Micelles Protect Intact Metallo-supramolecular Block Copolymer

1 hour ago - Supramolecular diblock copolymers using metal-ligand coordination can be synthesized under ambient conditions by delicate design of the ...
0 downloads 0 Views 1MB Size
Subscriber access provided by Kaohsiung Medical University

Article

Micelles Protect Intact Metallo-supramolecular Block Copolymer Complexes from Solution to Gas Phase during Electrospray Ionization Kai Hung Huang, Tsung-Han Tu, Shi-Cheng Wang, Yi-Tsu Chan, and Cheng-Chih Hsu Anal. Chem., Just Accepted Manuscript • DOI: 10.1021/acs.analchem.8b01576 • Publication Date (Web): 24 May 2018 Downloaded from http://pubs.acs.org on May 24, 2018

Just Accepted “Just Accepted” manuscripts have been peer-reviewed and accepted for publication. They are posted online prior to technical editing, formatting for publication and author proofing. The American Chemical Society provides “Just Accepted” as a service to the research community to expedite the dissemination of scientific material as soon as possible after acceptance. “Just Accepted” manuscripts appear in full in PDF format accompanied by an HTML abstract. “Just Accepted” manuscripts have been fully peer reviewed, but should not be considered the official version of record. They are citable by the Digital Object Identifier (DOI®). “Just Accepted” is an optional service offered to authors. Therefore, the “Just Accepted” Web site may not include all articles that will be published in the journal. After a manuscript is technically edited and formatted, it will be removed from the “Just Accepted” Web site and published as an ASAP article. Note that technical editing may introduce minor changes to the manuscript text and/or graphics which could affect content, and all legal disclaimers and ethical guidelines that apply to the journal pertain. ACS cannot be held responsible for errors or consequences arising from the use of information contained in these “Just Accepted” manuscripts.

is published by the American Chemical Society. 1155 Sixteenth Street N.W., Washington, DC 20036 Published by American Chemical Society. Copyright © American Chemical Society. However, no copyright claim is made to original U.S. Government works, or works produced by employees of any Commonwealth realm Crown government in the course of their duties.

Page 1 of 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Analytical Chemistry

Micelles Protect Intact Metallo-supramolecular Block Copolymer Complexes from Solution to Gas Phase during Electrospray Ionization Kai‐Hung Huang, Tsung‐Han Tu, Shi‐Cheng Wang, Yi‐Tsu Chan,* and Cheng‐Chih Hsu*  Department of Chemistry, National Taiwan University, Taipei 10617, Taiwan  Supporting Information Placeholder ABSTRACT: Supramolecular diblock copolymers using metal‐ligand coordination can be synthesized under ambient conditions  by delicate design of the end groups of the homopolymer chains. However, mass spectrometric analysis of such metallo‐supramo‐ lecular copolymers is challenging. One of the reasons is the nonpolarity of the polymer chains, making it hard to disperse the  complexes in electrospray ionization (ESI)‐friendly environments. The other difficulty is the noncovalent nature of such copoly‐ mers, which is easily disrupted during the ionization. Here, we demonstrate that the intact metallo‐supramolecular diblock co‐ polymers can be maintained sufficiently during the ESI process in aqueous solution within micelles. The high resolution mass  spectrometric evidence revealed that the surfactant molecules effectively protect the noncovalent binding of the complexes into  gaseous ions. Intriguingly, surfactant molecules were sufficiently detached away from the copolymer complexes, giving unambig‐ uous mass spectra which were predominated by intact diblock copolymers. This ESI‐based approach allowed us to investigate the  relative bond strengths of metal‐to‐ligand complexation using collision‐induced dissociation (CID) in the ion trap mass spectrom‐ etry. Conformational features and collision cross‐sections of the copolymers were thus obtained using subsequent ion mobility  spectrometry mass spectrometry (IMS‐MS). Remarkable environment‐dependent conformations of the denoted diblock copoly‐ mers were found using this mass spectrometric platform. 

Rod‐coil  diblock  copolymers,  comprising  rigid  macro‐ molecules covalently connected with flexible counterparts,  have drawn tremendous research interest because of their  unique self‐assembled morphologies both in solution and  in the solid state.1‐4 In the midst of various rod segments,5  poly(3‐hexylthiophene) (P3HT) has aroused particular at‐ tention due to its wide applicability,6 but tedious synthetic  procedures have impeded development of diversified pol‐ ymer  architectures.  In  contrast  to  irreversible  covalent  binding,  supramolecular  polymerization  and  coupling  methods through reversible noncovalent interactions such  as metal−coordination bonds,7‐15 aromatic interactions,16‐19  host−guest interactions,20‐23 and hydrogen bonding,24‐28 not  only offer a facile access to preparation of sophisticated to‐ pologies, but also endow the materials with dynamic func‐ tions.29‐33  Nevertheless,  the  structural  characterization  of  supramolecular  polymers  by  size  exclusion  chromatog‐ raphy  (SEC)  or  mass  spectrometry  (MS)  commonly  en‐ counters difficulties because the weak interactions are un‐ sustainable  in  such  harsh  analytical  environments.13,  34  Hence,  developing  new  characterization  techniques  for  molecular weight measurements of intact supramolecular  polymers is still an urgent and challenging task.     Mass spectrometric interrogation of supramolecular pol‐ ymers containing such noncovalent interactions provides  not  only  structural  but  also  dynamic  information,35,36  which  is  essential  to  the  rational  design  and  synthesis  of 

macromolecules.37  Electrospray  ionization  (ESI)  coupled  with high resolution MS has become a powerful method to  the  study  of  noncovalent  biomacromolecular  com‐ plexes,38,39  including  protein‐protein,40‐43  protein‐metal  ion,44,45  protein‐lipids,46‐47  and  protein‐nucleotide48‐50  in‐ teractions  in  their  native  environments.  However,  mass  spectrometric  analysis  of  supramolecular  hydrophobic  or  amphiphilic copolymers remains challenging in several as‐ pects.  First,  these  supramolecular  copolymers  containing  hydrophobic blocks are not readily dispersed in regular ESI  conditions,  e.g.  50% methanol  aqueous  solution. Second,  the other ionization methods amenable to nonpolar com‐ pounds  are  too  harsh  to  retain  their noncovalent  nature.  Third, control over supramolecular conformation to a con‐ fined  morphology  from  the  native  environment  at  con‐ dense phases into gas phase during ionization is difficult.  The abovementioned aspects put a limit on the usefulness  of mass spectrometry away from the structural characteri‐ zation  of  environment‐sensitive  multi‐functional  copoly‐ mers.  Furthermore,  it  is  not  hard  to  imagine  mass  spec‐ trometry‐based methodology that could probe the supra‐ molecular chemistry at heterogeneous ambience, e.g., wa‐ ter‐lipids bilayer interface, will be of great potential in ap‐ plication.51‐52  Recently, Robinson group reported a series of mass spec‐ trometry platforms, that by applying micelle aqueous solu‐ tion of membrane protein complexes to regular ESI mass 

