Оценка материалов с использованием msFineAnaанализ Ver. 3 – Быстрый поиск и анализ вещества в материале путем сравнения двух образцов – [Приложение GC-TOFMS]
MSTips №330
Введение
Поскольку полимерные материалы стали более сложными и разнообразными, детали их химического состава стали более важными для конечных пользователей. Эти знания позволяют производителям и пользователям понять последствия включения этих полимерных материалов в свои продукты.
Кроме того, очень важно также иметь инструменты, которые могут быстро сравнивать два образца друг с другом, такие как традиционные материалы и альтернативные материалы, новые продукты и старые продукты, хорошие продукты и дефектные продукты.
Газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС) представляет собой аналитический метод, который широко используется как для качественного, так и для количественного анализа летучих соединений в материалах. Для этих типов измерений анализ ГХ-МС обычно включает только поиск в базе данных библиотеки для идентификации каждого аналита. Однако нередки случаи измерения неизвестных аналитов, не зарегистрированных в базе данных. Таким образом, для этих соединений невозможно идентифицировать методом поиска в базе данных. Чтобы решить эту проблему, в 2018 году мы разработали программное обеспечение msFineAnalysis, в котором используется подход «интегрированного анализа», в котором информация о фрагментации ЭУ сочетается с точной информацией о массе молекулярного иона с помощью мягкой ионизации (SI) для автоматического определения наиболее логичной химической формулы. для каждого аналита.
Совсем недавно msFineAnalysis Ver. 3, в котором к программному обеспечению была добавлена функция дифференциального анализа, использующая t-тесты для сравнения двух образцов друг с другом, и функция поиска индекса удерживания. В этой работе мы сравнили два сополимеризованных полимера полипропилен/полиэтилен (ПП/ПЭ), чтобы продемонстрировать возможности дифференциального анализа msFineAnalysis Ver. 3.
Поток анализа
На рис. 1 показан рабочий процесс msFineAnalysis, в котором новая функция дифференциального анализа сочетается с рабочим процессом автоматического интегрированного анализа, который ранее обсуждался в наших примечаниях по применению MS Tips (№ 275, 280 и т. д.). Рабочий процесс сначала выполняет деконволюцию хроматографических пиков, а затем выполняет дифференциальный анализ с использованием данных ЭУ для двух сравниваемых образцов. Совмещение данных (определение идентичности) выполняется на основе подобия между значением ВУ хроматографических пиков, обнаруженных в данных ЭУ, и картиной масс-спектра ЭУ. Для соединений, полученных в процессе выравнивания, обнаруженные соединения классифицируются на основе количества вхождений, отношения интенсивности среднего значения площади между данными двух образцов и значения p, рассчитанного с помощью t-критерия.
После классификации соединений каждый хроматографический пик, наблюдаемый в данных EI и данных SI, связывают друг с другом на основе их времени удерживания и записывают как один компонент. После этого msFineAnalysis используется не только для автоматической количественной идентификации компонентов, зарегистрированных в базе данных библиотеки, но и для определения наиболее вероятного элементного состава незарегистрированных компонентов.
Рис. 1 Рабочий процесс msFineAnalysis Ver.3 для анализа компонентов дисперсии
Экспериментальный
В качестве образцов использовали два сополимера ПП/ПЭ (один «хороший» образец, один «плохой» образец). В таблице 1 показаны условия измерения для измерений пиролизной ГХ-МС. Для измерений использовали JMS-T200GC, оснащенный пиролизером Frontier Lab и комбинированным источником ионов JEOL EI/FI. Количества образца, используемые для каждого измерения, составляли 0.2 мг для метода EI и 1.0 мг для метода FI соответственно. Затем полученные данные были проанализированы с помощью msFineAnalysis Ver. 3 интегрированный рабочий процесс (рис. 1) для сравнения двух сополимеров ПП/ПЭ, а также для идентификации уникальных компонентов в каждом образце.
