3. Beklenmeyen yapıların varlığını gösterebilecek ek tepe noktaları için MALDI-ToF MS spektrumunu inceleyin.
    4. Tutarsızlıklar tespit edilirse potansiyel yapısal farklılıkları değerlendirin. Reaksiyon şemasını gözden geçirin ve karşılaştırma için alternatif yapıların kütlelerini hesaplayın.
  2. Düşük, Orta ve Yüksek Dağılımlı Polimerlerin tekrar birim kütle hesaplaması için aşağıda açıklanan adımları izleyin.
    1. MALDI-ToF MS spektrumunda en yüksek yoğunluğu sergileyen tekrar birimi kütlesi ile ayrılmış iki tepe noktasını seçin ve yakınlaştırın.
    2. Her bir bitişik tepe çifti için, tekrar birim kütlesini hesaplamak için yüksek kütle tepe noktasının gözlemlenen kütlesini düşük kütle tepe noktasından çıkarın. Tekrar birimi kütlesinin tutarlılığını doğrulamak için bu işlemi bir sonraki tepe noktası seti için tekrarlayın.
    3. Hesaplanan tekrar birimi kütlesini teorik tekrar birimi kütlesi ile karşılaştırın. Gözlemlenen ve teorik değerler eşleşiyorsa ve tutarlı kütle farklılıkları sergiliyorsa, polimer tekrar birim kütlesi muhtemelen doğrudur.
  3. Düşük, Orta ve Yüksek Oranda Dağılmış Polimerlerin belirli bir n-merinin toplam kütlesi için aşağıda açıklanan adımları izleyin.
    1. Teorik toplam kütleye karşılık gelen MALDI-ToF kütle spektrumundaki tepe noktasını ve ayrıca bir tekrar birimi yukarıda ve aşağıda tepe noktalarını yakınlaştırın.
    2. Teorik kütleyi MALDI-ToF kütle spektrumunda gözlenen kütle ile karşılaştırın. Fark 0,100 Da'dan azsa, beklenen uç gruplar muhtemelen doğrudur.
    3. Beklenmeyen yapılara işaret edebilecek ek tepe noktaları için MALDI-ToF kütle spektrumunu inceleyin.
    4. Tutarsızlıklar tespit edilirse alternatif uç grupları veya yapısal varyasyonları değerlendirin. Reaksiyon şemasını gözden geçirin ve potansiyel alternatif uç gruplar veya döngüsel yapılar için kütleleri hesaplayın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Örnek 1: Monodispers Tris[G1](OH)₆
Çevrede üç benziliden korumalı bis(hidroksimetil)propiyonik asit (Tris[G1]Bnz₃) ile bir 1,1,1-tris(hidroksimetil)propan çekirdeğinden oluşan bir monodispers dendrimerin 1. nesli, benziliden gruplarını çıkarmak için 1:1 metanol:kloroform içinde Pd/C ve_H2 gazı ile reaksiyona sokuldu ve Tris[G1](OH)₆oluşturmak için 6 hidroksil grubuna sahip bir dendrimer ile sonuçlandı (Şekil 2A).

Tris[G1](OH)₆, matris olarak CHCA ile katyon ajanı olarak NaTFA kullanılarak analiz edildi. CHCA, polar bileşiklerle oldukça etkili olduğu ve hedef plaka üzerinde homojen bir tabaka sağlamak için Tris[G1](OH)_6'nın hidroksil grupları ile etkileşime girdiği için kullanıldı. MALDI-ToF MS numunesi hazırlama, NaTFA (THF'de 1 mg/mL), analit (THF'de 5 mg/mL) ve CHCA (THF'de 5 mg/mL) stok çözeltileri yapılarak başlatıldı. Bu çözeltiler yapıldıktan sonra, 1 μL Na⁺ katyon çözeltisi, 5 μL analit çözeltisi ve 20 μL matris çözeltisi bir mikrosantrifüj tüpünde birleştirildi ve vortekslendi (toplam 26 mL için 1:25:100 katyon:analit:matris oranı). Daha sonra, bu karışımın 1 μL'si mikrosantrifüj tüpünden çıkarıldı ve MALDI-ToF MS hedef plakası üzerinde kurutuldu. Bu numune reflektör modunda analiz edildi ve teorik ve gözlemlenen değerler karşılaştırılarak tepe noktası MALDI-ToF MS spektrumunda doğrulandı (Şekil 2B, kırmızı).

figure-results-1
Şekil 2: (A) Tris[G1](OH)_6'ya numune 1 modifikasyonu için reaksiyon şeması. Benziliden grupları, Tris[G1](OH)₆ oluşturmak için bir Pd/C ve_H2 reaksiyonu ile çıkarıldı. Reaksiyonun tamamlandığını belirlemek için MALDI-ToF MS kullanıldı. (B) Numune 1'in MALDI-ToF kütle spektrumları, Tris[G1](OH)₆ ve matris ve tuzu ([CHCA + Na]⁺) içeren üst üste bindirilmiş boş bir matris spektrumu. Tam MALDI-ToF MS spektrumu ve Tris[G1](OH)_6'nınyakınlaştırması, [Tris[G1](OH)₆+ Na⁺]⁺ için gözlemlenen bir kütle değeri gösterir 505.239 Da'dır ve 505.226 Da'lık teorik kütleden +0.013 Da'lık bir farka sahiptir. Boş MALDI-ToF MS matris spektrumunu (siyah) Tris[G1](OH)₆ MALDI-ToF MS spektrumu (kırmızı) ile karşılaştırarak, 505.26 Da dışındaki tüm tepe noktaları göz ardı edilebilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tris[G1](OH)₆için Na⁺ eklentisi gözlendi. [Tris[G1](OH)₆+ Na]⁺'nın teorik kütle değeri, Tris[G1](OH)_6'nın(482.2362 Da) monoizotopik zirvesinin kütlesi artı toplam 505.226 Da kütle veren sodyum katyonunun kütlesinden (22.9892 Da) oluşur. [Tris[G1](OH)₆+ Na]⁺ için gözlemlenen kütle değeri 505.239 Da'dır ve bu, teorik değerle +0.013 Da'lık bir farkla eşleşmiştir.

Üç benziliden grubunun da tamamen çıkarılmasını sağlamak için, MALDI-ToF MS spektrumu 505-769 Da arasında daha fazla analiz edildi. Bu kütle aralığı, tespit edilmeyen periferik grupların tespit edilmesini sağlar. 681.289 Da'da ([Tris[G1]Bnz₃+ Na]⁺ 769.3194 Da - 88.0313 Da) ve 593.257 Da zirvesinde ([Tris[G1]Bnz₃+ Na]⁺ 769.3194 Da -176.0626 Da) bir benzilidenin çıkarıldığını gösteren bir tepe noktası [Tris[G1]Bnz₂_(OH)₂_{+ Na}^]+ varlığı olacaktır^{, bu da} Tris[G1]Bnz_3'ten iki benziliden grubunun çıkarıldığını gösterir (Şekil 3). Bu zirveler ve Tris[G1]Bnz₃ mevcut değildir; bu nedenle reaksiyon tamamlandı ve Tris[G1](OH)₆sentezlendi.

figure-results-2
Şekil 3: Tris[G1]Bnz_3'ün yapıları ve teorik kütleleri, Tris[G1]Bnz₂(OH)₂, Tris[G1]Bnz₁(OH)₄ ve örnek 1 Tris[G1](OH)_6'nınara ürünleri.Siyah nokta ürünü gösterir. Çıkarılan bir ve iki benziliden grubunun yapıları ve teorik kütleleri ve tamamen hidroksillenmiş Tris[G1](OH)₆ Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

900'ün altındaki düşük moleküler ağırlıklı bölgede, Tris[G1](OH)₆monodispers kütlesi ile hizalanmayan çoklu tepe noktaları mevcuttur. Çoğu matrisin 1000'in altında küçük gürültü sorunları vardır, bu nedenle Tris[G1](OH)_6'nınsaf olduğunu doğrulamak için boş bir MALDI-ToF MS spektrumu dahil edilmiştir. Matris boş numunesi, matris (CHCA) ve katyon (Na⁺) stok çözeltilerini içeriyordu. Analiz numunesi karışımı için Tris[G1]OH_6'dan (1:100 mg/mL) aynı katyon: matris konsantrasyon oranı miktarları kullanıldı. Daha sonra, numune plakasına 1 μL karışım ilave edildi ve analiz için kurutuldu.

