样品中83 种半挥发性化合物检测方案(气相色谱仪)

智能文字提取功能测试中

A Anastasia Andrianova He Liu， Alex Graettinger， Melissa Churlev 安捷伦科技有限公司 使用适用于 GC/TQ 的 AgilentMassHunter Optimizer 根据 US EPA方法8270进行自动化 MRM 方法开发 摘要 本应用简报展示了如何使用适用于 GC/TQ 的 Agilent MassHunter Optimizer 实现高度自动化的整体多反应监测(MRM)数据采集方法开发。即使在存在色谱干扰的情况下，用于 GC/TQ 的 Optimizer 也可以通过质谱解卷积可靠地鉴定母离子。在开发MRM 数据采集方法时，该工具可节省大量时间并减少手动审查工作。采用与美国国家环境保护局 (EPA)方法 8270相关的83种化合物的混合物挑战该工艺，并评估共流出物对MRM 方法开发的影响。 Optimizer 工具的主要优势包括： 节省 MRM 方法的开发优化时间 自动完成并减少手工工作 重现性 从 GC/MSD 方法平稳过渡至 GC/TQ 内置审查工具 前言 GC/MS/MS MRM 离子对的开发是一个具有挑战性且耗时的多步过程，通常由于分析物共流出和基质干扰而变得更加复杂。传统上，需要由经验丰富的科学家进行手动干预。用于 GC/TQ 的 MassHunterOptimizer可自动优化 MRM 模式下的数据采集参数。 整体 MRM 方法开发可高度自动化完成，无需用户交互。或者，可以单独执行各个优化步骤。这些步骤包括： 使用谱库搜索解卷积谱图鉴定分析物 鉴定母离子 在各种碰撞能量下鉴定子离子 选择子离子 优化碰撞能量 用于 GC/TQ 的 Optimizer 可使用多种工作流程，例如从扫描数据开始和从 SIM 离子开始，使新 GC/TQ用户可以将现有的单四极杆扫描或SIM 方法转换为三重四极杆MRM 方法。现有 TQ用户可采用从 MRM开始工作流程重新优化当前 MRM 的碰撞能量，并更新其在新色谱条件下的保留时间。对于现有 MRM 方法，保留时间更新功能可用于确保无缝转换为修改后的色谱条件，例如新的色谱固定相或气相色谱柱箱温度程序。 在本应用简报中，针对83种半挥发性化合物(包括目标物、替代物和 US EPA8270的内标)开发出一种 MRM 采集方法。展示了四种工作流程，从不同的采集方法(例如扫描、SIM 和MRM)开始： 从扫描数据开始时，鉴定出83种化合物。测定母离子和子离子，并优化碰撞能量 从 SIM 离子开始工作流程能够对导入的 SIM 离子进行子离子鉴定，并优化83种化合物的351种MRM 离子对的碰撞能量 采用从 MRM 开始工作流程对83种化合物的碰撞能量进行重新优化 使用更新保留时间功能更新 MRM 方法的保留时间 利用包含883种半挥发性化合物的8270“全混合物”(AccuStandard)挑战该过程并评估共流出物的影响。尽管整个MRM 开发过程在很大程度上取得成功，但共流出物有时可能导致复杂化，需要进行审查和手动干预。 用于 GC/TQ 的 MassHunter Optimizer 将随 Agilent MassHunter GC/MS数据采集软件10.0及更高版本自动安装。支持与Agilent 7000 系列和7010 系列 GC/TQ 配合使用。使用安捷伦 GC/MS 配置工具配置 GC/TQ仪器后，将创建一个桌面图标。需要采用现有的数据采集方法启动MRM 开发。开发和优化 MRM 离子对时，将保留采集方法的所有气相色谱参数。 本应用简报介绍了四种工作流程，包括从扫描数据开始、从SIM 离子开始、从MRM 开始以及从 MRM 开始时的保留时间更新。本研究采用 Agilent 7890/7000D三重四极杆气质联用系统、AgilentMassHunter GC/MS 数据采集软件10.0版和 Agilent MassHunter 未知物分析软件10.0版。先前已对初始采集方法进行了优化，将其成功应用于半挥发性化合物的GC/MSD 分析， 可满足 US EPA 8270 方法的性能要求。 从扫描数据开始 从扫描数据开始工作流程包括以下步骤，依次执行： 采集或导入全扫描数据以鉴定目标化合物 鉴定母离子 鉴定子离子 优化碰撞能量 在本研究中，通过 MS1 扫描采集扫描数据，扫描时间为 450 ms， 采样速率为每秒五个样品。从扫描开始时， MRM 开发的第一步是使用谱库搜索解卷积谱图来鉴定分析物。