msFineAnalytic AI의 그룹 분석 기능을 이용한 비닐아세테이트 수지의 특정 성분 분석 [GC-TOFMS 애플리케이션]
엠에스팁 No.417
개요
전자 이온화(EI)는 가스 크로마토그래피-질량 분석법(GC-MS)에서 사용되는 가장 보편적인 이온화 방법 중 하나입니다. 결과적으로 화합물은 일반적으로 EI 질량 스펙트럼을 사용하는 질량 스펙트럼 데이터베이스 검색으로 식별됩니다. 분자 이온은 종종 70 eV EI 질량 스펙트럼에서 약하거나 부재하기 때문에 EI만으로는 미지 물질을 식별하기 어려울 수 있습니다. 이러한 경우 소프트 이온화(SI)는 분자 이온을 생성하고 식별하는 데 매우 유용할 수 있습니다. 최근 JEOL은 EI 및 SI 데이터의 정보를 자동으로 결합하고 해석하는 통합 정성 분석 워크플로를 개발하기 시작했습니다.1). 그리고 2018년에는 EI 및 SI 데이터를 모두 사용하여 GC-MS 응용 분야의 화합물 식별을 개선하는 통합 정성 분석 소프트웨어 "msFineAnalysis"를 출시했습니다. msFineAnalysis가 EI 단편 이온 공식에서 분자식과 부분 구조 정보를 자동으로 결정할 수 있었음에도 불구하고 실제 구조식은 여전히 화학 조성을 사용한 수동 분석이 필요했습니다. 이를 해결하기 위해 인공 지능(AI)을 사용하여 화학 구조에서 EI 질량 스펙트럼을 예측하는 "msFineAnalysis AI"라는 자동 구조 분석 소프트웨어 패키지를 개발했습니다.2). msFineAnalysis AI 소프트웨어에는 특정 화합물을 쉽게 추출할 수 있는 그룹 분석 기능이 있습니다. 그룹 분석 기능을 이용하면 비표적 분석에서도 표적 분석과 같은 분석이 가능합니다. 이 MSTips에서는 비닐 아세테이트 수지 분석에 그룹 분석을 적용한 예를 소개합니다.
실험
msFineAnalytic AI
시판되는 비닐 아세테이트 수지를 본 연구의 시험 샘플로 사용하였다. EI/FI 이온 소스 조합과 함께 EI 모드와 필드 이온화(FI) 모드를 모두 사용하여 Py-GC-HRTOFMS 측정을 수행했습니다. 질적 데이터 처리는 msFineAnalysis AI(JEOL)로 수행되었습니다. 측정 조건은 표 1에 나와 있습니다.
표 1 측정 및 분석 조건
그룹 분석 정보
msFineAnalysis AI 소프트웨어에는 크로마토그램 피크를 검출하는 방법으로 디콘볼루션 검출 기능이 있습니다. Chromatographic deconvolution은 정보를 사용하여 질량 스펙트럼을 재구성합니다(m / z, 면적) 정확한 질량 정보를 사용하여 생성된 추출 이온 크로마토그램(EIC). 크로마토그래피 디콘볼루션은 총 이온 전류 크로마토그램(TICC)에서 단일 피크로 검출되는 동시 용리 성분을 분리하는 데 효과적입니다.
공통 하위 구조를 가진 화합물을 식별하기 위해 크로마토그래피 디콘볼루션 후에 그룹 분석을 사용할 수 있습니다. 그룹 분석은 정확한 질량 데이터에서 질량 크로마토그램을 생성하여 분자량이 동일하거나 공통 조각 또는 중립 손실이 있는 화합물을 식별함으로써 수행됩니다. 비표적 분석 시 여러 성분을 철저히 분석할 때 이 기능을 이용하면 특정 화합물을 표적 분석 방식으로 쉽게 추출할 수 있어 특정 화합물을 더 짧은 시간에 상세하게 분석할 수 있습니다.
그룹 분석 결과
그림 1은 C를 보여줍니다.6H5+ 비닐 아세테이트 수지에 대한 열분해 GC-MS 결과에서 검출된 조각 이온. 이 단편 이온은 방향족 화합물의 특징입니다. 오른쪽 표는 C를 포함하는 26개의 화합물이 있음을 보여줍니다.6H5+. 왼쪽 보기를 통해 작업자는 이 이온을 포함하는 구성 요소가 감지된 위치를 빠르게 식별할 수 있습니다. 왼쪽 상단의 보기는 TICC가 검은색 실선으로 표시된 GC/EI 데이터를 보여줍니다. 왼쪽 하단 보기는 녹색 실선으로 표시된 TICC가 있는 소프트 이온화 데이터를 보여줍니다. 두 뷰의 파란색 피크는 C를 포함하는 구성 요소를 나타냅니다.6H5+ 크로마토그래피 디콘볼루션 결과에서 추출했습니다. 작업자는 C와 같은 이온을 선택할 수 있습니다.6H5+ 테이블에서 GUI 오른쪽 하단의 확인 버튼을 클릭하면 즉시 C가 생성됩니다.6H5 탭을 사용하여 해당 특정 조각을 포함하는 구성 요소를 추출할 수 있습니다(그림 2).
그림1 그룹 분석 창
그림 2는 C를 포함하는 성분에 대한 추출 결과를 보여줍니다.6H5+. 그룹 분석 기능은 전체 분석 결과에 대해 "All" 탭을 표시하고 그림 5의 정확한 질량 목록에서 지정된 이온 또는 중성 손실에 대해 생성된 그룹에 대해 최대 1개의 탭을 표시합니다. 예를 들어 작업자는 질소를 포함하는 조각 이온을 선택할 수 있습니다. , 인산염 또는 황을 사용하여 지정된 원소를 포함하는 화합물 그룹을 찾습니다. 그러면 ID와 통합 분석 결과가 탭 간에 공유됩니다. C 아래의 결과6H5 탭은 방향족 화합물 그룹을 나타냅니다.
그림 2 C에 대한 그룹 분석 결과6H5+ 이온
결론
msFineAnalysis AI 프로그램은 라이브러리 검색을 사용하거나 사용하지 않고 통합 분석을 실행하도록 설계되었습니다. 비표적 분석에 효과적인 신개념의 정성 프로그램입니다. 프로그램의 기본 기능은 비표적 분석을 위한 수많은 구성 요소를 식별할 수 있습니다. 그룹 분석은 대상 분석과 동일한 방식으로 특정 화합물 또는 관련 화합물 계열을 추출하는 기능을 추가하여 세부 분석 프로세스를 가속화합니다.
참조
1) M. Ubukata, A. Kubo, K. Nagatomo, T. Hizume, H. Ishioka, AJ Dane, RB Cody, Y. Ueda. 고분해능 질량분석법과 결합된 열분해-가스 크로마토그래피에 의한 폴리머 시료의 통합 정성 분석: 전자 이온화 및 연성 이온화의 정확한 질량 측정 결과 사용. 빠른 일반 질량 스펙트럼. 2020년; 34:e8820.
2) A. 쿠보, A. 쿠보타, H. 이시오카, T. 히즈메, M. 우부카타, K. 나가토모, T. 사토, M. 요시다, F. 우에마츠. 기계 학습 모델을 사용하여 예측된 전자 이온화 질량 스펙트럼을 포함하는 질량 스펙트럼 라이브러리 구축 및 효율적인 검색 방법 개발. 질량 분석. 2023년; 12: A0120.
