ผลของความแม่นยำของมวลสูงต่อผลการวิเคราะห์โดย JMS-T2000GC−เอฟเฟกต์ในการจำกัดผลลัพธ์ของการวิเคราะห์แบบผสานรวม msFineAnalysis ให้แคบลง− [แอปพลิเคชัน GC-TOFMS]

บทนำ

JEOL Ltd. เพิ่งประกาศ JMS-T2000GC "AccuTOF™ GC-Alpha" ซึ่งเป็น 6^th รุ่น GC ความละเอียดสูงเวลาบิน MS (GC-HRTOFMS) ในซีรีส์ "AccuTOF™ GC" ที่เปิดตัวครั้งแรกในปี 2004 GC-Alpha (รูปที่ 1) แสดงถึงการพัฒนาความสามารถที่สำคัญเหนือรุ่นก่อนหน้าด้วย กำลังการแยกมวลเพิ่มขึ้นสามเท่า (10,000→30,000 @ ม./ซ 614）และความแม่นยำของมวลที่สูงขึ้นสามเท่า (3ppm→1ppm, แหล่งกำเนิดไอออนมาตรฐาน EI) ในงานนี้ เราใช้การสลายตัวด้วยความร้อนของอะคริลิกเรซินเพื่อประเมินว่าความแม่นยำของมวลที่ปรับปรุงแล้วจะส่งผลต่อผลการวิเคราะห์สำหรับตัวอย่างที่ซับซ้อนได้อย่างไร นอกจากนี้ ซอฟต์แวร์ msFineAnalysis เวอร์ชัน 3 ที่รวมอยู่ใน JMS-T2000GC ยังถูกใช้เพื่อตรวจสอบผลกระทบของความแม่นยำของมวลที่ปรับปรุงดีขึ้นอย่างรวดเร็วต่อผลการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ

การทดลอง

ตารางที่ 1 แสดงสภาวะการวัดสำหรับการวัดไพโรไลซิส GC-MS ใช้ JMS-T2000GC ที่ติดตั้งไพโรไลเซอร์ Frontier Lab และแหล่งกำเนิดไอออนรวม JEOL EI/FI สำหรับการตรวจวัด และใช้อะคริลิกเรซินที่มีจำหน่ายทั่วไปเป็นตัวอย่าง - 0.2 มก. สำหรับวิธี EI และ 1.0 มก. สำหรับวิธี FI ตามลำดับ จากนั้น ข้อมูลที่ได้จะถูกวิเคราะห์โดยใช้เวิร์กโฟลว์ที่ผสานรวม msFineAnalysis (ส่วนถัดไป รูปที่ 2) เพื่อตรวจสอบผลกระทบของความแม่นยำของมวลสูงต่อผลการวิเคราะห์

ตารางที่ 1. เงื่อนไขการวัดและการวิเคราะห์

สภาวะไพโรไลซิส
ไพโรไลเซอร์	EGA/PY-3030D(แล็บชายแดน)
อุณหภูมิไพโรไลซิส	600 ° C
เงื่อนไข GC
แก๊สโครมาโตกราฟ	8890A GC (เทคโนโลยี Agilent)
คอลัมน์	ZB-5MSi (ปรากฏการณ์) 30 ม. x 0.25 มม., 0.25μm
อุณหภูมิเตาอบ	40°C(2นาที)-10°C/นาที -320 องศาเซลเซียส (15 นาที)
โหมดการฉีด	โหมดแยก (100:1)
การไหลของผู้ให้บริการ	เขา:1.0mL/นาที
เงื่อนไข MS
สเปกโตรมิเตอร์	JMS-T2000GC (บริษัท จอล จำกัด)
แหล่งไอออน	แหล่งกำเนิดไอออนรวม EI/FI
การทำให้เป็นละออง	EI+:70eV, 300μA FI+:-10kV, 40mA/30 มิลลิวินาที
ช่วงมวล	ม./ซ 35-800
เงื่อนไขการประมวลผลข้อมูล
ซอฟต์แวร์	msFineAnalysis (บริษัท JEOL Ltd.)
ฐานข้อมูลห้องสมุด	NIST17
ความอดทน	±5มิลลิดาล, ±2มิลลิดาลตัน

