今年一月“升級(jí)版”限塑令：全國正式生效，全國餐飲行業(yè)不可使用不可降解一次性塑料吸管，從此，紙吸管成為了奶茶的“伴侶”……

如何找回喝奶茶的“靈魂”？如何降低塑料對(duì)環(huán)境的污染，化工領(lǐng)域的可降解塑料和可再生塑料成為解決問題的“鑰匙”：

由于環(huán)保要求，我們身邊的可再生塑料產(chǎn)品不斷增多。于是，快速并且詳細(xì)地分析可再生塑料的需求日益增加。在這種情況下，可以通過分析寡聚體而非聚合物整體來獲得足夠的信息。寡聚體一般通過使用溶解/ 再沉淀等粗分離法、結(jié)合各種色譜法以及光譜法進(jìn)行分析。

另一方面，近年來MALDI-TOF MS 廣泛應(yīng)用于寡聚體的分析，可以快速獲取末端基團(tuán)和單體單元的信息。下面以聚碳酸酯為例，介紹通過溶解/ 再沉淀法對(duì)寡聚體進(jìn)行粗分離，展示臺(tái)式MALDI-TOF MS MALDI-8020 對(duì)該寡聚合物進(jìn)行分析的全過程。

臺(tái)式MADLI-TOF MS：MALDI-8020

MALDI-8020 雖然是一款擁有島津小尺寸和安裝面積的線性MALDI-TOF MS，但其線性檢測(cè)模式（正離子）的性能與傳統(tǒng)機(jī)型該模式的性能是相同的。通過采用200 Hz 固態(tài)激光器以及在保持檢測(cè)部位真空度的情況下更換樣品靶板（加載鎖定室），可進(jìn)行快速檢測(cè)。

MALDI-8020

01聚合物分子量分布的測(cè)定

測(cè)定的聚碳酸酯（PC）樣品包括PC 標(biāo)準(zhǔn)品和從光盤提取的PC 寡聚體（圖1）。兩者均檢測(cè)到單一同位素峰，且PC 單體的重復(fù)單元為254 Da（圖1）。

圖1 PC 寡聚體的質(zhì)譜圖 ( 上：標(biāo)準(zhǔn)品、下：光盤)

02末端基團(tuán)的分析

圖2 質(zhì)譜圖顯示，PC 中有三個(gè)254 Da 單體單元重復(fù)的組分。我們已知PC 采用封端劑，因此推定以下三種化學(xué)結(jié)構(gòu)，使用Polymerix 軟件（Sierra Analytics）分析，3 種寡聚體組分分別歸類為兩末端封端、單端封端、以及環(huán)狀類型（圖2）。

圖2 PC 寡聚體的末端基團(tuán)分析結(jié)果

上：標(biāo)準(zhǔn)品、下：光盤樣品

我們發(fā)現(xiàn)來自光盤的寡聚體以兩末端封端類型為主要成分。由于光盤用途的聚合物要求高質(zhì)量，特意去除低分子量的寡聚體， MALDI-TOF MS 的分析結(jié)果也反映了這一點(diǎn)。另一方面，通過同樣的MALDI-TOF MS 分析可知，以再生PC 為原料生產(chǎn)的文具，其中的寡聚體，環(huán)狀類型相對(duì)較多，末端OH 也偏多；而市售的芯片，單末端OH 類型相對(duì)較多，而環(huán)狀類型不多。如上所述，通過MALDI-TOF MS 和簡(jiǎn)單的預(yù)處理方法可以比較評(píng)價(jià)再生聚合物。

小結(jié)

臺(tái)式MALDI-TOF MS MALDI-8020 與大型MALDI-TOF MS 一樣，可以進(jìn)行聚合物的分子量分布測(cè)定和末端基團(tuán)的分析。

MALDI-8020臺(tái)式單線性體積小巧，可滿足線性模式下化工產(chǎn)品分析的需求，并有望在這個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。

此外，MALDI-TOF在聚合物分析領(lǐng)域也可以大顯身手。

03檢測(cè)聚合物的分子量及分布

以PEG6000為例

圖2 Polymerix 軟件分析結(jié)果

04PET 薄膜表面分析 發(fā)現(xiàn)熱處理前后聚合物薄膜表面的差異

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）作為通用工程塑料材料，應(yīng)用非常廣泛。*，聚合物中的低聚物是在伴有加熱時(shí)成型和拉絲等工藝中析出，造成批次缺陷和工藝故障。尤其是PET 環(huán)狀三聚體的低聚物經(jīng)熱處理后移動(dòng)到樹脂和薄膜表面，容易析出。