ACS Paragon Plus Environment

Analytical Chemistry 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

spectrometry, the subunit stoichiometry, structural infor‐ mation  and  interaction  networks  of  hydrophobic  macro‐ molecules with small molecules/lipid and their assemblies  are  thus  determined  in  well‐defined  morphological  states.47,53‐59 Intriguingly, such methodology has not been  applied to the structural characterization of supramolecu‐ lar  polymers,  motivating  us  to  implement  similar  ap‐ proaches to a series of amphiphilic metallo‐supramolecu‐ lar PEO‐b‐P3HT diblock copolymers bearing Zn2+ and Cd2+  ions.10  These  copolymers  were  originally  designed  by  an‐ choring  complementary  terpyridine  (tpy)  ligand  pairs  to  the  polymer  chain  ends  such  that  the  spontaneous  key‐ lock complexations take place in the presence of metal ions  at room temperature in CHCl3/MeOH mixed solvents. Re‐ markably, in this study, the exact mass of the intact diblock  copolymers  embedded  in  nonionic  micelles  dispersed  in  water were clearly resolved by ESI coupled with high reso‐ lution mass spectrometers. This led us to the subsequent  tandem mass spectrometric analysis (MS/MS) and ion mo‐ bility  spectrometry  mass  spectrometry  (IMS‐MS).  More  specifically,  the  relative  metal‐ligand  bond  strengths  of  Zn2+/Cd2+ polymeric complexes were determined using col‐ lision‐induced dissociation (CID), and their collision cross‐ sections (CCSs) were given by the drift times obtained with  IMS‐MS.  Details  of  the  sample  preparation,  instrumental  settings,  mass  spectrometric  characterization,  and  inter‐ pretations, are elaborated in the following sections.    ■ MATERIALS AND METHODS  Materials. Five different metallo‐supramolecular PEO‐ b‐P3HT diblock copolymers, including PEO1‐Zn2+‐P3HT1,  PEO2‐Zn2+‐P3HT1, PEO1‐Cd2+‐P3HT1, PEO2‐Cd2+‐P3HT1,  and PEO1‐Cd2+‐P3HT2,  were constructed using the  same  strategy described in the literature (Scheme 1).10 The num‐ ber‐average degree of polymerization (m and n in Scheme  1) of the terpyridine‐functionalized homopolymers was es‐ timated based on 1H NMR spectroscopy. Details of the syn‐ theses  and  1H NMR  analyses  were elaborated  in the  Sup‐ porting Information (Figure S1‐S15). To minimize the influ‐ ence to our mass spectrometers, the non‐ionic surfactant,  decyl β‐D‐maltopyranoside (DM), was used in this study.  DM  was  purchased  from  Sigma‐Aldrich  and  used  to  pre‐ pare the micelle aqueous solution. The critical micelle con‐ centration (CMC) in water is 0.087% (1.6 mM). For decom‐ plexation experiments, a MeOH solution (50 μL, 50 mg/mL)  of tetrakis(triethyammonium) EDTA was added into 1 mL  of  PEO1‐Zn2+‐P3HT1  (1.5  mg/mL)  in  a  DM  solution  (1.5x  CMC)  and  CHCl3/MeOH  (1/1,  v/v),  respectively.  Tetrakis(triethylammonium)  EDTA  was  synthesized  fol‐ lowing the reported protocol.60  Sample  Preparation.  DM  (54.6  mg,  0.113  mmol)  was  dissolved  in  water  (20.14  g)  to  yield  0.270%  DM  solution  (3.11x CMC), and 10 mL of 0.270% DM solution was mixed  with 10 mL of water to yield 20 mL of 0.135% DM aqueous  solution (1.55x CMC).  

Page 2 of 12

In  the  mass  spectrometric  measurements  using  ESI,  0.135%  DM  solution  was  used  to  dissolve  PEO1‐Zn2+‐ P3HT1. In the concentration‐dependent experiments, pure  water,  0.30x  CMC  (192.5  mg  of  1.55x  CMC  DM  solution  mixed  with  0.79  mL  of  water),  0.77x  CMC  (488.6  mg  of  1.55x CMC DM solution mixed with 0.48 mL of water), and  1.55x  CMC  DM  solutions  were  prepared  and  used  to  dis‐ solve  PEO1‐Zn2+‐P3HT1  (Figure  S16).  PEO1‐Zn2+‐P3HT1,  PEO1‐Cd2+‐P3HT1, PEO2‐Zn2+‐P3HT1, PEO2‐Cd2+‐P3HT1,  and  PEO1‐Cd2+‐P3HT2  were  dissolved  in  1.55x  CMC  DM  solution for subsequent ESI‐MS and IMS‐MS analyses.  To make sure that the copolymers were fully dispersed  and embedded in micelles, all the DM solutions containing  copolymers  were  subjected  to  ultrasonicator  (QSonica  Q125). Dried powder of the copolymers and aqueous DM  solutions were mixed in a 1.5 mL Eppendorf tube, and the  mixture was sonicated using QSonica Q125 probe sonicator  (sonication time : pause time = 10 sec : 2 sec) for 45 minutes  at 65% full power (125W) under an ice bath.   Mass Spectrometry Analysis.   A homemade ESI source (Figure S17) was used to gener‐ ate the ions for subsequent high resolution mass spectro‐ metric  measurements.  The  copolymers  in  DM  solutions  were  injected  via  a  fused  silica  capillary  continuously  pumped with a flowrate of 5  L/min. The size of the ca‐ pillary  for  the  source  was  250  μm/350  μm  (I.D./O.D.).  A  high voltage   was applied to the capillary via an alligator  clip onto the needle of the syringe. The distance between  the capillary and the ion inlet of the mass spectrometer was  kept at about 1‐2 cm. Pressure of the nebulizing gas (nitro‐ gen) was set at 120 psi throughout the experiment.   Details  of MALDI‐TOF  and high resolution mass spec‐ trometry, IMS‐MS, and molecular modeling are described  in the Supporting Information. Details of data processing  are described in the Supporting Information and Figure S18.  Scheme 1.  Construction of Metallo‐supramolecular  Diblock Copolymers 

    ■ RESULTS AND DISCUSSION  As  Matrix‐assisted  laser  desorption  ionization  time‐of‐ flight mass spectrometry (MALDI‐TOF MS) has been pro‐ foundly used to determine the molecular weights of mac‐ romolecules,68‐72  we  first  subjected  the  metallo‐supramo‐ lecular copolymers to the common MALDI‐TOF MS inter‐ rogation. 

