Chrys Wesdemiotis博士。

研究

质谱和串联质谱:大分子的基础研究和分析应用

质谱(MS)提供了在气相离子化学、仪器开发和化学分析方面进行研究的潜力。我们的团队结合这些领域的工作，开发了用于表征合成聚合物、生物聚合物和聚合物-生物分子界面和偶联物的多维质谱方法。研究使用在线和离线LC/MS，串联质谱(MS/MS)和离子迁移质谱(IM/MS)仪器，配备真空和环境电离方法以及各种MS/MS激活方法。

1.合成聚合物

合成聚合物存在于大量产品中，改善了生活条件和健康状况。使合成聚合物适合特定应用的物理和机械性能取决于聚合物的尺寸、化学成分、端基和结构。我们的团队使用已经建立和新的MS方法来确定后者，化学特征，其知识是必要的，将聚合物结构与特定的性质和功能相关联。

1一个。单级女士

单级(一维)质谱法提供了聚合物或共聚物成分的精确质量，由此可以推导出相应的成分，具有无与伦比的灵敏度、特异性和速度。质谱作为一种分散的方法，非常适合于识别聚合物合成过程中难以用红外光谱、核磁共振光谱等综合方法检测的次要合成产物和降解产物。我们小组使用MALDI, ESI和APCI质谱对新合成聚合物和材料进行完整分析;质谱检测到的次要和/或降解产物对于建立聚合机理、确认未知样品的来源以及比较不同批次或不同方法制备的产品至关重要。

1 b。LC / MS

不同大小的聚合物共混物可以通过凝胶渗透色谱(GPC)分离成其组分或更窄的分子量混合物。该方法基于流体动力体积进行分离。另一方面，相互作用的LC在化学成分、功能和质量的基础上分散。我们小组研究了用于分析含有不同极性成分的共聚物和衍生聚合物的交互LC。例如，我们最近发现聚(乙二醇)/聚(丙二醇)(PEG / PPG)共聚物的反相LC可以经过优化，得到PPG含量恒定(或非常窄)的馏分，如图1所示。

图1所示。(a)随机PEG/PPG共聚物(Mn= 970);(b)组分在20.7 ~ 21.1 min洗脱时的ESI质谱。

1 c。多级女士

串联(MS/MS)或多级(MSⁿ)质谱法，一个特定的前体离子被质量选择和诱导分解为结构指示片段，这些片段在随后的质量分析步骤中被识别。我们小组的一系列研究聚焦于MS/MS和MS的获取、解释和分类ⁿ合成聚合物的质谱。了解聚合物离子的破碎机制是发展MS/MS和MS的第一步ⁿ聚合物序列和结构的表征策略。我们最近阐明了聚苯乙烯和丙烯酸酯的破碎途径，并开发了一种用于确定分支结构的协议(图2)。

图2所示。[4-mer + Li]的MALDI-MS/MS谱+从超支化聚丙烯酸酯(由Pugh等人合成)。用绿色星标记的片段诊断所示的分支结构，用紫色星标记的片段诊断不同的分支异构体。R = (CH2）11o c6H4-p- c6H4-p- cn。

前体离子通过碰撞激活解离(CAD)或电子转移解离(ETD)诱导分解。前者可以应用于单或多带电的前体离子，而后者只适用于带一个以上电荷的离子。ETD广泛应用于肽测序。我们小组目前的研究测试了ETD与CAD在含不饱和功能合成聚合物中的优势。

1 d。退化/女士

相当多的研究致力于发展选择性降解/质谱技术，以表征不能直接由质谱或其他光谱手段分析的聚合物。采用轻度热降解将较大或复杂的聚合物体系裂解为较小的齐聚体，随后可通过MS和MS进行识别ⁿ，从而获得关于原始聚合物的结构数据。对于含有生物可降解成分的(co)聚合物，酶解提供了一种选择性地裂解生物可降解成分的方法。从降解产物获得的质谱为大型聚合物网络或复杂配方的组成提供了有价值的结构洞察，否则是非常具有挑战性的表征。

1 e。离子迁移质谱(IM/MS)

图3所示。(a)离子迁移率vs。m / z聚乙二醇山梨醇三油酸酯ESI形成的离子;(b,c)分离电荷态的质谱。

在IM/MS中，离子通过用载气加压的漂移电池。通过这个电池的漂移时间取决于质量，电荷和形状的离子。因此，它允许人们区分具有不同几何形状的同分异构体或等压成分。IM/MS是一种分析蛋白质构象的有力方法。我们的团队探索了它在简化聚合物质谱复杂性、识别通常隐藏在主要聚合物组分产生的信号下的微小杂质和副产物以及区分(co)聚合物异构体和等压体方面的能力。图3显示了聚乙二醇山梨醇三油酸盐ESI形成离子的漂移时间与质量电荷比的分布。切片内的光谱m / z~ 1000表明单电荷和双电荷低聚体的存在，具有显著不同的漂移时间(因此，几何形状)。这样的分离使得表面活性剂的成分，即使是次要的成分，都能得到明确的识别，而这仅仅从简单的质谱上是不可能的。

1 f。聚合物-生物分子的相互作用和界面

图4所示。聚(乙烯亚胺)-单磷酸腺苷混合物的ESI质谱显示聚合物和核苷酸之间形成非共价络合物。PEI用于体内核酸运输。

合成聚合物广泛应用于生物医学领域，例如支架和植入物、药物输送系统、生物传感器和矫正设备的制造。生物分子可以通过吸附作用粘附在聚合物表面，被吸附的生物分子会影响聚合物宿主的生物相容性和体内性能。我们小组将生物医学用途的工程聚合物暴露于生物溶液中，并通过从表面提取它们并用质谱分析它们来表征吸附的生物聚合物ⁿ和LC / MSⁿ方法，或通过直接表面MALDI成像技术。在对照研究中，研究单生物分子、生物聚合物或类似物的吸附。这些研究旨在评估新材料的生物相容性，并揭示在这些组件中可能发生的客体-宿主相互作用的基本信息(图4)。

2.生物聚合物

我们小组是综合生物科学项目的积极参与者，这是一个综合生物学、生物化学、生物信息学和生物工程的跨学科组合。在与生物和聚合物科学系的团队的协同研究中，我们使用质谱方法对蛋白质、脂质及其糖缀合物进行表征。正在进行的研究旨在使用比较蛋白质组学方法识别壁虎脚垫中存在的蛋白质。同时进行的工作是探索新的质谱方法来分析肽序列和糖脂结构，并检查这种生物聚合物的串联质谱特性的基本方面。

出版物

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教育

• 学士，1972年，柏林工业大学
• 硕士，1976年，柏林工业大学
• 1979年，柏林工业大学博士
• 1980-1981年，美国康奈尔大学博士后
• 希腊军队,1981 - 1983
• 1983-1989年，康奈尔大学高级助理研究员