它可以正确鉴定目标分析物，即使在存在色谱干扰物质(如柱流失或共流出分析物或基质干扰物质)的情况下，也能够可靠地选择母离子。将质谱解卷积和谱库搜索算法与 Agilent MassHunter未知物分析软件配合使用。用于 GC/TQ的 Optimizer 支持的谱库格式包括 *.L和*.mslibrary.xml。允许灵活采用大型光谱库(如NIST)或用户借助 AgilentMassHunter 谱库编辑器软件创建的小型谱库。在本应用简报中，采用 NIST17 质谱库进行化合物鉴定。 MRM 开发的后三个步骤可实现自动化，而无需用户干预。或者，可以在继续实施下一步之前查看每个步骤的结果。在继续操作之前，用户可以修改自动选择结果并根据需要选择额外的离子。在本应用简报中，继续执行以下优化步骤之前，首先对母离子和子离子选择进行审查。 从扫描数据开始工作流程能够在6小时内完成12次进样的优化。 从 SIM 离子开始 从 SIM 离子开始工作流程包括以下步骤，依次执行： 将目标化合物的 SIM 离子导入为.CSV文件，其中包括化合物名称和保留时间。或者，可以从先前创建的 SIM采集方法中导入 SIM 离子 子离子扫描和鉴定 碰撞能量优化 从 SIM 离子开始工作流程能够在5.5小时内完成11次进样的优化。 从 MRM 开始 从 MRM 开始工作流程包括以下步骤： 从先前创建的 MRM 采集方法或.CSV文件导入MRM 离子对 优化碰撞能量 所有这三种工作流程均包括碰撞能量优化步骤。从扫描或 SIM 开始时，将执行子离子鉴定。在从扫描数据开始工作流程中，首先必须执行化合物和母离子鉴定步骤。 完成 MRM 开发和碰撞能量优化后，可以将开发的采集方法另存为基于时间段的MRM 方法或动态 MRM (dMRM) 方法。后一种选项允许用户定义最短驻留时间和每秒循环次数。 要更新保留时间，请导入现有的 MRM 或SIM方法，且必须执行色谱运行。 从 MRM 开始工作流程能够在2小时内完成4次进样的优化。 从扫描数据开始：谱库搜索和母离子鉴定 使用采集的 EPA 8270 标准“全”混合物的全扫描色谱图，通过在 NIST17 质谱库中搜索解卷积质谱图，鉴定出83种半挥发性化合物(包括替代物和内标)。利用这83种半挥发性化合物挑战该过程并评估共流出物的影响，这些共流出物可能使 MRM 开发过程复杂化且需要进行手动审查。图1A显示了完成化合物鉴定后的Optimizer 窗口。该窗口包括： 化合物表 包含标记谱峰的 GC/MS 色谱图 突出显示的化合物的解卷积质谱图 突出显示的化合物的母离子 针对所有鉴定出的化合物选择的所有母离子汇总 谱库匹配得分显示在图1A表中的“匹配结果得分”列下。谱库中可用的信息(例如化合物名称、CAS号、分子式和分子量)将导入 Optimizer 的“化合物表”中。在化合物表中选中各种鉴定出的化合物时，将显示其解卷积质谱图。图1A的右下方显示了突出显示的化合物2-甲基-4，6-二硝基苯酚 (DNOC) 的解卷积质谱图。质谱解卷积能够正确鉴定化合物，并可靠地选择母离子，即使存在色谱干扰物质(如柱流失或共流出峰)也是如此。建议的母离子以绿色突出显示。 请注意，软件建议的母离子基于丰度和m/z 值进行选择。另外，从一个簇中选择的离子不超过两种。例如，尽管 m/z 168的丰度低于离子 m/z 51 和53，但由于其具有较高的 m/z 值和唯一性，因此自动选择其作为母离子。 用户可通过取消选中所选的离子并检查其他可用的离子，来覆盖软件建议的母离子。 在化合物表中选中相应的化合物时，将显示可用的母离子列表。DNOC 可用的母离子显示在 DNOC表(图1A所示的Optimizer 窗口中的第二个表)中。表中选择的离子由软件自动选择为母离子，因为已经将 Optimizer 方法设置为针对各种化合物选择不超过四种离子作为母离子，如图1B中的母离子鉴定参数所示。 Fcsan 0.10 DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol) Selected Precursor lonsCompound Name RT (min)Mass174DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol)11.380 198 121 175 DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol)11.380 