Kopolimer MALDI-TOF-MS spektrumok elemzése

Analysis of copolymer MALDI-TOF-MS spectra

Abstract

The use of copolymers as smart materials is becoming increasingly common. For this reason, the analysis of the structure of copolymers and the development of related analytical methods and processing algorithms are essential for precise problem solving. Therefore, our research group has developed a completely new mass spectrometric method that is able to identify the components of the copolymer from MALDI-TOF-MS spectra measured in linear mode and to calculate the various polymer characteristics, such as the number average molecular weight (M_n), the number of monomers in the chains and their relative ratio and distribution, or the polydispersity ratio (PDR). We also performed a robustness test on the new method, where we simulated measurement noise and calibration deviations on the system, which showed that the procedure is able to filter out deviations and errors due to the redundant data set. In addition, our results were validated using the ¹H-NMR method. The upper evaluation limit of the method is 20,000 Da, which dramatically increases the measurement range of the MALDI-TOF MS method.

ÖSSZEFOGLALÓ

A kopolimerek mint intelligens anyagok felhasználása napjainkban egyre elterjedtebbek. Ennek okán a kopolimerek szerkezetének analízise és a hozzá kapcsolódó analitikai módszerek és feldolgozási algoritmusok fejlesztése elengedhetetlen a precíziós problémamegoldás során. Emiatt kutatócsoportunk egy teljesen új tömegspektrum eljárást fejlesztett mely képes lineáris módban mért MALDI-TOF-MS spektrumokból a kopolimer komponenseit azonosítani és a különböző polimer jellemzőket, mint számátlag molekulatömeg (M_n), monomerek darabszáma a láncokban és ezek egymáshoz viszonyított aránya és eloszlása, vagy polidiszperzitás arány (PDR), kiszámítani. Az új módszeren robosztussági vizsgálatot is végeztünk, ahol mérési zajt, illetve kalibrációs eltérést szimuláltunk a rendszeren, melyben megmutatkozott, hogy a redundáns adathalmazból adódóan az eljárás képes kiszűrni az eltéréseket és hibákat. Továbbá eredményeinket ¹H NMR módszerrel validáltuk. A módszer felső értékelési határa 20 000 Da, mely drasztikusan növeli a MALDI-TOF MS módszer mérési tartományát.