รูปที่ 1 ระบบ JEOL GC/HR-TOFMS: JMS-T2000GC

ซอฟต์แวร์ msFineAnalysis

รูปที่ 2 แสดงเวิร์กโฟลว์ msFineAnalysis ซึ่งข้อมูล GC/EI และข้อมูล GC/soft ionization (SI) จะถูกวิเคราะห์ร่วมกันเพื่อสร้างรายงานการวิเคราะห์เชิงคุณภาพแบบบูรณาการโดยอัตโนมัติ 5 ขั้นตอนการวิเคราะห์เชิงคุณภาพที่ดำเนินการโดยอัตโนมัติคือ:

• การค้นหาฐานข้อมูลห้องสมุดโดยใช้สเปกตรัมมวล EI
• ค้นหาโมเลกุลไอออนอัตโนมัติในสเปกตรัมมวล SI
• การวิเคราะห์มวลที่แม่นยำสำหรับโมเลกุลไอออน
• การวิเคราะห์การจับคู่รูปแบบไอโซโทปเพื่อจำกัดสูตรโมเลกุลของผู้สมัครให้แคบลง
• การวิเคราะห์มวลที่แม่นยำของแฟรกเมนต์ไอออน EI และการจำกัดตัวเลือกสูตรโมเลกุลให้แคบลงโดยใช้เงื่อนไของค์ประกอบของตัวเลือกสูตรโมเลกุลที่ได้รับใน 1 และ 4

ด้วยการรวมการวิเคราะห์มวลที่แม่นยำของสเปกตรัมมวล EI และ SI ทำให้ msFineAnalysis ไม่เพียงแต่ระบุส่วนประกอบที่ลงทะเบียนในไลบรารีเท่านั้น แต่ยังสามารถกำหนดองค์ประกอบองค์ประกอบสำหรับส่วนประกอบที่ไม่ได้ลงทะเบียนได้อีกด้วย

รูปที่ 2 msFineAnalysis เวิร์กโฟลว์

ผล

สำหรับการวิเคราะห์มวลที่แม่นยำ จะมีการระบุค่าความคลาดเคลื่อนของข้อผิดพลาดโดยพิจารณาจากความสามารถความแม่นยำในมวลของเครื่องมือ รุ่นก่อนหน้า (เช่น JMS-T200GC) ต้องการความทนทานต่อข้อผิดพลาด ±5 mDa สำหรับองค์ประกอบองค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม ด้วยความแม่นยำของมวลที่สูงกว่าของ JMS-T2000GC จึงเป็นไปได้ที่จะจำกัดความคลาดเคลื่อนของข้อผิดพลาดนี้ให้แคบลง ซึ่งจะทำให้จำนวนองค์ประกอบที่เป็นไปได้ที่คำนวณสำหรับสารวิเคราะห์แต่ละรายการลดลง เป้าหมายของการทดลองนี้คือการตรวจสอบผลของความทนทานต่อข้อผิดพลาดสำหรับส่วนประกอบ 120 รายการ (ความเข้ม ≥0.05%) ที่สังเกตพบระหว่างการสลายตัวด้วยความร้อนของเรซินอะคริลิก
รูปที่ 3 แสดงผลการวิเคราะห์อัตโนมัติสำหรับไพโรไลซิสของอะคริลิกเรซินโดยใช้ msFineAnalysis สีฟ้าแสดงเปอร์เซ็นต์ของส่วนประกอบที่ทำให้เกิดตัวเลือกสูตรโมเลกุลหนึ่งสูตร สีเหลืองแสดงเปอร์เซ็นต์ที่มีสูตรโมเลกุลสองสูตรขึ้นไป และสีเทาแสดงเปอร์เซ็นต์ที่ไม่มีตัวเลือกสูตรโมเลกุลที่ชัดเจน แผนภูมิวงกลมด้านซ้ายแสดงผลการวิเคราะห์เมื่อใช้ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ ±5 mDa เนื่องจากความคลาดเคลื่อนที่กว้างกว่านี้ จึงมีการวิเคราะห์จำนวนมากที่มีสูตรโมเลกุลของตัวเลือกมากกว่าหนึ่งสูตร (สีเหลือง) ดังนั้น มีเพียง 58% ขององค์ประกอบ 120 รายการเท่านั้นที่จำกัดให้เหลือสูตรโมเลกุลเดียว ถัดไป ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ลดลงเหลือ ±2 mDa และผลลัพธ์จะแสดงในรูปที่ 2 แผนภูมิวงกลมกลาง เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่แคบลงได้กำจัดสารที่มีผลบวกลวงจำนวนมาก และเพิ่มจำนวนส่วนประกอบด้วยสารที่มีสูตรโมเลกุลเพียงสูตรเดียวเป็น 75% ถัดไป องค์ประกอบที่ใช้สำหรับการคำนวณองค์ประกอบองค์ประกอบถูกจำกัดให้รวมเฉพาะ C/H/O เนื่องจากโครงสร้างย่อยของอะคริลิกเรซินมีองค์ประกอบเหล่านี้เท่านั้น แผนภูมิวงกลมทางด้านขวาแสดงผลของการลบไนโตรเจนออกจากการค้นหาในขณะที่ยังคงใช้ค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบกว่า ±2mDa ต่อไป เป็นผลให้จำนวนส่วนประกอบที่ระบุด้วยสูตรโมเลกุลหนึ่งสูตรเพิ่มขึ้นเป็น 84% (101 ส่วนประกอบ)

