แมสสเปกโตรมิเตอร์มวลสารในช่วงเวลาการบินของเลเซอร์ช่วยเมทริกซ์ (MALDI-TOFMS)

MALDI คืออะไร?

Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI) เป็นหนึ่งในวิธีไอออไนเซชันแบบอ่อนที่พบได้บ่อยที่สุดในวิธีไอออไนเซชันในแมสสเปกโตรเมตรี ตัวอย่างผสมกับสารช่วยไอออไนเซชัน ซึ่งเรียกตามตัวอักษรว่า "เมทริกซ์" แล้วฉายรังสีด้วยเลเซอร์ UV (ความยาวคลื่นประมาณ 350 นาโนเมตร) เพื่อกำจัด/ไอออไนเซชัน

สารละลายเมทริกซ์และสารละลายตัวอย่างผสมกัน และหยดส่วนผสมประมาณ 0.5 ถึง 1 uL ลงบนแผ่นเหล็กกล้าไร้สนิมและทำให้แห้งเพื่อสร้างผลึกร่วม แสง UV จะถูกดูดซับโดยเมทริกซ์และเปลี่ยนเป็นความร้อน ซึ่งจะดูดซับและทำให้โมเลกุลของตัวอย่างแตกตัวเป็นไอออน ด้วยการเลือกเมทริกซ์ที่เหมาะสมสำหรับตัวอย่าง จึงสามารถตรวจจับไอออนที่มีน้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายแสน โดยส่วนใหญ่เป็นไอออนที่มีประจุเดี่ยว

มัลดี้ไทม์ออฟไฟลท์ แมสสเปกโตรมิเตอร์ (MALDI-TOF MS)

เป็นที่ทราบกันดีว่า MALDI สามารถใช้งานร่วมกับเครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลสารตามเวลาที่บินได้ (TOFMS) เมื่อไอออนถูกทำให้บินในสุญญากาศเป็นระยะทางหนึ่ง เวลาของการบิน (t) จะแปรผันตรงกับรากที่สองของมวลไอออน หลักการพื้นฐานของ TOFMS คือการแยกไอออนตามมวลของไอออน เนื่องจากไอออนที่มีมวลน้อยกว่าจะมาถึงเครื่องตรวจจับเร็วกว่าไอออนที่มีมวลมาก นอกจากนี้ ยิ่งระยะการบินไกล การแยกมวลก็ยิ่งดีขึ้น ซึ่งหมายความว่ากำลังการแยกตัวของมวลก็จะยิ่งสูงขึ้น

ซีรี่ส์ "SpiralTOF™" ของ JMS-S3000 กำลังใช้ SpiralTOF ที่มีกำลังการแยกวิเคราะห์สูง การแนบตัวเลือก Linear TOF และตัวเลือก TOF-TOF ช่วยให้สามารถเปลี่ยนโหมดการวัดที่เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ได้

• โหมด SpiralTOF:
  โหมด SpiralTOF มีระยะการบินที่ไกล (17 ม.) ในพื้นที่ขนาดกะทัดรัด เนื่องจากทำให้ไอออนบินได้ในขณะที่โฟกัส จึงมีทั้งกำลังการแยกวิเคราะห์มวลสูง/ความแม่นยำของมวล ตลอดจนความไวสูง เนื่องจาก TOMFS มีกำลังการแยกวิเคราะห์สูง จึงสามารถให้กำลังการแยกวิเคราะห์มวลสูง/ความแม่นยำของมวลสูงในช่วงมวลที่กว้างกว่าประเภทแผ่นสะท้อนแสงทั่วไป สามารถใช้สำหรับการวัดมวลที่แม่นยำของน้ำหนักโมเลกุลน้อยกว่า XNUMX หมื่น ซึ่งตอบสนองต่อการวิเคราะห์ที่หลากหลาย

• โหมด LinearTOF:
  นี่คือไอออนออปติกชนิดเชิงเส้น เป็นไอออนออปติกที่ง่ายที่สุดที่สามารถวัดตัวอย่างที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงได้ ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวิเคราะห์โปรตีนและโพลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง

