Analisis sebatian organik pada plat akrilik menggunakan JMS-S3000 "SpiralTOF™" [Aplikasi MALDI]

Pengenalan

Bahan industri sering dinilai oleh instrumen analisis permukaan yang memberikan maklumat tentang elemen permukaan, keadaan ikatan dan kumpulan berfungsi. Walau bagaimanapun, terdapat pilihan terhad untuk teknik analisis permukaan yang memberikan berat molekul dan maklumat struktur molekul untuk sebatian organik yang terdapat pada permukaan. Matrix Assisted Laser Desorption Ionization - Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOFMS) ialah teknik pengionan lembut yang boleh digunakan untuk menganalisis permukaan untuk menganggar komposisi unsur dengan ukuran jisim yang tepat, mendapatkan maklumat struktur menggunakan MS/MS dan peta. sebatian permukaan dengan menggunakan pengimejan MS. MALDI-TOFMS menggunakan voltan tinggi pada plat sasaran untuk mempercepatkan ion ke dalam penganalisis TOFMS. Oleh itu, plat sasaran adalah konduktif dan biasanya diperbuat daripada keluli tahan karat. Spektrometri jisim pengimejan MALDI digunakan secara meluas untuk menganalisis bahan organik pada bahagian tisu beku. Dalam kes ini, bahagian tisu beku dengan ketebalan kira-kira 10 μm diletakkan pada slaid kaca konduktif yang disalut dengan filem indium tin oksida (ITO). Walau bagaimanapun, untuk analisis produk industri, sebatian organik sasaran adalah pada substrat bukan konduktif seperti resin dengan ketebalan milimeter. Ukuran permukaan MALDI-TOFMS menggunakan substrat bukan konduktif membawa kepada pengurangan dalam resolusi jisim dan penurunan ketara dalam keamatan ion akibat pengecasan permukaan.
Masalah ini boleh diselesaikan dengan prarawatan permukaan dengan pemendapan wap emas untuk mengubahnya daripada tidak konduktif kepada konduktif. Kaedah ini sebelum ini ditunjukkan berfungsi dengan baik dalam MSTips No. 204 di mana kaedah pemendapan wap emas digunakan pada analisis pengimejan MALDI-MS dakwat di atas kertas. Dalam laporan ini, kami menggunakan pemendapan wap emas untuk melihat sampel pada permukaan plat akrilik setebal 1 mm.

Eksperimen

Plat akrilik dengan ketebalan 1 mm digunakan sebagai substrat bukan konduktif. Polipropilena glikol (PPG, MW 1000) digunakan untuk analisis SpiralTOF dan TOF-TOF. PPG 1000 dilarutkan dalam air hingga 1 mg / mL. Kompaun matriks α-CHCA dan agen kationisasi NaI telah dilarutkan dalam metanol pada kepekatan 10 mg / mL dan 1 mg / mL, masing-masing. Jumlah yang sama bagi larutan PPG 1000, larutan matriks dan larutan ejen kationisasi dicampur dan kemudian 1 μL dikesan pada plat akrilik dan dikeringkan di udara. Untuk pengukuran pengimejan MS, dakwat kekal merah digunakan sebagai sampel, dan huruf "MS" ditulis pada plat akrilik. Tiada sebatian matriks digunakan kerana rhodamine, komponen utama dakwat kekal merah, boleh diion tanpa menggunakan matriks. Selepas sampel digunakan, setiap permukaan plat akrilik disalut dengan emas melalui pemendapan wap. Selepas itu, plat akrilik dilekatkan dengan pita pengalir pada plat keluli tahan karat khas yang digali ke bawah 1 mm dari kedudukan permukaan plat biasa. Plat sasaran kemudiannya dimasukkan terus ke dalam JMS-S3000 "SpiralTOF™" untuk analisis MS.

Rajah.1 JMS-S3000 SpiralTOF™ dan plat yang digunakan untuk memperkenalkan plat akrilik.

Hasil

Ukuran PPG dari permukaan akrilik pemendapan wap emas menunjukkan ion tambah natrium [M + Na]⁺ untuk PPG 1000 HO(C₃H₆O)_nH (lihat Rajah 2). Resolusi jisim 55000 diperolehi untuk puncak monoisotopik pada n = 18 (diperbesarkan dalam Rajah 2).
Selepas itu, spektrum ion produk n = 18 diperoleh dengan menggunakan pilihan TOF-TOF. Rajah 3 (a) menunjukkan spektrum jisim sebelum dan selepas pemilihan ion monoisotopik n = 18. Rajah 3 (b) menunjukkan spektrum ion hasil darab bagi ion ini. Keputusan mod SpiralTOF dan TOF-TOF adalah setara dengan yang diukur menggunakan plat sasaran keluli tahan karat biasa.

Rajah.2 Spektrum jisim PPG1000

Rajah.3 (a)Selektiviti ion prekursor dan (b) spektrum jisim ion produk PPG [M+Na]⁺(n = 18).

Keputusan pengimejan MS untuk aksara "MS" dakwat kekal merah pada plat akrilik ditunjukkan dalam Rajah 4. Komponen utama dalam spektrum jisim ialah (C₂₈H₃₁N₂O₃⁺) yang berkaitan dengan rhodamine (kehilangan Cl), komponen utama dalam dakwat kekal merah. Resolusi jisim 48,000 telah diperhatikan untuk data ini, dengan itu menunjukkan bahawa ukuran jenis ini boleh dilakukan pada substrat bukan konduktif yang telah dirawat tanpa sebarang masalah. The m/z 443 peak kemudiannya digunakan untuk mencipta imej jisim permukaan yang menunjukkan dengan jelas aksara "MS" dalam kawasan ukuran. Saiz piksel untuk imej ini ialah 50 μm, yang mencerminkan saiz titik laser yang digunakan semasa pengukuran.

kesimpulan

Dalam laporan ini, sebatian organik pada substrat akrilik bukan konduktif setebal 1 mm telah diukur dengan menggunakan MALDI-TOFMS. Didapati bahawa spektrum jisim resolusi jisim tinggi, spektrum jisim ion produk MS/MS, dan data pengimejan MS boleh diperolehi daripada substrat bukan konduktif jika permukaan sampel diprarawat dengan pemendapan wap emas untuk menjadikannya konduktif. Menggunakan kaedah ini, julat aplikasi untuk MALDI-TOFMS boleh dikembangkan ke dalam bidang analisis permukaan yang melibatkan pelbagai substrat, kedua-dua konduktif dan bukan konduktif.

Rajah 4 Pengimejan massa kesusasteraan "MS" yang ditulis dengan dakwat kekal merah.

Sila lihat fail PDF untuk mendapatkan maklumat tambahan.
Tetingkap lain terbuka apabila anda mengklik.

PDF 751.5KB