높은 질량 정확도가 JMS-T2000GC 분석 결과에 미치는 영향−msFineAnalytic 통합 분석 결과를 좁히는 효과− [GC-TOFMS 응용 프로그램]

개요

JEOL Ltd.는 최근 JMS-T2000GC "AccuTOF™ GC-Alpha"를 발표했습니다.^th 2004년에 처음 출시된 "AccuTOF™ GC" 시리즈의 GC 고분해능 Time-of-Flight MS(GC-HRTOFMS). GC-Alpha(그림 1)는 10,000배 높은 질량 분해능(30,000→XNUMX @ m / z 614) 및 3배 더 높은 질량 정확도(1ppm→3ppm, EI 표준 이온 소스). 이 작업에서는 아크릴 수지의 열 분해를 사용하여 향상된 질량 정확도가 복잡한 샘플의 분석 결과에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 평가했습니다. 또한 JMS-T2000GC에 포함된 msFineAnalysis 버전 XNUMX 소프트웨어를 사용하여 향상된 질량 정확도가 정성 분석 결과에 미치는 영향을 신속하게 확인했습니다.

실험

표 1은 열분해 GC-MS 측정을 위한 측정 조건을 보여줍니다. 측정은 Frontier Lab pyrolyzer와 JEOL EI/FI 조합 이온원이 장착된 JMS-T2000GC를 사용하였고, 시료는 시중에서 판매되는 아크릴 수지를 사용하여 EI법은 0.2mg, FI법은 1.0mg, 각기. 결과 데이터는 분석 결과에 대한 높은 질량 정확도의 영향을 조사하기 위해 msFineAnalysis 통합 워크플로(다음 섹션, 그림 2)를 사용하여 분석되었습니다.

표 1. 측정 및 분석 조건

열분해 조건
열분해기	EGA/PY-3030D(프론티어랩)
열분해 온도	600 ° C
GC 조건
가스 크로마토 그래프	8890A GC(애질런트 테크놀로지스)
단	ZB-5MSi(페노메넥스) 30m x 0.25mm, 0.25μm
오븐 온도	40°C(2분)-10°C/분 -320°C(15분)
사출 모드	분할 모드(100:1)
캐리어 흐름	He:1.0mL/분
MS 조건
분광계	JMS-T2000GC(주)
이온 소스	EI/FI 조합 이온 소스
이온화	EI+:70eV, 300μA FI+:-10kV, 40mA/30msec
질량 범위	m / z 35-800
데이터 처리 조건
소프트웨어	msFineAnalysis(JEOL Ltd.)
도서관 데이터베이스	NIST17
관용	±5mDa, ±2mDa

Fig.1 JEOL GC/HR-TOFMS 시스템: JMS-T2000GC

msFineAnalysis 소프트웨어

그림 2는 GC/EI 데이터와 GC/SI(soft ionization) 데이터를 함께 분석하여 통합된 정성 분석 보고서를 자동으로 생성하는 msFineAnalysis 워크플로우를 보여줍니다. 자동으로 실행되는 5가지 정성 분석 단계는 다음과 같습니다.

• EI 질량 스펙트럼을 사용한 라이브러리 데이터베이스 검색
• SI 질량 스펙트럼에서 분자 이온 자동 검색
• 분자 이온에 대한 정확한 질량 분석
• 후보 분자식의 범위를 좁히기 위한 동위원소 패턴 매칭 분석
• 1과 4에서 얻은 분자식 후보물질의 조성 조건을 이용하여 EI fragment ion의 정확한 질량 분석 및 분자식 후보물질의 좁힘

EI 및 SI 질량 스펙트럼의 정확한 질량 분석을 결합함으로써 msFineAnalysis는 라이브러리에 등록된 구성 요소를 식별할 수 있을 뿐만 아니라 등록되지 않은 구성 요소의 원소 조성을 결정할 수도 있습니다.