Boş bir MALDI-ToF MS matris spektrumu elde etmek için ön veri toplama, kalibrasyon toplama ve veri toplama tamamlandı. Şekil 2B'de (siyah), MALDI-ToF MS boş matrisi (siyah) ve numune Tris[G1](OH)₆spektrumu (kırmızı), hangi tepe noktalarının ürünle ilişkili olmadığını karşılaştırmak ve doğrulamak için esnek analizde üst üste bindirildi. Boş MALDI-ToF MS matris spektrumunda ve Tris[G1](OH)_6'datanımlanan herhangi bir tepe noktası göz ardı edilebilir ve bu nedenle tek tepe noktası, örnek 2'ye karşılık gelen 505.226 Da'dır. Örneğin, Tris[G1](OH)₆MALDI-ToF MS spektrumundaki 445.016 Da ve 656.141 Da tepe noktaları (Şekil 2B kırmızı) ayrıca boş MALDI-ToF MS matris spektrumunda (Şekil 2B siyah) 445.017 Da ve 656.144 Da'da bulunur ve sırasıyla +0.001 Da ve +0.003 Da farka sahiptir. Bu tepe noktaları, boş matris ve Tris[G1](OH)₆MALDI-ToF MS spektrumuyla eşleştikleri ve benzer farklılıklara sahip oldukları için analize dahil edilmeyecektir. Bu nedenle, Tris[G1](OH)_6'nınkütlesi MALDI-ToF MS ile doğrulanır, ancak numunenin saflığını doğrulamak için SEC ve NMR gibi diğer analizler gerekli olacaktır.

Örnek 2: Bir klorür ve bir proton uç grubu ile poli(2,2-dimetilpropanoat)
3-Kloro-2,2-dimetilpropanoik asit, baz olarak potasyum karbonat kullanılarak polimerize edildi (Şekil 4A). Bir ucunda klorür ve diğer ucunda bir proton (M_n= 980 Da) bulunan bir poli(2,2-dimetilpropanoat) (PDMP) numunesi, reaksiyon sırasında oluşan polimerik mimarileri belirlemek ve farklı uç gruplarını analiz etmek için MALDI-ToF MS ile iyonize edildi. MALDI-ToF MS numunesi hazırlama işlemine NaTFA (THF'de 2 mg/mL), analit (THF'de 5-7 mg/mL) ve DCTB'nin (THF'de 20 mg/mL) stok çözeltileri yapılarak başlandı. Bu çözeltiler yapıldıktan sonra, 5 μL Na⁺ katyon çözeltisi, 5 μL analit çözeltisi ve 10 μL matris çözeltisi bir mikrosantrifüj tüpünde birleştirildi ve vortekslendi (toplam 20 mL için 10:25:200 katyon:analit:matris oranı). Daha sonra, bu karışımın 1 μL'si mikrosantrifüj tüpünden çıkarıldı ve MALDI-ToF MS hedef plakası üzerinde kurutuldu. Matris için, diğer birçok polyesterle çalıştığı için DCTB seçilmiştir, ancak CHCA, HABA, GFR ve DHB gibi diğer matrisler denenmiştir. CHCA, HABA ve GFR numuneyi iyi iyonize etti, ancak DHB'nin başarısız olduğu kanıtlandı. NaTFA iyonu, ester gruplarının oksijenleriyle daha iyi etkileşime girdiği için potasyum trifloroasetat (KTFA), sezyum trifloroasetat (CsTFA), lityum trifloroasetat (LiTFA) ve gümüş trifloroasetat (AgTFA) ile karşılaştırıldığında daha iyi çalıştı.

MALDI-ToF MS spektrumu (Şekil 4B), numune 3 için bir klorür uç grubu ile PDMP'nin moleküler ağırlık dağılımının 600 Da ila 1600 Da aralığında olduğunu doğruladı. Bu, numunenin düşük dağılıma sahip olduğu anlamına gelir, bu da MALDI-Tof MS analiz yazılımı kullanılarak M_n, M_w ve Đ değerlerinin sırasıyla 980 Da, 1070 Da ve 1.09 olmasına yol açmıştır. Monoizotopik tepe noktası, tam kütle tanımlamasının kullanılmasını sağlayan reflektör modunda yeterince çözüldü.

figure-results-3
Şekil 4: Numune 2'nin reaksiyon şeması ve MALDI-ToF MS kütle spektrumu. (A). 3-kloro-2,2-dimetilpropanoik asit kullanılarak PDMP sentezi için reaksiyon şeması. (B) Numune 2'nin MALDI-ToF MS kütle spektrumu. Bu tam MALDI-ToF MS spektrumu, Na⁺ ile iyonize edilmiş bir klorür uç grubu (M_n= 980 Da) ile PDMP numunesinin genel dağılımını gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Polimer tekrar birim kütlesini doğrulamak için, iki bitişik tepe noktası arasındaki kütle farkı hesaplandı. Polimerin tekrar birimi, 100.056 Da'lık gözlemlenen bir ortalama moleküler ağırlığa sahiptir ve bu, PDMP'nin teorik tekrar eden biriminin (100.052 Da) sadece +0.004 Da altında olan 600 Da ila 1300 Da aralığında sekiz tepe noktasının (ana dağılım) ortalama kütlesi alınarak doğrulanmıştır ve ayrıca bir hidrojene (ön uçta) ve bir klorüre (arkada) karşılık gelen bir uç grup kütlesine sahiptir son).

MALDI-ToF MS spektrumu, her biri farklı uç gruplara sahip elde edilen polimere karşılık gelen üç farklı dağılım ortaya çıkardı. Bu uç gruplar, teorik kütleleri hesaplanarak ve MALDI-ToF MS spektrumunda gözlenen kütlelerle karşılaştırılarak tanımlandı ve doğrulandı. Son grupları daha fazla tanımlamak için, analiz için ayrı bir n-mer seçildi (Şekil 5).

PDMP'nin ana dağılımı, polimerin bir hidrojen (ön uçta) ve bir klorüre (arka uçta; mavi) sahip olduğunu gösterdi. PDMP'nin 8-merinin teorik kütle değeri (Şekil 5), tekrar birimlerinin kütlesi (100.0524 Da x 8) artı Cl uç grubunun kütlesi (+ 34.9689 Da) ve hidrojen uç grubunun kütlesi (+ 1.0078 Da) artı sodyum katyonunun kütlesi (+ 22.9892 Da) toplam 859.385 Da kütle verir. 8-mer [H-PDMP_8-Cl + Na]⁺ için gözlemlenen kütle değeri 859.426 Da'dır ve bu, teorik değerden yalnızca +0.041 Da farklıdır.

Bir sonraki dağılım (turuncu), polimerin ön uçtaki protonu arka uçta bir sodyum ve bir klorür ile değiştirdiğini gösterdi. Protondan arındırılmış PDMP'nin 8-merinin teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesi (100.0524 Da x 8) artı Cl uç grubunun kütlesi (+ 34.9689 Da) ve iki sodyum grubunun kütlesinden oluşur (+ (22.9892 Da x 2)) toplam 881.367 Da 8 mer kütlesi verir. 8-mer [Na-PDMP_8-Cl + Na]⁺ için gözlemlenen kütle değeri 881.413 Da'dır ve bu, teorik değerden sadece +0.046 Da farklıdır.

Son olarak, PDMP'nin üçüncü dağılımı (yeşil), siklik oligomerik türlerin varlığını doğruladı. Döngüsel PDMP'nin 8-merinin teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesinden (100.0524 Da × 8) artı bir sodyum grubunun kütlesinden (+ 22.9892 Da) oluşur ve toplam 8 mer kütlesi 823.409 Da verir. Döngüsel 8-mer [PDMP8 + Na]+ için gözlemlenen kütle değeri 823.448 Da'dır ve bu, teorik değerden yalnızca +0.039 Da farklıdır.

Polimer üzerindeki halojenlerin varlığı MALDI-ToF MS ile tanımlanabilir. Doğrusal polimer üzerindeki uç grup, [M⁺] ve [M+2]⁺ tepe noktalarının yaklaşık 3:1 oranıyla gösterilen bir Cl'ye sahiptir. Gözlenen ve teorik [M⁺] ve [M+2]⁺ zirveleri arasındaki fark Tablo 1'de gösterilmiştir. 761.3 Da [M+2]⁺ 'daki ikinci tepe noktası için teorik ve gözlemlenen bolluk yüzdesi sırasıyla B.3 ve B.2'dir (ilk tepe noktası 0'dür), bu da polimerik uç grupta bir Cl grubunun varlığını doğrular. Siklik türlerin, lineer sodiated bileşiğin 36 Da altında ve disodiated bileşiğin 58 Da altında olduğu bulundu. Ek olarak, bu siklik bileşik, monoklorlu bir türün sahip olduğu 3:1 oranına sahip değildi. Bu klorür, karşı uçta karboksilat ile_{bir SN2}saldırısı yoluyla çıkarılabilir ve bu da halkanın kapanmasına yol açar.