Таблица 1. Условия измерения и анализа
| Условия пиролиза | |
|---|---|
| Пиролизер | EGA/PY-3030D (пограничная лаборатория) |
| Температура пиролиза | 600 ° C |
| Условия ГХ | |
| Газовый хроматограф | 7890А ГХ (Аджилент Технологии) |
| Column | ЗБ-5МСи (Феноменекс) 30 м х 0.25 мм, 0.25 мкм |
| Температура духовки | 40°C(2мин)-10°C/мин -340°К(28мин) |
| Режим впрыска | Раздельный режим (100:1) |
| Несущий поток | Он: 1.0 мл/мин |
| Условия МС | |
| спектрометр | JMS-T200GC (ООО «ДЖЕОЛ») |
| Источник ионов | Комбинированный источник ионов EI/FI |
| Ионизация | ЭИ+: 70 эВ, 300 мкА FI+:-10кВ, 40мА/30мс |
| Массовый диапазон | м / г 29-800 |
| Условия обработки данных | |
| Программное обеспечение для георадаров | мсФайнАнализ (ООО «ДЖЕОЛ») |
| База данных библиотеки | НИСТ17 |
| Отказоустойчивость | ±5 мДа |
Результат
Мы провели дифференциальный анализ для n = 5 измерений образцов для образцов A и B, в результате чего в дефектном образце (образец B) были однозначно идентифицированы пять характерных компонентов. Версия msFineAnalysis. 3 предоставляет график Volcano Plot, где ось X представляет соотношение интенсивностей (Log2(B/A) между двумя образцами, а ось Y представляет статистическую воспроизводимость (-Log2(p-значение)) для быстрого определения отличительных компонентов для каждого На рис. 10 показан подробный экран анализа графика вулканов, на котором область, обведенная синими точками, показывает характерные компоненты для образца A с высокой воспроизводимостью, а область, обведенная красными точками, показывает характерные компоненты для образца B с высокой воспроизводимостью. , При выборе каждой точки на графике вулкана отображается сводка по каждому компоненту, которая включает масс-спектры EI и FI, результаты комплексного анализа и значения площадей хроматографических пиков, полученные для образца A и образца B.
Рис.2 Вулканический график результатов дисперсионного анализа компонентов
В таблице 2 представлены результаты комплексного анализа пяти уникальных компонентов в образце B. Акриловый нитрил (ID003) и стирол (ID008) были обнаружены с высокой интенсивностью, что указывает на возможность того, что вещество в дефектном образце (образец B) является сополимер акрилового нитрила/стирола (AS).
Таблица 2. Результат комплексного качественного анализа характеристических компонентов образца B
ID018, 26, 30 – все азотсодержащие соединения. ID018 представляет собой димер, полученный в результате термического разложения сополимера AS. ID026 и ID030 не зарегистрированы в базе данных библиотеки, но элементный состав по результатам комплексного анализа коррелирует со смешанными тримерами, показанными на рис. .
Рис.3 Предполагаемые химические структуры: слева: ID026 (C14H14N2), справа: ID030 (С19H19N)
Выводы
Версия msFineAnalysis. 3 является мощным инструментом для определения различий между образцами (обычные материалы по сравнению с альтернативными материалами, новые продукты по сравнению со старыми продуктами, хорошие продукты по сравнению с дефектными продуктами) для всех компонентов, включая те аналиты, которые не зарегистрированы в библиотеках базы данных EI. В частности, последняя версия этого программного обеспечения статистически извлекает различия аналитов между образцами и выполняет интегрированный анализ этих аналитов, который не зависит только от поиска в базе данных библиотеки. В результате msFineAnalysis Ver. 3 может быстро различать и идентифицировать зарегистрированные и незарегистрированные компоненты, что было бы трудно, если вообще возможно, сделать с помощью традиционного качественного анализа ГХ-МС, включающего только ЭУ.
- Дополнительную информацию см. в файле PDF.
Другое окно открывается при нажатии. 
PDF 523.7KB
Связанные товары
Вы медицинский работник или персонал, занимающийся медицинским обслуживанием?
Нет
Напоминаем, что эти страницы не предназначены для предоставления широкой публике информации о продуктах.