Раствор газа-носителя азота для ГХ: сравнение гелия и азота в точном масс-анализе ГХ-ВПМС [Применение ГХ-ВПМС]

Введение

Глобальная нехватка гелия (He), используемого в качестве газа-носителя ГХ, становится серьезной проблемой для различных исследовательских организаций. В качестве замены газов-носителей, таких как водород ( H₂) и азот (N₂), повышенное внимание привлекает азот, недорогой и безопасный. Однако известно, что азот в качестве газа-носителя для ГХ ухудшает разделение пиков и чувствительность хроматограмм, а также точность качественного анализа из-за изменений в данных масс-спектра, что в совокупности влияет на результаты анализа.

В этой работе мы исследовали влияние газа-носителя азота на производительность нашей ГХ-ВПМС для точного массового анализа с высоким разрешением. В качестве модельного применения акриловая смола, которая была представлена ​​в Советы MS 300 , подвергали пиролизному анализу. Для ионизации использовали ЭИ и ФВ. Полученные точные данные массы были проанализированы с помощью msFineAnalysis для получения предполагаемых молекулярных формул. Вышеупомянутое измерение было выполнено с носителями гелия и азота, и полученные хроматограммы и данные точной массы были сопоставлены для изучения влияния газов-носителей. Преимущество источника ионов EI/FI, используемого для измерения, заключается в том, что он не влияет на чувствительность при использовании азота в качестве носителя, как обсуждалось в Советы MS 299 . Поэтому ожидалось, что аналитические результаты для газа-носителя азота будут сопоставимы с результатами для газа-носителя гелия.

Эксперимент

Коммерческую акриловую смолу использовали так же, как описано в MS Tips 300; 0.2 мг для EI и 1.0 мг для FI. Условия измерения для пиролиза-GCTOFMS были основаны на условиях MS Tips 300, за исключением того, что скорость потока в колонке была изменена на 1.0 мл/мин для гелия и 0.55 мл/мин для азота в соответствии с их соответствующей оптимальной линейной скоростью. В таблице 1 показаны условия измерения.

В полученных результатах сравнивали разделение пиков и чувствительность (интенсивность и сигнал/шум) на хроматограммах полного ионного тока (TICC) и хроматограммах извлеченных ионов (EIC) для репрезентативных соединений. С помощью интегрированного анализа msFineAnalysis были получены оценочные молекулярные формулы для 100 наиболее интенсивных пиков. Для справедливости результаты автоанализа сравнивались без обработки данных. Такие факторы, как точность массы, сопоставление изотопного образца и коэффициент покрытия ионами фрагмента ЭУ, в дополнение к разделению пиков и чувствительности хроматограмм, влияют на определение предполагаемых соединений, что делает возможной всестороннюю оценку анализа точной массы.

Таблица 1. Условия измерения

Измеренные результаты

Сравнение TICC

На рисунках 1 и 2 показаны данные TICC, полученные с помощью EI и FI соответственно. При анализе пиролиза акриловой смолы в начале измерений наблюдались очень интенсивные пики для метилакрилата (МА) и метилметакрилата (ММА). Позже наблюдали множественные димеры и тримеры через 10 и 17 минут соответственно. При использовании газообразного азота из-за снижения скорости потока в колонке время удерживания для большинства пиков увеличивалось примерно на 1 минуту, в то время как хроматографическое разделение пиков было сравнимо с таковым для гелия. Уровень чувствительности, одна из проблем, связанных с азотом в качестве газа-носителя, также был сопоставим в некоторых случаях, а в других случаях снижался примерно до 1/2. Это относительно небольшое падение чувствительности EI, вероятно, связано с открытой конструкцией источника ионов EI/FI (уменьшенный объем заряда), в то время как FI не эффективно ионизирует носитель азота.

Рисунок 1. Данные TICC, полученные с помощью EI

Рисунок 2. Данные TICC, полученные FI

Сравнение EIC

На рис. 3 показана ЭИК основного иона ММА.³, типичный тример, полученный EI и FI соответственно. В данных EIC форма пика EI была почти одинаковой для газов-носителей гелия и азота. Пиковая интенсивность и сигнал/шум снижались до менее чем 1/2 при использовании азота с FI.

Рисунок 3. Данные EIC ММА³

Результаты msFineAnalysis

На рис. 4 показан снимок экрана с результатами интегрированного анализа msFineAnalysis. Виды сверху показывают TICC, полученные EI и FI. В списке пиков внизу показаны расчетные молекулярные формулы, которые автоматически окрашиваются в цвет в соответствии с количеством кандидатов, что упрощает представление вывода для аналитика.

Рисунок 4. Скриншот msFineAnalysis (результаты N₂ перевозчик)

Сложные пики

msFineAnalysis выполняет назначение пиков на основе результатов деконволюции пиков. На рис. 5 показаны данные TICC и составные пики, полученные с помощью EI. Поскольку времена удерживания гелия и азота различаются, перекрывающиеся пики в данных TICC были разделены немного по-разному. Однако деконволюция пиков разделила эти перекрывающиеся пики, что сделало возможным сопоставление пиков. Результаты автоматического анализа msFineAnalysis показали, что 92 пика из 100 наиболее интенсивных пиков были идентифицированы как одинаковые компоненты между гелием и азотом. Остальные пики были низкой интенсивности и идентифицировались немного по-разному для гелия и азота. Тем не менее, общие результаты были сопоставимы.

Рисунок 5. Данные TICC и составные пики, полученные с помощью EI

Распределение номеров предполагаемых молекулярных формул

На рис. 6 показано числовое распределение предполагаемых молекулярных формул для 100 верхних пиков. График отражает цветовое кодирование, используемое msFineAnalysis, в соответствии с количеством кандидатов на расчетную молекулярную формулу, назначенную каждому пику: синий для одного кандидата; оранжевый для нескольких кандидатов; и серый ни для кого. Результаты были почти равны между гелием и азотом. В обоих случаях молекулярные формулы ~90% пиков были однозначно определены.

Молекулярная формула:
　Синий
　Оранжевый: два или более
　Серый: нет
*Цвета соответствуют цветам, используемым в списке пиков msFineAnalysis.

Рис. 6. Распределение номеров расчетных молекулярных формул

Обзор

Образец акриловой смолы измеряли с использованием пиролиза/ГХ-ВРВР с гелием и азотом в качестве газа-носителя ГХ, и результаты сравнивали друг с другом. Форма пика и хроматографическое разделение были одинаковыми для гелия и азота. Уровень чувствительности, одна из проблем при использовании азота в качестве газа-носителя ГХ, был равен или уменьшался примерно на 1/2, когда для измерений использовался источник ионов EI/FI.

msFineAnalysis использовался для оценки молекулярных формул для 100 верхних пиков. Количество идентифицированных кандидатов было почти одинаковым для гелия и азота, что позволяет предположить, что точность массы не была нарушена, когда азот использовался в качестве газа-носителя ГХ. Эти результаты показывают, что точный масс-анализ с использованием нашей ГХ-ВПМС был эффективен при использовании азота в качестве газа-носителя.