JMS-S3000 "SpiralTOF™"를 사용한 시아노아크릴레이트 접착제 분석 — Kendrick Mass Defect 플롯 분석 적용 — [MALDI 애플리케이션]

SpiralTOF™는 이전에 고분자 및 지질의 상세한 특성 분석에 사용되었습니다. SpiralTOF™의 높은 질량 분해능으로 인해 CH 사이의 약간의 질량 차이₄ 및 O(Δ 0.036 Da)를 쉽게 구별할 수 있습니다. 그러나 복잡한 화합물을 고해상도 MS로 분석하려면 효과적인 데이터 처리 방법이 필요합니다. 최근에 복잡한 화합물의 구조적 특성화를 가능하게 하는 SpiralTOF™에 대한 효과적인 데이터 처리 기술로 Kendrick 질량 결함(KMD) 플롯 분석이 제안되었습니다.^{1, 2}. 여기에서 시아노아크릴레이트를 함유한 상업용 아크릴 접착제는 KMD 플롯 분석과 결합된 SpiralTOF™를 사용하여 특성화되었습니다.

실험

   10ml의 아세톤에 1mg의 샘플을 용해시켜 아크릴 접착제 용액을 제조하였다. 매트릭스(2,5-dihydroxybenzoic acid, DHB) 농도가 10 mg/ml인 THF(tetrahydrofuran)를 매트릭스 용액으로 사용하였다. 양이온화 시약으로는 요오드화나트륨을 사용하였다. MALDI 질량 스펙트럼은 SpiralTOF™(R=75000)로 측정했습니다. KMD 플롯은 msRepeatFinder 소프트웨어(JEOL)를 사용하여 구성되었습니다.

결과 및 논의

　그림 1a는 아크릴 접착제의 MALDI 질량 스펙트럼을 보여줍니다. m / z 300-1700. 44 Da의 피크 간격은 주로 다음 범위에서 관찰되었습니다. m / z 400-700. 정확한 질량을 기반으로 이러한 피크는 반복 단위가 C인 폴리에틸렌 옥사이드(PEO)에서 나온 것 같습니다.₂H₄오(44.026). 그림 1b는 기본 단위가 EO(에틸렌 옥사이드) 반복 단위로 설정된 경우 아크릴 접착제에 대한 KMD 플롯을 보여줍니다. 검은색 원 안의 가로축에 정렬된 점은 다른 말단 그룹을 가진 PEO의 존재를 암시합니다. 빨간색 또는 파란색 타원으로 표시된 오른쪽 사선 방향을 따라 분포하는 점은 두 가지 다른 유형의 폴리머가 있음을 나타냅니다. 4개의 파란색 그룹은 XNUMX개의 다른 반응 시작점을 가진 다중 분기 화합물의 존재를 시사합니다. 빨간색 타원에 점을 나타내는 성분의 피크 간격은 시아노 에틸 아크릴레이트 아크릴레이트(C₆H₇아니₂: 125.047).
　따라서 KMD 플롯은 C에 대해 설정되었습니다.₆H₇아니₂ 그림 2a에서와 같이 반복 단위는 그림 1b의 빨간색 타원에 있는 점들이 수평축에 정렬되어 있습니다. 이러한 결과는 본 보고서에 사용된 아크릴계 점착제 샘플이 순간접착제에 널리 사용되는 시아노에틸아크릴레이트로 구성되어 있음을 시사한다. 또한 msRepeatFinder에는 KMD 플롯에서 선택한 점에 해당하는 질량 스펙트럼의 피크 색상을 변경할 수 있는 "그룹화 모드" 기능이 있습니다(그림 2b). 이 기능은 KMD 플롯과 질량 스펙트럼의 관심 피크를 비교하는 데 유용합니다.

【그림 1. 아크릴계 접착제의 MALDI 질량 스펙트럼(a) 및 EO 단위를 기준으로 한 질량 척도를 사용한 접착제의 KMD 플롯(b). ]

【Fig.2 C 기반 Mass Scale을 이용한 접착제의 KMD Plot₆H₇아니₂ 단위(a) 및 아크릴레이트 접착제(b)의 MALDI 질량 스펙트럼. 시아노아크릴산 에틸 에스테르에 해당하는 피크와 점은 빨간색으로 표시하였다.】

결론

　여기에서 아크릴 접착제는 고해상도 SpiralTOF™ 측정과 KMD 플롯 분석의 조합을 사용하여 특성화되었습니다. KMD 플롯을 사용하면 복잡한 질량 스펙트럼 내에 숨겨진 폴리머에 해당하는 약한 피크의 분포를 시각화할 수 있습니다. KMD 플롯 분석은 피크 지정이 필요하지 않고 단량체 단위를 선택하거나 단량체 단위의 계산된 또는 관찰된 질량을 입력하여 구성할 수 있기 때문에 이 기술을 사용하면 다양한 화학 물질에 대한 상동체 분포를 빠르고 쉽게 시각화할 수 있습니다. 구조. SpiralTOF™ 장비와 "msRepeatFinder" KMD 플롯 분석 소프트웨어의 조합은 다양한 재료를 포함하는 산업용 제품의 특성화를 위한 효과적인 도구입니다.

참고자료

1) 사토, H. 외., Kendrick 질량 결함 분석과 결합된 MALDI 나선형-TOFMS에 의한 중합체의 구조적 특성화,
　　제이엠 사회 질량 스펙트럼., 25, 1346 (2014).
　　(오픈 액세스: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13361-014-0915-y)
2) 정Q. et al., 갈탄의 열수 추출에 의해 얻은 추출물의 분자 조성, 연료, 159, 751 (2015).

수신 통보

　논평과 제안을 해주신 AIST(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) 환경경영연구소의 H. Sato 박사에게 감사드립니다.

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