測(cè)試經(jīng)熱處理后的表面檢測(cè)出m/z 599，這與PET 環(huán)狀三聚體的分子量（加Na 離子）相符。

圖3 m/z 599 以及1199 的疊加圖

MALDI-8020臺(tái)式單線性體積小巧，可滿足線性模式下化工產(chǎn)品分析的需求。

島津 MALDI-8020特點(diǎn)

01固態(tài)激光器

02用于快速進(jìn)樣的加載鎖定室

樣品靶板加載鎖定室體積小化；減少了實(shí)驗(yàn)等待時(shí)間。

03寬口徑離子光學(xué)系統(tǒng)

以寬口徑的離子光學(xué)系統(tǒng)來優(yōu)化聚焦離子束，小化離子源被實(shí)驗(yàn)物污染的風(fēng)險(xiǎn)，降低離子源清潔和維護(hù)的需求。

04離子源自動(dòng)清洗功能TrueClean ™

基于紫外激光器的源清潔功能，設(shè)定好自動(dòng)程序后，即可完成自動(dòng)清洗。避免了泄真空、手動(dòng)清洗等一系列操作。

離子源自動(dòng)清洗功能

05無油隔膜泵

樣品加載室使用無油隔膜泵，避免傳統(tǒng)油泵的噪音。噪音低至55 分貝以下，綠色環(huán)保。

06條形碼自動(dòng)讀取

整合于MALDI-8020 內(nèi)的條形碼閱讀器在進(jìn)樣時(shí)自動(dòng)掃描一次性靶板上的條形碼。當(dāng)條形碼讀取成功時(shí)，儀器前面板上的LED 燈將會(huì)提示。

07符合21 CFR part 11 法規(guī)

系統(tǒng)在MALDI Solutions ™軟件控制下進(jìn)行操作，該軟件的特點(diǎn)是其集中式、安全性高的Microsoft® SQL數(shù)據(jù)庫，可用于存儲(chǔ)從樣品序列表、采集參數(shù)設(shè)置到采集的MALDI 數(shù)據(jù)等一切數(shù)據(jù)。該軟件與完整的審計(jì)追蹤功能一起使用，可成為實(shí)現(xiàn)21 CFR part 11 法規(guī)合規(guī)的有力工具。

除MALDI-8020外，島津還有多種MALDI機(jī)型可供選擇。

MADLI-TOF 背景知識(shí)小貼士

基質(zhì)輔助激光解吸電離( 也就是通常所說的MALDI) 于1987 年*由Hillenkamp 及Karas 提出，距今已經(jīng)30 余年。從那時(shí)起，通過應(yīng)用這一“軟電離”技術(shù)與飛行時(shí)間質(zhì)譜的結(jié)合，成功地實(shí)現(xiàn)了生物大分子的快速和高度可靠檢測(cè)，同時(shí)也為生命科學(xué)領(lǐng)域提供了全新的分析方法。相比其它質(zhì)譜技術(shù)，MALDI-TOF 操作簡(jiǎn)便，不需要接受分析化學(xué)培訓(xùn)就可以使用。2002 年，島津制作所的田中耕一先生與電噴霧電離法的發(fā)明人John Fenn 博士共同獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，獎(jiǎng)勵(lì)他們“開發(fā)了用于生物大分子質(zhì)譜分析的軟解吸電離方法”。

MALDI 的原理是用激光照射樣品與基質(zhì)形成的共結(jié)晶薄膜，基質(zhì)從激光中吸收能量傳遞給生物分子，而電離過程中將質(zhì)子轉(zhuǎn)移到生物分子或從生物分子得到質(zhì)子，而使生物分子電離的過程。因此它是一種軟電離技術(shù)，適用于混合物及生物大分子的測(cè)定。TOF 的原理是根據(jù)不同質(zhì)荷比（m/z）的離子在飛行管中的飛行速度不同，從而導(dǎo)致飛行時(shí)間的不同而被檢測(cè)。MALDI-TOF MS 具有靈敏度高、準(zhǔn)確度高及分辨率高等特點(diǎn)，為生命科學(xué)等領(lǐng)域提供了一種強(qiáng)有力的分析測(cè)試手段，并扮演著越來越重要的作用。