การประยุกต์ใช้ GC-TOFMS: สารละลายก๊าซพาหะไนโตรเจน GC: การเปรียบเทียบฮีเลียมและไนโตรเจนในการวิเคราะห์มวลที่แน่นอนของ GC-TOFMS

บทนำ

ปัญหาการขาดแคลนฮีเลียม (He) ทั่วโลกซึ่งใช้เป็นก๊าซพาหะของ GC กำลังกลายเป็นปัญหาร้ายแรงสำหรับองค์กรวิจัยต่างๆ เป็นก๊าซพาหะทดแทน เช่น ไฮโดรเจน (H₂) และไนโตรเจน (N₂) กำลังทดลอง ไนโตรเจนซึ่งมีราคาไม่แพงและปลอดภัยกำลังดึงดูดความสนใจเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ไนโตรเจนในฐานะก๊าซพาหะ GC นั้นลดทอนการแยกพีคและความไวของโครมาโตแกรม เช่นเดียวกับความแม่นยำในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงในข้อมูลมวลสาร ซึ่งส่งผลต่อผลการวิเคราะห์โดยรวม

ในงานนี้ เราตรวจสอบผลกระทบของก๊าซพาหะไนโตรเจนต่อประสิทธิภาพของ GC-TOFMS ของเราสำหรับการวิเคราะห์มวลที่มีความละเอียดสูงและแม่นยำ อะครีลิคเรซินซึ่งถูกนำมาใช้เป็นแบบจำลองใน เอ็มเอส ทิปส์ 300 , ได้รับการวิเคราะห์ไพโรไลซิส EI และ FI ถูกใช้สำหรับการแตกตัวเป็นไอออน ข้อมูลมวลที่แน่นอนที่เป็นผลลัพธ์ถูกวิเคราะห์โดย msFineAnalysis เพื่อให้ได้สูตรโมเลกุลโดยประมาณ การวัดข้างต้นดำเนินการกับตัวพาฮีเลียมและไนโตรเจน และโครมาโตแกรมที่เป็นผลลัพธ์และข้อมูลมวลที่แน่นอนถูกเปรียบเทียบเพื่อตรวจสอบผลกระทบของก๊าซพาหะ แหล่งกำเนิดไอออน EI/FI ที่ใช้สำหรับการวัดมีข้อได้เปรียบที่จะไม่ส่งผลต่อความไวเมื่อใช้ไนโตรเจนเป็นตัวพา ตามที่กล่าวไว้ใน เอ็มเอส ทิปส์ 299 . ดังนั้นจึงคาดว่าผลการวิเคราะห์ด้วยก๊าซพาหะไนโตรเจนจะเทียบได้กับผลการวิเคราะห์ด้วยก๊าซพาหะฮีเลียม

การทดลอง

อะคริลิกเรซินเชิงพาณิชย์ถูกนำมาใช้ในลักษณะเดียวกับที่อธิบายไว้ใน MS Tips 300; 0.2 มก. สำหรับ EI และ 1.0 มก. สำหรับ FI สภาวะการวัดสำหรับไพโรไลซิส-GCTOFMS เป็นไปตามเงื่อนไขเหล่านั้นในเคล็ดลับ MS 300 ยกเว้นว่าอัตราการไหลของคอลัมน์ถูกเปลี่ยนเป็น 1.0 มล./นาทีสำหรับฮีเลียมและ 0.55 มล/นาทีสำหรับไนโตรเจนตามความเร็วเชิงเส้นที่เหมาะสมที่สุดตามลำดับ ตารางที่ 1 แสดงเงื่อนไขการวัด

