Kesan ketepatan jisim yang tinggi pada hasil analisis oleh JMS-T2000GC−Kesan untuk mengecilkan hasil analisis bersepadu msFineAnalysis− [Aplikasi GC-TOFMS]

Pengenalan

JEOL Ltd. baru-baru ini mengumumkan JMS-T2000GC "AccuTOF™ GC-Alpha" yang merupakan 6^th generasi GC masa penerbangan resolusi tinggi MS (GC-HRTOFMS) dalam siri "AccuTOF™ GC" yang pertama kali dikeluarkan pada tahun 2004. GC-Alpha (Rajah 1) mewakili peningkatan ketara dalam keupayaan berbanding model sebelumnya dengan kuasa penyelesaian jisim tiga kali lebih tinggi (10,000→30,000 @ m/z 614）dan ketepatan jisim tiga kali ganda lebih tinggi (3ppm→1ppm, sumber ion standard EI). Dalam kerja ini, kami menggunakan penguraian terma resin akrilik untuk menilai bagaimana ketepatan jisim yang lebih baik boleh menjejaskan keputusan analisis untuk sampel yang kompleks. Selain itu, perisian msFineAnalysis Versi 3 yang disertakan dengan JMS-T2000GC telah digunakan untuk menentukan dengan cepat kesan ketepatan jisim yang dipertingkatkan pada keputusan analisis kualitatif.

Eksperimen

Jadual 1 menunjukkan keadaan pengukuran untuk pengukuran GC-MS pirolisis. JMS-T2000GC yang dilengkapi dengan pirolisis Frontier Lab dan sumber ion gabungan JEOL EI/FI digunakan untuk pengukuran, dan resin akrilik yang tersedia secara komersial digunakan sebagai sampel -- 0.2mg untuk kaedah EI dan 1.0mg untuk kaedah FI, masing-masing. Data yang terhasil kemudiannya dianalisis dengan menggunakan aliran kerja bersepadu msFineAnalysis (bahagian seterusnya, Rajah 2) untuk mengkaji kesan ketepatan jisim yang tinggi pada keputusan analisis.

Jadual 1. Keadaan pengukuran dan analisis

Keadaan pirolisis
Pirolisis	EGA/PY-3030D(Makmal Depan)
Suhu Pirolisis	600 ° C
syarat GC
Kromatografi Gas	8890A GC (Agilent Technologies)
Tiang	ZB-5MSi (Fenomena) 30m x 0.25mm, 0.25μm
Suhu Ketuhar	40°C(2min)-10°C/min -320°C(15min)
Mod Suntikan	Mod pisah (100:1)
Aliran pembawa	Dia: 1.0mL/min
syarat MS
spektrometer	JMS-T2000GC (JEOL Ltd.)
Sumber Ion	Sumber ion gabungan EI/FI
Pengionan	EI+:70eV, 300μA FI+:-10kV, 40mA/30msec
Julat Jisim	m/z 35-800
Keadaan pemprosesan data
perisian	msFineAnalysis (JEOL Ltd.)
Pangkalan data perpustakaan	NIST17
Toleransi	±5mDa, ±2mDa

Rajah 1 Sistem JEOL GC/HR-TOFMS: JMS-T2000GC

Perisian msFineAnalysis

Rajah 2 menunjukkan aliran kerja msFineAnalysis yang mana data GC/EI dan GC/pengionan lembut (SI) data dianalisis bersama untuk menghasilkan laporan analisis kualitatif bersepadu secara automatik. 5 langkah analisis kualitatif yang dilaksanakan secara automatik ialah:

• Carian pangkalan data perpustakaan menggunakan spektrum jisim EI
• Carian automatik ion molekul dalam spektrum jisim SI
• Analisis jisim yang tepat untuk ion molekul
• Analisis padanan corak isotop untuk mengecilkan formula molekul calon
• Analisis jisim yang tepat bagi ion serpihan EI dan mengecilkan calon formula molekul dengan menggunakan keadaan komposisi calon formula molekul yang diperoleh dalam 1 dan 4.

Dengan menggabungkan analisis jisim yang tepat bagi spektrum jisim EI dan SI, msFineAnalysis tidak boleh hanya mengenal pasti komponen yang didaftarkan dalam perpustakaan tetapi juga boleh menentukan komposisi unsur untuk komponen yang tidak berdaftar.