ACS Paragon Plus Environment

Page 3 of 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Analytical Chemistry

  Figure 1. Mass spectra of PEO1‐Zn2+‐P3HT1 obtained using different ionization methods. Mass spectrum of pure DM in aqueous  solution (b) was shown as the blank (MS annotation in Table S1). Mass spectra of PEO1‐Zn2+‐P3HT1 in DM aqueous solution (1.55x  CMC) using (a) MALDI‐TOF MS and (c) ESI‐orbitrap mass spectrometers reveal that the micelle protects the metal‐ligand coor‐ dination during ESI. Annotations of intact PEO1‐Zn2+‐P3HT1 in the range of m/z 1745‐1985 are exhibited in (d), where copolymers  with the same number of P3HT monomers are shown as the same colors. A  m/z of ~22 (z=2) between each pair of isotope clusters  represents the mass of PEO monomer (~44 Da). The annotation of each peak in (c) is shown in Tables S2‐S4. 

Using  PEO1‐Zn2+‐P3HT1  as  a  paradigm,  Figure  1a  re‐ vealed two groups of polymeric species at m/z around 1600  to 2800 in the MALDI‐TOF mass spectrum. Based on the 

prior knowledge to the materials used for the synthesis in  this study, the mass of PEO1‐Zn2+‐P3HT1 is expected to be  about 3000 to 5000 Dalton (Da), rendering a distribution 

ACS Paragon Plus Environment

Analytical Chemistry 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

of ions at m/z about 1500 to 2500, with charges equal to 2  and consecutive polymeric peaks of Δm/z equal to 22 or  84  between  adjacent  ion  species.  However,  these  charac‐ teristic patterns were not observed in the MALDI‐TOF MS  analysis with all experimental settings, even when the laser  excitation power was tuned to the minimal value at which  level a distinguishable ion signal could be detected. Instead  of  the  intact  molecular  ions,  dissociated  homopolymers  ‧ were  largely  found  in  forms  of  [PEO+Na]+  and  [P3HT] +  ions,  indicating that the metal‐to‐ligand coordinative in‐ teraction  was  not  retained  upon  laser  desorption/ioniza‐ tion. This was not surprising. Even though that MALDI is  usually categorized as “soft ionization,” direct detection of  noncovalent assemblies is often challenging without care‐ fully  optimized  instrumental  parameters  or  chemical  cross‐linking. 73,74  Figure 1c shows the high resolution ion spectrum of di‐ block PEO1‐Zn2+‐P3HT1 dissolved in DM micellar aqueous  solution using the homemade ESI source. In contrast to the  MALDI‐TOF  results,  a  much  more  informative  ion  spec‐ trum was observed at the range of m/z 1600‐2400. In order  to assign the peaks of copolymer ions, a background spec‐ trum was acquired using a blank micellar aqueous solution  (Figure 1b). The characteristic 241.14 m/z shift (z=2) of the  serial peaks at m/z 1600‐2800 unequivocally indicates that  the  oligo‐DM  surfactant  ions  (heptamer  to  undecamer  with  Ca2+  adduct)  were  dominant  in  the  spectrum.  Such  feature  was  also  observed  in  the  solution  of  PEO1‐Zn2+‐ P3HT1,  whereas  the  surfactant  ions  were  Zn2+‐bound  in‐ stead (Figure 1c). We then made attempts to annotate the  rest of the doubly charged ions contributing to the major‐ ity of the spectrum in the m/z range. As shown in Figure  1d,  a  series  of  intact  diblock  PEO‐Zn2+‐P3HT  copolymers  with different chain lengths were resolved using high res‐ olution mass spectrometry. Increases in the number of pol‐ ymerized  monomers  were  reflected  as  the  characteristic   m/z  of  22.013  (PEO  monomer,  44.026  Da)  and  83.041  (P3HT  monomer,  166.082  Da)  between  each  pair  of  iso‐ topic  clusters.  The  assignments  of  the  intact  copolymers  are unambiguous, considering the observed exact masses  and isotope patterns for most of the ion clusters are highly  consistent  with  the  theoretical  predictions  (Figure  S19).  For  example,  the  molecular  weight  of  PEO(12)‐Zn2+‐ P3HT(15) (shown in the inset of Figure 1c) obtained in our  experiments (4083.8568 Da) possesses less than 1‐ppm de‐ viation  opposed  to  the  calculated  value  (4083.8584  Da),  and  its  isotope  abundances  match  undoubtedly  with  the  simulated levels (Figure S20). Orbitrap mass spectrometer  provides us an ability to resolve these supramolecular ions  in a greater detail, enabling us to identify most of the ion  species at the denoted m/z range.  More importantly, we can thus conclude that the non‐ covalent nature of the diblock PEO1‐Zn2+‐P3HT1 survived  during the ESI process in this platform. The sharp contrast  between  the  mass  spectral  behaviors  of  the  DM‐

Page 4 of 12

incorporated  PEO1‐Zn2+‐P3HT1  complex  in  ESI  MS  from  that in MALDI‐TOF MS emphasized the importance of mi‐ celle  involvement  in  protecting  the  noncovalent  interac‐ tions  from  harsh  environmental  stress  during  ionization.  To gain more insight into the role of micelles, we investi‐ gated how the mass spectral behavior of PEO1‐Zn2+‐P3HT1  evolves with the concentration of DM. As shown in Figure  2,  only  negligible  copolymer  ions  were  observed  in  solu‐ tions without micelles, including those surfactant concen‐ trations made below or close to CMC. Most decisively, the  ion  intensity  of  oligo‐DM  increased  proportionally  from  0.77x to  1.55x  CMC, whereas that of the intact PEO‐Zn2+‐ P3HT enhanced for more than 2 order‐of‐magnitude. It is  obvious that the formation of micelles is crucial to ions of  intact PEO1‐Zn2+‐P3HT1 in ESI MS.  

  Figure  2.  DM  concentration‐dependent  ESI‐Orbitrap  high  resolution mass spectra of PEO1‐Zn2+‐P3HT1 revealing a stark  improvement  to  the  intensity  of  intact  diblock  copolymers  when micelles are generated. ESI‐MS spectra of (a) pure water,  (b)  0.30x,  (c)  0.77x,  and    (d)  1.55x  CMC  DM  solutions  with  PEO1‐Zn2+‐P3HT1  after  ultrasonication.  (e)  Intensity  of  PEO(11)‐Zn2+‐P3HT(13) at m/z 1855.850. 

