การวิเคราะห์กาวไซยาโนอะคริเลตโดยใช้ JMS-S3000 “SpiralTOF™” — การประยุกต์ใช้การวิเคราะห์ Kendrick Mass Defect plot — [แอปพลิเคชัน MALDI]

ก่อนหน้านี้ SpiralTOF™ ถูกใช้สำหรับการระบุลักษณะเฉพาะของโพลิเมอร์และไขมันอย่างละเอียด เนื่องจากมวลที่มีความละเอียดสูงของ SpiralTOF™ ความแตกต่างของมวลเล็กน้อยระหว่าง CH₄ และ O (Δ 0.036 Da) สามารถแยกแยะได้ง่าย อย่างไรก็ตาม การวิเคราะห์สารประกอบที่ซับซ้อนด้วย MS ที่มีความละเอียดสูงต้องใช้วิธีการประมวลผลข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ เมื่อเร็ว ๆ นี้ การวิเคราะห์พล็อต Kendrick Mass Defect (KMD) ได้รับการเสนอเป็นเทคนิคการประมวลผลข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสำหรับ SpiralTOF™ ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดลักษณะโครงสร้างของสารประกอบที่ซับซ้อนได้^{1, 2}. ที่นี่ กาวอะคริลิกเชิงพาณิชย์ที่มีไซยาโนอะคริเลตถูกแสดงคุณลักษณะโดยใช้ SpiralTOF™ ร่วมกับการวิเคราะห์พล็อต KMD

การทดลอง

   สารละลายของกาวอะคริลิกเตรียมโดยการละลายตัวอย่าง 10 มก. ในอะซิโตน 1 มล. เมทริกซ์ (2,5-dihydroxybenzoic acid, DHB) ที่ความเข้มข้น 10 มก./มล. ในเตตระไฮโดรฟิวแรน (THF) ถูกใช้เป็นสารละลายเมทริกซ์ ใช้โซเดียมไอโอไดด์เป็นตัวทำปฏิกิริยาไอออนบวก แมสสเปกตรัมของ MALDI ถูกวัดโดย SpiralTOF™ (R=75000) แผนภาพ KMD ถูกสร้างขึ้นโดยใช้ซอฟต์แวร์ msRepeatFinder (JEOL)

ผลลัพธ์และการอภิปราย

　รูปที่ 1a แสดงสเปกตรัมมวล MALDI ของกาวอะคริลิกในช่วง ม./ซ 300-1700. ช่วงเวลาสูงสุดที่มี 44 Da ส่วนใหญ่สังเกตได้ในช่วงของ ม./ซ 400-700. ขึ้นอยู่กับมวลที่ถูกต้อง จุดสูงสุดเหล่านั้นน่าจะมาจากโพลีเอทิลีนออกไซด์ (PEO) ซึ่งมีหน่วยการทำซ้ำคือ C₂H₄ต (44.026). รูปที่ 1b แสดงแผนภาพ KMD สำหรับกาวอะคริลิกเมื่อตั้งค่าหน่วยฐานสำหรับหน่วยทำซ้ำเอทิลีนออกไซด์ (EO) จุดที่เรียงกันในแกนแนวนอนภายในวงกลมสีดำแสดงถึงการมีอยู่ของ PEO ที่มีกลุ่มปลายทางที่แตกต่างกัน จุดที่กระจายไปตามทิศทางเฉียงขวาที่ทำเครื่องหมายด้วยวงรีสีแดงหรือสีน้ำเงินแสดงว่ามีโพลิเมอร์อีกสองประเภท กลุ่มสีน้ำเงินทั้งสี่กลุ่มบ่งชี้ว่ามีสารประกอบหลายแขนงที่มีจุดเริ่มต้นปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน 4 จุด ช่วงพีคของส่วนประกอบที่ให้จุดในวงรีสีแดงบ่งชี้ว่าไซยาโนเอทิลอะคริเลต อะคริเลต (C₆H₇NO₂: 125.047)
　ดังนั้น พล็อต KMD จึงถูกตั้งค่าสำหรับ C₆H₇NO₂ หน่วยการทำซ้ำดังแสดงในรูปที่ 2a โดยที่จุดในวงรีสีแดงในรูปที่ 1b จะอยู่ในแนวแกนนอน ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าตัวอย่างกาวอะคริลิกที่ใช้ในรายงานนี้ประกอบด้วยไซยาโนเอทิลอะคริเลตซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับกาวทันที นอกจากนี้ msRepeatFinder ยังมีฟังก์ชัน "โหมดการจัดกลุ่ม" ซึ่งทำให้เราสามารถเปลี่ยนสีของจุดสูงสุดในสเปกตรัมมวลที่สอดคล้องกับจุดที่เลือกในแผนภาพ KMD (รูปที่ 2b) ฟังก์ชันนี้มีประโยชน์สำหรับการเปรียบเทียบแปลง KMD และจุดสูงสุดที่น่าสนใจในสเปกตรัมมวล

