MALDI-TOF Massenspektrometer mit GP-Chromatograph und Probensammler

• Fachliche Zuordnung: Polymerforschung
• Förderung: Förderung in 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 62993412

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Konventionell werden Makromoleküle über Gelpermeationsmethoden (GPC) oder Massenspektrometrie untersucht, wobei vor allem die Bestimmung deren Molekulargewichtes im Vordergrund steht. Die alleinige Analyse komplex-strukturierter Makromoleküle (Blockcopolymere, Sternpolymere, zyklische Polymere, telechele Polymere) über GPC-Methoden ist nicht ausreichend, da – größenabhängig – komplexe Mischungen zu erwarten sind, die aufgrund der Polydispersität alleine über direkte massenspektrometrische Methoden nicht analysierbar sind. Die Kombination aus GPC- und MALDI Methoden als direkte Kopplung erlaubt eine wesentlich genauere Analyse der Fraktionen und der darin enthaltenen komplexen Polymerstrukturen. Analysen dieser Art wurden bisher mit relativ großem Aufwand über separate, häufig auf Fraktionierung basierenden Systemen durchgeführt, wobei die Verminderung der Polydispersität der Fraktionen zu einer Verbesserung der nachfolgenden Analyse über die MALDI-Methode führte. Über das gekoppelte GPC-MALDI System ist eine direkte Kopplung über ein Spray/Dot Verfahren möglich, das zu einer wesentlich genaueren und effizienteren Erfassung der molekularen Zusammensetzung in Abhängigkeit von der über GPC erhaltenen Auftrennung führt. Dies ist in vielen Publikationen für eine Reihe von Polymersystemen, insonders leitfähigen Polymere (Polythiophene, Poly(p-phenylen-vinylene) sowie telechelen Polymeren mit Elektronen-Donor/Akzeptoreinheiten (hergestellt über lebende kationische bzw. radikalische Polymerisationsmethoden) im Rahmen dieses Projektes gelungen. Weiters ist durch das im Rahmen des HBFG-Verfahrens angeschaffte effiziente Detektionssystem an der GPC-Einheit mittels DLS- und Viskosimetrie eine absolute Bestimmung des Molekulargewichtes der über MALDI-Verfahren analysierten Fraktionen sichergestellt worden. Die direkte Kopplung beider Systeme erlaubte eine effiziente Fraktionierung und gleichzeitiger MALDI-Analyse der entstandenen Struktur, und somit in Folge die Herstellung extrem homogener Polymere mit gleichzeitig hohem bzw. vollständigem Funktionalisierungsgrad und verbesserter Kenntnis des zugrundeliegenden Polymerisationsmechanismus. Letzterer ist für die nachfolgende Untersuchung der erhaltenen Polymere auf dünnen Schichten, in Hinblick auf deren Kristallisations-verhalten, sowie auch das gesamte Aggregationsverhalten in supramolekularen Polymere wichtig, da nur so eine effiziente homogene Strukturierung der Materialien und der nachfolgenden Anbindung der nanostrukturierten Objekte möglich ist. Diese Effekte wurden in einer Reihe von Projekten demonstriert, und zeigen die hohe Leistungsfähigket der GPC/MALDI Methode.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Homologeous Poly(isobutylenes): Novel Poly(isobutylene)/High-Density-Polyethylene-Hybrid-Polymers. Macromolecules, 2008, Vol. 41, Issue 22, pp. 8405-8412.
  Wolfgang H. Binder, Steffen Kurzhals, Bhanuprathap Pulamagatta, Ulrich Decker, Gjanan Manohar Pawar, Dongren Wang, Christa Kühnel, Michael R. Buchmeiser
  
• Novel sol–gel derived cellular foam: reaction of an organotrialkoxysilane with sodium hypophosphite. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2008, Vol. 45, Issue 1, pp 83-88
  Christian Schramm, B. Rinderer, Wolfgang H. Binder, Robert Tessadri, H. Duelli
  
• Polymer-Induced Transient Pores in Lipid-Membranes. Angewandte Chemie International Edition, 2008, Vol. 47, Issue 17, pp. 3092–3095.
  Wolfgang H. Binder
  
• Superparamagnetic Ironoxide-Nanoparticles via Ligand- Exchange-reactions: Organic 1,2-Diols as Versatile Building Blocks for Surface Engineerig. Journal of Nanomaterials, Vol. 2008, Article ID 383020, 10 pages.
  Wolfgang H. Binder,* Harald Weinstabl, Robert Sachsenhofer
  
• “Click-“ Chemistry in Polymer and Material Science: the update. Macromolecular Rapid Communications, Vol. 29.2008, Issue 12-13, pp. 952–981.
  Wolfgang H. Binder, Robert Sachsenhofer
  
