Name: characterization of synthetic polymers via matrix assisted laser desorption ionization time of flight (maldi-tof) mass spectrometry
Uploaded: 2018-06-10T13:00:00
Duration: 6 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight MALDI-TOF Mass Spectrometry at JoVE.com

Авторы признают, что смарт-дизайн материалов, анализ и обработка консорциума (SMATDAP) финансируется Национальный научный фонд согласно соглашению о сотрудничестве МИС-1430280 и Попечительского совета Ла для стипендий (MEP). Полимерные образцы для этих экспериментов были предоставлены MilliporeSigma (Sigma-Aldrich).  Открытый доступ к публикации этой статьи авторами MilliporeSigma.

<ol>
	<li>Wu, K. J., Odom, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peer+Reviewed:+Characterizing+Synthetic+Polymers+by+MALDI+MS.">Peer Reviewed: Characterizing Synthetic Polymers by MALDI MS.</a> Anal. Chem. 70, 456A-461A (1998).</li><li>Lowe, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thiol-ene+&amp;#34;click&amp;#34;+reactions+and+recent+applications+in+polymer+and+materials+synthesis:+a+first+update.">Thiol-ene &amp;#34;click&amp;#34; reactions and recent applications in polymer and materials synthesis: a first update.</a> Polym. Chem. 5, 4820-4870 (2014).</li><li>Shi, Y., Cao, X., Gao, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+azide-alkyne+click+chemistry+in+recent+syntheses+and+applications+of+polytriazole-based+nanostructured+polymers.">The use of azide-alkyne click chemistry in recent syntheses and applications of polytriazole-based nanostructured polymers.</a> Nanoscale. 8, 4864-4881 (2016).</li><li>Lutz, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=1,3-dipolar+cycloadditions+of+azides+and+alkynes:+a+universal+ligation+tool+in+polymer+and+materials+science.">1,3-dipolar cycloadditions of azides and alkynes: a universal ligation tool in polymer and materials science.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 46, 1018-1025 (2007).</li><li>Montaudo, G., Samperi, F., Montaudo, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+synthetic+polymers+by+MALDI-MS.">Characterization of synthetic polymers by MALDI-MS.</a> Prog. Polym. Sci. 31, 277-357 (2006).</li><li>Weidner, S. M., Trimpin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+spectrometry+of+synthetic+polymers.">Mass spectrometry of synthetic polymers.</a> Anal. Chem. 80, 4349-4361 (2008).</li><li>Zhu, H., Yalcin, T., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+accuracy+of+determining+average+molecular+weights+of+narrow+polydispersity+polymers+by+matrix-assisted+laser+desorption+ionization+time-of-flight+mass+spectrometry.">Analysis of the accuracy of determining average molecular weights of narrow polydispersity polymers by matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry.</a> J. Am. Soc. Mass Spectr. 9, 275-281 (1998).</li><li>Cortez, M. A., Grayson, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+time-dependent+MALDI-TOF+mass+spectral+analysis+to+elucidate+chain+transfer+mechanism+during+cationic+polymerization+of+oxazoline+monomers+containing+thioethers.">Application of time-dependent MALDI-TOF mass spectral analysis to elucidate chain transfer mechanism during cationic polymerization of oxazoline monomers containing thioethers.</a> Macromolecules. 43, 10152-10156 (2010).</li><li>Liu, J., Loewe, R. S., McCullough, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Employing+MALDI-MS+on+poly(alkylthiophenes):+analysis+of+molecular+weights,+molecular+weight+distributions,+end-group+structures,+and+end-group+modifications.">Employing MALDI-MS on poly(alkylthiophenes): analysis of molecular weights, molecular weight distributions, end-group structures, and end-group modifications.</a> Macromolecules. 32, 5777-5785 (1999).</li><li>Zhang, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> Anal. Chim. Acta. 816, 28-40 (2014).</li><li>Li, Y., Hoskins, J. N., Sreerama, S. G., Grayson, M. A., Grayson, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+identification+of+synthetic+homopolymer+end+groups+and+verification+of+their+transformations+using+MALDI-TOF+mass+spectrometry.">The identification of synthetic homopolymer end groups and verification of their transformations using MALDI-TOF mass spectrometry.</a> J. Mass Spectrom. 45, 587-611 (2010).</li><li>Enjalbal, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MALDI-TOF+MS+analysis+of+soluble+PEG+based+multi-step+synthetic+reaction+mixtures+with+automated+detection+of+reaction+failure.">MALDI-TOF MS analysis of soluble PEG based multi-step synthetic reaction mixtures with automated detection of reaction failure.</a> J. Am. Soc. Mass Spectr. 16, 670-678 (2005).</li><li>Laurent, B. A., Grayson, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+efficient+route+to+well-defined+macrocyclic+polymers+via+"click"+cyclization.">An efficient route to well-defined macrocyclic polymers via "click" cyclization.</a> J. Am. Chem. Soc. 128, 4238-4239 (2006).</li><li>Owens, K. G., Hanton, S., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conventional+MALDI+sample+preparation.">Conventional MALDI sample preparation.</a> Maldi Mass Spectrometry for Synthetic Polymer Analysis. , 129-158 (2009).</li><li>Hanton, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+spectrometry+of+polymers+and+polymer+surfaces.">Mass spectrometry of polymers and polymer surfaces.