Остатки графика KM для полимеров с использованием msRepeatFinder: интуитивно понятное отображение масс-спектров диссоциации, вызванной высокоэнергетическими столкновениями, полученных с помощью SpiralTOF™/TOF [приложение MALDI]

Тандемная масс-спектрометрия полимерных ионов дает ценную информацию о природе отдельных концевых групп, архитектуре цепи (линейная/циклическая/разветвленная) или микроструктуре сополимера. Тандемный времяпролетный анализ (TOF/TOF) с индуцированной столкновением высокой энергии (HE-CID) выгодно следует за анализом TOF с лазерной десорбционной ионизацией с использованием матрицы (MALDI). Однако интерпретация полученного масс-спектра не очевидна с многочисленными сериями ионов и сигналами малой интенсивности. Анализ «остатков массы Кендрика» (RKM) предлагается в качестве быстрой обработки данных масс-спектров TOF/TOF после сбора данных для мгновенной визуализации и фильтрации рядов ионов с помощью интуитивно понятного выравнивания точек.

Экспериментальный

Поли(пропиленоксид) (PPO 1000 г моль^-1) использовали для аналита. Спектры ионов продукта регистрировали с помощью масс-спектрометра JMS-S3000 SpiralTOF™ (CHCA 10 мг/мл).^-1, ППО 10 мг мл^-1, NaTFA 1 мг мл^-1, 10:1:1 в МеОН). Графики KMD и RKM были рассчитаны с использованием msRepeatFinder 3.0.

Масс-спектр HE-CID

Типичный масс-спектр HE-CID 30-мерного PPO с (OH, H)-концом с изотопным отбором иона-предшественника при м / г 1782 отображает две основные серии ионов-продуктов, обнаруженные с низкой интенсивностью (Рис 1), в то время как несколько второстепенных серий также едва видны на заднем плане. Визуализация и интерпретация масс-спектральных данных такого типа остаются неудобными и трудоемкими, поскольку необходимо ручное назначение каждого пика по одному, а также утомительное графическое изображение, чтобы пометить все ионы-продукты в довольно нечеткой фигуре.

Рис. 1. Масс-спектр ГЭ-УИД с двумя основными сериями ионов-продуктов, отмеченными б_x и с_x (адаптировано из Wesdemiotis et al. [1] – структуры на вставке).

График дефекта массы Кендрика (KMD)

График KMD [2], рассчитанный по масс-спектру HE-CID, показывает облако точек, едва выровненных по горизонтали (Рис 2). Поскольку разрешение масс-спектра TOF/TOF является унитарным с ограниченной точностью массы для измерения массы ионов-продуктов, точную оценку дефектов массы невозможно, и результирующий график KMD не разрешается без разделения серий ионов-продуктов.

Рис. 2. «Обычный» график КМД (основная единица: пропиленоксид C₃H₆O из списка повторяющихся единиц) с помощью msRepeatFinder.

Остатки участка КМ (РКМ)

График «остатки КМ» [3] (базовая единица: C₃H₆O, повторяющаяся единица PO) легко вычисляется путем проверки соответствующей опции в msRepeatFinder (Рис 3). Вместо неразрешенного облака точек на графике KMD несколько рядов точек четко визуализируются на графике RKM, который не требует высокоточного измерения массы для отображения горизонтальных створов. Каждая строка мгновенно присваивается основному ряду ионов-продуктов (c_x: зеленые точки; б_x: красные точки) и второстепенная серия, едва заметная в масс-спектре HE-CID.

Рис. 3. График РКМ (основная единица: пропиленоксид С₃H₆O из списка повторяющихся единиц) с помощью msRepeatFinder.

«Режим группировки» в msRepeatFinder также позволяет мгновенно маркировать каждую серию ионов в масс-спектре HE-CID с визуальным цветовым кодированием путем простого выбора данной серии точек, выровненных по горизонтали на графике RKM (Рис 4). Невыбранные серии ионов можно скрыть для еще более наглядного отображения сложных масс-спектральных данных (Рис 5).

Рис. 4. Визуализация двух основных серий ионов-продуктов (зеленые столбцы: c_x; красные полосы: б_x) путем группировки точек, выровненных по горизонтали на графике RKM.

Рис. 5. Визуализация одной серии ионов только путем скрытия невыбранных точек.

Перспективы

Графики RKM совместимы с масс-спектрами HE-CID гомополимеров и сополимеров с использованием одной из повторяющихся единиц (разные концевые группы ионных рядов и/или блочной/случайной архитектуры) или удаленных нейтралов (филиаций) [4].

Подтверждение

Эта заметка по применению написана на основе результатов совместного исследовательского проекта с доктором Хироаки Сато и доктором Тьерри Фуке в Научно-исследовательском институте устойчивой химии Национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST).

Рекомендации

[1] К. Весдемиотис, Н. Солак, М. Дж. Полче, Д. Е. Дабни, К. Чайчароен, Б. С. Катценмейер. Масс Спец. преп. 2011, 30, 523-559.
[2] Х. Сато, С. Накамура, К. Терамото, Т. Сато. Варенье. соц. Масс-спектр. 2014, 25, 1346-1355.
[3] Т. Фуке, Т. Сато, Х. Сато. Анальный. Chem. 2018, 90, 2404-2408.
[4] Т. Фуке, Х. Сато. Быстрое общение. Масс-спектр. 2016, 30, 1361-1364.

Если вы хотите увидеть печатную версию, щелкните этот файл PDF.

PDF 987KB