4

ACS Paragon Plus Environment

Page 5 of 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Analytical Chemistry

The above‐mentioned finding was serendipitous but not  surprising. In fact, the use of micelles has been well‐docu‐ mented  for  mass  spectrometric  analysis  of  hydrophobic  protein assemblies, e.g. membrane proteins.47, 53,55‐56,59,61 It  is noticeable that for membrane proteins in these reports,  surfactant  molecules  were  bundled  with  the  analyte  ions  into  the  mass  spectrometers.  Thus,  a  subsequent  imple‐ mentation of collision‐induced dissociation (CID) was re‐ quired  to  remove  the  surfactants  from  the  target  com‐ pounds.  Without  the  prerequisite  CID  enhancement,  the  spectra would barely be interpretable. This behavior was in  stark contrast to what was observed in our case, in which  PEO1‐Zn2+‐P3HT1  complex  was  fully  desorbed  from  sur‐ rounding  DM  layers  during  ESI  before  it  reached  mass  spectrometer, enabling us to resolve the intact copolymer  complex ions easily without spectral deconvolution. To ra‐ tionalize the above results, we postulated that the micelle  may eventually erupt into smaller spheres containing only  few  to  a  dozen  of  DM  in  the  electrostatic  microdroplets.  When  the  size  of  ESI  microdroplets  keeps  shrinking,  the  micelle  becomes  more  and  more  exposed  to  the  atmos‐ phere (in the most extreme scenario, it turns into a micel‐ lar  aerosol),  making  individual  DM  more  prone  to  ther‐ mally evaporate,  as  the  stabilizing  force  in  aqueous  envi‐ ronment that drives micelle formation disappears.   Bearing the hypothesized mechanism in mind, we then  continued to see if the ambient temperature is decisive to  the  formation  of  free  PEO1‐Zn2+‐P3HT1  ions.  Figure  S21  demonstrates that the ion intensity increased significantly  when  the  temperature  of  the  ion  inlet  rose  above  150  oC.  Such temperature‐dependency  suggests  that a  thermally‐ activated detachment of surfactants took place during the  ESI of the DM‐incorporated copolymer and it has a consid‐ erable  effect  in  facilitating  the  ion  complexes  escaping  from DM micelles. In addition, the ambient gas molecules  at higher inlet temperature also possess higher kinetic en‐ ergy  and  collision  frequency,  assisting  desorption  of  DM  from the micelle.  To explore a wider usefulness of DM micelles in ESI MS  analysis to metallo‐supramolecular diblock copolymers, a  series  of  PEO‐b‐P3HT  copolymers  with  different  metal  centers and various block chain lengths were investigated.  These copolymers with heteroleptic bis(terpyridine) com‐ plexes,  including  (a)  PEO1‐Zn2+‐P3HT1,  (b)  PEO2‐Zn2+‐ P3HT1, (c) PEO1‐Cd2+‐P3HT1, (d) PEO2‐Cd2+‐P3HT1, and  (e)  PEO1‐Cd2+‐P3HT2,  were  originally  constructed  using  the  predesigned  complementary  ligand  pairs.10  As  shown  in Figure 3, doubly charged intact diblock copolymers (a‐ d) were  repeatedly  discovered  at the  denoted  m/z  range.  These copolymers of the same P3HT block chain exhibited  similar  spectral  profiles,  except  that  copolymers  with  longer PEO chains (b and d) showed an ~200 m/z shift of  the entire ion packets, revealing the contribution from the  additional ten PEO monomers to their molecular weights.  However for the copolymer with longer P3HT chains (e), a 

much more complicated spectrum was observed as shown  in Figure S22. Interestingly, quadruply charged ions were  largely found in the m/z range of 2500 to  3000, implying  that  the  dimer  [PEO1‐Cd2+‐P3HT2]2  was  measured.  This  was further evidenced by the presence of doubly charged  intact PEO1‐Cd2+‐P3HT2 copolymer when a narrower m/z  window was preselected by the ion trap before high reso‐ lution MS measurements (Figure S22b). This was not sur‐ prising  as  dimerization  of  hydrophobic  compounds  was  commonly found in ESI MS.38,62 Details of the peak assign‐ ments are shown in the supporting information. The high  resolving power of Orbitrap allowed us to specify the dis‐ tinct isotope distribution of Zn2+ and Cd2+ copolymers.  

  Figure 3. High resolution mass spectra of diblock copolymers  (a) PEO1‐Zn2+‐P3HT1, (b) PEO2‐Zn2+‐P3HT1, (c) PEO1‐Cd2+‐ P3HT1,  and  (d)  PEO2‐Cd2+‐P3HT1  in  micellar  environment  using  ESI‐Orbitrap  mass  spectrometer.  Insets:  zoomed‐in  spectra of each complex; isotopic clusters of the same ion spe‐ cies are shown in the same colors. Details of peak m/z were  shown in Tables S5‐S12. 

Tandem Mass Spectrometric Analysis.  Encouraged  by  these  results,  we  proceeded  to  perform  the MS/MS analysis of these copolymers to further validate 