168176DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol)11.380177DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol)11.380 105178Nitrosodiphenylamine，N- 11.460 169179NNitrosodiphenylamine，N- 11.460 168180Azobenzene 11.500 181.9181Azobenzene 11.500 152182Azobenzene 11.500 105183Azobenzene 11.500 7718411Tribromophenol， 2，4，6- 11.580 331.7185Tribromophenol， 2，4，6- 11.580 329.718651Tribromophenol，2，4，6- 11.580 142.9187Tribromophenol， 2，4，6- 11.580 141188 44-bromophenyl phenyl ether 11.840 250189 24-bromophenyl phenyl ether 11.840 247.9 19044-bromophenyl phenyl ether 11.840 1411914-bromophenyl phenyl ether 11.840 115 07 118-74-1 县县 SelectMass 87-86-5 Compound Name RT (min) CAS# Formula MolecularWeight Left RTDelta (min) Right RTdelta (min) SamplePosition Injection Volume(pL) Hit Score Pe 回 198105 Spectrum DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol)， MW= 198.03， RT= 11.38x105J 198 2.75-2.5-2.25-2-1.75-1.5-1.25- 105 121 7767 93 0.75- 1680.5-0.25- 134 152 871.991822160 900100 110120130 140 150 160 170180 190 200Counts vs. Mass to Charge (m/z) 1517-22-2 C14D10 4425-82-5 4425-82-5 47 48 Nitrophenol4- 10.890 100-02-7 C6H5N03 139.03 0.12 0.14 2 2 1 1 1 93.05 121-14-2 C7H6N204 182.03 0.10 回 132-64-9 C12H80 168.06 0.10 2 1 93.97 回 11.240 84-66-2 C12H1404 222.09 98.48 50 89.521 51 区 86-73-7 C13H10 2 89.521 52 86-73-7 0.12 2 89.521 53 回 Chlorophenyl phenyl ether，4- 11.340 86-73-7 2 1 95.60 54 回 DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol) 11.380 534-52-1 94.87 55 回 Nitrosodiphenylamine， N- 122-39-4 2 97.38 56 回 11.500 103-33-3 2 96.92 57 回 97.61 58 59 回 2 94.34 60 回 区 1 91.95 61 2 1 1 93.20 62 回 0.10 98.081 63 2 图1A.用于 GC/TQ 的 Agilent MassHunter Optimizer 窗口，示出化合物鉴定结果 以下 MRM 开发步骤(即子离子鉴定和碰撞能量优化)可自动化完成，用户只需审查最终优化的离子对。它也可以手动完成，允许用户在执行碰撞能量优化步骤之前审查子离子的选择。 从扫描数据开始：子离子鉴定 子离子优化可能需要多次进样，具体取决于每种分析物的母离子数量以及目标物的色谱分离度。建议使分析物实现色谱基线分离，以确保最有效的 MRM 开发。但是，如果共流出化合物的质谱图不同且化合物的响应丰度相当，则可以对共流出化合物进行 MRM 开发。为执行共流出目标物的 MRM 开发，可能需要进行额外的进样。 B 图 1B.