2025年10月3日
本方案提供了详细的说明和示例,介绍如何利用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱技术,对具有不同分散性和端基的合成聚合物进行样品制备、数据采集和数据分析。
我们希望了解聚合物的反应行为。为此,我们采用质谱法,因为这是一种研究预期反应及其他副反应的极佳工具。在过去的10年中,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-ToF MS)在分辨率以及串联质谱(MS/MS)中的碎片分析能力方面已取得显著提升。
我们描述了多种反应,包括单分散、中等分散和高度分散的样品,以及具有明显同位素分辨的样品。例如,含有卤化基团的聚合物或易于形成亚稳态离子的聚合物。首先,通过将阳离子、分析物和基质储备溶液加入试管A中,配制分析物采集溶液,并涡旋混匀。
然后将阳离子、校准物和基质储备液加入B管中,并充分混匀。接着,使用干燥液滴法,用移液器将0.5 µL A管中的阳离子、分析物和基质样品混合液点样至MALDI-ToF质谱靶板上。随后,将0.5 µL B管中的校准物混合液点样至靶板上相邻的位置。
在数据采集过程中,记录每个点的精确行列位置以供参考。将MALDI-ToF质谱靶板插入仪器中,并使用仪器控制软件对靶板进行定位。在仪器控制软件中选择并打开一个方法文件。
根据分析物的质量范围,选择反射正离子模式或线性正离子模式。然后,按下仪器控制软件上的开始按钮,以启动基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-ToF MS)数据采集。让采集过程自动完成,或在需要时按下停止按钮。
然后点击“添加”按钮,将MALDI-ToF MS单次谱图转移至总谱图缓冲区。通过查看摄像头画面并在所选同一孔内的任意位置点击,重新定位MALDI-ToF MS激光点。重复进行MALDI-ToF MS采集,持续添加谱图,直至结果满意为止。
现在,选择 MALDI-ToF 质谱仪靶板上的校准样品,并按照先前所述的数据采集步骤进行新的采集。在仪器控制软件中进入校准选项卡,打开与所选校准物相对应的适当质荷比控制列表。将采集到的 MALDI-ToF 质谱图中的校准峰与质荷比控制列表中列出的参考质量进行匹配。
在质量控制列表中,选择与 MALDI-ToF 质谱图中观察到的第一个校准峰相对应的质量。通过点击校准信号左侧来设定参考峰,以选中该峰。然后点击应用,将校准信号指定为参考质量。
通过在质量控制列表中选择下一个目标质量,对准相应的校准物峰,并应用参考设置,对所有其他校准峰重复该操作。对于已校准的聚合物分析物样品采集,使用仪器控制软件定位并选择含有阳离子、分析物和基质混合物的孔。按照之前演示的方法,使用已校准的方法进行MALDI-ToF质谱数据采集。
输入适当的文件名,并保存校准后的分析物质谱以供进一步分析。Tris G1 6 的 MALDI-ToF 质谱在 505.239 道尔顿处显示单一峰,与其理论质量一致,证实脱保护完全。具有氯离子和质子封端基团的 PDMP 聚合物在 859.426 道尔顿处显示主峰,同时存在钠取代和环状变体。
完整的PDMP分布范围为600至1,600道尔顿,重复单元平均为100.056道尔顿。线性聚乙烯二溴酸酯聚合物表现出三种分布形式:α-羟基-ω-丙炔基、α-丙炔基-ω-丙炔基以及α-羟基-ω-羟基类型。叠氮功能化的线性聚乙烯二溴酸酯聚合物显示出α-叠氮-ω-叠氮、α-丙炔基-ω-丙炔基以及α-丙炔基-ω-叠氮类型的峰,此外还有亚稳态离子峰。
梳状聚合物显示出16道尔顿间隔的氧化态,以及钾加合物峰位移,证实了四重氧化。甲氧基聚乙二醇不含炔丙基,其质荷比为539和583的峰将保持不反应,而当大部分炔丙基形成更高分子量产物后,这些峰的强度将随之降低。
本方案提供了利用基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱法(MALDI-ToF MS)表征合成聚合物的详细操作步骤,涵盖具有不同分散性和端基的聚合物样品制备、数据采集及分析过程。
MALDI-TOF 质谱可实现对合成聚合物的快速、高分辨率表征,有助于材料发现和分析方法开发中的关键决策。准确测定分子量、分散度和端基结构,可提高对聚合物类辅料、递送系统及分析标准品的预测可靠性。该能力有助于加强项目筛选,并降低早期制剂开发和分析流程中的风险。
MALDI-ToF 质谱表征位于分析方法开发与早期制剂研究的交叉点,为基于聚合物材料的发现阶段与临床前工作流程搭建了桥梁。