5

ACS Paragon Plus Environment

Analytical Chemistry 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

our  peak  assignments  using  CID.  Figure  4  shows  the  MS/MS  spectra  of  the  representative  diblock  copolymers  (a‐d).  In  general,  the  terpyridine‐modified  P3HT  radical  ‧ cations  (for  example,  m/z  2137,  [P3HT(11)] +,  the  exact  number of monomer is denoted in parenthesis and the fol‐ lowings)  were  commonly  found,  presumably  due  to  the  loss of a valence electron from the electron‐rich P3HT.63 In  addition to the free P3HT ions, the other free ions, such as  ‧ PEO‐M2+  and  their  fragmented  radical  cations  ([PEO] +  ‧+ and [PEO‐M]  in Figure 4), were largely found, indicating  that  decomplexation  of  the  metal‐to‐ligand  coordination  occurred  upon  CID.  Notably,  in  contrast  to  P3HT  ions,  metal  ion‐bound  terpyridine‐PEO  fragments  were  con‐ stantly found. This result is in agreement with the fact of  the  stronger  binding  affinity  of  the  functional  PEO  end‐ capped  with  6,6’’‐anthracenyl‐substituted  tpys  to  the  metal ions, possibly resulting from the additional cation‐π  interactions.   The MS/MS spectrometry using CID not only helps us to  verify our structural identification but also provided us an  ability to gain more insights into the binding strengths of  the metal‐ligand coordination. As shown in Figure S23, a  considerable amount of fragmented terpyridine‐PEO ions  were bound with Zn2+ at ~1000 m/z, whereas none of those  species were observed in copolymers with Cd2+, suggesting  that the coordination bond of Cd2+ is not as stable as that  of Zn2+ to survive the collisions.   In this contribution, we meticulously mapped the frag‐ mentation profiles against the CID energy as demonstrated  in  Figure  5.  Specifically,  intensities  of  ion  species  associ‐ ated  with  the  decomplexation  between  PEO/P3HT  end‐ capped  ligands  and  center  metal  ions  were  probed  as  a  function of the normalized CID energy. In general, as sup‐ ported by the fragmentation profiles in Figure 5, a precur‐ sor‐successor relation holds firmly for parent and daughter  ions in both Zn2+ and Cd2+ copolymer complexes. However,  a  higher  normalized  CID  energy  is  required  to  dissociate  the  homopolymer  from  the  metal  center  in  PEO1‐Zn2+‐ P3HT1  than  that in PEO1‐Cd2+‐P3HT1.  Moreover, the in‐ ‧ tensity  of  Cd2+‐bound  ion  ([PEO(13)‐Cd] +)  was  found  to  decrease  when  normalized  CID  energy  kept  turned  on  above 40% where the parent PEO(13)‐Cd2+‐P3HT(11) com‐ plex  ion  has  vanished  completely  (Figure  5c),  while  the  ‧ Zn2+‐bound  product  ([PEO(13)‐Zn] +)  levels  stayed  un‐ changed (Figure 5a). These results indicate that for the co‐ polymers bearing about 10 to 20 PEO monomers (PEO1),  Zn2+  metal  center  possesses  a  more  robust  coordination  than  Cd2+  does,  which  are  consistent  with  the  slightly  larger binding constant for Zn2+ ions.64  On the other hand,  such  phenomenon  was  not  observed  in  the  copolymers  with  longer  PEO  chains,  e.g.  PEO2  (Figures  5b  and  5d).  This  may  be  rationalized  by  the  fact  that  a  greater  steric  hindrance in the larger copolymer complexes, leading the  energy obtained from the collision of gas molecules in CID  experiments accumulated onto the long block chains and 

Page 6 of 12

redistributed  into  vibrationally  excited  manifolds,  rather  than a direct breakdown at the metal centers. Thus a less  center metal‐dependent CID character was observed. The  aforementioned  statement  was  supported  by  a  greater  amount  of  intra‐ligand  fragment  products  (e.g.  [PEO*]+,  PEO**,  and  PEO**‐Zn)  in  PEO(26)‐Zn2+‐P3HT(11)  com‐ plexes (Figure S23). 

  Figure 4.  MS/MS  spectra  of (a) PEO(13)‐Zn2+‐P3HT(11) (m/z  1733.789),  (b)  PEO(26)‐Zn2+‐P3HT(11)  (m/z  2019.949),  (c)  PEO(13)‐Cd2+‐P3HT(11)  (m/z  1757.264),  (d)  PEO(26)‐Cd2+‐ P3HT(11) (m/z 2043.952) measured with normalized CID en‐ ergy 45%, and (e) PEO(17)‐Cd2+‐P3HT(29) (m/z 2588.672) with  normalized CID energy 40%. Details of intra‐ligand fragment  products (highlighted in yellow) are listed in the Supporting  Information Figure S23. 

Ion Mobility Mass Spectrometry  This ESI‐compatible approach allows us to probe the na‐ tive structures of diblock copolymer complexes from a mi‐ cellar environment into gas phase using IMS‐MS. Figure 6  shows the IMS‐MS spectra of copolymers a‐d. The intact  copolymer ions of various block chain lengths constitute a  staggered  formation laddering up  to the  right,  indicating  that the CCS of the copolymer complex ions is proportional  to  their  molecular  weights.  Each  species  of  different  m/z  was separated from the others into distinct ion packets and  could be explicitly annotated (Figure S24 and S25). Upon  monitoring at every single diblock copolymer chain one at 

6

ACS Paragon Plus Environment

Page 7 of 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Analytical Chemistry

whereas  the  CCS  of  PEO(17)‐Zn2+‐P3HT(10)  (M.W.   3473.5799 Da) raises to 627.9 Å2 (Table S17). This result im‐ plies that the rigid rod‐like P3HT block may adopt a more  extended conformation in comparison to the flexible coil‐ like  PEO  segment  for  PEO‐Zn2+‐P3HT  embedded  in  mi‐ celles.  The  experimental  result  was  also  compared  with  MD  simulation  (Figure  S27).  The  calculated  CCSs  of  PEO(13)‐Zn2+‐P3HT(11) ranged from 500 to 830 Å2, with an  average value of 654.7 Å2, which agrees well with the exper‐ imental one.   To gain further insight into whether this conformational  feature is unique to micellar environment, we performed a  separated IMS‐MS study of diblock PEO1‐Zn2+‐P3HT1 dis‐ solved in a DM‐free MeOH/CHCl3 (1/1, v/v) system. Intri‐ guingly,  in  addition  to  the  drift  time  distribution  (DTD)  originally  found  in  diblock  copolymers  embedded  in  mi‐ celles, i.e., the drift time peak maximum at 14.47 ms (CCS  641.2 Å2) for PEO(13)‐Zn2+‐P3HT(11), a minor DTD with the  peak top at 13.24 ms (CCS 606.0 Å2) was found for the co‐ polymer suspended  in  the  organic solvent (Figures 7  and  S26).  

a time, the drift  time  of each ion  species was revealed  in  the  subsequent  extracted  ion  chromatograms  (Figures  6  and S26), allowing us to determine the CCSs of intact co‐ polymer ions individually as shown in Table 1. In this re‐ gard, the contributions of every additional monomer to the  CCSs for each complex species were solicitously calculated  and are exhibited in the Supporting Information.  

  Figure  5.  MS/MS  fragmentation  plots  of  (a)  PEO(13)‐Zn2+‐ P3HT(11),  (b)  PEO(26)‐Zn2+‐P3HT(11),  (c)  PEO(13)‐Cd2+‐ P3HT(11),  and  (d)  PEO(26)‐Cd2+‐P3HT(11).  The  proposed  structures and the corresponding exact masses of each frag‐ menting products are shown in Tables S13‐S16. 

