呼吸气中复杂呼吸混合物（包括易挥发性化合物）检测方案(热解吸仪)

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IMPACT磐合科仪Scientific Instrument IMPACT磐合科仪 Scientific Instrument 疾病 VOCs标记物筛查：采用 TD -GCXGC -TOF MS 增强分离和提高定性准确性 本研究描述了样品通过 TD 专用吸附管采样，经自动预浓缩和 GCXGC -TOF MS对疾病生物标记物进行全面、高灵敏度的筛查。所采用的系统主要优点是使用气路调制的GCXGC，加强了复杂呼吸混合物(包括易挥发性化合物)的分离。通过冷阱聚焦富集和高灵敏度的检测器，结合串联离子源对具有挑战性的化合物进行准确定性。 简介 准确识别和测量生物样本中的生物标记物，如呼吸、唾液和尿液，有可能对一系列生理和病理状况提供快快、微创的诊断。这种分析不仅需要全谱信息，同时样品经过二次冷阱聚焦富集再进样方法来提高灵敏度也是必不可少的。 在本研究中，我们采用气路调制的全二维气相色谱结合飞行时间质谱 (GCXGC-TOF MS， 在 Centri@ 全自动样品处理与预浓缩平台上进行二次聚焦富集，测试了热脱附管在呼吸活检中的应用。Centri 全自动样品处理与预浓缩平台不仅可以使用常规的热脱附管，还可以使用大体积的 HiSorbTM， 顶空和 SPME 进行样品处理和进样分析。 我们采用了 INSIGHTQ 气路调制器的 GCXGC，通过 GCXGC 提高呼吸活检样品复杂成分的分离效果，无需消耗液氮等制冷剂，即开即用，高效经济。通过样品一次进样分析可鉴别出尽可能多的化合物，省时省力。而后者在鉴定低浓度化合物是必不可少的功能。此外，通过串联离子源的 BenchTOFTM 飞行时间质谱增加同分异构体化合物质谱信息，提高定性的准确性。 实验过程 图1中显示整个分析流程。 图11通过 TD-GC-TOF MS 进行呼吸活检分析流程。 采样：先通过呼吸采样袋采集三名志愿者1L的呼吸气，再将其转移到吸附管上(通过 ACTI-VOCTM 恒流泵转移)。也可以使用 Bio-VOC 采集样品通过 TD -GC- TOF MS分析，详见我们另外的应用文章。热脱附：配置50位吸附管的 CentriQ (Markes International)热脱附系统。 全二维气相：调制器： INSIGHTQ 气路调制器(SepSolve Analytical)，调制周期PM ：2.5s， TOF MS ： BenchTOF-SelectTTM；质量范围：m/z 35-450。 软件：通过 ChromSpaceQ 控制仪器和数据处理。 具体分析参数可联系磐合科仪。 结果与讨论 1.通过气路调制的 GCXGC 增强分离度 图2显示的是三名志愿者呼吸气样品经过 TD -GC×GC - TOF MS 分析得到三维色谱图。表明了通过INSIGHTQ气路调制器在第二维色谱柱上具有很强的分离效果。 图2三名志愿者的呼吸气经TD-GGCXGC - TOF MS分析得到的三维色谱图. 这种增强分离的优势是提高了生物标记物鉴定的准确性。图3显示了很多分离开来的化合物，这些化合物可能在一维气相上是分不开形成共流峰。采用 GCXGC分析，可以提高分离度，使化合物质谱图更加干净，减少干扰，化合物定性更加准确。 2.对低沸点化合物可有效调制 图4展示了使用 INSIGHT 气路调制的全二维气相可对低沸点易挥发化合物进行有效调节。与调制不同，INSIGHT 不受化合物的挥发性限制，能够有效调节低沸点化合物，而无需消耗液氮等制冷剂，有助于降低大规模临床试验的成本。 A 1.8- B 1.6- 5 1.6 2 1.4 图3志愿者A的呼吸气经TD-GCXGC - TOF MS分析得到三维色谱图，细节图中展示了4组化合物，这些化合物可能在一维色谱上分不开形成共流峰。 图4志愿志愿者B的三维色谱图局部放大图，通过 INSIGHT 气路调制器可直接调制易挥发性的化合。 9.50 10.00 10.50 11.00 8.50 9.00 8.001g 00 7.50 6.50 1.1 5.00 5.50 6.00 1二氧化碳 5异丙醇 92-甲基戊烷 13乙酸乙酯 2二硫化碳 141，3，5-三氟苯(污染物) 3乙醇 7二氯甲烷 6异戊二烯 103-甲基戊烷112，3-丁二酮 151-丁醇 4 丙酮 8三甲基硅醇 12正己烷 16苯 3.通过保留指数增加定性化合物准确性 用于处理本研究数据的全二全软件ChromSpaceQ 具有通过保留指数(RI)进行化合物的定性，提高化合物识别过程的可信度。图5和图6显示了通过烷烃标样建立保留指数(RI)定性分析的模式。 