用于 GC/TQ 的 Agilent MassHunter Optimizer 窗口，示出母离子鉴定参数 在本研究中，在22分钟内分析了具有挑战性的83种分析物的混合物。如图1A化合物表中突出显示的黄色条目，83种目标化合物中的某些化合物发生共流出。为了对83种目标化合物进行子离子扫描，需要进行七次进样。如果忽略共流出化合物，则可以通过三次进样对其余化合物进行子离子鉴定。 B 通过用户在子离子鉴定参数下定义的多种碰撞能量下的子离子扫描，进行各种母离子的子离子鉴定(图2B)。子离子扫描最多允许采用四种碰撞能量。在本研究中，采用默认值5、15、25和35eV执 RT Delta Miscellaneous 图 2B.子离子鉴定参数 A 图2A.子离子鉴定结果，在子离子扫描表中突出显示了 DNOC 的子离子 (m/z198) 行子离子扫描实验。子离子鉴定结果如图2A所示，其中子离子扫描表中突出显示了DNOC。该窗口包括： 子离子扫描表，其中每行对应一个母离子 子离子扫描的总离子色谱图(TIC) 在四种不同碰撞能量下采集的突出显示母离子的子离子扫描质谱图 各种母离子的可用子离子表 选择的所有子离子汇总 子离子鉴定参数如图2B所示。子离子基于其丰度和聚类进行选择，如图2A中 DNOC的 m/z 198 母离子所示。如果手动修改了子离子鉴定步骤，则用户可以通过取消选择所选离子并检查可用离子，来覆盖软件建议的子离子。 从扫描数据开始：碰撞能量优化 可在上一步中选择的值附近或在用户定义的范围内执行碰撞能量优化。在本研究中，围绕子离子鉴定步骤中发现的四个值中的最佳值优化碰撞能量(图3B)。碰撞能量优化结果如图3A所示， 其中MRM 离子对表中突出显示了 DNOC 的198→120.1离子对。该窗口包括： MRM 离子对表，其中每行对应一个MRM 离子对 在各种测试的碰撞能量值下采集的TIC 离子碎裂曲线，其中显示了 MRM 离子对丰度与碰撞能量的关系图 突出显示的 MRM 离子对的碰撞能量及相应丰度 为针对所有83种目标物开发的 MRM 执行碰撞能量优化，需要进行四次进样。如果忽略共流出化合物，则只需一次进样即可完成其余 MRM 离子对的碰撞能量优化。 从扫描数据开始：替代工作流程 从扫描数据开始工作流程有意采用包含83种半挥发性化合物的复杂混合物，以挑战该过程并评估共流出物的影响，这些共流出物可能使 MRM 开发过程复杂化且需要进行手动审查。另一种优化方法是将83种目标物拆分为多种不同的混合物，从而最大程度减少共流出以及手动修改和用户干预的需要。如果拆分样品品繁琐，则替代工作流程是将化合物列表拆分为多个项目。然后，分别优化每个列表中的化合物，并将结果保存为.CSV 文件。可以将所有 .CSV 文件导入新项目中，以创建完整的 MRM 采集方法。该方法可最大程度减少共流出，并减少一个 MRM 开发项目中所需的进样次数。 从 SIM 离子开始 当 SIM 采集方法可用时(例如从现有的GC/MSD 方法采集)，要开发 MRM离子对，， 可加载 SIM 采集方法或正确格式化的 .CSV文件以启动从 SIM 离子开始工作流程。在本研究中，将83种化合物的130个 SIM 离子作为 .CSV文件导入，其中包含有关化合物名称、离子和保留时间的信息(图4A)。从 SIM 离子开始时，将导入的离子用作母离子， MRM开发从子离子扫描开始，然后进行碰撞能量优化。如果当前色谱条件下的保留时间不同，则 Optimizer 允许用户采集并分析 SIM数据以确定保留时间。更新后的保留时间显示在 SIM 离子表中，如图4B所示。 图 3B.童撞能量优化参数 A Compound Table Highlighted compound(s) are separated less than specified limit. Phenanthrene-d10 图4A.化合物表，列出从SIM 离子开始工作流程中以.CSV文件格式导入的目标化合物 在本研究中，从130个导入的 SIM 离子开始，针对83种目标化合物开发出351个MRM 离子对。子离子扫描步骤需要进行七次进样，然后进行四次进样以优化碰撞能量。因此，所有83种化合物的优化在5.5小时内完成。在该工作流程中，用于子离子鉴定和碰撞能量优化的参数与“从扫描数据开始”工作流程中的参数相同，如图2B和图3B所示。从 SIM 离子开始时得到的 MRM 开发结果按照与从扫描数据开始工作流程相同的方式显示，如图3A所示。自动创建 EPA 8270 MRM 方法，可使用 Optimizer 从 GC/MSD SIM成功实现迁移。 B SIM lons 图 4B. 