天游线路检测中心 使用 JMS-S3000 SpiralTOF™ 结合板上碱分解法和馏分基 KMD 法分析高分子量聚（3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯）共聚酯

实验

聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯) (PHBV, 12 mol% 3HV, M_n=1.4×10⁵克摩尔^-1, Đ_M=25) 购自 Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。其他试剂购自富士胶片和光纯药公司。将 1 μL PHBV 的四氢呋喃 (THF) 溶液 (1 mg/mL) 滴到一次性板上以形成薄膜。在薄膜上滴加1μL氢氧化钠甲醇溶液(10mg/mL)，风干5分钟，然后用蒸馏水洗涤。干燥后，滴加 1 μL 2,4,6-三羟基苯乙酮（THAP，Protea Biosciences，西弗吉尼亚州，美国）的 THF 溶液（20 mg/mL）作为基质。使用 JMS-S3000 SpiralTOF™ 采集质谱。 KMD 图是使用 msRepeatFinder 30 创建的。

结果

PHBV通过板上碱分解而降低分子量，并在质谱中观察到具有六种端基组合的低聚物系列[1]（图1A）。由于端基组合的差异、3HB（3-羟基丁酸酯）和3HV（3-羟基戊酸酯）的共聚物组成的差异以及同位素峰导致的峰重叠，质谱变得极其复杂，正常的KMD图（重复单元C₄H₆O₂)[2]，分布也会变成簇状，并且不容易分离每个峰系列（图1B）。

图。 1 (A) 高分子量 PHBV 在板上降解后的 MALDIspiralTOF™ 质谱图（插图：检测到的主要离子系列 I-VI）。 (B) 全尺寸常规 KMD 图（基础：C₄H₆O₂，3HB)。

基于分数的 KMD 分析

如图1所示，当多个系列的点集中在KMD图上的较窄范围内时，很难进行分析，但如图2所示，分数基KMD图（重复单元C₄H₆O₂，图2中颜色编码的簇中，3HB（水平分布）和3HV（对角分布）存在不同聚合度的簇，具有相同端基组合但同位素组成不同的簇可以分离为单独的簇。同位素组成差异的例子包括单同位素离子，¹³C，它们与端基的不同组合（通过罗马数字和颜色区分）如图2所示。通过使用基于分数的 KMD，我们能够在绘图上清楚地区分多个聚合物系列。

图。 2 使用 msRepeatFinder 以分数基本单位 3HB/135 绘制“分数基”KMD 图。

结合多个 Fraction 基本单元的连续 KMD 分析 [4]

系列 I 和 V 几乎重叠，在图 2 的分数基 KMD 图中无法分开。为了将它们分开，我们首先使用单同位素点 (“I + V (¹²C，¹²C)”被分为一组（图3A），其他点被隐藏（图3B）。通过检查在改变X值的同时分离I和V的条件，我们发现X = 117是最合适的（图3C）。在这种情况下，我(¹²C，¹²C) 和 V (¹²C，¹²C)完全分离并成为两个簇。在每个簇内，单同位素离子具有不同程度的 3HB（水平）和 3HV（对角）聚合¹²C) 分布。

图。 3 使用 msRepeatFinder 进行顺序“分数基础”KMD 分析。

其他数据分析方法：使用去同位素峰列表

上述分析使用未经去同位素处理的峰列表。尽管使用未经去同位素处理的峰列表可以降低忽略痕量成分的风险，但它也会使数据分析变得复杂，因为它包含同位素峰（图 2）。通过执行去同位素处理，可以在用于分析的峰列表阶段去除同位素峰，从而使 KMD 分析更加容易。然而，在该分析中，即使使用了去同位素处理的峰，正常 KMD 图中的点也集中在一个狭窄的范围内，因此很难分离每个系列（图 4A）。因此，通过使用 Fraction base KMD（重复单元 C₄H₆O₂, X=92)，可分为具有不同端基组合的六个系列[1]。通过以这种方式使用基于分数的 KMD，即使通过适当改变 X 来使用相同的峰值列表，也可以根据多个系列的目的执行分离 [5]。

图。 4 使用 msRepeatFinder 从去同位素质谱中获得 (A) 常规 KMD 图和 (B) 分数基 KMD 图 (3HB/92)。

摘要

这次，我们演示了一种使用基于分数的 KMD 分析源自相同质谱但经过不同去同位素处理的峰列表的分析方法。 Fraction base KMD通过改变X的值，可以根据具有各种差异（同位素组成的差异、末端基团的组合的差异、共聚物的聚合度的差异及其组合）的系列来调整各系列之间的分离程度，从而可以根据目的进行分离。通过将使用msRepeatFinder的分组和分组系列的显示/隐藏功能相结合，可以分析更复杂的质谱。此外，通过使用板上碱分解方法作为JMS-S300 SpiralTOF™测量的预处理，还可以将其应用于高分子量聚合物。

致谢

该数据是与日本产业技术综合研究所功能化学研究部的 Hiroaki Sato、Thierry Fouquet 和 Kiyoka Nakamura 共同研究的结果。

参考文献

[1] S Nakamura、T Fouquet、H Sato。J。是。苏克。质谱. 2019, 30, 355.
[2] H佐藤、S中村、K寺本、T佐藤。J。上午。苏克。质谱. 2014, 25, 1346.
[3] T Fouquet，H Sato。肛门。化学. 2017, 89, 2682.
[4] Q 郑、M Morimoto、H 佐藤、T Fouquet。燃料 2019, 235, 944.
[5] S Nakamura、R B Cody、H Sato、T Fouquet。肛门化学。 101021/acsanalchem8b04371