质谱仪-Mass 利用AI自动化软件轻松分析聚丙烯(PP)不同立体异构性之聚合结构
利用AI自动化软件轻松分析聚丙烯(PP)不同立体异构性之聚合结构
聚丙烯(PP)具有高强度、耐热性和优异的加工性能，因此被用于许多工业产品，是常见的高分子材料之一。聚丙烯具有立体异构性，根据侧链中甲基基团的排列方式，分为等规、立规和异规异构物（图一）。聚合物分析常用的热裂解高解析气相色谱飞行时间质谱仪（Pyrolysis-GC-TOFMS）方法可以检测多种立体异构体，以反映聚丙烯的立体异构性。在本次应用中，使用了等规和异规异构物两种聚丙烯作为样品，并通过未知化合物结构分析软件msFineAnalysis AI进行了分析。
▲图一 等规、立规和异规之聚丙烯立体异构物
总离子图（TIC）显示了利用EI离子源分析之检测结果（图二），整体而言，等规和异规异构物之聚丙烯在TIC图上呈现大致相似，但等规聚丙烯检测结果峰值强度较高。而聚丙烯短链C15H30立体异构物在TIC图（图三；蓝色为等规异构物；红色为异规异构物）中三个峰值（ID022-024）显示这两个物质打出的离子碎片重迭性很高。而在EI离子源的测定结果中，许多碎片并未登记在NIST数据库里，配合上软性由离子源FI分析，便可以确定分子离子之分子式为C15H30（图四）。
▲图二 EI离子源分析之TIC图
▲图三 聚丙烯短链 C15H30之TIC图
▲图四 EI/FI离子源图谱
利用AI分析软件分析图三之峰ID022（图五），发现由聚丙烯推导出之结构式相似度分数很高（AI Score: 864），通过初步软件定性分析后发现三个峰（ID022-024）检测结果之化合物名称、化学式以及CAS编号都一样。而再透过msFineAnalysis AI进行化合物名称、结构式以及滞留系数等等项目登记（图六）后，便可大幅降低后续分析时间与人力资源。此AI定性方法为利用滞留系数不同之结果来分析（图七），可以完整分辨立体异构化合物，也可以用在其他兼容之NIST数据库，例如较低分辨率之质谱仪（如QMS）。
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| ▲图五 AI软件分析峰ID022 | ▲图六 定性分析之数据库登记 |
聚合物分析已是许多制造业、工业、乃至于高科技产业、半导体等很重要的课题，其中立体异构性是非常重要且不可避免的项目之一。透过使用JMS-T2000GC–TOF质谱仪和msFineAnalysis AI自动化鉴定软件做分析，可以推导出异构化合物之结构式，大幅降低所需人力成本以及所花费的时间。此外，通过使用数据库差异分析功能（滞留系数），可以识别立体异构物，且数据也可以应用在较低分辨率之质谱仪（例如QMS），科迈斯科技也针对未知物质分析、失效分析、样品比较、竞品分析比对与产品成分解等等做检验测试服务，有兴趣的朋友们欢迎联络询问。
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