</a> Chem. Rev. 101, 527-570 (2001).</li><li>Samperi, F., Montaudo, G., Montaudo, M. S., Montaudo, G., Lattimer, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Matrix-assisted+laser+desorption/ionization+mass+spectrometry+of+polymers+(MALDI-MS).">Matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of polymers (MALDI-MS).</a> Mass Spectrometry of Polymers. , 419-500 (2001).</li><li>Nielen, M. W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maldi+time-of-flight+mass+spectrometry+of+synthetic+polymers.">Maldi time-of-flight mass spectrometry of synthetic polymers.</a> Mass Spectrom. Rev. 18, 309-344 (1999).</li><li>Hanton, S. D., Owens, K. G., Barner-Kowollik, C., Gr&#252;ndling, T., Falkenhagen, J., Weidner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+MALDI+sample+preparation.">Polymer MALDI sample preparation.</a> Mass Spectrometry in Polymer Chemisty. , 119-147 (2011).</li><li>Vestal, M. L., Juhasz, P., Martin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+extraction+matrix-assisted+laser+desorption+time-of-flight+mass+spectrometry.">Delayed extraction matrix-assisted laser desorption time-of-flight mass spectrometry.</a> Rapid Commun. Mass Spectrom. 9, 1044-1050 (1995).</li><li>Kaufmann, R., Spengler, B., Lutzenkirchen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+spectrometric+sequencing+of+linear+peptides+by+product-ion+analysis+in+a+reflectron+time-of-flight+mass+spectrometer+using+matrix-assisted+laser+desorption+ionization.">Mass spectrometric sequencing of linear peptides by product-ion analysis in a reflectron time-of-flight mass spectrometer using matrix-assisted laser desorption ionization.</a> Rapid Commun. Mass Sp. 7, 902-910 (1993).</li><li>Mamyrin, B. A., Karataev, V. I., Shmikk, D. V., Zagulin, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mass-reflectron,+a+new+nonmagnetic+time-of-flight+mass+spectrometer+with+high+resolution.">The mass-reflectron, a new nonmagnetic time-of-flight mass spectrometer with high resolution.</a> Sov. Phys. JETP. 37, 45 (1973).</li><li>Belu, A. M., DeSimone, J. M., Linton, R. W., Lange, G. W., Friedman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+matrix-assisted+laser+desorption+ionization+mass+spectrometry+for+polymer+characterization.">Evaluation of matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry for polymer characterization.</a> J. Am. Soc. Mass Spectr. 7, 11-24 (1996).</li><li>Kaufmann, R., Chaurand, P., Kirsch, D., Spengler, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-source+decay+and+delayed+extraction+in+matrix-assisted+laser+desorption/ionization-reflectron+time-of-flight+mass+spectrometry.+Are+there+trade-offs?.">Post-source decay and delayed extraction in matrix-assisted laser desorption/ionization-reflectron time-of-flight mass spectrometry. Are there trade-offs?.</a> Rapid Commun. Mass Sp. 10, 1199-1208 (1996).</li><li>Grayson, S. M., Myers, B. K., Bengtsson, J., Malkoch, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advantages+of+monodisperse+and+chemically+robust+&amp;#34;SpheriCal&amp;#34;+polyester+dendrimers+as+a+&amp;#34;universal&amp;#34;+MS+calibrant.">Advantages of monodisperse and chemically robust &amp;#34;SpheriCal&amp;#34; polyester dendrimers as a &amp;#34;universal&amp;#34; MS calibrant.</a> J. Am. Soc. Mass Spectr. 25, 303-309 (2014).</li><li>McEwen, C. N., Larsen, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accurate+mass+measurement+of+proteins+using+electrospray+ionization+on+a+magnetic+sector+instrument.">Accurate mass measurement of proteins using electrospray ionization on a magnetic sector instrument.</a> Rapid Commun. Mass Sp. 6, 173-178 (1992).</li><li>Anacleto, J. F., Pleasance, S., Boyd, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+of+ion+spray+mass+spectra+using+cluster+ions.">Calibration of ion spray mass spectra using cluster ions.</a> J. Mass Spectrom. 27, 660-666 (1992).</li><li>Fales, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calibration+of+mass+ranges+up+to+m/z+10,000+in+electrospray+mass+spectrometers.">Calibration of mass ranges up to m/z 10,000 in electrospray mass spectrometers.</a> J. Am. Soc. Mass Spectrom. 10, 273-276 (1999).</li><li>Hop, C. E. C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+high+molecular+weight+cluster+ions+by+electrospray+ionization;+implications+for+mass+calibration.">Generation of high molecular weight cluster ions by electrospray ionization; implications for mass calibration.</a> J. Mass Spectrom. 31, 1314-1316 (1996).</li><li>Xiang, B., Prado, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+accurate+and+clean+calibration+method+for+MALDI-MS.">An accurate and clean calibration method for MALDI-MS.</a> J. Biomol. Tech. 21, 116-119 (2010).</li><li>Li, Y., Hoskins, J. N., Sreerama, S. G., Grayson, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MALDI&#8722;TOF+mass+spectral+characterization+of+polymers+containing+an+azide+group:+evidence+of+metastable+ions.">MALDI&#8722;TOF mass spectral characterization of polymers containing an azide group: evidence of metastable ions.</a> Macromolecules. 43, 6225-6228 (2010).</li><li>Zenobi, R., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionization+processes+and+detection+in+MALDI-MS+of+polymers.">Ionization processes and detection in MALDI-MS of polymers.</a> MALDI Mass Spectrometry for Synthetic Polymer Analysis. , 9-26 (2009).</li></ol>