Notably,  we  found  a  nonequivalent  contribution  from  PEO and P3HT block chains. For example, the CCS raises  from 609.2 Å2 (PEO(13)‐Zn2+‐P3HT(10), M.W. 3297.4750 Da)  to  635.9 Å2 (PEO(13)‐Zn2+‐P3HT(11), M.W.  3463.5566 Da), 

7

ACS Paragon Plus Environment

Analytical Chemistry 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Page 8 of 12

  Figure 7. Ion mobility spectrometry analysis of PEO(13)‐Zn2+‐ P3HT(11)  in  micelle  aqueous  solution  (red  dots)  and  MeOH/CHCl3 (blue dots) and their Gaussian fittings (red and  blue lines). 

  Figure 6. IMS‐MS analysis of (a) PEO1‐Zn2+‐P3HT1, (b) PEO2‐ Zn2+‐P3HT1,  (c)  PEO1‐Cd2+‐P3HT1,  and  (d)  PEO2‐Cd2+‐ P3HT1  at  m/z  1600‐2500  and  drift  time  12‐18  ms.  The  mass  spectra and chromatograms of the denoted copolymer species  in  Table  1  are  shown  on  the right panel. The chromatogram  were fitted by Gaussian normal distribution (red) from the ex‐ perimental data (black dots). 

This suggested that a more compact conformation (Fig‐ ure  S27)  of  the  copolymer  exists  in  MeOH/CHCl3,  while  disappears in the hydrophobic micellar environment, pre‐ sumably  due to  a further P3HT chain folding induced  by  the poor solvent MeOH. Moreover, the most striking fea‐ ture  is  that  the  bandwidths  for  both  DTDs  were  notably  larger than what was  obtained  in micelles  (see  Figures 7,  S25 and S26). This unprecedented phenomenon might be  reflected to the limited degrees of freedom of copolymers  in micelles, rendering a well‐defined conformation during  ESI. 

Table  1.  Cross‐sections  of  denoted  PEO‐M2+‐P3HT  copolymers  drift  CCS  species  m/z  time  (Å2)  (ms)  PEO(13)‐ 1733.2528  14.28  635.9  Zn2+‐P3HT(11)  PEO(26)‐ 2019.9689  15.69  674.2  Zn2+‐P3HT(11)  PEO(13)‐ 1757.2813  14.32  636.8  Cd2+‐P3HT(11)  PEO(26)‐ 2043.6484  16.10  685.3  Cd2+‐P3HT(11)    Bearing  this  mechanism  in  mind,  we  then  made  at‐ tempts to gain an in‐depth insight into the behavioral dif‐ ferences  of  PEO2‐Zn2+‐P3HT1  in  organic  solvent  (MeOH/CHCl3) opposed to in the micellar environment by  investigating the dynamical changes of its decomplexation  induced by EDTA (Figures S28‐32). After adding EDTA for  24 hours, a great deal of precipitation was observed in the  organic solution, and the corresponding mass spectrum of  the  supernatant  was  dominant  with  free  PEO2  ligands  (Figure S28b). As what has been discussed previously,10 this  was  unambiguously  explained  by  the  decomplexation  of  the  copolymer  complex  due  to  the  stronger  competition  from  EDTA.  However,  the  major  species  were  still  intact  PEO2‐Zn2+‐P3HT1 in micelle aqueous solution after EDTA  treatment (Figure S28c), with less than 10% of the polymer  ligands  were  dissociated  (Table  S18).  This  was  also  evi‐ denced from the absence of precipitation in micelle solu‐ tion. Moreover, if the micelle‐protected copolymers were 

8

ACS Paragon Plus Environment

Page 9 of 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Analytical Chemistry

subjected to ultrasonication, a slight precipitation was ob‐ served (Figure S30), whereas the extent of decomplexation  remained below 15% (Table S18), implying that the metal  center was mostly immersed into the DM layer.   Obviously,  the  micelle  worked  as  a  vesicular  shell  to  carry  the  metallo‐supramolecular  copolymers  away  from  the EDTA chelation. Most importantly, had it not been for  the unconventional ESI approach involving the use of sur‐ factant,  the  stoichiometry,  stability,  and  conformational  characters of the multi‐functional supramolecules in het‐ erogeneous systems would be difficult to measure. In spite  of that micelle‐protected ESI‐MS has been used to investi‐ gate  the  noncovalent  interactions  of  hydrophobic  mem‐ brane proteins,47, 53‐59 we believe that this work is the first  comprehensive  exploration  of  the  effectiveness  to  am‐ phiphilic  supramolecules,  which  incorporates  tandem  mass  spectrometric  analysis,  ion  mobility  spectrometry,  and  theoretical  calculation.  Moreover,  the  environment‐ dependent  IMS‐MS  behavior  of  metallo‐supramolecular  diblock copolymers was found for the first time.  ■ CONCLUSIONS  Herein, using a series of newly designed PEO‐Zn2+‐P3HT  and PEO‐Cd2+‐P3HT diblock copolymers as the paradigm,  we  demonstrated  that  noncovalent  nature  of  metallo‐su‐ pramolecular copolymers could be successfully preserved  during  ESI  via  a  simple  micellar  protection.  This  ESI‐ friendly approach allowed subsequent MS analysis, includ‐ ing MS/MS analysis and IMS‐MS. Intriguingly, the surfac‐ tant  molecules  were  substantially  desorbed  from  the  ion  complex prior to the mass spectrometric interrogation, dis‐ regarding the use of CID.47, 53‐59 Coupling with high resolu‐ tion  orbitrap  mass  spectrometer,  our  result  unambigu‐ ously  revealed  that  the  abovementioned  diblock  copoly‐ mers kept predominantly at intact molecular states in gas  phase. Relative metal‐ligand bond strengths among differ‐ ent copolymer species were thus sketched by probing the  product fragments upon CID. Moreover, CCSs of individ‐ ual copolymers could be determined by IMS‐MS, allowing  us to probe the environment‐sensitive conformation of the  metallo‐supramolecular copolymers. In summary, micelle  plays  a  crucial  role  in  protecting  labile  copolymers  from  harsh  environments,  rendering  a  well‐defined  confor‐ mation  which  is  the  key  to  the  study  of  multi‐functional  supramolecular macromolecules.  ASSOCIATED CONTENT   Supporting Information  The  Supporting  Information  is  available  free  of  charge  on the  ACS Publications website at DOI:   AUTHOR INFORMATION  Corresponding Author     *Email: [email protected]  *Email: [email protected] 