รูปที่ 3 การเปรียบเทียบผลการวิเคราะห์อัตโนมัติสำหรับส่วนประกอบ 120 รายการ

องค์ประกอบที่เหลือ 19 รายการไม่ได้ถูกจำกัดให้แคบลงโดยอัตโนมัติเป็นองค์ประกอบตัวเลือกเดียวด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

• [M]+▪ และ [M+H]⁺ อยู่รวมกันเพื่อให้รูปแบบไอโซโทปไม่ตรงกัน
• เท่านั้น [M+H]⁺ สังเกตพบ (เนื่องจากจำนวนอิเล็กตรอนในโมเลกุลที่เติมโปรตอนเป็นจำนวนเท่ากัน ข้อจำกัดในการค้นหาอิเล็กตรอนแบบคี่ไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง)
• ความเข้มสัมพัทธ์ของโมเลกุลไอออนต่ำกว่าเกณฑ์เริ่มต้นที่ 10% สำหรับการตรวจจับยอดไอออนและไม่ได้กำหนดอย่างถูกต้อง
• ความเข้มข้นสัมบูรณ์ของโมเลกุลไอออนต่ำและรูปร่างพีคไม่ดี ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดของมวลมากกว่า 2mDa
• ถือว่าเป็นส่วนประกอบที่มีการชะร่วมอย่างสมบูรณ์ และการครอบคลุมไอออนของชิ้นส่วน EI ต่ำ

ด้วยการตรวจสอบข้อมูลการวัดและผลการวิเคราะห์ด้วยตนเองสำหรับส่วนประกอบ 19 รายการสุดท้ายนี้ เราสามารถจำกัดรายการให้เหลือเพียงสูตรโมเลกุลที่เป็นตัวเลือกหนึ่งรายการ (รูปที่ 4) ดังนั้นจึงระบุองค์ประกอบองค์ประกอบเดียวสำหรับส่วนประกอบทั้งหมด 120 รายการที่เกิดจากไพโรไลซิสของ อะคริลิคเรซิน

รูปที่ 4 การยืนยันโดยนักวิเคราะห์สำหรับส่วนประกอบ 19 รายการ

สรุป

ความแม่นยำของมวลสูงของ JMS-T2000GC ใหม่ช่วยให้นักวิเคราะห์ใช้ค่าความคลาดเคลื่อนของข้อผิดพลาดมวลที่แคบลงภายใน msFineAnalysis ด้วยเหตุนี้ ซอฟต์แวร์จึงสามารถจำกัดจำนวนตัวเลือกสูตรโมเลกุลให้แคบลงโดยอัตโนมัติให้เหลือเพียงความเป็นไปได้เดียวสำหรับส่วนประกอบส่วนใหญ่ที่สังเกตพบ สำหรับส่วนประกอบที่มีสูตรตัวเลือกมากกว่าหนึ่งสูตร (สีเหลือง) หรือไม่มีตัวเลือกสูตร (สีเทา) นักวิเคราะห์สามารถโฟกัสที่ส่วนประกอบเหล่านี้ได้อย่างรวดเร็ว และตรวจสอบสเปกตรัมมวลและผลการวิเคราะห์ด้วยตนเอง การผสมผสานของ JMS-T2000GC กับความสามารถในการวิเคราะห์อัตโนมัติของซอฟต์แวร์ msFineAnalysis ทำให้เกิดโซลูชันที่มีประสิทธิภาพซึ่งช่วยลดความยุ่งยากในการวิเคราะห์เชิงคุณภาพของตัวอย่างที่ซับซ้อน