figure-results-4
Şekil 5: Numune 2'nin tek bir tekrarının MALDI-ToF MS kütle spektrumu. Bu MALDI-ToF MS spektrumu^{, ana tepe} noktasını Na + ile iyonize edilmiş hidrojen ve klorür uç grupları (M_n= 980 Da) ile PDMP olarak gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 1: Hidrojen ve klorür uç grubu (M n = 980 Da) ile lineer PDMP'nin [M⁺] ve [M+]+ piklerinin ([M⁺] = 0 ile) gözlemlenen ve teorik pik yüzdesi bolluğu ve pik izotopik yoğunluğu arasındaki karşılaştırma (M_n= 980 Da) MALDI-ToF MS'den. Doğrusal polimer üzerindeki uç grup, [M+] ve [M⁺2]⁺ tepe noktalarının yaklaşık 3:1 oranıyla gösterge olan bir Cl'ye sahiptir. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Örnek 3: Kuaterner amonyum ve proton uç gruplarına sahip poli(2,2-dimetilpropanoat).
3-Bromo-2,2-dimetilpropanoik asit, baz olarak trietilamin (TEA) kullanılarak polimerize edildi, ancak TEA'nın uç grupta Br'nin yerini aldığı belirlendi (Şekil 6A). İzotopik dağılımı Cl uç grubuna sahip olanlarla karşılaştırmak için bir tarafında kuaterner amonyum ve diğer ucunda proton (M_n= 1410 Da) bulunan bir PDMP örneği kullanıldı. MALDI-ToF MS numunesi hazırlama işlemine KTFA (THF'de 2 mg/mL), analit (THF'de 5-7 mg/mL) ve DCTB (THF'de 20 mg/mL) stok çözeltileri yapılarak başlandı. Bu çözeltiler yapıldıktan sonra, 5 μL K⁺ katyon çözeltisi, 5 μL analit çözeltisi ve 10 μL matris çözeltisi bir mikrosantrifüj tüpünde birleştirildi ve vortekslendi (toplam 20 mL için 10:25:200 katyon:analit:matris oranı). Daha sonra, bu karışımın 1 μL'si mikrosantrifüj tüpünden çıkarıldı ve MALDI-ToF MS hedef plakası üzerinde kurutuldu. Matris için, diğer birçok polyesterle çalıştığı için DCTB seçildi. Numunenin kendi kendine iyonlaşıp iyonlaşmadığını doğrulamak için potasyum katyonu eklendi.

Polimer, uç grupta kendi kendini iyonize edebilen kuaterner nitrojen (pozitif yüklü) içerir. Bu, MALDI-ToF MS spektrumları tarafından doğrulandı, çünkü kütle-yük oranı (m/z), numune hazırlamada K⁺ veya Na⁺ kullanılmasına bakılmaksızın değişmedi. Ek olarak, MALDI-ToF MS spektrumları, Br iyi bir ayrılma grubu olduğundan, uç grupta pozitif yüklü kuaterner amonyumun varlığını doğruladı.

MALDI-ToF MS spektrumları, kuaterner amonyum uç grubu ile PDMP'nin moleküler ağırlık dağılımının 600 Da ila 2200 Da aralığında olduğunu doğruladı (Şekil 6B). Bu, numunenin düşük dağılıma sahip olduğu anlamına gelir, bu da MALDI-Tof MS analiz yazılımı kullanılarak M_n, M_w ve Đ değerlerinin sırasıyla 1410 Da, 1540 Da ve 1.08 olmasına yol açmıştır.

figure-results-5
Şekil 6: Numune 3'ün reaksiyon şeması ve MALDI-ToF MS kütle spektrumu. (A) Numune 3 için reaksiyon şeması. Baz olarak trietilamin ile 3-bromo 2,2-dimetilpropanoik asit kullanılarak PDMP sentezi için reaksiyon şeması. (B) Bu tam MALDI-ToF MS spektrumu, lineer PDMP'nin bir kuaterner amonyum uç grubu (M_n= 1410 Da) ile genel dağılımını gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Polimerin aynı tekrar birimine (monomer) sahip olup olmadığını doğrulamak için, iki bitişik tepe noktası arasındaki fark hesaplandı. Polimerin tekrar birimi, 100.0535 Da'lık bir gözlemlenen ortalama moleküler ağırlığa sahiptir. Bu, teorik tekrar biriminin (100,0524 Da) yalnızca +0,0011 Da üzerinde olan 900 Da ila 2300 Da arasında değişen on iki tepe noktasının (ana dağılım) ortalamasına bakılarak doğrulandı.

MALDI-ToF MS spektrumu iki farklı dağılım gösterdi. Dağılımlardan biri, polimerin uç gruplar (siyah) olarak bir karboksilik asit ve pozitif yüklü bir kuaterner amonyuma sahip olduğunu gösterirken, diğer dağılım (mor) karboksilik asitten proton kaybını ve potasyum iyonu ilavesini gösterdi. Son grupları daha fazla tanımlamak için, analiz için ayrı bir n-mer seçildi (Şekil 7).

Kuaterner amonyum uç grubuna sahip PDMP'nin 12-merinin teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesi (100.0524 x 12) artı kuaterner amonyum uç grubunun kütlesi (+ 101.1199) ve toplam 1302.757 Da'lık bir 12-mer kütlesi veren hidrojen uç grubunun kütlesinden (+ 1.0078) oluşur. 12-mer [H-PDMP_12-TEA]⁺için gözlemlenen kütle değeri 1302.730 Da'dır ve bu, teorik değerin yalnızca -0.027 Da altındadır.

Bir tarafta kuaterner amonyum uç grubu ve protonun başka bir potasyum iyonu ile yer değiştirmesi ile PDMP'nin 12-merinin teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesinden (100.0524 × 12) artı kuaterner amonyum uç grubunun kütlesinden (+ 101.1199) ve potasyum uç grubunun kütlesinden (+ 38.9637) oluşur ve bu da toplam 12 mer kütle 1340.713 Da verir. 12-mer [K-PDMP_12-TEA]⁺ için gözlemlenen kütle değeri 1340.700 Da'dır ve bu, teorik değerin yalnızca -0.013 Da altındadır.

figure-results-6
Şekil 7: Numune 3'ün tek bir tekrarının MALDI-ToF MS kütle spektrumu. Bu MALDI-ToF MS spektrumu, lineer PDMP'nin bir kuaterner amonyum uç grubu (M_n= 1410 Da) ile birincil dağılımını gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Örnek 4: Doğrusal poli(etilen brassilat)
MALDI-ToF MS ile karakterize edilen bir sonraki polimer numunesi lineer poli(etilen brassilat) (l-PEB)'dir. Bu, iki ester grubu içeren on yedi üyeli bir halkaya sahip olan makrosiklik monomer etilen brassilattan sentezlendi (Şekil 8A). Polimerik yapı içindeki fonksiyonel grubu ve mimari değişimi anlamak için dört farklı karakterizasyon tekniği araştırıldı: MALDI-ToF MS, ¹H-NMR, SEC ve Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR). ¹H-NMR, SEC ve FTIR, siklik diesterin çıkarıldığını ve α-propargil-ω-hidroksi-PEB oluşumunu doğrular. Bununla birlikte, bu teknikler herhangi bir yan ürün oluşumunu tespit etmedi. Öte yandan, l-PEB'nin MALDI-ToF MS spektrumu (Şekil 8B), üç farklı PEB'nin oluşumunu gösteren üç farklı kütle dağılımı sergiler: α-hidroksi-ω-hidroksi-PEB (1), α-propargil-ω-propargil-PEB (2) ve α-propargil-ω-hidroksi-PEB (3), sırasıyla (Şekil 8B).

figure-results-7
Şekil 8: Na⁺ ile l-PEB'lerin MALDI-TOF spektrumu. (A) Doğrusal poli(etilen brassilat) yapılar. (1) α-hidroksi-ω-hidroksi-PEB (2) α-propargil-ω-propargil-PEB (3) α-propargil-ω-hidroksi-PEB. (B) α-hidroksi-ω-hidroksi-PEB (1), α-propargil-ω-propargil-PEB (2) ve α-propargil-ω-hidroksi-PEB (3) dahil olmak üzere üç dağılım tanımlandı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

l-PEB numunesi, polar olmayan polimerler için matris olarak DCTB kullanılarak MALDI-ToF MS üzerinde analiz edildi. MALDI-ToF MS numunesi hazırlama, NaTFA (THF'de 1 mg/mL), analit (THF'de 5 mg/mL) ve DCTB'nin (THF'de 20 mg/mL) stok çözeltileri yapılarak başlatıldı. Bu çözeltiler yapıldıktan sonra, 1 μL Na⁺ katyon çözeltisi, 5 μL analit çözeltisi ve 20 μL (4) matris çözeltisi bir mikrosantrifüj tüpünde birleştirildi ve vortekslendi (toplam 26 mL için 1:25:400 katyon:analit:matris oranı). Daha sonra, bu karışımın 1 μL'si mikrosantrifüj tüpünden çıkarıldı ve MALDI-ToF MS hedef plakası üzerinde kurutuldu. Her dağılım için gözlemlenen MW'ler, [M + Na]⁺ iyonlarının tam moleküler ağırlıklarından 0,03 Da'lık bir sapma içindeydi.

α-hidroksi-ω-hidroksi-PEB'nin (1) 6-meri için teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesinden (270.1831 Da x 6) artı 2-hidroksietoksi uç grubunun kütlesinden (+ 61.0290 Da) oluşur, artı hidrojen uç grubunun kütlesi (+ 1.008 Da), artı sodyum katyonu (+ 22.9892 Da), toplam 1706.124 Da verir. α-hidroksi-ω-hidroksi-PEB'nin (1) 6-meri için gözlenen kütle değeri 1706.133 Da'dır ve bu, teorik değerin sadece +0.009 Da üzerindedir.

