Baki plot KM untuk polimer menggunakan msRepeatFinder: Paparan intuitif spektrum jisim tercetus akibat perlanggaran tenaga tinggi yang diperoleh oleh SpiralTOF™/TOF [Aplikasi MALDI]

Spektrometri jisim tandem ion polimer memberikan maklumat berharga tentang sifat kumpulan akhir individu, seni bina rantai (linear / kitaran / bercabang) atau struktur mikro kopolimer. Analisis masa-penerbangan serentak (TOF/TOF) seiring dengan penceraian akibat perlanggaran tenaga tinggi (HE-CID) secara berfaedah mengikuti analisis TOF pengionan desorpsi laser (MALDI) bantuan matriks. Walau bagaimanapun, tafsiran spektrum jisim yang terhasil tidak jelas dengan banyak siri ion dan isyarat keamatan rendah. Analisis "baki jisim Kendrick" (RKM) dicadangkan sebagai pemprosesan data pasca pemerolehan pantas spektrum jisim TOF/TOF untuk menggambarkan dan menapis siri ion serta-merta melalui penjajaran titik intuitif.

Eksperimen

Poli(propilena oksida) (PPO 1000 g mol^-1) digunakan untuk analit. Spektrum ion produk telah direkodkan dengan spektrometer jisim JMS-S3000 SpiralTOF™ (CHCA 10 mg mL^-1, PPO 10 mg mL^-1, NaTFA 1 mg mL^-1, 10:1:1 dalam MeOH). Plot KMD dan RKM dikira menggunakan msRepeatFinder 3.0.

Spektrum jisim HE-CID

Spektrum jisim HE-CID tipikal PPO 30-mer (OH, H) berakhir dengan pemilihan isotop ion prekursor pada m/z 1782 memaparkan dua siri ion produk utama yang dikesan dengan keamatan rendah (Rajah 1) manakala beberapa siri kecil juga hampir tidak diperhatikan di latar belakang. Mengvisualisasikan dan mentafsir jenis data spektrum jisim sedemikian tetap menyusahkan dan memakan masa kerana tugasan manual bagi setiap puncak satu demi satu serta karya seni yang membosankan adalah perlu untuk melabel semua ion produk dalam angka yang agak tidak jelas.

Rajah 1. Spektrum jisim HE-CID dengan dua siri ion produk utama dicatatkan b_x dan c_x (diadaptasi daripada Wesdemiotis et al [1] – struktur dalam inset).

Plot kecacatan jisim Kendrick (KMD).

Plot KMD [2] yang dikira daripada spektrum jisim HE-CID memaparkan awan titik hampir tidak sejajar secara mendatar (Rajah 2). Memandangkan resolusi spektrum jisim TOF/TOF adalah kesatuan dengan ketepatan jisim yang terhad untuk pengukuran jisim ion produk, kecacatan jisim yang tepat tidak boleh dinilai dan plot KMD yang terhasil tidak dapat diselesaikan tanpa pemisahan siri ion produk.

Rajah 2. Plot KMD “Biasa” (unit asas: propilena oksida C₃H₆O daripada senarai unit ulangan) menggunakan msRepeatFinder.

Baki plot KM (RKM).

Plot "baki KM" [3] (unit asas: C₃H₆O, unit berulang PO) mudah dikira dengan menyemak pilihan yang sepadan dalam msRepeatFinder (Rajah 3). Daripada awan titik yang tidak dapat diselesaikan dalam plot KMD, beberapa siri titik digambarkan dengan jelas dalam plot RKM yang tidak memerlukan pengukuran jisim ketepatan tinggi untuk memaparkan penjajaran mendatar. Setiap baris diberikan serta-merta kepada siri ion produk utama (c_x: titik hijau; b_x: titik merah) dan siri kecil hampir tidak kelihatan dalam spektrum jisim HE-CID.

Rajah 3. Plot RKM (unit asas: propilena oksida C₃H₆O daripada senarai unit ulangan) menggunakan msRepeatFinder.

“Mod kumpulan” dalam msRepeatFinder seterusnya membolehkan setiap siri ion dilabel serta-merta dalam spektrum jisim HE-CID dengan pengekodan warna visual dengan pemilihan mudah siri titik tertentu yang dijajarkan secara mendatar dalam plot RKM (Rajah 4). Siri ion yang tidak dipilih boleh disembunyikan untuk pemetaan yang lebih visual bagi data spektrum jisim kompleks (Rajah 5).

Rajah 4. Visualisasi dua siri ion produk utama (bar hijau: c_x; palang merah: b_x) dengan mengumpulkan titik yang dijajarkan secara mendatar dalam plot RKM.

Rajah 5. Visualisasi satu siri ion hanya dengan menyembunyikan titik yang tidak dipilih.

Prospek

Plot RKM serasi dengan spektrum jisim HE-CID homopolimer dan kopolimer menggunakan salah satu unit berulang (kumpulan akhir siri ion yang berbeza dan/atau blok seni bina/rawak) atau neutral yang dikeluarkan (filiasi) [4].

Pengiktirafan

Nota permohonan ini ditulis berdasarkan hasil projek penyelidikan bersama dengan Dr. Hiroaki Sato dan Dr. Thierry Fouquet di Institut Penyelidikan Kimia Lestari, Institut Sains dan Teknologi Industri Termaju Negara (AIST).

Rujukan

[1] C. Wesdemiotis, N. Solak, MJ Polce, DE Dabney, K. Chaicharoen, BC Katzenmeyer. Spesifikasi Jisim. Rev. 2011, 30, 523-559.
[2] H. Sato, S. Nakamura, K. Teramoto, T. Sato. J. Am. Soc. Spektrom Jisim. 2014, 25, 1346 1355-.
[3] T. Fouquet, T. Satoh, H. Sato. Dubur. Chem. 2018, 90, 2404 2408-.
[4] T. Fouquet, H. Sato. Komuniti Cepat. Spektrom Jisim. 2016, 30, 1361 1364-.

Jika anda ingin melihat versi bercetak, sila klik fail PDF ini.

PDF 987KB