  Notes  The authors declare no competing financial interest.  ACKNOWLEDGMENT   This research was supported by Ministry of Science and  Technology  (MOST),  R.O.C.  (Grant  #:  MOST105‐2113‐M‐ 002‐004‐MY2,  MOST105‐2923‐M‐002‐008‐MY2,  MOST  106‐2113‐M‐002 ‐013‐MY2, and MOST106‐2628‐M‐002‐007‐ MY3)  and  Center  for  Emerging  Materials  and  Advanced  Devices, National Taiwan University (Grant #: NTU‐ERP‐ 106R880211, 106R880219, and 106R880204).     REFERENCES  1.  Lee, M.; Cho, B. K.; Zin, W. C., Chem. Rev. 2001,  101, 3869‐92.  2.  Olsen,  B.  D.;  Segalman,  R.  A.,  Mat.  Sci.  Eng.  R.  2008, 62, 37‐66.  3.  Hadjichristidis, N.; Hirao, A.; Tezuka, Y.; Du Prez,  F., Complex macromolecular architectures: synthesis, char‐ acterization, and self‐assembly. John Wiley & Sons: 2011.  4.  Zhang,  J.;  Chen,  X.  F.;  Wei,  H.  B.;  Wan,  X.  H.,  Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 9127‐9154.  5.  Liu, C.‐L.; Lin, C.‐H.; Kuo, C.‐C.; Lin, S.‐T.; Chen,  W.‐C., Prog. Polym. Sci. 2011, 36, 603‐637.  6.  Ludwigs, S., P3ht Revisited‐from Molecular Scale  to Solar Cell Devices. Springer: 2015.  7.  Kumpfer,  J.  R.;  Jin,  J.  Z.;  Rowan,  S.  J.,  J.  Mater.  Chem. 2010, 20, 145‐151.  8.  Burnworth, M.; Tang, L. M.; Kumpfer, J. R.; Dun‐ can, A. J.; Beyer, F. L.; Fiore, G. L.; Rowan, S. J.; Weder, C.,  Nature 2011, 472, 334‐U230.  9.  Kumpfer, J. R.; Rowan, S. J., J. Am. Chem. Soc. 2011,  133, 12866‐12874.  10.  He, Y. J.; Tu, T. H.; Su, M. K.; Yang, C. W.; Kong,  K. V.; Chan, Y. T., J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 4218‐4224.  11.  Kelch,  S.;  Rehahn,  M.,  Macromolecules  1998,  31,  4102‐4106.  12.  Yount, W. C.; Loveless, D. M.; Craig, S. L., J. Am.  Chem. Soc. 2005, 127, 14488‐14496.  13.  Winter, A.; Schubert, U. S., Chem. Soc. Rev. 2016,  45, 5311‐5357.  14.  Burnworth, M.; Knapton, D.; Rowan, S. J.; Weder,  C., J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 2007, 17, 91‐103.  15.  Moughton, A. O.; O’Reilly, R. K., J. Am. Chem. Soc.  2008, 130, 8714‐8725.  16.  Burattini,  S.;  Greenland,  B.  W.;  Merino,  D.  H.;  Weng,  W.  G.;  Seppala,  J.;  Colquhoun,  H.  M.;  Hayes,  W.;  Mackay, M.  E.;  Hamley, I. W.;  Rowan, S.  J., J. Am. Chem.  Soc. 2010, 132, 12051‐12058.  17.  Burattini, S.; Greenland, B. W.; Hayes, W.; Mackay,  M. E.; Rowan, S. J.; Colquhoun, H. M., Chem. Mater. 2011,  23, 6‐8.  18.  Tayi, A. S.; Shveyd, A. K.; Sue, A. C. H.; Szarko, J.  M.; Rolczynski, B. S.; Cao, D.; Kennedy, T. J.; Sarjeant, A. 

9

ACS Paragon Plus Environment

Analytical Chemistry 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

A.; Stern, C. L.; Paxton, W. F., et al., Nature 2012, 488, 485‐ 489.  19.  Yamamoto,  T.;  Fukushima,  T.;  Aida,  T.,  Self‐as‐ sembled  nanotubes  and  nanocoils  from  ss‐conjugated  building  blocks.  In  Self‐Assembled  Nanomaterials  II,  Springer: 2008; pp 1‐27.  20.  Liu, H.; Zhang, Y. F.; Hu, J. M.; Li, C. H.; Liu, S. Y.,  Macromol. Chem. Phys. 2009, 210, 2125‐2137.  21.  Yan,  Q.; Yuan, J. Y.;  Cai,  Z.  N.;  Xin,  Y.; Kang,  Y.;  Yin, Y. W., J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9268‐9270.  22.  Wei, P. F.; Yan, X. Z.; Huang, F. H., Chem. Soc. Rev.  2015, 44, 815‐832.  23.  Rauwald, U.; Scherman, O. A., Angew. Chem. Int.  Ed. 2008, 47, 3950‐3953.  24.  Yang, X. W.; Hua, F. J.; Yamato, K.; Ruckenstein,  E.;  Gong,  B.;  Kim,  W.;  Ryu,  C.  Y.,  Angew.  Chem.  Int.  Ed.  2004, 43, 6471‐6474.  25.  Phadke,  A.;  Zhang,  C.;  Arman,  B.;  Hsu,  C.  C.;  Mashelkar, R. A.; Lele, A. K.; Tauber, M. J.; Arya, G.; Var‐ ghese, S., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 4383‐4388.  26.  Roy,  N.;  Bruchmann,  B.;  Lehn,  J.  M.,  Chem.  Soc.  Rev. 2015, 44, 3786‐3807.  27.  Garzoni, M.; Baker, M. B.; Leenders, C. M.; Voets,  I. K.; Albertazzi, L.; Palmans, A. R.; Meijer, E. W.; Pavan, G.  M., J. Am. Chem. Soc. 2016.  28.  Binder, W. H.; Enders, C.; Herbst, F.; Hackethal,  K., Synthesis and Self‐Assembly of Hydrogen‐Bonded Su‐ pramolecular  Polymers.  In  Complex  Macromolecular  Ar‐ chitectures, John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd: 2011; pp 53‐ 95.  29.  Campanella, A.; Döhler, D.; Binder, W. H., Macro‐ mol. Rapid Commun., 1700739‐n/a.  30.  Li, S.‐L.; Xiao, T.; Lin, C.; Wang, L., Chem. Soc. Rev.  2012, 41, 5950‐5968.  31.  de Espinosa, L. M.; Fiore, G. L.; Weder, C.; Johan  Foster, E.; Simon, Y. C., Prog. Polym. Sci. 2015, 49‐50, 60‐ 78.  32.  Yang, L.; Tan, X.; Wang, Z.; Zhang, X., Chem. Rev.  2015, 115, 7196‐7239.  33.  Goor, O. J. G. M.; Hendrikse, S. I. S.; Dankers, P. Y.  W.; Meijer, E. W., Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 6621‐6637.  34.  Meier, M. A. R.; Lohmeijer, B. G. G.; Schubert, U.  S., Macromol. Rapid Commun. 2003, 24, 852‐857.  35.  Benesch,  J.  L.;  Ruotolo,  B.  T.,  Curr. Opin.  Struct.  Biol. 2011, 21, 641‐9.  36.  Konermann,  L.;  Vahidi,  S.;  Sowole,  M.  A.,  Anal.  Chem. 2014, 86, 213‐32.  37.  Guo,  K.;  Guo,  Z.;  Ludlow,  J.  M.;  Xie,  T.;  Liao,  S.;  Newkome, G. R.; Wesdemiotis, C., Macromol. Rapid Com‐ mun. 2015, 36, 1539‐1552.  38.  Loo, J. A., Mass Spectrom. Rev. 1997, 16, 1‐23.  39.  Loo, J. A., Int. J. Mass Spectrom. 2000, 200, 175‐186.  40.  Sinz, A., Mass Spectrom. Rev. 2006, 25, 663‐82. 