• Cleavage of blocked isocyanates within amino-type resins: Influence of metal catalysis on reaction pathways in model systems. Progress in Organic Coatings, 2009, 66, Issue 3, pp. 296–305
  Petrak, S.; Shadurka, V.; Wolfgang H. Binder
  
• Grafting Polyisobutylene from Nanoparticle Surfaces: Concentration and Surface Effects on Livingness. Macromolecules, 2009, Vol. 42 Issue 19, pp. 7379–7387.
  Binder, Wolfgang H.; Zirbs, Ronald; Machl, Doris; Gahleitner, Markus
  
• Hierarchical Organization of Poly(ethylene oxide)-block- poly(isobutylene) and Hydrophobically Modified Fe2O3 Nanoparticles at the Air/Water Interface and on Solid Supports. Langmuir, 2009, 25(14), 8320-8329
  Li, Hangsheng; Sachsenhofer, Robert; Binder, Wolfgang H.; Henze, Thomas; Thurn-Albrecht, Thomas; Busse, Karsten; Kressler, Joerg
  
• Monitoring Block-Copolymer Crossover-Chemistry in ROMP: Catalyst Evaluation via Mass-Spectrometry (MALDI). Macromolecules, 2009, Vol. 42, Issue 24, pp. 9457–9466.
  Binder, W. H.; Pulamagatta, B.; Kir, O.; Kurzhals, S.; Barqawi, H.; Tanner, S.
  
• Phospholipid Langmuir Film as Template for in Situ Silica Nanoparticle Formation at the Air/Water Interface. Langmuir, 2009, Vol. 25, Issue 23, pp. 13328-13331.
  Li, H.; Pfefferkorn, D.; Binder, W. H.; Kressler, J. R.
  
• Reversible and Irreversible Binding of Nanoparticles to Polymeric Surfaces. Journal of Nanomaterials, Vol. 2009, Article ID 613813, 14 pages
  Binder, W. H.; Lomoschitz, M.; Sachsenhofer, R.
  
• Synthesis and crossover reaction of TEMPO containing block copolymer via ROMP. Beilstein J. Org. Chem. 2010, 6 (59), Beilstein Journal of Organic Chemistry, 2010, 6, No. 59.
  Olubummo Adekunle, Susanne Tanner, Wolfgang H. Binder
  
• Azide/Alkyne-“Click”-Reactions of Encapsulated Reagents: Towards Self Healing Materials. Macromolecular Rapid Communications, Vol. 32. 2011, Issue 5, pp. 419–425
  Maria Gragert, Marlen Schunack, Wolfgang H. Binder
  
• Block Copolymer Nanotubes by Melt-infi ltration of Nanoporous Aluminum Oxide. Advanced Materials, Vol. 23. 2011, Issue 6, pp. 781–786.
  Bhanuprathap Pulamagatta, Man Yan Eric Yau, Ilja Gunkel, Thomas Thurn-Albrecht, Klaus Schröter, Dirk Pfefferkorn, Jörg Kressler, Martin Steinhart, and Wolfgang H. Binder
  
• Click-chemistry for Nanoparticle-Modification. Journal of Materials Chemistry, 21. 2011, Issue 42, pp. 16717-16734
  Nanwen Li, Wolfgang H. Binder,
  
• Hierarchical Nanostructures in Semifluorinated Norbornene Block Copolymers. Macromolecules, 2011, 44 (4), pp 958–965.
  Bhanuprathap Pulamagatta, S. Pankaj, M. Beiner and Wolfgang H. Binder
  
• Hybrid lipid/polymer giant unilamellar vesicles: Effects of incorporated biocompatible PIB-PEO block copolymers on vesicle properties. Soft Matter 2011, 7, 8100-8110
  Matthias Schulz, Daniela Glatte, Annette Meister, Peggy Scholtysek, Andreas Kerth, Alfred Blume, Kirsten Bacia, Wolfgang H. Binder
  
• Poly(ε-caprolactone)-poly(isobutylene): a crystallizing, hydrogen bonded pseudo-blockcopolymer. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, Vol. 49.2011, Issue 15, pp. 3404–3416.
  Elena Ostas, Klaus Schröter, Mario Beiner, Tingzi Yan, Thomas Thurn-Albrecht, Wolfgang H. Binder
  
• Synthesis of nonsymmetric chain end functionalized polyisobutylenes. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2011, 49 (13), pp. 2931-2940
  Adekunle Olubummo, Florian Herbst, Katharina Hackethal, Wolfgang H. Binder
  
• Low Temperature Cu(I)-Catalyzed “Click”-Reactions for Self- Healing Polymers. Macromolecular Chemistry and Physics, Volume 213.2012, Issue 2, pp. 205–214.
  Marlen Schunack, Maria Gragert, Diana Döhler, Philipp Michael, Wolfgang H. Binder