JMS-S3000 "SpiralTOF™"를 이용한 아크릴판 위의 유기화합물 분석 [MALDI Application]

개요

산업용 재료는 종종 표면 요소, 결합 상태 및 기능 그룹에 대한 정보를 제공하는 표면 분석 장비로 평가됩니다. 그러나 표면에 존재하는 유기 화합물에 대한 분자량 및 분자 구조 정보를 제공하는 표면 분석 기술에는 제한된 옵션이 있습니다. Matrix Assisted Laser Desorption Ionization - Time of Flight Mass Spectrometry(MALDI-TOFMS)는 정확한 질량 측정으로 원소 조성을 추정하고 MS/MS를 사용하여 구조 정보를 얻고 매핑하기 위해 표면을 분석하는 데 사용할 수 있는 소프트 이온화 기술입니다. MS 이미징을 사용하여 표면 화합물. MALDI-TOFMS는 타겟 플레이트에서 고전압을 사용하여 TOFMS 분석기로 이온을 가속합니다. 따라서 타겟 플레이트는 전도성이 있으며 일반적으로 스테인리스 스틸로 만들어집니다. MALDI 이미징 질량 분석법은 냉동 조직 섹션에서 유기 물질을 분석하는 데 널리 사용됩니다. 이때, ITO(Indium Tin Oxide) 필름이 코팅된 전도성 유리 슬라이드 위에 약 10㎛ 두께의 냉동 조직 절편을 놓는다. 그러나 공산품 분석의 경우 대상 유기화합물은 밀리미터 두께의 수지와 같은 비전도성 기판에 있습니다. 비전도성 기판을 사용한 MALDI-TOFMS 표면 측정은 표면 전하로 인해 질량 분해능이 감소하고 이온 강도가 크게 감소합니다.
이 문제는 비전도성에서 전도성으로 변경하기 위해 금 증착으로 표면을 전처리하여 해결할 수 있습니다. 이 방법은 이전에 종이 위 잉크의 MALDI-MS 이미징 분석에 금 기상 증착 방법이 적용된 MSTips No. 204에서 잘 작동하는 것으로 나타났습니다. 이 보고서에서는 금 증착을 사용하여 1mm 두께의 아크릴판 표면에서 샘플을 관찰했습니다.

실험

두께 1mm의 아크릴판을 비전도성 기판으로 사용하였다. SpiralTOF 및 TOF-TOF 분석에는 폴리프로필렌 글리콜(PPG, MW 1000)이 사용되었습니다. PPG 1000을 물에 1 mg/mL로 용해시켰다. 매트릭스 화합물 α-CHCA 및 양이온화제 NaI를 각각 10mg/mL 및 1mg/mL의 농도로 메탄올에 용해시켰다. 동량의 PPG 1000 용액, 매트릭스 용액 및 양이온화제 용액을 혼합한 후 1 μL를 아크릴판에 점적하고 공기 건조시켰다. MS 이미징 측정을 위해 적색 영구 잉크를 샘플로 사용하고 "MS"라는 글자를 아크릴 판에 썼습니다. 적색 영구 잉크의 주성분인 로다민은 매트릭스를 사용하지 않고도 이온화할 수 있기 때문에 매트릭스 화합물을 적용하지 않았다. 샘플을 도포한 후, 아크릴 판의 각 표면을 증착법으로 금으로 코팅하였다. 그 후, 일반 판면 위치에서 1mm 파낸 특수 스테인리스 강판에 아크릴판을 도전성 테이프로 부착하였다. 그런 다음 대상 플레이트를 MS 분석을 위해 JMS-S3000 "SpiralTOF™"에 직접 도입했습니다.

Fig.1 JMS-S3000 SpiralTOF™와 아크릴판 도입에 사용된 판.

결과

금 증착 아크릴 표면의 PPG 측정은 나트륨 부가 이온 [M + Na]을 보여주었습니다.⁺ PPG 1000 HO(C용)₃H₆O)_nH(그림 2 참조). n = 55000에서 단일동위원소 피크에 대해 18의 질량 분해능이 얻어졌습니다(그림 2에서 확대됨).
그 후 TOF-TOF 옵션을 사용하여 n = 18 product ion 스펙트럼을 획득했습니다. 그림 3(a)는 n = 18의 단일 동위원소 이온 선택 전후의 질량 스펙트럼을 보여줍니다. 그림 3(b)는 이 이온에 대한 생성 이온 스펙트럼을 보여줍니다. SpiralTOF 및 TOF-TOF 모드의 결과는 일반 스테인리스 스틸 타겟 플레이트를 사용하여 측정한 결과와 동일합니다.

Fig.2 PPG1000의 질량 스펙트럼

그림 3 (a) PPG [M+Na]의 전구체 이온 선택도 및 (b) 생성 이온 질량 스펙트럼⁺(n=18).

아크릴 판의 빨간색 영구 잉크 "MS" 문자에 대한 MS 이미징 결과는 그림 4에 나와 있습니다. 질량 스펙트럼의 주요 구성 요소는 (C₂₈H₃₁N₂O₃⁺)는 적색 영구 잉크의 주성분인 로다민(Cl의 손실)과 관련이 있습니다. 이 데이터에 대해 48,000의 질량 분해능이 관찰되었으며, 따라서 이러한 종류의 측정이 문제 없이 전처리된 비전도성 기판에서 수행될 수 있음을 나타냅니다. 그만큼 m / z 그런 다음 443 피크를 사용하여 측정 영역에서 "MS" 문자를 명확하게 보여주는 표면의 질량 이미지를 생성했습니다. 이 이미지의 픽셀 크기는 50μm이며 측정 중에 사용된 레이저 스폿 크기를 반영합니다.

결론

이 보고서에서는 MALDI-TOFMS를 사용하여 1mm 두께의 비전도성 아크릴 기판 위의 유기 화합물을 측정했습니다. 샘플 표면을 금 증착으로 전처리하여 전도성을 만드는 경우 비전도성 기판에서 높은 질량 분해능 질량 스펙트럼, MS/MS 제품 이온 질량 스펙트럼 및 MS 이미징 데이터를 얻을 수 있음이 밝혀졌습니다. 이 방법을 사용하여 MALDI-TOFMS의 응용 범위는 전도성 및 비전도성 모두의 다양한 기판을 포함하는 표면 분석 영역으로 확장될 수 있습니다.

그림 4 빨간색 영구 잉크로 작성된 "MS" 문헌의 대량 이미징.

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