ในผลลัพธ์ที่ได้ การแยกพีคและความไว (ความเข้มและ S/N) ถูกเปรียบเทียบในโครมาโตแกรมของกระแสไอออนทั้งหมด (TICC) และโครมาโตแกรมของไอออนที่สกัด (EIC) สำหรับสารประกอบที่เป็นตัวแทน เมื่อใช้การวิเคราะห์แบบบูรณาการ msFineAnalysis สูตรโมเลกุลโดยประมาณจะได้มาสำหรับพีคที่เข้มข้นที่สุด 100 อันดับแรก เพื่อความเป็นธรรม เปรียบเทียบผลการวิเคราะห์อัตโนมัติโดยไม่มีการประมวลผลข้อมูล ปัจจัยต่างๆ เช่น ความแม่นยำของมวล การจับคู่รูปแบบไอโซโทป และอัตราส่วนการปกคลุมของชิ้นส่วน EI นอกเหนือจากการแยกส่วนสูงสุดและความไวของโครมาโตแกรม ส่งผลต่อการกำหนดหาสารประกอบโดยประมาณ ซึ่งทำให้สามารถประเมินการวิเคราะห์มวลที่แน่นอนได้อย่างครอบคลุม

ตารางที่ 1. เงื่อนไขการวัด

ผลลัพธ์ที่วัดได้

TICC เปรียบเทียบ

รูปที่ 1 และ 2 แสดงข้อมูล TICC ที่ได้รับจาก EI และ FI ตามลำดับ ในการวิเคราะห์ไพโรไลซิสของอะคริลิกเรซิน จะสังเกตพบพีคที่มีความเข้มข้นสูงสำหรับเมทิลอะคริเลต (MA) และเมทิลเมทาคริเลต (MMA) ในช่วงต้นของการวัด ต่อมา สังเกตหลายไดเมอร์และทริมเมอร์ที่ 10 และ 17 นาทีตามลำดับ เมื่อใช้แก๊สไนโตรเจน เนื่องจากอัตราการไหลของคอลัมน์ลดลง เวลาคงอยู่จึงเพิ่มขึ้นประมาณ 1 นาทีสำหรับพีคส่วนใหญ่ ขณะที่การแยกพีคโครมาโตกราฟีเทียบได้กับของฮีเลียม ระดับความไว ซึ่งเป็นหนึ่งในความกังวลของไนโตรเจนในฐานะก๊าซพาหะ ก็เทียบได้ในบางกรณี ในขณะที่ลดลงเหลือประมาณ 1/2 ในกรณีอื่นๆ ค่าความไวของ EI ที่ลดลงเพียงเล็กน้อยนี้น่าจะเกี่ยวข้องกับการออกแบบแบบเปิดของแหล่งกำเนิดไอออน EI/FI (ลดการชาร์จพื้นที่) ในขณะที่ FI ไม่ได้ทำให้ตัวพาไนโตรเจนแตกตัวเป็นไอออนอย่างมีประสิทธิภาพ

รูปที่ 1 ข้อมูล TICC ที่ได้รับจากEI

รูปที่ 2 ข้อมูล TICC ที่ FI . ได้มา

การเปรียบเทียบโดย EIC

รูปที่ 3 แสดง EIC ของไอออนฐานของ MMA³ซึ่งเป็นเครื่องตัดแต่งทั่วไปที่ได้มาโดย EI และ FI ตามลำดับ ในข้อมูล EIC รูปร่างพีคของ EI เกือบเท่ากันระหว่างก๊าซฮีเลียมและก๊าซพาหะไนโตรเจน ความเข้มสูงสุดและ S/N ลดลงเหลือน้อยกว่า 1/2 เมื่อใช้ไนโตรเจนกับ FI

รูปที่ 3 ข้อมูล EIC ของ MMA³

ผลลัพธ์ของ msFineAnalysis

รูปที่ 4 เป็นภาพหน้าจอของผลการวิเคราะห์แบบบูรณาการ msFineAnalysis มุมมองด้านบนแสดง TICC ที่ได้รับจาก EI และ FI รายการสูงสุดที่ด้านล่างสุดแสดงสูตรโมเลกุลโดยประมาณที่ถูกกำหนดรหัสสีโดยอัตโนมัติตามจำนวนผู้สมัคร ซึ่งทำให้มุมมองผลลัพธ์สำหรับนักวิเคราะห์ง่ายขึ้น