α-propargil-ω-propargil-PEB'nin (2) 5-meri için teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesinden (270.1831 Da x 5) ve ayrıca etilen sturdilat eksi OCH₂CH₂O (+ 210.1620 Da) kütlesinden oluşur, artı iki propargil eter uç grubunun kütlesi (+ 55.0184 Da x 2), artı toplam 1694.103 Da veren sodyum katyonu (+ 22.9892 Da). α-propargil-ω-propargil-PEB'nin (2) 5-mer'i için gözlenen kütle değeri 1694.127 Da'dır ve bu, teorik değerin sadece +0.024 Da üzerindedir.

α-propargil-ω-hidroksi-PEB'nin (3) 6-meri için teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesinden (270.1831 Da x 6) artı propargil eter uç grubunun kütlesinden (+ 55.0184 Da) oluşur, artı hidrojen uç grubunun kütlesi (+ 1.008 Da), artı sodyum katyonu (+ 22.9892 Da) toplam 1700.113 Da verir. α-propargil-ω-hidroksi-PEB'nin (3) 6-meri için gözlenen kütle değeri 1700.139 Da'dır ve bu, teorik değerin sadece +0.026 üzerindedir.

Örnek 5: Azidlenmiş lineer poli(etilen brassilat)
Ayrıca, I-PEB (numune 6), alkol uç gruplarının esterleştirilmesi yoluyla 6-azidoheksanoik asit ile işlevselleştirildi (Şekil 9), azidlenmiş l-PEB (numune 7) elde edildi. Elde edilen ürün ayrıca ana polimer (numune 6) olarak numune hazırlama teknikleri kullanılarak MALDI-ToF MS (Şekil 10) üzerinde analiz edilmiştir. Her dağılım için gözlemlenen MW'ler, [M + Na]⁺ iyonlarının tam moleküler ağırlıklarından 0,04 Da'lık bir sapma içindeydi. Esterleşmeden sonra, iki hidroksi uç grubuna (1) sahip l-PEB'lerin [M + Na]+ iyonları, (1)'den α-azido-ω-azido-PEB'ye (4) dönüşümleri nedeniyle kütlede bir kayma gösterir. Ek olarak, bir hidroksi uç grubu ve bir propargil uç grubu (3) olan l-PEB'ler, bir α-propargil-ω-azido-PEB'ye dönüştürüldü (5). Bununla birlikte, (2), her iki alkin uç grubu nedeniyle reaksiyona girmeden kalır.

figure-results-8
Şekil 9: Lineer poli(etilen brassilat)'ın alkol uç grubu ile 6-azidoheksanoik asit reaksiyon şeması yoluyla esterleştirilmesi. α-hidroksi-ω-hidroksi-PEB (1), α-azido-ω-azido-PEB'ye (4) dönüşür ve α-propargil-ω-hidroksi-PEB, (3) α-propargil-ω-azido-PEB'ye (5) dönüşür. α-propargil-ω-propargil-PEB (2), esterleşme reaksiyonuna girmeyen alkin uç grupları nedeniyle reaksiyona girmeden kalır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

α-propargil-ω-azido-PEB'nin (5) 6-mer'i için teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesinden (270.1831 Da × 6) artı propargil eter uç grubunun kütlesinden (+ 55.0184 Da) oluşur, artı azidoheksanoat uç grubunun kütlesi (+ 140.0824 Da), artı toplam 1839.188 Da veren sodyum katyonu (+ 22.9892 Da). α-propargil-ω-azido-PEB'nin (5) 6-meri için gözlenen kütle değeri 1839.184 Da'dır ve bu, teorik değerin sadece -0.004 Da altındadır. Ayrıca, (5) için yarı kararlı iyon (_5-N2) zirvelerinin varlığı, azid işlevselleşmesinin bir başka göstergesidir, çünkü yarı kararlı iyonlar yalnızca molekülde bir azid varsa oluşacaktır.

Yarı kararlı tepe noktasının (5-N2 + Na⁺) 6-mer'i için teorik kütle değeri 1815.126 Da'dır ve bu, yarı kararlı tepe ve α-azido-ω-hidroksi-PEG tepe noktalarının kütle farkı grafiğinden elde edilen denklem kullanılarak belirlenmiştir (Şekil 11). Yarı kararlı tepe noktasının 6-mer'i için gözlemlenen kütle değeri 1815.089 Da'dır ve bu, teorik değerin sadece -0.031 Da altındadır. Grafik, 1000 ila 2000 Da kütle aralığında, yarı kararlı tepe noktasının teorik kütle değerinin (5)'inkinden 24 ila 24,1 Da daha düşük olduğunu göstermektedir.

α-azido-ω-azido-PEB'nin (4) 6-mer'i için teorik kütle değeri, tekrar birimlerinin kütlesinden (270.1831 Da × 6) artı 6-azidoheksanat uç grubunun kütlesinden (+ 140.0824 Da) oluşur, artı 2-oksietil-6-azidoheksanat uç grubunun kütlesi (+ 200.1035 Da), artı toplam 1994.273 Da veren sodyum katyonu (+ 22.9892 Da). α-azido-ω-azido-PEB'nin (4) 6-mer'i için gözlenen kütle değeri, teorik değerin +0.023 Da üzerinde olan 1994.296 Da'dır.

figure-results-9
Şekil 10: Na⁺ ile azidlenmiş l-PEB'lerin MALDI-ToF spektrumu. Bunlar, α-propargil-ω-propargil-PEB (2), α-azido-ω-azido-PEB (4) ve α-propargil-ω-azido-PEB'nin (5) üç dağılımını içerir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-10
Şekil 11: α-azido-ω-hidroksi-PEG ile yarı kararlı bileşiği arasındaki kütle farkının, α-azido-ω-hidroksi-PEG kütlesine (ortalama kütle 1700 Da) göre grafiksel gösterimi. Bu grafik, α-azido-ω-hidroksi-PEG'in MALDI-ToF spektrumundan türetilmiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Örnek 6: Geniş Bir Şekilde Dağılmış Bir Tarak Polimeri
Nihai reaksiyon şeması, poli(etilen glikol) yan zincirleri⁹ olan tiyoeter tekrar eden birimlere sahip bir tarak polimeridir. 400 Mn_, metil eter-PEG-propargil ve 1,6-heksanditiolden (CP MeO-PEG-400 HDT; Şekil 12A) NaTFA kullanılarak analiz edildi. Karşı iyon olarak sodyum seçildi çünkü eterler ve tiyoeterler, sezyum gibi daha yüksek alkali toprak metalleri yerine sodyum, lityum ve potasyum ile daha kolay iyonlaştı. Bu numuneler polar olmayan bir matris olan DCTB ile çalıştırıldı, ancak ek matrisler (CHCA ve DT) de kötü sonuçlarla test edildi. MALDI-ToF MS numunesi hazırlama, NaTFA (THF'de 1 mg/mL), analit (THF'de 5 mg/mL) ve DCTB'nin (THF'de 20 mg/mL) stok çözeltileri yapılarak başlatıldı. Bu çözeltiler yapıldıktan sonra, 1 mL katyon çözeltisi, 5 mL analit çözeltisi ve 20 mL matris çözeltisi bir mikrosantrifüj tüpünde birleştirildi ve vortekslendi (toplam 26 mL için 1:25:400 katyon:analit:matris oranı). Daha sonra, bu karışımın 1 mL'si mikrosantrifüj tüpünden çıkarıldı ve MALDI-ToF MS hedef plakası üzerinde kurutuldu. NaTFA, numuneye bir karşı iyon olarak eklendiğinden, MALDI-ToF MS kütle spektrumu, bilinen numunenin beklenen Na⁺ eklentilerini sergiledi. Ek olarak, bu zirvelerin üzerinde kabaca 16 Da, 32 Da ve 48 Da'lık artışlar da gözlemlendi ve bu makalenin ilerleyen kısımlarında tartışılacak.

figure-results-11
Şekil 12: Numune 6 ve numune 6'nın MALDI-ToF kütle spektrumu için reaksiyon şeması (A) Birkaç HDT ara parçası ve 400 M_n PEG yan zincirleri olan ditiol-yne bazlı bir tarak polimerinin kimyasal yapısı ve reaksiyon koşulları. (B) Numune 6'nın MALDI-ToF kütle spektrumu, CP MeO-PEG-400 HDT. Majör tekrar birimi = 550.30 Da, Minör tekrar birimi = 44.02 Da Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

MALDI-ToF MS geniş dağılımı doğruladı (SEC ile dağılım = 2.88; Şekil 12B) CP MeO-PEG-400 HDT'nin. Monoizotopik tepe noktası (yalnızca en bol bulunan element izotoplarını, yani ¹²C, ¹H, ¹⁶O ve ³²S'yi içerir) yeterince çözüldü ve bu da kesin kütle tanımlamasının kullanılmasını sağladı. Tüm teorik kütle hesaplamaları, her element için monoizotopik kütleler kullanılarak belirlendi. Numunenin geniş dağılımı nedeniyle (SEC ile 2.88), MALDI-ToF kütle spektrumu M_n, M_w veya Đ'yi hesaplamak için kullanılamadı. MALDI-ToF MS, dar dağılmış polimerlerin (Đ < 1.3) karakterizasyonunda üstündür, ancak geniş dağılmış polimerlerin tam karakterizasyonu ile mücadele edebilir. Geniş dağılımlı polimerleri tanımlarken, daha yüksek moleküler ağırlıklı türler hariç olmak üzere, kütle spektrumunun yalnızca daha düşük moleküler ağırlıklı ucu iyi çözülecek ve MALDI-ToF MS ile görünür olacaktır. Bu fenomene düşük kütle yanlılığı denir. Bu oluşum nedeniyle, tarak polimerlerinin tek başına MALDI-ToF MS ile tam karakterizasyonu elde edilemez. Bu nedenle SEC, doğru M_n, M_w ve Đ değerlerini elde etmek için MALDI-ToF MS ile birlikte kullanıldı.