Rajah 2 Aliran kerja msFineAnalysis

Hasilnya

Untuk analisis jisim yang tepat, toleransi ralat ditentukan berdasarkan keupayaan ketepatan jisim instrumen. Model generasi sebelumnya (iaitu JMS-T200GC) memerlukan toleransi ralat ±5 mDa untuk komposisi unsur. Walau bagaimanapun, dengan ketepatan jisim JMS-T2000GC yang lebih tinggi, adalah mungkin untuk mengecilkan toleransi ralat ini, yang seterusnya mengurangkan bilangan komposisi unsur yang mungkin dikira untuk setiap analit. Matlamat eksperimen ini adalah untuk mengkaji kesan toleransi ralat untuk 120 komponen (Intensiti ≥0.05%) yang diperhatikan semasa penguraian terma resin akrilik.
Rajah 3 menunjukkan keputusan untuk analisis automatik bagi pirolisis resin akrilik menggunakan msFineAnalysis. Warna biru menunjukkan peratusan komponen yang menghasilkan satu calon formula molekul, kuning menunjukkan peratusan yang mempunyai dua atau lebih calon formula molekul, dan kelabu menunjukkan peratusan tanpa calon formula molekul jelas. Carta pai kiri menunjukkan keputusan analisis apabila menggunakan toleransi ralat ±5 mDa. Oleh kerana toleransi yang lebih luas ini, terdapat banyak analit dengan lebih daripada satu formula molekul calon (kuning). Akibatnya, hanya 58% daripada 120 komponen telah disempitkan kepada calon formula molekul tunggal. Seterusnya, toleransi ralat diturunkan kepada ±2 mDa, dan hasilnya ditunjukkan dalam carta pai tengah Rajah.2. Toleransi yang lebih sempit menghapuskan banyak calon positif palsu dan meningkatkan bilangan komponen dengan hanya satu calon formula molekul kepada 75%. Seterusnya, unsur-unsur yang digunakan untuk pengiraan komposisi unsur telah disempitkan untuk memasukkan hanya C/H/O kerana substruktur resin akrilik hanya merangkumi unsur-unsur ini. Carta pai di sebelah kanan menunjukkan hasil penyingkiran nitrogen daripada carian sambil terus menggunakan toleransi yang lebih sempit iaitu ±2mDa. Akibatnya, bilangan komponen yang dikenal pasti dengan satu formula molekul meningkat kepada 84% (101 komponen).

Rajah.3 Perbandingan keputusan analisis automatik untuk 120 komponen

Baki 19 komponen tidak disempitkan secara automatik kepada komposisi calon tunggal atas sebab berikut:

• [M]+▪ dan [M+H]⁺ hadir bersama supaya corak isotop tidak sepadan.
• Hanya [M+H]⁺ telah diperhatikan (memandangkan bilangan elektron dalam molekul yang ditambah proton adalah genap, kekangan carian elektron Ganjil tidak memberikan hasil yang betul).
• Keamatan relatif ion molekul adalah lebih rendah daripada ambang lalai 10% untuk pengesanan puncak ion dan tidak ditetapkan dengan betul.
• Keamatan mutlak ion molekul adalah rendah dan bentuk puncak adalah lemah, mengakibatkan ralat jisim lebih daripada 2mDa.
• Ia dianggap sebagai komponen pengelupasan bersama sepenuhnya, dan liputan ion serpihan EI adalah rendah.

Dengan mengesahkan data pengukuran dan keputusan analisis secara manual untuk 19 komponen akhir ini, kami dapat mengecilkan senarai kepada satu formula molekul calon (Rajah 4), dengan itu mengenal pasti komposisi unsur tunggal untuk semua 120 komponen yang terhasil daripada pirolisis resin akrilik.

Rajah.4 Pengesahan oleh penganalisis untuk 19 komponen

kesimpulan

Ketepatan jisim yang tinggi bagi JMS-T2000GC baharu membolehkan penganalisis menggunakan toleransi ralat jisim yang lebih sempit dalam msFineAnalysis. Hasilnya, perisian itu dapat secara automatik mengecilkan bilangan calon formula molekul kepada satu kemungkinan untuk majoriti komponen yang diperhatikan. Bagi komponen yang mempunyai lebih daripada satu formula calon (kuning) atau tidak mempunyai calon formula (kelabu), penganalisis dapat memfokuskan pada komponen ini dengan cepat dan mengesahkan spektrum jisim dan keputusan analisis secara manual. Gabungan JMS-T2000GC dengan keupayaan analisis automatik perisian msFineAnalysis menyediakan penyelesaian berkuasa yang memudahkan analisis kualitatif sampel kompleks.