图5 (ChromSpace 具有保留指数(RI)定性功能，可以通过比较保留指数(RI)数据库，增加化合物定性准确性。 39.7145 itg(mins) 图i6图5显示了RI 检索方案的谱库设置，"referencepattern”选择内容主要是具有RI值的商业或自建的谱库。“RItolerance”是设置谱库检索时允许的偏差范围，如超出范围化合物将会被屏蔽。 然后，再根据已有RI数据库(本例中使用 NIST 17) 对呼吸样本进行RI筛选，如果RI数值超出了RI允许的偏差范围，将会对检索到的化合物的匹配进行限制(图7)。这确保了化合物识别的准确性，这样就在自动化的分析流程中，也减少了分析人员进行耗时审查的需要。 A 图7列举了采用保留指数增加复合识别准确性的例子： Add to library Cancel B (A)无RI限制时， 其中谱库排序第一的化合物.(红圈)的RI值为925，远低于化合物RI实测值944(红框)；(B)有RI限制时， 谱库排序第一的化合物RI值 为937，更接近于实测值。 4.在生物样品的 GCXGC-TOF MS 分析中添加额外信息 即使有 GCXGC 提供的优势和保留指数的定性使用，由于某些化合物存在同分异构体或分子离子峰不明显，因此在使用传统70eV 电离电压时，鉴别某些化合物可能具有挑战性。如使用低电压的“软”电离(10-20 eV)就可很好地解决这一问题，通过提供增强化合物结构特性离子的质谱图，与传统质谱图形成互补，增加定性分析的可信度。 这种软电离功能可与串联离子源 BenchTOFTM 飞行时间质谱一起使用，该技术允许在一次进样分析中同时得到常规质谱谱图和“软”电离的质谱图(图8和图9)。与使用其他类型的软电离技术得到的质谱图相比，采用低电压的“软”电离得到的质谱图是可重复的，并且包含足够多的质谱碎片信息，这样就可使用“软”电离进行自建谱库，允许快速和自动筛选两个数据。 A2-戊基呋喃 B 柠檬烯 0 业 0. 图8通过串联电离获得的两个呼吸化合物的70和14 eV质谱的比较。 此外，串联电离还可以有效地减少化学电离时产生的干扰离子。从而提高鉴定的可信度，尤其是在复杂品分析中。图9A显示了四(三甲硅基)尿酸质谱中三甲硅基碎片离子(m/z73) 的强度降低，而图 9B 显示了相应庚醛肟质谱中 2，3，4，5，6-五氟苄氧基碎片离子(m/z181)的强度降低。在这两种情况下，碎片离子响应的减少伴随着分子离子信号的增加。 A四(三甲基硅)尿酸 B 庚醛O-(2，3，4，5，6-五氟苄基)肟 图99通过串联电离获得的尿液提取物中两种化合物的70和12/14 eV 质谱图的比较。 总结 总之，这里描述的 TD-GCXGC-TOF MS 分析流程为全面筛查呼吸潜在疾病生物标记物提供了许多的优势： 通过全自动样品预处理和二次聚焦富集进样的 CentriQ 平台，可利用 HiSorbTM 大容量吸附提取、SPME 和 HS以及热脱附管对各种基质(如痰或尿)样品进行采样。 采用惰性化处理的吸附管储存样品，可以储存数周之久，使其能够运输到分析实验室而不会有降解的风险，同时采用黄铜帽密封确保没有污染物进入或样品损失。 使用二次聚焦富集冷阱进样可获得高灵敏度，也可将分流出来的样品再重新收集到一个干净的吸附管上。这种重新再收集的样品可以存储和重新分析，以确认化合物的特性，而不必重复样本采集一这一优势在疾病标记物筛查分析时特别有用。 使用 GCXGC 进行增强色谱分离，使用无制冷剂的 INSIGHTQ 气流调制器，可有效调制挥发性有机物。 ( 采用 BenchTOFTM 飞行时间质谱可得到高质量的质谱图，提高化合物鉴定的可信度，可进行现有商业谱库或自建谱库自动检索。 ) 通过使用串联电离分析，可同时采集标集参考(70eV)和软电离(10-20eV)质谱图，增强了识别具有挑战化合物如同分异构体的信心。 通过使用 ChromSpaceQ 进行数据处理，可节省大量时间，同时结合保留指数定性分析可提高化合物鉴别的准确性。 ※应用是在规定的分析条件下进行的，如在不同条件下操作，或使用不兼容的样品类型，可能会影响仪器的性能。 上海磐合科学仪器股份有限公司热线咨询：箱： marketing@phky.com.cn网址：www.phky.com.cn 热线咨询：海磐合科学仪器股份有限公司邮箱： marketing@phky.com.cn网址：www.phky.com.cn 本研究描述了样品通过 TD 专用吸附管采样，经自动预浓缩和GC×GC–TOF MS对疾病生物标记物进行全面、高灵敏度的筛查。所采用的系统主要优点是使用气路调制的 GC×GC，加强了复杂呼吸混合物（包括易挥发性化合物）的分离。通过冷阱聚焦富集和高灵敏度的检测器，结合串联离子源对具有挑战性的化合物进行准确定性。