天游线路检测中心 使用 JMS-S3000“SpiralTOF™”进行聚合物结构分析 ~Kendrick 质量缺陷绘图法的应用~
MS 提示 210 号
简介
JMS-S3000“SpiralTOF”具有高质量分辨率，例如CO和C2H4）的峰，因此它开始用于高功能聚合物（例如抗蚀剂材料）的结构分析。然而，在缺乏原料和合成条件等信息的情况下，仅利用质谱法进行详细的结构分析并不容易。为了从复杂的质谱中读取与端基相关的信息，需要极其耗时的任务来计算每个峰的精确质量，然后破译它们的相互关系。另一方面，肯德里克质量缺陷（KMD）绘图法1, 2)是一种根据高分辨率质谱观测到的精确质量来分析组成成分的元素分布的方法。它最初的设计目的是利用饱和烃的精确质量缺陷来分析有机化合物的元素组成。在此方法中，CH2将单位精确质量 (1401565) 定义为肯德里克质量 (KM)=14，并将观测到的质量转换为 KM。如果样品化合物包含化学成分与参考化学成分不同的位点，则该化合物的 KM 将偏离整数值。这种偏差称为 KMD，通过将此 KM 与舍入整数 KM（Nominal KM；NKM）作图，可以将样品中所含各种化合物的化学成分的分布表示为散点图。另外，对于聚合物来说，作为计算KM标准的化学成分是CH2，可以进行类似的分析。由于该方法需要测量精确的质量，因此传统上主要用于分析通过傅里叶变换离子回旋质谱仪（FT-ICRMS）获得的质谱，但通过使用具有高质量分辨率的SpiralTOF，即使在MALDI-TOFMS测量时，也可以在允许KMD分析的水平上进行精确质量分析。3)这使得将KMD作图方法应用于分析大分子量和宽分子量分布的合成聚合物成为可能。 KMD 图方法可以快速、轻松且详细地表征聚合物，而无需分析观察到许多峰的复杂质谱中的每个峰。在这里，我们将展示一个应用 KMD 图方法来分析与聚合物标准品混合的样品的示例3)
材料和方法
- 聚合物样品由和光纯药工业株式会社制造的聚环氧乙烷(PEO)和由Sigma-Aldrich制造的二醇和三醇型聚环氧丙烷各自以1μl/ml溶解在四氢呋喃(THF)中，并以1/1/1(v/v/v)的比例混合。
- 通过 SpiralTOF 测量2,5-二羟基苯甲酸(DHB)作为基质试剂溶解至10mg/ml的浓度。将上述聚合物样品混合溶液与基质溶液按1:10(v/v)的混合溶液滴加到不锈钢样品盘上，并在室温下干燥。调整 SpiralTOF，使 m/z 800 - 3000 范围内的峰宽小于约 003 Da。使用 Polymer Laboratories（Church Stretton，英国）制造的聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）标准品进行质量校准。Mp=1310)。
- Kendrick 质量缺陷图创建获取质谱后，使用装置附带的分析软件“msTornado Analysis”提取所获得的峰的观测质量和峰强度。接下来，使用“msRepeatFinder”(JEOL) 创建 KMD 图。请注意，KM、NKM 和 KMD 使用以下公式计算。创建 KMD-NKM 图，其中 NKM 位于 x 轴，KMD 位于 y 轴，针对相对峰强度为 5% 或更高的峰。
结果与讨论
图1。 PEO、PPO-二醇和 PPO-三醇的混合物样品的 MALDI 质谱 (a) 以及使用基于 PO 单元的质量标度的混合物样品的 KMD 图 (b)。每个点的大小表示剥离强度。
这里我们选择PO单位作为计算KM(C3H6O = 5804187 Da 经计算转换为58)。在图1a所示的质谱中，观察到来自PPO-三醇、PPO-二醇和PEO的峰组。图 1a 中，质量分辨率为 46100 (m/z1450，半高宽) 和 71500 (m/z2130，FWHM)，并且在整个测量区域观察到峰宽约为003Da的峰(FWHM)。 KMD-NKM图（图1b）清楚地分离了PPO-二醇和PEO，由于重叠的分子量分布，在质谱中无法清楚地区分它们的峰分布。KMD 绘图方法可让您快速轻松地可视化具有常见重复结构的组件和其他组件。该方法作为一种快速、轻松地表征聚合物产品的方法，预计可用于生产控制等。
致谢
该材料是与日本产业技术综合研究所环境管理研究部研究组组长佐藤博明合作创建的。
参考文献
- 肯德里克，E等, 基于 CH 的质量标尺2=140000 用于有机化合物的高分辨率质谱分析，安娜。化学 35, 2146 (1963).
- 加利福尼亚州休伊等，超高分辨率宽带质谱的紧凑视觉分析，肛门。化学. 73, 4676-4681 (2001)
- 佐藤，H等，通过 MALDI 螺旋 TOFMS 结合 Kendrick 质量缺陷分析对聚合物进行结构表征，J。上午。苏克。质谱., 25, 1346 (2014).（开放访问：http://linkspringercom/article/101007%2Fs13361-014-0915-y)
- 点击此处查看此页面的可打印 PDF。点击打开新窗口。
PDF 2MB