รูปที่ 4 ภาพหน้าจอของ msFineAnalysis (ผลลัพธ์ของ N₂ ผู้ให้บริการ)

ยอดประสม

msFineAnalysis ดำเนินการกำหนดพีคตามผลลัพธ์ของดีคอนโวลูชั่นสูงสุด รูปที่ 5 แสดงข้อมูล TICC และยอดผสมที่ได้มาโดย EI เนื่องจากเวลาการกักเก็บระหว่างฮีเลียมและไนโตรเจนแตกต่างกัน พีคที่ทับซ้อนกันในข้อมูล TICC จึงถูกแยกออกแตกต่างกันเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม พีคดีคอนโวลูชันแยกพีคที่เหลื่อมกันเหล่านี้ออก ทำให้การกำหนดพีคเป็นไปได้ ผลการวิเคราะห์อัตโนมัติของ msFineAnalysis พบว่า 92 พีคจาก 100 พีคที่เข้มข้นที่สุดสูงสุดถูกระบุว่าเป็นส่วนประกอบเดียวกันระหว่างฮีเลียมและไนโตรเจน พีคที่เหลือมีความเข้มต่ำและถูกระบุแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างฮีเลียมและไนโตรเจน อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์โดยรวมก็ใกล้เคียงกัน

รูปที่ 5. ข้อมูล TICC และยอดผสมที่ได้มาโดยEI

การกระจายตัวของสูตรโมเลกุลโดยประมาณ

รูปที่ 6 แสดงการกระจายจำนวนของสูตรโมเลกุลโดยประมาณสำหรับจุดสูงสุด 100 อันดับแรก กราฟแสดงรหัสสีที่ใช้โดย msFineAnalysis ตามจำนวนตัวเลือกสำหรับสูตรโมเลกุลโดยประมาณที่กำหนดให้กับแต่ละพีค: สีฟ้าสำหรับผู้สมัครหนึ่งราย สีส้มสำหรับผู้สมัครหลายคน และสีเทาสำหรับใคร ผลลัพธ์ที่ได้เกือบเท่ากันระหว่างฮีเลียมและไนโตรเจน ในทั้งสองกรณี สูตรโมเลกุลสำหรับ ~90% ของพีคถูกกำหนดหาอย่างเฉพาะเจาะจง

สูตรโมเลกุล:
　สีฟ้า： หนึ่ง
　ส้ม： XNUMX ชิ้นขึ้นไป
　สีเทา： ไม่มี
*สีสะท้อนถึงสีที่ใช้ในรายการสูงสุดของ msFineAnalysis

รูปที่ 6 การกระจายตัวเลขสำหรับสูตรโมเลกุลโดยประมาณ

สรุป

ตัวอย่างเรซินอะคริลิกถูกวัดโดยใช้ไพโรไลซิส/GC-HRTOFMS กับฮีเลียมและไนโตรเจนเป็นก๊าซพาหะ GC และเปรียบเทียบผลลัพธ์ซึ่งกันและกัน รูปร่างสูงสุดและการแยกสารด้วยโครมาโตกราฟีมีค่าเท่ากันระหว่างฮีเลียมและไนโตรเจน ระดับความไว หนึ่งในข้อกังวลเมื่อใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซพาหะ GC เท่ากับหรือลดลงประมาณ 1/2 เมื่อใช้แหล่งกำเนิดไอออน EI/FI สำหรับการวัด

msFineAnalysis ใช้เพื่อประเมินสูตรโมเลกุลสำหรับยอดสูงสุด 100 อันดับแรก จำนวนผู้สมัครที่ระบุเกือบเท่ากันระหว่างฮีเลียมและไนโตรเจน บ่งชี้ว่าความแม่นยำของมวลไม่ได้ลดลงเมื่อใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซพาหะ GC ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการวิเคราะห์มวลอย่างแม่นยำโดยใช้ GC-TOFMS ของเรามีประสิทธิภาพเมื่อใช้ไนโตรเจนเป็นก๊าซพาหะ