Relative ion intensities of O-alkyl-oligosaccharides in ESI-IT-MS: A quantitative evaluation

Gangula, Sheetal

In the field of polysaccharides, studying the distribution of different substituents over the polymer chain is a key to understand the properties of these widely applied derivatives, e.g. cellulose or starch ethers. Electrospray ionization coupled with mass spectrometry (ESI-MS) is an important analytical technique for the analysis of polysaccharide derivatives. It uses substitution patterns in mixtures of oligomers to recognize heterogeneities, bimodality or blocky sequences. Partial de-polymerization and subsequent analysis of molar composition of the oligosaccharide mixture with respect to substituent distribution is often applied. Quantitative analysis is hampered, however, by the fact that compounds of different chemistry and molar mass usually show different ionization efficiencies (IE). Direct analysis of the de-polymerized mixture by syringe pump infusion or with LC coupled to Electrospray Ionizaiton-Ion Trap-Mass Spectrometry (ESI-IT-MS) is the method of choice for such complex mixtures. However, DS-dependent differences in chemistry and mass cause discrimination and thus distortion of the DS-profile for a certain DP, which cannot be corrected due to the lack of standard compounds. IE depends on properties chemistry of analyte, e.g. ion complexation ability, polarity, solvation energy, surface activity, molecular weight, etc., and also on the instrumental parameters. Therefore, we studied the influence on various parameters on relative ion intensities in ESI-IT-MS to understand the principles and examine whether they follow certain trends. Binary and complex mixtures of O-alkylated maltooligosaccharides of defined composition were prepared which differed in chemistry, size, mass (DP) etc. and analyzed under defined MS conditions.

Im Bereich von Polysacchariden, die Verteilung der verschiedenen Substituenten über die Polymerkette zu studieren ist ein Schlüssel, um die Eigenschaften dieser weit angewendeten Derivate zu verstehen, z.B. Cellulose oder Stärkenether. Elektrosprayionisierung Massenspektrometrie (ESI-MS) ist eine wichtige analytische Technik für die Analyse von Polysaccharidderivaten. Es verwendet Substitutionsmuster in Mischungen von Oligomeren Heterogenitäten, Bimodalität oder Blocky Sequenzen zu erkennen. Teil de-Polymerisation und die anschließende Analyse der molaren Zusammensetzung der Oligosaccharidmischung bezüglich Substituentenverteilung wird häufig angewendet. Die quantitative Analyse wird trotzdem erschwert durch die Tatsache, dass man Verbindungen unterschiedlicher Chemie und Molmasse der Regel verschiedene Ionisierung Effizienzen (IE) zeigen. Direkte Analyse der de-polymerisierten Mischung durch eine Spritzenpumpe Infusion oder mit LC gekoppelt Elektrosprayionisierung-Ionenfalle-Massenspektrometrie (ESI-IT-MS) ist die Methode der Wahl für solche komplexen Mischungen. Aber DS-abhängige Unterschiede in der Chemie und Massen Ursache Diskriminierung und somit eine Verzerrung des DS-Profil für einen bestimmten DP, die nicht aufgrund des Fehlens von Standardverbindungen korrigiert werden. IE hängt von Eigenschaften Chemie des Analyten, z.B. Ionen-Komplexierung Fähigkeit, Polarität, Solvatationsenergie, Oberflächenaktivität, Molekulargewicht, usw., und auch auf den instrumentellen Parameter. Daher untersuchten wir den Einfluß von verschiedenen Parametern auf die relative Ionenintensitäten in ESI-IT-MS, die Prinzipien zu verstehen und zu prüfen, ob sie gewisse Trends folgen. Binäre und komplexe Mischungen von O-alkylierte Maltooligosaccharide definierter Zusammensetzung wurden hergestellt, die in der Chemie unterschied, Größe, Masse (DP) usw. und unter definierten Bedingungen MS analysiert.

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Gangula, Sheetal: Relative ion intensities of O-alkyl-oligosaccharides in ESI-IT-MS: A quantitative evaluation. 2017.

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