Tarak polimerinin varlığını doğrulamak için, standart bir doğrusal veya siklik polimer için benzer bir yaklaşım benimsenmiştir. Tarak polimerinin her bir tekrar birimi, M_n = 400 PEG yan zincirlerinin dar bir dağılımını içerir, bu nedenle her birinde amaçlanan ürünün varlığını belirlemek için tarak polimeri tekrar birimleri araştırıldı. Ek olarak, yine karakterize edilen reaksiyon çözeltisinde (300-700 Da) kalan polimerizasyondan az miktarda başlangıç malzemesi vardı.

Tam MALDI-ToF MS spektrumunda, MeO-PEG-OH'nin 6 ila 15 mer'i için daha düşük ve daha yüksek MW görülebilir. Başlangıçta, MeO-PEG-propargyl başlangıç materyalinin MALDI-ToF MS spektrumunda, bu MeO-PEG-OH görünmüyordu (Şekil 13; üst spektrum). Bu tepe noktalarının ortaya çıkması, MeO-PEG-propargil'in MeO-PEG-OH'ye nispi konsantrasyonundan kaynaklanmaktadır. Tarak polimer reaksiyonu ilerledikçe, MeO-PEG-propargil ürüne dahil edilir. Bu nedenle, MeO-PEG-OH ile karşılaştırıldığında alkin başlangıç malzemesinin oranı azalmaya başlar, bu da MALDI-ToF MS spektrumunda işlevselleşmemiş MeO-PEG-OH'yi gösterir (Şekil 13; alt spektrum).

Ürün kütle dağılımına gelince, sonraki tüm hesaplamalar için kesin kütle değerleri kullanıldı. Başlangıç malzemesinin [MeO-(PEG₁₀)-CH₂CCH + Na]⁺ bir tekrar biriminin teorik kütle değeri 44.0262 Da'dır. Bu tekrar birimi kütlesi çarpı her bir yan zincir için 10 olacak olan tekrar birimi sayısı (44.0262 Da x 10) artı α-metoksi uç grubunun kütlesi (+ 31.0183 Da) ve ω-propargil uç grubunun kütlesi (+ 39.0235 Da) artı sodyum katyonunun kütlesi (+ 22.9892 Da) toplam 10-mer kütlesi 533.2932 Da verir. 10-mer PEG + Na⁺ için gözlenen kütle değeri 533.239 Da'dır ve bu teorik değerin -0.054 Da altındadır (Şekil 13). Tam MALDI-ToF MS spektrumlarında, bu seri için aşağıda 6 ila 9-mer ve yukarıda 11 ila 15-mer vardır. Düşük moleküler ağırlık spektrumundaki daha küçük, ofset tepe noktaları dizisi, 11-mer'in teorik kütle değerinin tekrar birimlerinin kütlesinden (44.0262 Da x 11) artı α-metoksi uç grubunun kütlesinden (+ 31.0184 Da) ve ω-hidrojen uç grubunun kütlesinden (+ 1.008 Da) ve toplam 11-mer veren sodyum katyonunun kütlesinden (+ 22.9892 Da) oluştuğu işlevselleştirilmemiş MeO-PEG-OH başlangıç malzemesine karşılık gelir kütle 539.304. 11-mer + Na⁺ için gözlemlenen kütle değeri 539.252 Da'dır ve bu, teorik değerin yalnızca -0.052 Da altındadır.

figure-results-12
Şekil 13: Başlangıç malzemesinin (üstte) MALDI-ToF kütle spektrumları (530-615 Da'dan yakınlaştırılmış) ve numune 8'in (altta), CP MeO-PEG-400 HDT'nin düşük moleküler ağırlıklı türleri. Alkin başlangıç malzemesinin MeO-PEG-OH (üst spektrum ve kırmızı) ile karşılaştırıldığında oranı azalmaya başlar, bu da CP MeO-PEG-400 HDT MALDI-ToF kütle spektrumunda (alt spektrum) işlevselleşmemiş MeO-PEG-OH (alt spektrum ve mavi) gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Siklik tarak polimerlerine gelince, değişen derecelerde polimerizasyona sahip kütleleri, istenen n-mer'in tek tek parçaları ile çarpılabilir. 2-mer'in [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + Na]⁺ teorik kütle değeri, zincir başına kabaca 8 adet olan her bir PEG zincirinin tekrar birimlerinin kütlesinden oluşur, (44.0262 Da x 16) artı her PEG zincirinin terminal metil uç gruplarının kütlesi (+ 15.0235 Da x 2) artı bir zamanlar propargil grubu olan ve şimdi tiyollerle reaksiyona giren karbonların kütlesi (+ 41.0391 Da x 2) artı alkinlerle reaksiyona giren HDT'nin kütlesi (+ 148.0380 Da x 2) ve toplam 2 mer kütlesi 1167.599 Da veren sodyum katyonunun kütlesi (+ 22.9892 Da). 2-mer [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + Na]⁺ için gözlenen kütle değeri 1167.626 Da'dır ve bu, teorik değerin +0.027 Da üzerindedir (Şekil 14). Daha düşük moleküler ağırlıklı siklik yapılar gözlenmesine rağmen, her iki ucunda tiyoller veya her iki uçta çift bağ bulunan lineer bileşikler gözlenemedi.

Bu tiyoeter içeren polimerler ayrıca oksidasyona uğrayarak tiyoeterleri sülfoksitlere^{dönüştürebilir 9}. Bu, oksidasyon derecesine bağlı olarak birden fazla oksijenin (+ 15.9949 Da x n) eklenmesini açıklar; bu, Na+ eklentisinden +15.9739 Da fark olan K⁺ eklentisinden farklıdır. 2-mer'in [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + Na]⁺ tek oksidasyonu için teorik kütle değeri 1183.594 Da iken, gözlemlenen kütle değeri teorik değerden sadece +0.026 Da artışla 1183.620 Da olmuştur. 2-mer'in [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + Na]⁺ çift oksidasyonu için teorik kütle değeri 1199.590 Da iken, gözlemlenen kütle değeri teorik değerden sadece +0.023 Da artışla 1199.613 Da olmuştur. Son olarak, 2-mer'in [CP-MeO-PEG16 HDT + Na]⁺ üçlü oksidasyonu için teorik kütle değeri 1215.585 Da iken, gözlemlenen kütle değeri teorik değerden sadece +0.032 Da artışla 1215.617 Da olmuştur.

figure-results-13
Şekil 14: Numune 8'in MALDI-ToF kütle spektrumu, CP MeO-PEG-400 HDT. 1165-1254 Da'dan yakınlaştırma, farklı miktarlarda PEG tekrar birimleri eklenmiş ve değişen derecelerde tiyoeter oksidasyonu olan siklik 2-mer tarak polimer ürünlerini gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Oksidasyon, bir karşı iyon çalışması yapılarak daha da doğrulanabilir. Bu, K⁺ gibi farklı bir iyonlaştırıcı katyonun kullanılmasını ve MALDI-ToF MS spektrumlarındaki tepe noktalarının kaymasının karşılaştırılmasını gerektirir. Bir CP MeO-PEG-400 HDT örneği, NaTFA yerine KTFA kullanılarak MALDI-ToF MS üzerinde çalıştırıldı (Şekil 15). Bu, Na⁺ ve K⁺ arasındaki kütle farkından dolayı tepe noktalarının tüm kütlelerini +15.9739 Da yukarı kaydırır. K⁺ eklentisi ile yapılan analiz için, MALDI-ToF MS spektrumlarında oksitlenmemiş polimer (1183.574 Da_Theo) mevcut değildi. 2-mer'in [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + K]⁺ tek oksidasyonu için teorik kütle değeri 1199.569 Da iken gözlenen kütle değeri 1199.567 Da (sadece -0.002 Da), 2-mer'in çift oksidasyonu için [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + K]⁺ teorik kütle değeri 1215.564 Da iken, gözlenen kütle değeri 1215.572 Da idi ve bir fark (sadece +0.008 Da), 2-mer'in [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + K]⁺ üçlü oksidasyonu için teorik kütle değeri 1231.558 Da iken gözlenen kütle değeri 1231.563 Da (sadece +0.005 Da) ve 2-mer'in yeni oluşan dörtlü oksidasyonu için [CP-MeO-PEG₁₆ HDT + K]⁺ teorik kütle değeri 1247.553 Da iken gözlenen kütle değeri 1247.551 Da (sadece -0.002 Da) idi. Polimerlerin, Na⁺ ve K⁺ eklentilerini çalıştırmak arasında daha fazla oksitlendiği, bunun da oksitlenmemiş ürünün kaybına ve CP MeO-PEG-400 HDT'nin dörtlü oksidasyonunun oluşumuna neden olduğu belirtilmelidir. Polimer gerçekten de hem Na⁺ hem de K⁺ eklentileri ile uçarken, Na⁺ eklentileri için sinyal-gürültünün önemli ölçüde daha yüksek olduğu ve birincil karakterizasyon için Na⁺ kullanma seçeneğini vurguladığı da belirtilebilir.

