Анализ органических соединений на акриловой пластине с использованием JMS-S3000 «SpiralTOF™» [приложение MALDI]

Введение

Промышленные материалы часто оцениваются с помощью инструментов анализа поверхности, которые предоставляют информацию об элементах поверхности, состояниях связи и функциональных группах. Однако существуют ограниченные возможности методов анализа поверхности, которые предоставляют информацию о молекулярной массе и молекулярной структуре органических соединений, присутствующих на поверхности. Матричная лазерная десорбционная ионизация — времяпролетная масс-спектрометрия (MALDI-TOFMS) — это метод мягкой ионизации, который можно использовать для анализа поверхностей с целью оценки элементного состава с точными измерениями массы, получения структурной информации с помощью МС/МС и составления карт. поверхностные соединения с помощью MS-визуализации. MALDI-TOFMS использует высокое напряжение на мишени для ускорения ионов в анализаторе TOFMS. Следовательно, мишени являются проводящими и обычно изготавливаются из нержавеющей стали. Визуализирующая масс-спектрометрия MALDI широко используется для анализа органических веществ на срезах замороженных тканей. В этом случае срез замороженной ткани толщиной около 10 мкм помещают на токопроводящее предметное стекло, покрытое пленкой оксида индия-олова (ITO). Однако для анализа промышленных продуктов целевые органические соединения находятся на непроводящих подложках, таких как смолы миллиметровой толщины. Измерения поверхности MALDI-TOFMS с использованием непроводящих подложек приводят к снижению разрешения по массе и значительному снижению интенсивности ионов из-за зарядки поверхности.
Эта проблема может быть решена путем предварительной обработки поверхности осаждением паров золота, чтобы изменить ее с непроводящей на проводящую. Ранее было показано, что этот метод хорошо работает в MSTips № 204, в котором метод осаждения золота из паров был применен к анализу изображений чернил на бумаге MALDI-MS. В этом отчете мы использовали осаждение паров золота для изучения образцов на поверхности акриловой пластины толщиной 1 мм.

Эксперимент

В качестве непроводящей подложки использовалась акриловая пластина толщиной 1 мм. Полипропиленгликоль (PPG, молекулярная масса 1000) использовали для анализов SpiralTOF и TOF-TOF. PPG 1000 растворяли в воде до концентрации 1 мг/мл. Матричное соединение α-CHCA и катионизатор NaI растворяли в метаноле в концентрациях 10 мг/мл и 1 мг/мл соответственно. Равные количества раствора PPG 1000, матричного раствора и раствора катионизатора смешивали, затем 1 мкл наносили на акриловую пластину и сушили на воздухе. Для измерения изображения MS в качестве образца использовали красные перманентные чернила, а буквы «MS» были написаны на акриловой пластине. Матричный компаунд не применялся, потому что родамин, основной компонент красных перманентных чернил, может быть ионизирован без использования матрикса. После нанесения образцов каждую поверхность акриловой пластины покрывали золотом методом осаждения из паровой фазы. После этого акриловая пластина была прикреплена токопроводящей лентой к специальной пластине из нержавеющей стали, которая была выкопана на 1 мм от нормального положения поверхности пластины. Планшет-мишень затем непосредственно вводили в JMS-S3000 "SpiralTOF™" для МС-анализа.

Рис.1 JMS-S3000 SpiralTOF™ и пластина, используемая для введения акриловой пластины.

Итоги

Измерения PPG на акриловой поверхности, осажденной из паров золота, показали наличие ионов аддукта натрия [M + Na]⁺ для ППГ 1000 HO(C₃H₆O)_nН (см. рис. 2). Массовое разрешение 55000 было получено для моноизотопного пика при n = 18 (увеличено на рисунке 2).
После этого был получен спектр ионов-продуктов n = 18 с использованием опции TOF-TOF. На рис. 3 (а) показаны масс-спектры до и после выделения моноизотопного иона при n = 18. На рис. 3 (б) показан спектр ионов-продуктов для этого иона. Результаты режимов SpiralTOF и TOF-TOF эквивалентны результатам измерений с использованием обычной мишени из нержавеющей стали.

Рис.2 Масс-спектр PPG1000

Рис.3 (a) Селективность ионов-предшественников и (b) масс-спектр ионов-продуктов PPG [M+Na]⁺(n = 18).

Результаты МС-изображения для символов «МС» красной перманентной краски на акриловой пластине показаны на рисунке 4. Основным компонентом в масс-спектре был (C₂₈H₃₁N₂O₃⁺), который связан с родамином (потеря Cl), основным компонентом красных перманентных чернил. Для этих данных наблюдалось массовое разрешение 48,000 XNUMX, что указывает на то, что такого рода измерения могут быть выполнены на предварительно обработанной непроводящей подложке без каких-либо проблем. м / г Затем пик 443 использовали для создания массивного изображения поверхности, на котором четко показывались символы «МС» в области измерения. Размер пикселя для этого изображения составлял 50 мкм, что отражает размер лазерного пятна, используемого во время измерения.

Выводы

В этом отчете органические соединения на непроводящей акриловой подложке толщиной 1 мм измерялись с помощью MALDI-TOFMS. Было обнаружено, что масс-спектры высокого разрешения по массе, масс-спектры ионов-продуктов МС/МС и данные визуализации МС могут быть получены с непроводящей подложки, если поверхность образца предварительно обработана осаждением паров золота, чтобы сделать ее проводящей. Используя этот метод, область применения MALDI-TOFMS может быть расширена за счет областей анализа поверхности, включающих различные подложки, как проводящие, так и непроводящие.

Рис.4 Массовое изображение литературы по "РС", написанной красными перманентными чернилами.

Дополнительную информацию см. в файле PDF.
Другое окно открывается при нажатии.

PDF 751.5KB