Авторы имеют финансовую заинтересованность, относящиеся к сферически calibrants, используемые в данном исследовании.

Масс-спектрометрия MALDI-TOF является бесценным аналитическим инструментом для полимера характеризация из-за его способности генерировать полимер ионами в отдельности заряженном состоянии и с минимальной фрагментации. Это мягкая ионизация методика использует короткие лазерные импульсы для десорбции твердотельных образцов аналита полимера, внедренные в матрицу, соединения для создания полимерных ионов в газовой фазе. Макромолекул обычно ионизированный по комплексообразованию с катионами, которые добавляются к матрице для их анализа по масс-спектрометрии. Эти высокомолекулярные ионы затем ускоряются, извлечения напряжения для приведения их в поле Свободный регион трубки рейс, который можно включить их m/z определяется на основании их время полета между источником ионов и детектор5 , 32.
По сравнению с другими методами характеризация полимера, MALDI-TOF MS спектры качество сильно зависит от параметров сбора данных и подготовки проб. Хотя Есть нет формулы для пробоподготовки, понимание функции каждого компонента подготовки образца позволяет для более быстрого эмпирических оптимизации. Наиболее важным фактором в MALDI пробоподготовки является выбор матрицы, потому что совместимость матрицы с полимерной исследуемое вещество имеет решающее значение для позволяя возбужденных матрица для создания единого, десорбировано макромолекул в ионизированной состояния5, 15,17,19. После того, как были выбраны соответствующие агенты матрицы и cationization, поддерживать правильное соотношение количества аналита, матрицы и cationization агента должен быть определен. Это может быть достигнуто эмпирически, создавая двухмерную сетку образцов (рис. 1) на пластину целевой MALDI-TOF MS (Рисунок 2) с увеличением концентрации матрицы на одной оси и повышение концентрации cationization агента на другие.
Подобно MALDI пробоподготовки, существует набор формулы для определения параметров сбора данных; Однако некоторые тенденции следует ускорить спектральных оптимизации. Reflectron режим, который увеличивает резолюции, но уменьшается общий сигнал, обычно выбирается для меньше массовые диапазоны (в этих примерах, ниже 4000 Da) где изотопная урегулирование может быть достигнуто. В этих случаях массовых вычислений monoisotopic и пик, выбирая методы были использованы. Полимерные образцы с массами выше 4000 да Линейный режим был использован с пиком собирание методами и средней массы вычислений. Для улучшения сигнала разрешения, ионный источник напряжения должны корректироваться в малых инкрементах с общей тенденцией крупных массовых полимеров, имея большие напряжения дифференциальные (IS1 против IS2).
Хотя оптимизирован пробоподготовки и приобретения параметры может обеспечить точность, массовые точность достигается только путем эффективного калибровки. Время полета для заданной массы может варьироваться тонко переменной приобретения параметры и даже плиты позиций, поэтому калибровки должны осуществляться для каждого набора параметров оптимизации приобретения для получения точных масс решения5,30. После приобретения параметры и подготовка образцов были оптимизированы, спектры должен быть откалиброван с использованием этих точно же условия.
Ввиду исключительных резолюции и массовых точность, наблюдаемые в оптимизированный MALDI-TOF массового спектры полимеров этот метод стал ценным инструментом бесплатными для определения данных распределения массы полимера. Однако, его способность разрешить индивидуальных повторения единиц в рамках распределения массы полимера обеспечивает особое преимущество для анализа группа конца по отношению к другой полимер характеристика методов, таких как гель пропитывание хроматографии (ГКТ) и ядерных магнитный резонанс (ЯМР). Это особенно ценно для определения верности конец группы функционализации реакций и количественный характер реакций спряжения конец группы. Эта рукопись продемонстрировал способность решить массу отдельных полимерных повторения единиц с до двух десятичных знаков точки массового точности, позволяя подтверждения окончания группы изменений с высоким уровнем доверия. С существенные достижения, которые были недавно сделаны в области синтеза полимеров точности, MALDI-TOF MS становится все более важным инструментом для определения макромолекулярной структуры и функциональность.