figure-results-14
Şekil 15: Numune 8'in MALDI-ToF kütle spektrumu, CP MeO-PEG-400 HDT. 1195-1254 Da'dan yakınlaştırma, farklı miktarlarda PEG tekrar birimleri eklenmiş ve değişen derecelerde tiyoeter oksidasyonu olan siklik 2-mer tarak polimer ürünlerini gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

MALDI-ToF MS, sentetik polimerlerin karakterizasyonu için oldukça etkili bir tekniktir ve yumuşak iyonizasyon mekanizması sayesinde minimum parçalanma ile hassas ölçümler sunar. Bu yöntemde, matris bir lazerden enerji emer ve onu analit^26'ya aktarır. Bu enerji, polimerin buharlaşmasına, bir katyonizasyon maddesi ile etkileşime girerek iyonlaşmasına ve vakumda desorbe olmasına neden olur. İyonize analitler, kütle-yük oranlarına (m / z) ^26,27 göre tespit edildikleri uçuş tüpünden geçerler. Bu yöntem, monodispers moleküllerin kütlesini belirlemek için uygundur ve tekrar birim kütlesinin ve uç grupların belirlenebildiği orta derecede dağılmış (Đ = 1.1-1.3) ve yüksek oranda dağılmış polimerler için eşit derecede etkilidir. Orta derecede dağılmış polimerler için MALDI-ToF MS ayrıca dağılım (Ð), sayı ortalamalı moleküler ağırlık (M_n) ve ağırlık ortalama moleküler ağırlık (M_w) sağlar.

Bununla birlikte, tekniğin çeşitli sınırlamalarına dikkat edilmelidir. MALDI-ToF MS, yüksek dispersiteye sahip polimerleri analiz ederken düşük kütleli bir yanlılık sergiler (Đ > 1.3), yani dağılımdaki daha düşük kütleli polimerler spektruma hakim olurken, daha yüksek kütleli türler düşük yoğunluklu zirvelerdir veya yoktur^28,29. Ek olarak, 10.000 Da'nın üzerindeki polimerler için çözünürlük önemli ölçüde azalır ve 15.000 Da'yı aşan polimerler doğrusal modda daha iyi analiz edilebilir. Ancak doğrusal mod, reflektör moduna kıyasla izotopik tepe çözünürlüğünden ödün verir. Ayrıca MALDI-ToF MS, polimerin etkili bir şekilde iyonlaşma yeteneğine dayanır. Konjuge sistemlere veya heteroatomlara sahip polimerler,^30,31'i iyonlaştırmak için genellikle kimyasal modifikasyonlar gerektiren polietilen veya polipropilen gibi doymuş hidrokarbonlardan daha kolay iyonlaşır.

Numune hazırlama, başarılı sonuçlar elde etmek için çok önemli bir adımdır. En önemli hususlardan biri, polimer analit^11,32 için uygun matrisin seçilmesidir. Örneğin, DCTB ve GFR gibi matrisler polar olmayan polimerler için iyi çalışırken, DHB ve CHCA, hangi matrisin en fazla çözülmüş tepe noktalarını sağladığını belirlemek için polar polimerler için karşılaştırılabilir. Ek olarak, hem matrisi hem de analiti çözmek için uygun bir çözücünün seçilmesi, lazer ablasyonunu artıran ve elde edilen MALDI-ToF MS spektrumlarında çözünürlüğü artıran uygun ko-kristalizasyonu sağlar 33,34,35. Benzer şekilde, iyonizasyon verimliliğini en üst düzeye çıkarmak ve net, ayırt edilebilir tepe noktaları üretmek için uygun katyonizasyon maddesinin seçilmesi önemlidir.

Matris ve katyonizasyon maddesi seçildikten sonra matris:analit:katyon oranı optimize edilebilir. Seçilen katyonun (THF'de 1 mg/mL), analitin (THF'de 5 mg/mL) ve matrisin (THF'de 20 mg/mL) stok çözeltilerini hazırlayarak başlayın. Toplam 26 μL hacimde yaklaşık 1:25:400 mg/mL konsantrasyon oranlarına karşılık gelen 1:5:20 μL'lik bir başlangıç hacim oranı (katyon:analit:matris) önerilir. Bu ilk karışım iyi çözülmüş spektrumlar vermezse, ızgara tabanlı bir yaklaşım kullanılarak sistematik bir optimizasyon gerçekleştirilebilir (Tablo 2)^10,16. Bu kurulumda, analit hacmi sabittir, matris hacmi sütunlar boyunca kademeli olarak 4 ile çarpılır ve katyon hacmi satırlar boyunca 4 ile çarpılır. Bu ızgara, kullanıcıların iyonizasyon ve çözünürlük için en uygun oranı belirlemesine olanak tanır. Dış ızgara koşullarından biri daha iyi performans sağlıyorsa, daha fazla iyileştirme için 4 ayarlamanın katlarına devam ederek bu orana odaklanan yeni bir ızgara oluşturulabilir. İyi bir başlangıç noktası, spektrumun yüksek yoğunluklu tepe noktaları, düşük temel gürültü ve iyi çözülmüş izotopik çözünürlük içerip içermediğini değerlendirmektir. Bu işlem, özellikle 3 x 3'lük bir hazırlama ızgarasında birkaç matris ve katyonun test edilmesini gerektirebilecek yeni veya karmaşık polimerler için zaman alıcı olabilir.

Tablo 2: Deneysel oranların sistematik ızgarası oluşturulabilir ve test edilebilir. Toplam 26 mL için (1:25:400 mg/mL) katyon:analit:matrisi başlatmak için sırasıyla 1:5:20 μL katyon, analit ve matris oranı kullanılacaktır. Analit hacmi 5 μL'de (25 mg/mL) sabitlenir. Matris ve katyon oranı, sırasıyla sütunlar boyunca ve satırlar boyunca kademeli olarak 4 ile çarpılır. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Kurutulmuş damlacık yöntemi kullanılarak MALDI-ToF MS hedef plakasına numune uygulamasının ardından, MALDI-ToF MS plakası daha sonra MALDI-ToF MS cihazına yüklenir. Lazer gücü, lazer ışını çapı, dedektör kazancı ve darbe iyonu ekstraksiyonu gibi MALDI-ToF MS veri toplama parametreleri, daha yüksek çözünürlük ve daha net tepe ayrımı elde etmek için ince ayar yapılabilir. Bunlar, tepe yoğunluğunu belirlemek, temel gürültüyü azaltmak ve tepe çözünürlüğünü iyileştirmek için sistematik olarak değiştirilebilir (Şekil 1).

Enstrümantal parametrelerin ve numune hazırlama oranlarının optimizasyonu kesinlikle doğrusal bir iş akışını takip etmez. Operatörler, tercih edilen bir numune hazırlama yöntemiyle başlayabilir ve polimerin iyonlaşıp iyonlaşmadığını değerlendirmek için doğrusal modda tarama yapabilir veya 3 x 3 hazırlama ızgarasını kullanarak numune karışım oranlarını değiştirmeden önce cihaz yöntemine (örneğin, lazer gücü, darbe ekstraksiyonu) ince ayar yapabilirler. İş akışında esneklik, özellikle yeni, bilinmeyen veya kötü karakterize edilmiş malzemeleri analiz ederken sıklıkla gereklidir.

Optimizasyon tamamlandıktan sonra, bir numune hazırlama protokolü yeniden kullanılabilir, ancak yine de operatörler arası veya günler arası hafif değişkenlik meydana gelebilir. Her bir edinim çalıştırması için bir kalibrasyon gerçekleştirmek, varyasyonu en aza indirir ve tutarlı protokoller izlendiğinde tepe kütlesindeki farklılıklar tipik olarak 0.1 Da'nın altında kalır. Bu nedenle, hem cihaz yöntemi hem de numune hazırlama aynı kalırsa, kullanıcılar ve günler arasında tekrarlanabilirlik elde edilebilir. Sorunlar devam ederse, kullanıcının karşılaşabileceği yaygın sorunları içeren bir tablo ve çözümler Tablo 3'te verilmiştir.

Tablo 3: Pratik deneyime dayalı yaygın sorunlar ve sorun giderme stratejileri. Tablo, numune hazırlama, veri toplama ve veri analizi sırasında karşılaşılan sorunlara yardımcı olur. Cihaza özel sorun giderme için MALDI-ToF MS üreticisinin kılavuzuna veya kalifiye bir teknisyene başvurun. Bu Tabloyu indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Kalibrasyon, kütle ölçümlerinin doğruluğunu sağlamak için kritik bir adımdır. Hem harici hem de dahili kalibrasyonlar kullanılabilir, ancak kullanılan kalibrantların polimer analitin kütle aralığına girmesi hayati önem taşır. Doğru kalibrasyon, analitin kütlesinin doğru bir şekilde belirlenmesini sağlar.