在从 SIM 离子开始工作流程中导入的 SIM 离子，包含目标化合物的原始保留时间和更新后的保留时间 为重新优化现有 MRM 离子对的碰撞能量，将加载MRM 采集方法以启动从 MRM开始工作流程。在本研究中，导入83种化合物的166个MRM 离子对(图5)。如果当前色谱条件下的保留时间不同，则 Optimizer 允许用户采集并分析 MRM或 dMRM 数据以更新保留时间。更新后的保留时间显示在 MRM 离子对表中，如图5所示。 在本研究中，通过四次进样重新优化了83种化合物的166个MRM 离子对的碰撞能量。在该工作流程中，用于碰撞能量优化的参数与前文所述的从扫描数据开始和从 SIM 离子开始工作流程中的参数相同，如图3B所示。从 SIM 离子开始时得到的碰撞能量优化结果按照与从扫描数据开始或从 SIM 离子开始工作流程相同的方式显示，如图3A所示，其中额外的一列显示碰撞能量旧值。 当需要提高基质中分析的选择性时，从MRM 开始工作流程可能特别有用。在基质中确定的最佳碰撞能量可能不同于在溶剂中优化的值。 更新保留时间 当修改色谱条件和预期保留时间发生变化时，用于 SIM 和 MRM 采集方法的Optimizer 中提供的更新保留时间功能很有用。该功能可以在无需用户干预的情况下实现保留时间更新。如果多种化合物产生相同的 SIM 离子或 MRM 离子对，则建议对更新后的结果进行审查。图6A显示了保留时间更新前后的五种化合物的MRM色谱图。这些化合物的原始保留时间和更新后的保留时间如图6B所示。 在开发 MRM 数据采集方法时，用于 GC/TQ的 Optimizer 可节省大量时间并减少手动审查工作。本文中讨论的各种工作流程所需的时间和进样次数汇总于表1中。 审查结果并保存方法 完成碰撞能量优化后，可审查结果，并保存采集方法。有关所有开发出的离子对的信息，显示在图7A的扩展表视图中。要保存的排名最高的 MRM 离子对数量由选择排名最高的离子对数量中指定的数量定义；采集方法中将仅包括经过检查的MRM 离子对。在本研究中，选中并保存所有开发出的 MRM 离子对。为简化方法审查，提供了结果表的嵌套视图(图7B)。 可以将开发出的 MRM 采集方法另存为基于时间段的 MRM 方法或动态 MRM 方法(图8)。保存方法时，用户可以定义最短驻留时间和每秒循环次数。也可以将开发出的离子对导出为 .CSV文件。 B Compound Name RT (old) RT (new) NDMA 2.770 2.769 NDMA 2.770 2.769 2.861 2.848 2.861 2.848 4.607 4.611 4.607 4.611 6.189 6.194 6.189 6.194 6.215 6.219 6.215 6.219 6.235 6.240 图6.五种化合物在保留时间更新前后的 MRM 色谱图(A)以及这些化合物的原始保留时间和更新后的保留时间(B) 表1.8270“全混合物”优化所需的时间和进样次数 工作流程 本研究中所需的进样次数* 时间** 从扫描数据开始 12 6小时 从 SIM 离子开始 11 5.5小时 从MRM 开始 4 2小时 根据时间段窗口内的微小偏移更新保留时间 1 0.5小时 根据较大的偏移更新保留时间 6 3小时 *该表中的次数专门针对本8270研究。共流出化合物之间的干扰越少，所需的进样次数就越少。每种化合物的母离子越多，则需要越多的进样次数进行子离子扫描 **仪器分析周期为30分钟 A SamplePosition Injection Product lon Left RTDelta (min) Right RTdelta (min) Compound Name RT (min) Precursor lon Resolution CE Abundance CAS # Formula MolecularWeight Volume(pL) Resolution 233 DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol) 11.385 198 Unit 120.1 Unit 15 56.856.34 1.00 0.10 0.14 2 1 234 回 DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol) 11.385 198 Unit 120.5 Unit 15 52.526.46 0.92 0.10 0.14 2 1 235 回 DNOC (2-methyl-4，6-dinitrophenol) 11.385 