С улучшением жизни полимеризации методы, точность полимеров с количественно функционализированных конечных групп, больше1. Одновременное развитие азид алкины и thiolene химия нажмите позволило почти количественных муфты макромолекул в другие постановление, обеспечивая доступ к целому ряду гибридные материалы2,3,4 . Однако точные аналитические методы обязаны характеризовать начала материалы и продукты этих реакций спряжение полимера. При содействии матрицы лазерной десорбции/ионизации время полета масс-спектрометрии (MALDI-TOF MS) – это ценный мягкая ионизация аналитический метод характеризующих полимеров, потому что он может генерировать полимер ионами в состоянии одного заряда с минимальными затратами Фрагментация5,6. MALDI-TOF MS имеет основные преимущества по сравнению с другими традиционными методами полимера характеризация, потому что он может обеспечить массового спектры с разрешением индивидуальных n-РВК в пределах распределения массы полимера. Как следствие такие массовые спектры может предоставить точную информацию о средней молекулярной массой, повторить единицу массы и молекулярный вес дисперсности7, которые в свою очередь может прояснить конкурирующие полимеризации таких механизмов, как перенос8 . Однако MALDI-TOF MS является особенно мощным на предоставление информации о полимерной конец группы9,10, который может использоваться для подтверждения окончания группы изменения10,11 и другие преобразования12 таких полимеров cyclizations11,13. Не менее важно, относительно небольшое количество исследуемое вещество (суб мкг) требуемые для масс-спектрометрического анализа делает этот метод полезным для определения характеристик при наличии только следовых количествах материалов.
Анализ MALDI-TOF MS полимеров можно разделить на четыре отдельных этапов: образец подготовки, поверки, спектральные приобретения и анализ данных. Подготовка образца является наиболее важным шагом для генерации оптимизирована MALDI-TOF массового спектры и происходит до того, как образец вводится в инструмент14,15. Выбор соответствующей матрицы с аналогичными параметрами растворимость в качестве полимерных аналита имеет решающее значение для получения высокого качества MALDI-TOF массового спектры и руководящие принципы для матрицы отбора были сообщила других,14,15 16,17. Базы данных полимера MALDI «рецепты» для подготовки проб был также опубликованные онлайн18. Для новых полимеров могут подходить матрицы отбора первого понимания растворимость полимера и выбрав матрица с аналогичными растворимость параметры14,-19. Полимеров с высокой протонного сродства могут быть протонированных большинство матриц14 (который часто содержат карбоновые кислоты группы), но для других полимеров, cationization агента требуется14. Ионы щелочных аддукт с кислородсодержащими видов (например. полиэфиров и полиэфиров), тогда как непредельных углеводородов (например. полистирол) аддукт с переходных металлов таких как ионы серебра и меди14, 19. Поскольку полимерные образцы в этом эксперименте содержат атомы кислорода в позвоночник, натрия или калия trifluoroacetate (TFA) были использованы в качестве cationization агента. После того, как были выбраны матрицы и cationization агенты, относительные пропорции исследуемое вещество, катион агента и матрицы должны быть тщательно оптимизированы обеспечить высокий сигнал к шуму. В этой процедуре, параметры для пробоподготовки уже были оптимизированы, Однако эмпирический пример оптимизации процедуры (шаг 1.4.1., рис. 1), систематически варьируется концентрация трех компонентов (исследуемое вещество, Матрица и катион) эффективна для быстрого определения их оптимального соотношения.
Сбора данных также требует оптимизации целого ряда параметров. Наиболее важные параметры включают положительный или отрицательный ион режим спектрометра, режим работы инструмента (линейная против отражателя), ускорение напряжения и время задержки добычи. Еще один способ, что резолюция может быть увеличено, посредством использования «reflectron» режиме20,21,,2223. Reflectron режим по существу удваивается траектории полета ионов детектора, отражая ионов в конце рейса трубку обратно к детектор возле источника при переориентации ионов с различными моментумов и поэтому увеличение резолюции хотя уменьшения силы сигнала. Кроме того выше резолюции спектры можно получить путем снижения мощности лазера, который минимизирует отношение сигнал шум, уменьшающ число и энергии столкновений и таким образом уменьшая фрагментации и кинетические неоднородностей24. Путем настройки все эти параметры, можно сосредоточить ионы свести к минимуму эффект любого неоднородности в исходное положение или скорость, которая происходит во время процесса лазерной десорбции. Когда приобретение параметры оптимизированы, изотопный резолюции часто может достигаться для ионов с массой свыше 10000 Да, хотя это также зависит от продолжительности полета трубки и дизайн инструмента. Большинство органических соединений, которые содержат по крайней мере один гетероатом подвержены комплексообразования с щелочных катионов например лития, натрия и калия. Многие из щелочных металлов являются monoisotopes или ограниченной изотопов и поэтому не расширить распределение.
В то время как инструмента параметры могут быть настроены для оптимизации точности данных, точности данных достигается только с соответствующей калибровки11. Белки и пептиды первоначально использовались как calibrants из-за их монодисперсность и доступности, но страдают от переменной стабильности и распространенности примесей25. Более экономичных и стабильными альтернативы включали неорганических кластеры и полидисперсных полимеров26,27,,2829. К сожалению эти альтернативы функция разгона масс, которые усложняют массового назначения, а также более малые массы в целом, что делает их полезными только для калибровки ниже 10000 да. Для борьбы с эти вопросы, Грейсон и др. 25 разработана на основе катионные, полиэстер MS калибровка система, которая монодисперсных и может похвастаться широким матрица и растворителей совместимости, срок годности стабильность (> 8 лет) и ниже стоимости производства. Основываясь на сильных сторон этой системы, он был выбран в качестве calibrant для этих экспериментов.