Veri analizi, MALDI-ToF MS kütle spektrumunun açıldığı yerde gerçekleştirilir ve daha ileri analizler için pik toplama seçilebilir. Monodispers makromoleküllerin kütlesinin yanı sıra belirli bir n-mer'in düşük, orta ve yüksek oranda dağılmış polimerleri, gözlemlenen kütlenin kimyasal çizim yazılımı kullanılarak hesaplanan teorik değerlerle karşılaştırılmasıyla doğrulanabilir. Bu karşılaştırmalar, bir monodispers makromolekülün toplam kütlesinin doğrulanmasına yardımcı olur veya belirli bir n-mer'in düşük, orta ve yüksek oranda dağılmış polimerleri durumunda, uç gruplar tanımlanır ve tekrar birim kütlesi doğrulanır.

Özetle, matrisin, katyonizasyon koşullarının ve deneysel oranların optimize edilmesi, yüksek çözünürlüklü MALDI-ToF MS verilerinin elde edilmesi açısından kritik öneme sahiptir. Kalibrasyon, doğru kütle ölçümleri sağlar. Pik toplama ve teorik kütle karşılaştırması kullanılarak yapılan veri analizi, uç grupların ve tekrar birim kütlesinin tanımlanması da dahil olmak üzere polimerin kapsamlı karakterizasyonuna olanak tanır. Bu teknik, monodispers makromoleküllerin yanı sıra düşük dağılımlı, orta derecede dağılımlı ve yüksek oranda dağılımlı sentetik polimerler için kullanılabilir. Gelecekteki yönler arasında, solventsiz numune hazırlama yöntemleri ve tandem kütle spektrometrisi (MS / MS)36,37,38 yoluyla polimer ince film karışımları, siklik polimerler ve aşırı dallanmış polimerler gibi karmaşık polimer mimarilerinin karakterizasyonunun genişletilmesi yer almaktadır. Bir numuneyi fraksiyonlara ayırmak için boyut dışlama kromatografisi (SEC) ve ardından yapısal analiz için MALDI-ToF MS kullanmak gibi cihaz kombinasyonları, düşük kütleli yapıları tanımlamak, fraksiyonel dağılımı belirlemek ve yüksek oranda dağılmış polimer numunelerindeki uç grupları karakterize etmek için kullanılabilir 39,40,41. Ek olarak, Kendrick kütle kusur grafiklerinin manuel girişi veya yazılım destekli oluşturulması da dahil olmak üzere yeni veri analizi yaklaşımları, kütle spektrumlarının iki boyutlu haritalara dönüştürülmesine izin vererek, bir numune ^2,42 içindeki birden fazla uç grubun tanımlanmasını kolaylaştırır.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların bu çalışmada kullanılan dendritik kalibrantlarda finansal çıkarları vardır.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ACS-Petrol Araştırma Fonu 66398-ND7, Boyer Profesörlüğü ve Tulane Üniversitesi'nin desteğini şükranla kabul ediyoruz. Ayrıca NSF MRI 2319960 aracılığıyla daha yeni bir MALDI-ToF MS aldık.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
1-(3-Dimetilaminopropil)-3-etilkarbodiimid Hidroklorür	TCI kimyasalları	D1601 Serisi	https://www.tcichemicals.com/US/en/p/D1601
1,1,1-Tris(hidroksimetil)propan	Millipore Sigma	148083	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/148083?srsltid=AfmBOoqaMzcy1xravp1h2QE 0myfY5gjuEBfOIv2o882Wb _xcB4Ol4CMW
1,5,7-Triazabisiklo[4.4.0]aralık-5-ene	Millipore Sigma	345571	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/345571?srsltid=AfmBOooLQXIhWaMnO63nE xu-Y5MJoJID6RJiby0NXyu DHOxXYjle_kMT
1,6-Heksanedithiol %98 (HDT)	TCI	H0334	https://www.tcichemicals.com/US/en/p/H0334
2-(4-hidroksifenilazo)benzoik asit) (HABA)	Millipore Sigma	H5126	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/h5126
2,2-Bis(hidroksimetil)propiyonik asit	Millipore Sigma	106615	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/106615?srsltid=AfmBOopCRoa1N_UiDK 56NKhDKdlAN8feUrMxVYhul Muz2en6NYEGIh4b
2,2-Dimetoksi-2-fenilasetofenon %99 (DMPA)	Sigma-Aldrich	196118	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/196118?srsltid=AfmBOoqVTif6KNwIr6A -bIgnXbkrvWKIUNH6qOsc RseQLNVKi0DMWPb-
2,5-Dihidroksibenzoik asit (DHB)	Millipore Sigma	149357	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/149357
4-(Dimetilamino)piridin	Millipore Sigma	522821	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/search/522821?focus=products&page=1&perpage= 30& sort=alaka düzeyi& terim=522821 & type=product
6-Bromoheksanoik asit	Millipore Sigma	150452	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/search/6-bromohexanoic-acid?focus=products&page=1 & perpage=30& sort=alaka düzeyi& terim= 6-Bromoheksanoik%20asit& type=product
Benzaldehit dimetil asetal	Millipore Sigma	226076	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/226076?srsltid= AfmBOorbjP7zD9MO3g5Xk LL3rNZ02PhfkXoRfe3EjRK7 TrqJ-kEOrTCN
Benzoik asit	Millipore Sigma	242381	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/242381?srsltid=AfmBOook_iIcMnwuB3e _j-KetQyyHJ6Qq86jSK8 ZVxC3BorQgkO8Xg5I
Bruker UltraFlextreme	Bruker Daltoniği		https://www.bruker.com/en/products-and-solutions/mass-spectrometry/maldi-tof/ultraflextreme.html
Kloroform	Fisher Bilimsel	AA32614K7	https://www.fishersci.com/shop/products/chloroform-acs-99-8-thermo-scientific/AA32614K7 ?searchHijack=true& searchTerm= kloroform-acs-99-8-termo-bilimsel & searchType=Hızlı& matchedCatNo =AA32614M6
Ditranol, BP, %98,5-101 (DT)	Fisher Bilimsel	18-602-270	https://www.fishersci.com/shop/products/dithranol-bp-98-5-101-spectrum-chemical/18602270
Etilen brassilat	Millipore Sigma	W354309	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/w354309?utm_source=google&utm_medium= TBM& utm_campaign=8692675663& utm _content=86098110623& gad_source= 1& gclid=CjwKCAiApY-7BhBjEiwAQMr rEdJTcKN5TEFkP1uHvRlVign3lwg2cj5 _spBUCrfi6exZ3Ur5sJkARxoCfWsQ AvD_BwE
Galvinoksil, serbest radikal	Millipore Sigma	G307 Serisi	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/g307?srsltid= AfmBOopoWGDMXtLk5Erf0rVyl 7j442uyg8rIWkfBjhHZ2z0dDktH3y8-
Metanol	Fisher Bilimsel	A456 Serisi	https://www.fishersci.com/shop/products/methanol-optima-lc-ms-grade-thermo-scientific/A4564
Paladyum, karbon üzerinde %10, Tip 487, kuru	Fisher Bilimsel	AAA1201206	https://www.fishersci.com/shop/products/palladium-10-carbon-type-487-dry-thermo-scientific-1/AAA1201206#?keyword=palladium%20on%20carbon
Poli(etilen glikol) monometil eter 350 Mn (MeO-PEG-OH 360)	Fisher Bilimsel	AA4156022	https://www.fishersci.com/shop/products/polyethylene-glycol-monomethylether-350-thermo-scientific/AA4156022
Potasyum Trifloroasetat (KTFA)	Millipore Sigma	281883	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/281883
Propargil alkol	Fisher Bilimsel	A10295.0F	https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/A10295.0F?SID=srch-hj-A10295.0F
Propargil bromür %97 (MgO ile stabilize edilmiş toluen içinde %80 a/a)	Fisher Bilimsel	AAL1059514	https://www.fishersci.com/shop/products/propargyl-bromide-97-80-w-w-toluene-stab-magnesium-oxide-thermo-scientific/AAL1059514#?keyword=Propargyl%20bromide%2097%%20(%80%20w/w%20in%20toluen%20stabilize%20with%20MgO)
Sodyum azid	Millipore Sigma	S2002	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/s2002
Sodyum hidrit mineral yağda %60 dispersiyon	Millipore Sigma	452912	https://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/aldrich/452912?srsltid= AfmBOooZhbCm_qtgKU99922Y91zI qEOWONlEGxjZn0mdSJF2L5hW1uVn
Sodyum Trifloroasetat (NaTFA)	Oakwood	MFCD00013217	https://www.oakwoodchemical.com/ProductsList.aspx?CategoryID=-2&txt Arama=1549& Harici Hiper Bağlantı = 1
SpheriCal Düzgün Düşük Aralık Kiti (250 - 7.500 Da)	Polimer Fabrikası	PFS-104 Serisi	https://www.polymerfactory.com/product-page/spherical-low-range-kit-500-7-500-da
Tetrahidrofuran (THF)	Fisher Bilimsel	T427 Serisi	https://www.fishersci.com/shop/products/tetrahydrofuran-optima-fisher-chemical-3/T4274#?keyword=tetrahydrofuran%20optima
trans-2-[3-(4-tert-Butilfenil)-2-metil-2-propeniliden]malononitril (DCTB)	TCI	B3635	https://www.tcichemicals.com/US/en/p/B3635
&alfa;-Siyano-4-hidroksisinnamik Asit (CHCA)	TCI	C1768 (İngilizce)	https://www.tcichemicals.com/US/en/p/C1768