그림 2 msFineAnalysis 작업 흐름

결과

정확한 질량 분석을 위해 기기의 질량 정확도 기능에 따라 오차 허용 오차가 지정됩니다. 이전 세대 모델(예: JMS-T200GC)은 원소 조성에 대해 ±5mDa의 오차 허용 오차가 필요했습니다. 그러나 JMS-T2000GC의 질량 정확도가 높으면 이 오류 허용 오차를 좁힐 수 있으므로 각 분석 물질에 대해 계산된 가능한 원소 조성의 수가 낮아집니다. 이 실험의 목표는 아크릴 수지의 열분해 동안 관찰된 120개 구성요소(Intensity ≥0.05%)에 대한 오류 허용 오차의 영향을 조사하는 것이었습니다.
그림 3은 msFineAnalysis를 사용하여 아크릴 수지의 열분해에 대한 자동 분석 결과를 보여줍니다. 파란색은 하나의 분자식 후보가 된 성분의 비율을 나타내고, 노란색은 두 개 이상의 분자식 후보가 있는 비율을 나타내며, 회색은 명확한 분자식 후보가 없는 비율을 나타냅니다. 왼쪽 파이 차트는 ±5 mDa의 허용오차를 사용했을 때의 분석 결과를 보여줍니다. 이 더 넓은 허용 오차로 인해 하나 이상의 후보 분자식(노란색)을 가진 많은 분석물이 있었습니다. 결과적으로 58개 구성 요소 중 120%만이 단일 분자식 후보로 좁혀졌습니다. 다음으로 오차 허용 오차를 ±2mDa로 낮추고 그 결과를 그림 2 중앙 파이 차트에 표시합니다. 더 좁은 허용 오차는 많은 위양성 후보를 제거하고 하나의 분자식 후보만 있는 구성 요소의 수를 75%로 늘렸습니다. 다음으로, 아크릴 수지 하부 구조가 C/H/O만 포함하기 때문에 원소 조성 계산에 사용되는 원소는 C/H/O만 포함하도록 범위를 좁혔습니다. 오른쪽의 파이 차트는 ±2mDa의 더 좁은 허용 오차를 계속 사용하면서 검색에서 질소를 제거한 결과를 보여줍니다. 그 결과 하나의 분자식으로 동정되는 성분의 수가 84%(101개 성분)로 증가했다.

Fig.3 120개 성분에 대한 자동분석 결과 비교

나머지 19개 구성 요소는 다음과 같은 이유로 자동으로 단일 후보 구성으로 좁혀지지 않았습니다.

• [M]+▪ 및 [M+H]⁺ 함께 존재하여 동위 원소 패턴이 일치하지 않았습니다.
• 만 [M+H]⁺ 가 관찰되었습니다(양성자가 추가된 분자의 전자 수가 짝수이기 때문에 Odd 전자 검색 제약 조건이 올바른 결과를 제공하지 않음).
• 분자 이온의 상대 강도는 이온 피크 검출을 위한 기본 임계값인 10%보다 낮았으며 올바르게 할당되지 않았습니다.
• 분자이온의 절대강도가 낮고 피크모양이 불량하여 2mDa이상의 질량오차가 발생하였다.
• 완전히 공동 용리되는 성분으로 간주되었으며 EI 조각 이온 적용 범위는 낮았습니다.

이러한 최종 19개 성분에 대한 측정 데이터 및 분석 결과를 수동으로 검증하여 목록을 하나의 후보 분자식으로 좁힐 수 있었습니다(그림 4). 아크릴 수지.

Fig.4 19개 구성 요소에 대한 분석가의 Cofirmation

결론

새로운 JMS-T2000GC의 높은 질량 정확도 덕분에 분석가는 msFineAnalysis 내에서 더 좁은 질량 오류 허용 오차를 사용할 수 있습니다. 결과적으로 소프트웨어는 분자식 후보의 수를 관찰된 구성 요소의 대부분에 대한 단일 가능성으로 자동으로 좁힐 수 있었습니다. 후보 공식이 두 개 이상인 구성 요소(노란색) 또는 공식 후보가 없는 구성 요소(회색)의 경우 분석가는 이러한 구성 요소에 빠르게 집중하고 수동으로 질량 스펙트럼 및 분석 결과를 확인할 수 있었습니다. JMS-T2000GC와 msFineAnalysis 소프트웨어의 자동 분석 기능의 조합은 복잡한 샘플의 정성 분석을 단순화하는 강력한 솔루션을 제공합니다.