Существует два основных типа калибровки: внутренние и внешние30. При калибровке внешне, стандарт с массами, которые кронштейн которые аналита размещаются на пластину целевой MALDI в положении другой образец, чем исследуемое вещество для создания отдельного массового спектра, от которого могут создаваться файл калибровки. С другой стороны повышение точности часто может быть достигнуто с внутренней калибровки, которая включает смешивание calibrant с исследуемое вещество для получения спектра гибрид с calibrant и исследуемое вещество сигналов. В процедуре, описанной ниже была реализована внешней калибровки. После правильной калибровки массовом масштабе могут быть приобретены Точная аналита массовых данных. Чтобы обеспечить наиболее точную калибровку, важно, что сбор данных происходит вскоре после калибровки.
Наконец после того, как оптимизированный, калиброванные были приобретены наборы данных, и данные были проанализированы, чтобы обеспечить структурную информацию о полимерные образцы. Расстояние между n РВК в пределах распределения полимер может обеспечить точное измерение повторяющейся группы массы. Среднечисловая молекулярная масса (nM) и другие массовые расчеты распределения (например, Mw (средневесовой молекулярный вес) и Đ (дисперсности)) также может быть определено из распределения сигнала (массовые спектры «Шаг 4.2 для расчетов). Возможно наиболее однозначно, в случае гомополимеры, сумма в конце группы массы могут быть подтверждены определения смещение полимер распределения относительно массы повторяющихся блоков только. Информационно насыщенное MALDI-TOF массового спектры предоставляют данные ценные характеристика, дополнять более традиционные полимера характеризация методы, такие как размер гель-проникающей хроматографии, Фурье ИК-спектроскопии, и ядерный магнитный резонанс.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1077px;" width="1076">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">polyoxyethylene bis(azide) (Mn=2000)</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">689696</td>
			<td style="width:567px;">http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/689696?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">poly(ethylene glycol) 2-amino-ethyl ether acetic acid (Mn= 5000)</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">757918</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/757918?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">poly(L-lactide), thiol terminated (Mn=2500)</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">747386</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/747386?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">SpheriCal&#174;&#160; peptide low</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">PFS20</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs20?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">SpheriCal&#174;&#160; peptide medium</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">PFS21</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs21?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">SpheriCal&#174;&#160; peptide high</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">PFS22</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/pfs22?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">2,4 dinitrofluorobenzene</td>
			<td style="width:119px;">TCI</td>
			<td style="width:119px;">A5512</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">maleimide</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">129585</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/129585?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">1-ethynylfluorobenzene&#160;</td>
			<td style="width:119px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">766-98-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">triethylamine</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">471283</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/471283?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">N,N,N&#39;,N&#34;,N&#34;-pentamethyldiethylenetriamine</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">369497</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/369497?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">Copper(I)Bromide</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">254185</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/254185?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">glacial acetic acid</td>
			<td style="width:119px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">A38212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">sodium metabisulfite</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Sigma-Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">13459</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigald/13459?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">potassium trifluoroacetate</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">281883</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/281883?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">trans-2-[3-(tert-butylphenyl)-2-methyl-2-properylidene]malononitrile</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Aldrich)</td>
			<td style="width:119px;">727881</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/727881?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:273px;">a-cyano-4-hydroxycinnamic acid</td>
			<td style="width:119px;">MilliporeSigma (Sigma)</td>
			<td style="width:119px;">C8982</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/c8982?lang=en&#38;region=US</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">tetrahydrofuran</td>
			<td style="width:119px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">T425-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">dichloromethane</td>
			<td style="width:119px;">VWR Analytical</td>
			<td style="width:119px;">BDH1113-4LG</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

