열분해 GC/EI와 GC/PI를 결합한 시판 폴리프로필렌 제품 분석 (2) - msFineAnalytic iQ를 이용한 미분분석 사례 소개 - [GC-QMS Application]

실험

시중에서 판매되는 폴리프로필렌 제품인 부직포 마스크와 도시락용 항균 시트를 샘플로 사용하였다. 측정에는 pyrolyzer "PY-1600D(Frontier Labs)"와 EI/PI 조합 이온 소스가 장착된 GC-QMS "JMS-Q3030GC UltraQuad™ SQ-Zeta(JEOL Ltd.)"를 사용했습니다. 통계 분석을 위해 n=5에 대해 GC/EI 측정을 수행하였다. 표 1은 측정 조건 세부 사항을 보여줍니다. GC/MS 데이터는 JMS-Q1600GC 전용 통합 정성 분석 소프트웨어 "msFineAnalysis iQ(JEOL Ltd.)"를 사용하여 분석되었습니다.

JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-제타

표 1 측정 조건

열분해 조건
샘플 금액	EI: 0.4mg, PI: 0.5mg
열분해 온도	400 ° C

GC 조건
단	ZB-5Msi(페노메넥스) 30m×0.25mm 내경, df=0.25μm
주입구 온도	320 ° C
오븐 온도	40℃(2분) → 20℃/분 → 320℃(20분)
사출 모드	100:1 분할
캐리어 가스	He, 1.0 ml/min(일정한 흐름)

MS 상태
이온 소스	EI/FI 조합 이온 소스
이온 소스 온도	250 ° C
인터페이스 온도	280 ° C
이온화 모드	EI(70eV, 50μA), PI(8 - 10eV)
측정 모드	스캔(m / z 29-700)

msFineAnalysis iQ의 차분 분석 기능 개요

msFineAnalysis iQ의 두 샘플 비교(차등 분석)는 각 샘플의 특성 구성 요소와 공통 구성 요소를 추출할 수 있습니다. 예를 들어, 기준품과 불량품을 비교하여 증가 또는 감소하는 성분을 확인하거나 기존 재료와 비교하여 새로운 재료에 특징적인 성분을 확인할 수 있습니다. Differential analysis에서는 검출된 화합물의 질량 스펙트럼의 재현성과 검출된 피크의 면적 값(강도 비율)의 차이를 샘플 간에 확인합니다. 재현성이 있고 면적값의 차이가 있는 성분은 각 샘플의 특징적인 성분으로 분류하고, 재현성이 있지만 면적값의 차이가 없는 성분은 각 샘플에 공통적인 성분으로 분류하였다. 분류 후 검출된 모든 성분에 대해 통합 정성 분석이 자동으로 수행됩니다. 그림 1은 msFineAnalysis iQ의 차등 분석 및 통합 정성 분석의 워크플로우를 보여줍니다. 차분 분석에서는 EI 측정 데이터를 사용하여 t-test에 대한 재현성을 계산합니다. 차분 분석 기능에서는 각 샘플의 측정 횟수를 n=1, 3, 5로 설정할 수 있습니다. n=1인 경우 통계적 재현성을 평가할 수 없다. 그러나 어떤 구성 요소가 다른지 확인할 수 있습니다. 이 기능을 사용하면 각 샘플에 대해 하나 이상의 측정 결과를 얻을 수 없는 경우에도 사용자가 샘플 비교를 수행할 수 있습니다.
측정 데이터 작성 후 크로마토그램의 머무름 시간과 EI 질량 스펙트럼의 유사도를 기준으로 정렬(동일성 판별)을 수행하고 차분 분석을 수행합니다. 차분 분석 후, 상술한 바와 같이 통합 정성 분석을 수행한다. 통합정성분석의 흐름은 앞서 보고된 그림 1과 같다. 엠에스팁 347호.

그림 1 미분 분석 및 통합 분석을 위한 msFineAnalysis iQ 워크플로우

결과

그림 2는 EI 데이터를 이용한 부직포 마스크와 도시락용 항균 시트의 열분해 GC/MS 결과의 총 이온 전류 크로마토그램(TICC)을 나타낸 것이다. 두 샘플 모두 폴리프로필렌에서 유래한 것으로 추정되는 열분해 생성물의 많은 피크가 검출되었습니다. 그림 3은 미분 분석 결과 화산 플롯을 보여줍니다. 화산 플롯은 샘플 간의 특성 구성 요소를 시각화할 수 있는 산점도이며 강도 비율(Log₂(B/A)) 가로축의 샘플과 통계적 재현성(-Log₁₀(p-값)) 세로축. 화산 플롯을 통해 부직포 마스크와 도시락 항균 시트의 특성 및 공통 구성 요소를 시각화할 수 있었습니다.
다음 페이지에서는 화산 플롯에서 부직포 마스크의 특징 성분인 화합물 1)과 도시락 향균 시트의 특징 성분인 화합물 2)의 상세한 통합 정성 분석 결과를 보여줍니다(그림 삼).

그림 2 총 이온 전류 크로마토그램

그림 3 미분 분석 결과의 Volcano plot

화합물 1)의 질량 스펙트럼은 그림 4에 나와 있습니다. m / z 분자이온으로 추정되는 206은 EI 및 PI 질량스펙트럼 모두에서 검출되었으며, PI 질량스펙트럼은 분자이온을 베이스 피크로 나타내었다. msFineAnalysis iQ에 의한 통합 정성 분석 결과 목록(상위 5개 후보)은 표 2와 같다. 이 결과로부터 화합물 1)은 라이브러리 DB와 유사도 점수 2으로 "4-Di-tert-butylphenol"로 추정되었다. . 933-Di-tert-butylphenol은 항산화제의 원료로 알려진 화합물로, 부직포 마스크에 항산화제가 첨가되었음을 시사한다.
화합물 2)의 질량 스펙트럼은 그림 5에 나와 있습니다. m / z EI와 PI 질량 스펙트럼 모두에서 분자 이온으로 추정되는 174개의 이온이 검출되었고, PI에서는 분자 이온만으로 이루어진 단순 질량 스펙트럼을 얻었다. msFineAnalysis iQ의 통합 분석 결과 목록(상위 5개 후보)을 표 3에 나타내었다. 이 결과로부터 화합물 2)는 "Benzene, 1-diisocyanato-3-methyl-(2-TDI)"로 추정되었다. "라이브러리 DB에 대한 유사도 점수는 2,6점입니다. 906-TDI는 폴리우레탄의 원료로 알려진 화합물로, 도시락용 항균 시트에 폴리우레탄을 첨가한 것으로 추정된다.
위에서 설명한 것처럼 msFineAnalysis iQ의 차분 분석 기능을 통해 TICC에서 차이를 식별하기 어려운 데이터의 차분 성분을 쉽게 찾을 수 있었습니다. 또한 통합 정성 분석을 통해 각 샘플의 차별적 구성 요소를 고유한 후보로 결정할 수 있습니다.

결론

이 MSTips에서는 msFineAnalysis iQ의 차동 분석 예를 보고했습니다. 미분분석 기능을 이용하여 두 시료 간의 미분성분과 공통성분을 쉽게 추출할 수 있었다. 또한 각 성분에 대한 정성분석도 용이하게 수행할 수 있었다. 이 소프트웨어를 이용하면 GC-QMS를 이용한 정성분석의 정성정확도가 향상되고 효율적인 분석작업이 수행될 것으로 기대된다.