การวิเคราะห์ที่ครอบคลุม + การวิเคราะห์ส่วนประกอบที่ไม่รู้จักของไวนิลอะซิเตตเรซินโดยใช้ไพโรไลซิส GC-MS [การประยุกต์ใช้งาน GC-TOFMS]

General

ความก้าวหน้าในแมสสเปกโตรเมตรีช่วยให้สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างขนาดเล็กและส่วนประกอบที่ไม่รู้จักซึ่งไม่เคยสังเกตมาก่อน เนื่องจากปริมาณข้อมูลที่ได้จากแมสสเปกโตรเมตรีเพิ่มขึ้น นักวิจัยจึงเรียกร้องให้ใช้เทคนิคง่ายๆ ในการวิเคราะห์ส่วนประกอบจำนวนมากที่สังเกตพบ และด้วยเหตุนี้ จึงมีความต้องการเทคนิคการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมมากขึ้น รวมถึงการวิเคราะห์การจำแนกประเภทหลายชั้น

ในงานนี้ เราจะแนะนำเทคนิคใหม่สำหรับการวิเคราะห์ที่ไม่ใช่เป้าหมาย ซึ่งรวมการวิเคราะห์ที่ครอบคลุมโดยใช้ GC-TOFMS ความละเอียดสูงและการวิเคราะห์ส่วนประกอบที่ไม่รู้จักโดยใช้ไอออนไนซ์แบบอ่อน

วิธี

ตัวอย่างแบบจำลอง 6 เรซินไวนิลอะซิเตทเชิงพาณิชย์ (กาว) ถูกนำมาใช้ ใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์มวลสารตามเวลาของการบินด้วยแก๊สโครมาโตกราฟี (GC-TOFMS) สำหรับการวัด เนื่องจากตัวอย่างอิมัลชันรวมถึงกาวนั้นยากต่อการวิเคราะห์โดยไม่ผ่านการบำบัดเบื้องต้น ตัวอย่างจึงถูกนำไปผ่านกระบวนการไพโรไลซิส

ข้อมูลผลลัพธ์ได้รับการวิเคราะห์โดย AnalysePro (SpectralWorks) เพื่อเปรียบเทียบตัวอย่างหลายรายการโดย PCA

ตารางที่ 1. เงื่อนไขการวัด

เงื่อนไข Py-GC-TOFMS

ผลสอบ

ตัวอย่างเรซินไวนิลอะซิเตตทั้งหมด 6 ตัวอย่างถูกวิเคราะห์โดยไพโรไลซิส GC-EI TOFMS (n=3) และข้อมูลผลลัพธ์อยู่ภายใต้ PCA โดย AnalyserPro พล็อตคะแนน PCA (รูปที่ 1) แสดงให้เห็นว่าตัวอย่าง E ถูกแยกออกจากกันอย่างชัดเจนที่ 1^st แกนส่วนประกอบหลักและตัวอย่าง B ที่ 2^nd แกนองค์ประกอบหลักตามลำดับ ส่วนประกอบที่เอื้อต่อส่วนประกอบหลักแต่ละรายการสามารถตรวจพบได้ง่ายในแผนภาพการโหลด

ในบรรดาส่วนประกอบที่เอื้อต่อการแยกที่แกนส่วนประกอบหลักทุติยภูมิ (ด้านบวก) นั่นคือ ส่วนประกอบที่มีลักษณะเฉพาะของตัวอย่าง B ส่วนประกอบที่ RT 4.55 นาทีได้รับการวิเคราะห์โดยละเอียด (ข้อมูลทางด้านขวาของรูปที่ 2)

การค้นหาในห้องสมุด NIST ประมาณว่าส่วนประกอบที่ RT 4.55 นาที น่าจะเป็น 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate (น้ำหนักโมเลกุล 286) โดยมีแฟกเตอร์การจับคู่เท่ากับ 813 อย่างไรก็ตาม สเปกตรัมมวล FI ของสิ่งนี้ ส่วนประกอบตรวจพบฐานสูงสุดที่ ม./ซ 217 และด้วยเหตุนี้ น้ำหนักโมเลกุลที่ประเมินในการค้นหาห้องสมุด NIST แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากน้ำหนักโมเลกุลที่ประเมินจากผลลัพธ์ของ FI ionization ในขณะที่โครงสร้างทางเคมีของ 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate มีหมู่เอสเธอร์อยู่ FI ionization ตรวจพบว่าไม่มีไอออนที่มี ม./ซ เท่ากับว่า เป็นที่ทราบกันโดยทั่วไปว่าหมู่เอสเธอร์มีสารประกอบในการผลิตโมเลกุลโปรตอนโดย FI ionization ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าส่วนประกอบที่ RT 4.55 นาทีไม่ใช่ส่วนประกอบที่ประเมินในการค้นหาไลบรารี NIST แต่เป็นส่วนประกอบอื่นที่มีสเปกตรัม EI ที่คล้ายกัน รูปที่ 3 แสดงแมสสเปกตรัมของส่วนประกอบที่ RT 4.55 นาทีที่ EI และ FI ได้รับ รูปที่ 4 แสดงสูตรโครงสร้างของ 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate หลังจากตรวจสอบข้อมูล EI และ FI โดยละเอียดแล้ว คาดว่าส่วนประกอบที่ RT 4.55 นาทีมีโครงสร้างดังแสดงในรูปที่ 5 ไม่มีไลบรารีหลักที่จัดทำโดย NIST รวมส่วนประกอบที่เท่ากับโครงสร้างนี้

PCA เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลสำหรับการวิเคราะห์ข้อมูล GC-TOFMS อย่างครอบคลุม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับการเปรียบเทียบหลายตัวอย่าง การใช้คะแนนและโหลดพล็อตทำให้สามารถตรวจสอบความคล้ายคลึงกันระหว่างตัวอย่างและองค์ประกอบลักษณะเฉพาะของแต่ละตัวอย่างได้ นอกจากนี้ แม้ว่าการค้นหาไลบรารี NIST จะเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังสำหรับการระบุส่วนประกอบที่มีลักษณะเฉพาะของตัวอย่าง การรวมการค้นหาในไลบรารี NIST กับข้อมูลน้ำหนักโมเลกุลที่ได้มาจากการทำไอออนไนซ์แบบอ่อน เช่น FI ทำให้สามารถระบุส่วนประกอบด้วยระดับความแม่นยำที่สูงขึ้น ป้องกันการระบุที่ผิดพลาด

รูปที่ 3 สเปกตรัมมวล EI และ FI และผลการวิเคราะห์มวลที่แน่นอนสำหรับส่วนประกอบที่ไม่รู้จัก (RT 4.55 นาที) ในตัวอย่าง B

มวล	สูตร	คำนวณ มวล	มวล ความผิดพลาด [ม.ดา]	ทบ
217.178	C12 H25 O3	217.1798	-1.8	0.5

มวล	สูตร	คำนวณ มวล	มวล ความผิดพลาด [ม.ดา]	ทบ
43.0544	ซี3 H7	43.0542	0.2	0.5
56.0622	ซี4 H8	56.0621	0.1	1.0
71.0493	C4 H7 โอ	71.0491	0.2	1.5
83.0858	ซี6 H11	83.0855	0.3	1.5
89.0596	C4 H9 O2	89.0597	-0.1	0.5
98.1091	ซี7 H14	98.1090	0.1	1.0
111.1177	ซี8 H15	111.1168	0.9	1.5
143.1096	C8 H15 O2	143.1067	2.9	1.5
145.1246	C8 H17 O2	145.1223	2.3	0.5
173.1189	C9 H17 O3	173.1172	1.7	1.5