• โหมด TOF-TOF:
  แมสสเปกโตรมิเตอร์แบบจับเวลาบินควบคู่กับ SpiralTOF สำหรับ TOFMS เครื่องแรกและ TOFMS ชนิดสะท้อนแสงสำหรับ TOFMS เครื่องที่สอง การวิเคราะห์โครงสร้างเป็นไปได้จากรูปแบบความแตกแยกที่ให้ข้อมูลตามการแยกตัวที่เกิดจากการชนกันของพลังงานสูง

ช่วงการใช้งานของ MALDI-TOFMS

สามารถวิเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ได้หลากหลายโดยการเลือกเมทริกซ์ที่เหมาะสมสำหรับตัวอย่าง

พอลิเมอร์・วัสดุ・เคมี

วิทยาศาสตร์ชีวภาพ

แมสอิมเมจจิ้ง

MALDI-TOFMS ทำการแตกตัวเป็นไอออนโดยใช้เลเซอร์ที่โฟกัส ดังนั้นจึงสแกนตำแหน่งการฉายรังสีเลเซอร์ รับแมสสเปกตรัมตามลำดับ และแสดงภาพการกระจายเชิงพื้นที่ของความเข้มของไอออนสำหรับสารประกอบอินทรีย์ที่ต้องการ เทคโนโลยีนี้เรียกว่าการถ่ายภาพหมู่ เทคนิคการถ่ายภาพจำนวนมากพัฒนาขึ้นในการวิเคราะห์การกำหนดเป้าหมายของตัวอย่างทางชีวเคมี ซึ่งรวมถึงโปรตีน เปปไทด์ ไขมันในส่วนเนื้อเยื่อ และการวิเคราะห์การกระจายของจลนพลศาสตร์ของยา เมื่อเร็ว ๆ นี้ เทคโนโลยีการถ่ายภาพจำนวนมากกำลังขยายเพื่อรวมการประยุกต์ใช้ในการวิเคราะห์วัสดุโพลีเมอร์

การวิเคราะห์มวลข้อบกพร่องของ Kendrick

MALDI-TOFMS เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการวิเคราะห์โพลิเมอร์สังเคราะห์ สามารถใช้เพื่อรับข้อมูลโพลิเมอร์ เช่น มอนอเมอร์ กลุ่มสุดท้าย และการกระจายน้ำหนักโมเลกุล ตลอดจนข้อมูลสารเติมแต่ง อย่างไรก็ตาม มันไม่ง่ายเลยที่จะดึงข้อมูลที่จำเป็นจากพีคจำนวนมากด้วยตนเอง เป็นการวิเคราะห์ Kendrick Mass Defect (KMD) ที่สามารถปรับปรุงการทำงานได้อย่างมาก
การวิเคราะห์ Kendrick Mass Defect (KMD) เป็นเทคโนโลยีที่เสนอโดย Edward Kendrick ในปี 1963 และยังคงใช้อยู่ในสาขาปิโตรเคมีในปัจจุบัน วิธีนี้คือการทำให้แมสสเปกตรัมเป็นกราฟสองมิติ (พล็อต KMD) โดยใช้ข้อมูลมวลที่แม่นยำซึ่งได้จากแมสสเปกโตรมิเตอร์ที่มีความละเอียดสูง ทำให้สามารถจำแนกพีคสเปกตรัมมวลของสารผสมที่ซับซ้อนอย่างยิ่งที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนคาร์บอเนต เช่น น้ำมันดิบ โดยพิจารณาจากระดับความไม่อิ่มตัวของไฮโดรเจนคาร์บอเนต และพิจารณาว่ามีธาตุเฮเทอโรอยู่หรือไม่
เมื่อเร็ว ๆ นี้ หลักการของวิธี KMD ได้ถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์แมสสเปกตรัมที่มีความละเอียดสูงของพอลิเมอร์สังเคราะห์ เมื่อสร้างแผนภาพ KMD จะสามารถแสดงภาพประเภท ปริมาณของโพลิเมอร์ในแมสสเปกตรัมที่ซับซ้อนได้ โดยไม่ต้องกำหนดพีคของแมสสเปกตรัมแต่ละรายการ