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mautjana, N. A., Pasch, H. Matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry of synthetic polymers. Macromol Symp. 313-314 (1), 157-161 (2012).
Bin Sun, A., Li, S., Kou, X. Applications of MALDI-TOF-MS in structural characterization of synthetic polymers. Anal Meth. 15 (7), 868-883 (2023).
Hanton, S. D. Mass spectrometry of polymers and polymer surfaces. Chem Rev. 101 (2), 527-569 (2001).
Weidner, S. M., Trimpin, S. Mass spectrometry of synthetic polymers. Anal Chem. 82 (12), 4811-4829 (2010).
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. 44 (6), 10152-10156 (2011).
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-TOFmass spectrometry. J Mass Spectrom. 45 (6), 587-611 (2010).
Redding, M. J., Grayson, S. M., Charles, L. Mass spectrometry of dendrimers. Mass Spectrom Rev. , 1-33 (2024).
Montaudo, G., Montaudo, M. S., Puglisi, C., Samperi, F. Characterization of polymers by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry: Molecular weight estimates in samples of varying polydispersity. Rapid Comm Mass Spectrom. 9 (5), 453-460 (1995).
Curole, B. J., Broussard, W. J., Nadeem, A., Grayson, S. M. Dithiol-yne Polymerization: Comb Polymers with Poly(ethylene glycol) Side chains. ACS Polymers Au. 3 (1), 70-81 (2023).
Wang, Z., Zhang, Q., Shen, H., Yang, P., Zhou, X. Optimized MALDI-TOF MS Strategy for Characterizing Polymers. Front Chem. 9, 2296-2646 (2021).
Macha, S. F., Limbach, P. A., Savickas, P. J. Application of nonpolar matrices for the analysis of low molecular weight nonpolar synthetic polymers by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. J Am Soc Mass Spectrom. 11 (8), 731-737 (2000).
Wyatt, M. F., Stein, B. K., Brenton, A. G. Characterization of various analytes using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry and 2-[(2E)-3-(4-tert- butylphenyl)-2-methylprop-2-enylidene]malononitrile matrix. Anal Chem. 78 (1), 199-206 (2006).
De Winter, J., et al. MALDI-ToF analysis of polythiophene: Use of trans-2-[3-(4-t-butyl-phenyl)- 2-methyl-2-propenylidene]malononitrile - DCTB - as matrix. J Mass Spectrom. 46 (3), 237-246 (2011).
Gabriel, S. J., et al. Improved analysis of ultra-high molecular mass polystyrenes in matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry using DCTB matrix and caesium salts. Rapid Comm Mass Spectrom. 29 (11), 1039-1046 (2015).
Schlosser, G., et al. Matrix/analyte ratio influencing polymer molecular weight distribution in matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry. Rapid Comm Mass Spectrom. 23 (9), 1249-1254 (2009).
Payne, M. E., Grayson, S. M. Characterization of synthetic polymers via matrix assisted laser desorption ionization time of flight (MALDI-TOF) mass spectrometry. J Vis Exp. (136), e57174(2018).
Räder, H. J., Sclirepp, I. K. MALDI-TOF mass spectrometry in the analysis of synthetic polymers. Acta Polymerica. 49 (6), 253-318 (1998).
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 (1), 45-48 (1973).
Kaufmann, R., Spengler, B., Lützenkirchen, 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 Comm Mass Spectrom. 7 (10), 902-910 (1993).
Hoskins, J. N., Grayson, S. M. Synthesis and Degradation Behavior of Cyclic Poly(ε-caprolactone). Macromolecules. 42 (17), 6406-6413 (2009).
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 (14), 6225-6228 (2010).
Wetzel, S. J., Guttman, C. M., Girard, J. E. The influence of matrix and laser energy on the molecular mass distribution of synthetic polymers obtained by MALDI-TOF-MS. Int J Mass Spectrom. 238 (3 SPEC. ISS), 215-225 (2004).
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 Spectrom. 25 (3), 303-309 (2014).
Xiang, B., Prado, M. An accurate and clean calibration method for MALDI-MS. J Biomol Tech. 21 (3), 116-119 (2010).
Kovtoun, S. V., Cotter, R. J. Mass-correlated pulsed extraction: Theoretical analysis and implementation with a linear matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometer. J Am Soc Mass Spectrom. 11 (10), 841-853 (2000).
Montaudo, G., Samperi, F., Montaudo, M. S. Characterization of synthetic polymers by MALDI-MS. Prog Poly Sci. 31 (3), 277-357 (2006).
Wesdemiotis, C., Williams-Pavlantos, K. N., Keating, A. R., McGee, A. S., Bochenek, C. Mass spectrometry of polymers: A tutorial review. Mass Spectrom Rev. 43 (3), 427-476 (2024).
Byrd, H. C. M., McEwen, C. N. The limitations of MALDI-TOF mass spectrometry in the analysis of wide polydisperse polymers. Anal Chem. 72 (19), 4568-4576 (2000).
McEwen, C. N., Jackson, C., Larsen, B. S. Instrumental effects in the analysis of polymers of wide polydispersity by MALDI mass spectrometry. Int J Mass Spectrom Ion Proc. 160 (1-3), 387-394 (1997).
Lin-Gibson, S., et al. Optimizing the covalent cationization method for the mass spectrometry of polyolefins. Macromolecules. 35 (18), 7149-7156 (2002).
Ji, H., et al. Characterization of polyisobutylene by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry. Macromolecules. 35 (4), 1196-1199 (2002).
Meier, M. A. R., Adams, N., Schubert, U. S. Statistical approach to understand MALDI-TOFMS matrices: Discovery and evaluation of new MALDI matrices. Anal Chem. 79 (3), 863-869 (2007).
Wu, T., et al. Solvent effect in polymer analysis by MALDI-TOF mass spectrometry. Int J Poly Anal Characterizat. 22 (2), 160-168 (2017).
Chen, H., Guo, B. Use of Binary Solvent Systems in the MALDI-TOF Analysis of Poly(methyl methacrylate). Anal Chem. 69 (21), 4399-4404 (1997).
Yalcin, T., Dai, Y., Li, L. Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry for polymer analysis: Solvent effect in sample preparation. J Am Soc Mass Spectrom. 9 (12), 1303-1310 (1998).
Wang, S. F., Li, X., Agapov, R. L., Wesdemiotis, C., Foster, M. D. Probing surface concentration of cyclic/linear blend films using surface layer MALDI-TOF mass spectrometry. ACS Macro Lett. 1 (8), 1024-1027 (2012).
Hanton, S. D., Parees, D. M. Extending the solvent-free MALDI sample preparation method. J Am Soc Mass Spectrom. 16 (1), 90-93 (2005).
Williams-Pavlantos, K., Wesdemiotis, C. Advances in solvent-free sample preparation methods for matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS) of polymers and biomolecules. Adv Sample Prep. 7, 100088(2023).
Veloso, A., Leal, G. P., Agirre, A., Leiza, J. R. Combining SEC & MALDI for characterization of the continuous phase in dispersion polymerization. Eur Poly J. 105, 265-273 (2018).
Esser, E., Keil, C., Braun, D., Montag, P., Pasch, H. Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of synthetic polymers. 4. Coupling of size exclusion chromatography and MALDI- TOF using a spray-deposition interface. Polymer. 41 (11), 4039-4046 (2000).
Crotty, S., Gerişlioğlu, S., Endres, K. J., Wesdemiotis, C., Schubert, U. S. Polymer architectures via mass spectrometry and hyphenated techniques: A review. Anal Chim Acta. 932, 1-21 (2016).
Fouquet, T., Sato, H. Extension of the Kendrick Mass Defect Analysis of Homopolymers to Low Resolution and High Mass Range Mass Spectra Using Fractional Base Units. Anal Chem. 89 (5), 2682-2686 (2017).

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

MALDI ToF MS Synthetic Polymers Polymer Characterization Mass Spectrometry End Group Analysis Molecular Weight Determination Sample Preparation Matrix Selection Isotopic Patterns Polymer Dispersity

Değişen Dispersite ve Uç Gruplara Sahip Sentetik Polimerlerin Karakterizasyonu için MALDI-ToF MS Yöntemi

Bu makalede

Özet

Özet

Giriş

Protokol

Sonuçlar

Tartışma

Açıklamalar

Teşekkürler

Malzemeler

Kaynaklar

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

İlgili makaleler