characterization of synthetic polymers via matrix assisted laser desorption ionization time of flight (maldi-tof) mass spectrometry

Есть много методов, которые могут быть использованы в характеризации синтетических гомополимеры, но лишь немногие обеспечивают как полезной информации для анализа Группа конец как при содействии матрицы лазерной десорбции ионизации время полета масс-спектрометрии (MALDI-TOF MS). Этот учебник демонстрирует методы оптимизации подготовки пробы, спектральные приобретения, и анализа данных с использованием MALDI-TOF г-жа критических параметров во время подготовки проб синтетических полимеров включают в себя выбор матрицы, Идентификация соответствующих cationization соли, и тюнинг относительные пропорции матрица, катион и исследуемое вещество. Приобретение параметры, например режим (линейных или рефлектор), поляризации (положительный или отрицательный), ускорение напряжение и время задержки, также имеют важное значение. Учитывая некоторые знания по химии для синтеза полимера и оптимизации параметров сбора данных и условий приготовления образца, спектры должны быть получены с достаточным разрешением и массовых точностью дать однозначный Определение конечных групп большинства гомополимеры (массы ниже 10000) в дополнение к повторить блок массы и общее распределение молекулярного веса. Хотя продемонстрировал на ограниченный набор полимеров, эти общие методы применимы к гораздо более широкий спектр синтетических полимеров для определения массового распределения, хотя конец определения группы возможна только для гомополимеры с узкими дисперсности.