Page 10 of 12

41.  Ewing, R. M.; Chu, P.; Elisma, F.; Li, H.; Taylor, P.;  Climie,  S.;  McBroom‐Cerajewski,  L.;  Robinson,  M.  D.;  O'Connor, L.; Li, M., et al., Mol. Syst. Biol. 2007, 3, 89.  42.  Ngounou Wetie, A. G.; Sokolowska, I.; Woods, A.  G.; Roy, U.; Loo, J. A.; Darie, C. C., Proteomics 2013, 13, 538‐ 57.  43.  Zhang,  H.;  Cui,  W.;  Wen,  J.;  Blankenship,  R.  E.;  Gross, M. L., Anal. Chem. 2011, 83, 5598‐606.  44.  Loo, J. A., Int. J. Mass Spectrom. 2001, 204, 113‐123.  45.  Yin, S.; Loo, J. A., Int. J. Mass Spectrom. 2011, 300,  118‐122.  46.  Reading, E.; Laganowsky, A.; Allison, T. M.; Rob‐ inson, C. V., Protein Science 2014, 23, 231‐231.  47.  Gupta,  K.;  Donlan,  J.  A.  C.;  Hopper,  J.  T.  S.;  Uz‐ davinys, P.; Landreh, M.; Struwe, W. B.; Drew, D.; Baldwin,  A. J.; Stansfeld, P. J.; Robinson, C. V., Nature 2017, 541, 421‐ 424.  48.  Przybylski,  M.; Kast, J.; Glocker,  M. O.; Durr, E.;  Bosshard, H. R.; Nock, S.; Sprinzl, M., Toxicol. Lett. 1995,  82‐3, 567‐575.  49.  Beck, J. L.; Colgrave, M. L.; Ralph, S. F.; Sheil, M.  M., Mass Spectrom. Rev. 2001, 20, 61‐87.  50.  Yin, S.; Xie, Y.; Loo, J. A.,  J. Am. Soc. Mass Spec‐ trom. 2008, 19, 1199‐208.  51.  Ji,  X.;  Dong,  S.;  Wei,  P.;  Xia,  D.;  Huang,  F.,  Adv.  Mater. 2013, 25, 5725‐9.  52.  Davis, A. P.; Kubik, S.; Dalla Cort, A., Org. Biomol.  Chem. 2015, 13, 2499‐500.  53.  Barrera, N. P.; Di Bartolo, N.; Booth, P. J.; Robin‐ son, C. V., Science 2008, 321, 243‐6.  54.  Barrera, N. P.; Isaacson, S. C.; Zhou, M.; Bavro, V.  N.; Welch, A.; Schaedler, T. A.; Seeger, M. A.; Miguel, R. N.;  Korkhov, V. M.; van Veen, H. W., et al., Nat. Methods 2009,  6, 585‐7.  55.  Wang, S. C.; Politis, A.; Di Bartolo, N.; Bavro, V. N.;  Tucker, S. J.; Booth, P. J.; Barrera, N. P.; Robinson, C. V., J.  Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15468‐70.  56.  Zhou, M.; Morgner, N.; Barrera, N. P.; Politis, A.;  Isaacson, S. C.; Matak‐Vinkovic, D.; Murata, T.; Bernal, R.  A.; Stock, D.; Robinson, C. V., Science 2011, 334, 380‐385.  57.  Barrera, N. P.; Zhou, M.; Robinson, C. V., Trends  Cell Biol. 2013, 23, 1‐8.  58.  Laganowsky,  A.;  Reading,  E.;  Allison,  T.  M.;  Ulmschneider, M. B.; Degiacomi, M. T.; Baldwin, A. J.; Rob‐ inson, C. V., Nature 2014, 510, 172‐+.  59. Reading, E.; Liko, I.; Allison, T. M.; Benesch, J. L.; Lag‐ anowsky, A.; Robinson, C. V., Angew. Chem. Int. Ed. 2015,  54, 4577‐81.  60.  Scott,  J.  E.;  Kyffin,  T.  W.,  Biochem.  J.  1978,  169,  697‐701.  61.  Campuzano, I. D.; Li, H.; Bagal, D.; Lippens, J. L.;  Svitel,  J.;  Kurzeja,  R.  J.;  Xu,  H.;  Schnier,  P.  D.;  Loo,  J.  A.,  Anal. Chem. 2016, 88, 12427‐12436.  62.  Ding, J. M.; Anderegg, R. J., J. Am. Soc. Mass. Spec‐ trom. 1995, 6, 159‐164. 

10

ACS Paragon Plus Environment

Page 11 of 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Analytical Chemistry

63.  Sirringhaus, H.; Brown, P. J.; Friend, R. H.; Nielsen,  M. M.; Bechgaard, K.; Langeveld‐Voss, B. M. W.; Spiering,  A. J. H.; Janssen, R. A. J.; Meijer, E. W.; Herwig, P., et al.,  Nature 1999, 401, 685.  64.  Bazzicalupi, C.; Bencini, A.; Bianchi, A.; Danesi, A.;  Faggi,  E.;  Giorgi,  C.;  Santarelli,  S.;  Valtancoli,  B.,  Coord.  Chem. Rev. 2008, 252, 1052‐1068. 

TOC Graph

11

ACS Paragon Plus Environment

Analytical Chemistry 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Page 12 of 12

 

ACS Paragon Plus Environment