【รูปที่ 1 MALDI สเปกตรัมมวลของกาวอะคริเลต (a) และพล็อต KMD ของกาวโดยใช้สเกลมวลตามหน่วย EO (b) 】

【รูปที่ 2 พล็อต KMD ของกาวโดยใช้สเกลมวลตาม C₆H₇NO₂ หน่วย (a) และสเปกตรัมมวล MALDI ของกาวอะคริเลต (b) จุดสูงสุดและจุดที่สอดคล้องกับกรดไซยาโนอะคริลิกเอทิลเอสเทอร์แสดงเป็นสีแดง】

สรุป

　ที่นี่ กาวอะคริลิกมีลักษณะเฉพาะโดยใช้การวัด SpiralTOF™ ที่มีความละเอียดสูงและการวิเคราะห์พล็อต KMD พล็อต KMD ช่วยให้เราเห็นภาพการกระจายของพีคที่อ่อนแอซึ่งสอดคล้องกับโพลิเมอร์ซึ่งซ่อนอยู่ในสเปกตรัมมวลที่ซับซ้อน เนื่องจากการวิเคราะห์แผนภาพ KMD ไม่ต้องการการกำหนดจุดสูงสุดและสามารถสร้างได้โดยการเลือกหน่วยมอนอเมอร์หรือป้อนมวลที่คำนวณหรือสังเกตได้ของหน่วยมอนอเมอร์ เทคนิคนี้ช่วยให้แสดงภาพการกระจายที่คล้ายคลึงกันสำหรับสารเคมีต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย โครงสร้าง การรวมกันของเครื่องมือ SpiralTOF™ และซอฟต์แวร์วิเคราะห์พล็อต KMD "msRepeatFinder" เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับการกำหนดลักษณะของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่มีวัสดุหลากหลายชนิด

อ้างอิง

1) ซาโต้ เอช. อัล et., การวิเคราะห์ลักษณะโครงสร้างของพอลิเมอร์โดย MALDI spiral-TOFMS ร่วมกับการวิเคราะห์มวลข้อบกพร่องของ Kendrick,
　　แยม. ซ. มวลสาร, 25, 1346 (2014)
　　(เปิดการเข้าถึง: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs13361-014-0915-y)
2) เจิ้ง, Q. เอตอัล, องค์ประกอบโมเลกุลของสารสกัดที่ได้จากการสกัดด้วยความร้อนของถ่านหินสีน้ำตาล, เชื้อเพลิง, 159, 751 (2015)

รับทราบ

　เราขอขอบคุณ Dr. H. Sato จาก Environmental Management Research Institute, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) สำหรับความคิดเห็นและข้อเสนอแนะของเขา

โปรดดูไฟล์ PDF สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม
หน้าต่างอื่นจะเปิดขึ้นเมื่อคุณคลิก

PDF1.17MB