Watch this Scientific Journal Video about Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight MALDI-TOF Mass Spectrometry at JoVE.com

Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight MALDI-TOF Mass Spectrometry

Протокол для матрицы с помощью лазерной десорбции ионизации время полета, масс-спектрометрия (MALDI-TOF MS) характеризации синтетических полимеров описан, включая оптимизацию пробоподготовки, спектральные приобретения и анализ данных.

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

There are many techniques that can be employed in the characterization of synthetic homopolymers, but few provide as useful of information for end group ...

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Characterization of Synthetic Polymers via Matrix Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometry

Synthetic Polymers

SCIENTISTS IN ACTION

Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometric Analysis of Intact Proteins Larger than 100 kDa

Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Time of Flight MALDI-TOF Mass Spectrometric Analysis of Intact Proteins Larger than 100 kDa

Матрица-лазерной десорбцией / ионизацией Время полета (MALDI-TOF) масс-спектрометрический анализ интактных белков Больше, чем 100 кДа

Effectively determining masses of proteins is critical to many biological studies (e.g. for structural biology investigations). Accurate mass ...

Profiling the Triacylglyceride Contents in Bat Integumentary Lipids by Preparative Thin Layer Chromatography and MALDI-TOF Mass Spectrometry

Профилирования содержимого триацилглицерида в Бат-покровных липидов с помощью препаративной тонкослойной хроматографии и MALDI-TOF масс-спектрометрии

The mammalian integument includes sebaceous glands that secrete an oily material onto the skin surface. Sebum production is part of the innate immune ...

A Study of the Complexation of Mercury(II) with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

A Study of the Complexation of MercuryII with Dicysteinyl Tetrapeptides by Electrospray Ionization Mass Spectrometry

Исследование комплексообразования ртути (II) с Dicysteinyl тетрапептидов электрораспылительной ионизации масс-спектрометрии

In this study we evaluated a method for the characterization of complexes, formed in different relative ratios of mercury(II) to dicysteinyl tetrapeptide, ...

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

Визуализация Ambient масс-спектрометрии с использования шлирен Фото

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

Rapid High-throughput Species Identification of Botanical Material Using Direct Analysis in Real Time High Resolution Mass Spectrometry

Rapid Высокая пропускная способность Виды Идентификация ботанического материала с использованием прямого анализа в реальном времени с высоким разрешением масс-спектрометрии

We demonstrate that direct analysis in real time-high resolution mass spectrometry can be used to produce mass spectral profiles of botanical material, ...

Fizzy Extraction of Volatile Organic Compounds Combined with Atmospheric Pressure Chemical Ionization Quadrupole Mass Spectrometry

Физзи-экстракция летучих органических соединений в сочетании с химическим ионизацией при атмосферном давлении. Квадрупольная масс-спектрометрия

Chemical analysis of volatile and semivolatile compounds dissolved in liquid samples can be challenging. The dissolved components need to be brought to ...

Real-time Breath Analysis by Using Secondary Nanoelectrospray Ionization Coupled to High Resolution Mass Spectrometry

Анализ реального времени дыхание с помощью вторичных Nanoelectrospray ионизации в сочетании с масс-спектрометрии высокого разрешения

Exhaled volatile organic compounds (VOCs) have aroused considerable interest, since they can serve as biomarkers for disease diagnosis and environmental ...

Synthesis and Mass Spectrometry Analysis of Oligo-peptoids

Синтез и анализ масс-спектрометрии Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have ...

An Efficient Sample Preparation Method to Enhance Carbohydrate Ion Signals in Matrix-assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry

Метод подготовки эффективного образца для повышения углеводов Ион сигналов в Matrix с помощью лазерной десорбции/ионизации масс-спектрометрии

Sample preparation is a critical process in mass spectrometry (MS) analysis of carbohydrates. Although matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) ...

Imaging Corrosion at the Metal-Paint Interface Using Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry

Коррозионная обработка изображений в интерфейсе Metal-краски с использованием вторичной спектрометрии "время полета"

Corrosion developed at the paint and aluminum (Al) metal-paint interface of an aluminum alloy is analyzed using time-of-flight secondary ion mass ...