198 Unit 119.55 Unit 10 51，265.01 0.90 0.10 0.14 2 1 236 回 Nitrosodiphenylamine， N- 11.461 168.1 Unit 139.35 434381.53 1.00 0.10 0.10 2 1 237 回 Nitrosodiphenylamine， N- 11.461 169.1 Unit 139.48 Unit 35 260，821.55 0.60 0.10 0.10 2 1 238 回 Nitrosodiphenylamine，N- 11.461 169.1 Unit 64.94 Unit 35 238.973.06 0.55 0.10 0.10 2 1 239 回 Nitrosodiphenylamine，N- 11.461 168.1 Unit 64.36 Unit 35 230751.62 0.53 0.10 0.10 2 1 240 Nitrosodiphenylamine， N- 11.461 168.1 Unit v 65.9 Unit 335 175，412.81 0.40 0.10 0.10 2 1 241 回 Nitrosodiphenylamine， N- 11.461 169.1 Unit 65.6 Unit v335 149.990.39 0.35 0.10 0.10 2 1 B 图7.放大图中的 MRM 离子对优化化果(A)和包含展开的 DNOC 结果的嵌套视图(B) 图8.采用适用于 GC/TQ 的 Agilent MassHunter Optimizer 创建方法 所开发和优化的 MRM 采集方法已成功用于半牛发性化合物分析，符合USEPA8270E 的性能要求，结果在其他文章中列出2. 高度自动化 MRM 采集工具支持四种工作流程。展示了用于 GC/TQ 的 MassHunterOptimizer， 针对包含83种半挥发性目标物的复杂的 US EPA 8270“全混合物”进行 MRM方法开发。利用8270“全混合物”挑战该过程并评估共流出物的影响。四种工作流程从不同的采集方法(例如，扫描、SIM和MRM)开始。从扫描数据和 SIM 离子开始，开发出 MRM 离子对并对碰撞能量进行了优化。自动创建EPA8270 MRM 方法，，可使用 Optimizer 从GC/MSD SIM 成功实现迁移。从 MRM 采集方法开始时，将更新目标化合物的保留时间，并重新优化碰撞能量。将优化后的结果另存为 dMRM 采集方法。 查找当地的安捷伦客户中心： www.agilent.com/chem/contactus-cn ( 1.. C hurley， M.； S zelewski， M.； Quimby， B， 采用5977惰性 Plus GC/MSD 重新 优化 EPA 8270 实现最宽校准范围， 安捷伦科技公司应用简报，出版号5994-0350ZHCN，2018 ) ( Churley， M.； Quimby， B.； Andrianova， A， 采用7000系列三重四极杆气质联用系统在 MRM 模式下实现快速 EPA 8270方法，安捷伦科技公司应用简报， 出 版号5994-0691ZHCN， 2019 ) 免费专线： 800-820-3278，400-820-3278(手机用户) 联系我们： LSCA-China_800@agilent.com 在线询价： www.agilent.com/chem/erfq-cn www.agilent.com DE.7847222222 本文中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。 C安捷伦科技(中国)有限公司，2020 5994-2086ZHCN 本应用展示了如何使用适用于 GC/TQ 的 Agilent MassHunter Optimizer 实现高度自动化的整体多反应监测 (MRM) 数据采集方法开发。即使在存在色谱干扰的情况下，用于 GC/TQ 的 Optimizer 也可以通过质谱解卷积可靠地鉴定母离子。在开发MRM 数据采集方法时，该工具可节省大量时间并减少手动审查工作。采用与美国国家环境保护局 (EPA) 方法 8270 相关的 83 种化合物的混合物挑战该工艺，并评估共流出物对 MRM 方法开发的影响。Optimizer 工具的主要优势包括：•  节省 MRM 方法的开发优化时间•  自动完成并减少手工工作•  重现性•  从 GC/MSD 方法平稳过渡至 GC/TQ•  内置审查工具