【2017年五一活动】Amdis应用(10)- 再探Amdis定量问题

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2017/05/05

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气质联用（GCMS）

Amdis应用(10)- 再探Amdis定量问题
劳动节放假在家看了看Amdis处理一位网友的数据（lavenderol.d）的情况，有点诡异，或者自己没有弄好没有理解好软件的处理方式，和大家分享交流一下，也许是无什么结论结果的。
AMDIS自动化质谱图解卷积和鉴定软件在GC/MS数据处理的初步应用
(10)- 再探Amdis定量问题
（本文只是一种探讨交流，可能有不足不妥之处，欢迎批评指正。未经同意，请勿转载。多谢合作！）
先回顾一下AMDIS的基本概念
对于AMDIS有的网友可能比较熟悉，特别是农残，环境，有害物，香精香料等领域的朋友可能属于高级使用者。本人以初学者的身份初步介绍一下AMDIS。如有不妥，请批评指正。未经许可，不得转载，请谅解。
一般来说，目标化合物的分析要求检测目标离子和确认离子的比例。然而，对于高基体
背景的样品，大峰后面的痕量组分或流出时间很接近的成分，离子比例会受到基体的影响很难符合要求。为了确保分析结果可靠，一般采用背景扣除及手动积分。因此，对于复杂基体的样品数据处理，需要耗费大量的时间。为了提高分析效率，谱图可以利用一种称为“解卷积”的数学计算来将目标化合物从背景中分离出来。美国国家标准和技术院(NIST)开发了功能强大的解卷积软件，即自动质谱解卷积和鉴定系统(AMDIS)。
下面简单介绍一下AMDIS：
AMDIS 软件由美国国家标准技术研究院（NIST）（NationalInstitute of Standards and Technology）提供。
The Automatic Mass Spectral Deconvolutionand Identification System (AMDIS)
自动质谱图解卷积和鉴定系统软件(AMDIS)让您从GC/MS数据文件自动找到目标化合物。软件先对GC/MS数据文件解卷积寻找所有分离组分。每一组分与目标化合物的谱库进行对比。如果以上的用户设定值，然后报告出目标图谱和解卷了组分的图谱的匹配因子。
什么是解卷积（Deconvolution）?
NIST AMDIS的定义:“这里所用的术语在广义上是指从一个复杂的混合物中提取信号。解卷积的过程包括处理噪音、校正漂移、从紧密相邻的共洗脱峰中提取出单个峰等。” (简单讲就是去复杂化)
用下面的简图可以解释解卷积过程:
在GC/MS 中，Deconvolution是一种数学技术，它可以将重叠的质谱图“分开”成为“清晰”的单个组分的谱图。图1是这个过程的简单示意图。这里分别是总离子流色谱图(TIC)和质谱图。与常见的情况一样，这个色谱峰包含了多个重叠在一起的组分，而最高点质谱图实际上也是这些组分的组合图。质谱谱库检索只可能给出一个较差的匹配，而且不能识别所有构成这种组合谱图的单个化合物组分。

图1 解卷积过程的简单示意图
（回顾：在GCMS分离分析时，虽然现代的毛细管色谱柱的分离效率已经非常高，但是还没有一种色谱柱能够能分离开所有化合物，特别是对于香精这类复杂的混合物。虽然可以考虑配有不同极性的柱子来解决不同样品分离问题，但需更换柱子或配备多台仪器，既是这样有些成分复杂的样品仍有部分物质无法分离。另外对于溶剂大峰或其它大面积峰后面或里面的少量组分，或由于基质干扰或掩盖的小峰，也属于不能分离的峰。虽然可以使用多维色谱（MGC-MS或GC/GC-MS）来帮助解决复杂分离一些问题，但许多人并无此仪器。所以有时候不免还会遇到未分离组分的鉴定和定量的情况。）

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第1楼2017/05/05

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1 TIC图

2 Amdis

Amdis参数如下

3 Amdis结果导出的excel（部分1,2和7页，共1-329行）

TIC积分结果


count=1
Name=	D:\tempX\Lavvenderoil.D
1=	INT TIC: Lavvenderoil.D\data.ms

Time=	Wed Apr 12 15:00:58 2017
Header=	Peak	R.T.	First	Max	Last	PK TY	Height	Area	Pct Max	Pct Total
1=	1	1.434	252	259	265	BV	307907	3304796	0.06	0.021
2=	2	1.535	272	278	285	VV	5978119	64483731	1.25	0.402
3=	3	1.584	285	288	306	VV	133693	2379735	0.05	0.015
4=	4	1.721	306	314	321	VV 3	36282	898030	0.02	0.006
5=	5	1.783	321	326	332	VV 2	17284	428629	0.01	0.003
6=	6	1.838	332	337	343	VV	34639	492081	0.01	0.003
7=	7	1.969	350	362	369	PV 3	13826	209025	0	0.001
8=	8	2.89	533	539	547	VV 2	15056	273621	0.01	0.002
9=	9	3.057	559	571	579	PV 2	14512	240543	0	0.002
10=	10	3.423	634	641	659	BV	302949	4615460	0.09	0.029
11=	11	3.622	670	680	689	BV	105587	1613036	0.03	0.01
12=	12	4.12	746	775	796	BV	328564	6574126	0.13	0.041
13=	13	4.342	804	818	845	BV	281546	5700813	0.11	0.036
14=	14	4.523	845	853	863	PV	201647	3603173	0.07	0.022
15=	15	5.372	1009	1016	1026	BV 4	18582	389656	0.01	0.002
16=	16	5.606	1040	1061	1066	PV	148628	3352489	0.06	0.021
17=	17	5.641	1066	1068	1079	VV	77021	1458642	0.03	0.009
18=	18	5.753	1079	1090	1097	VV	292948	6280465	0.12	0.039
19=	19	5.813	1097	1101	1115	VV 4	31402	898541	0.02	0.006
20=	20	5.948	1115	1127	1144	VV	3181011	70329938	1.36	0.439
21=	21	6.099	1144	1156	1171	VV	1899869	42405185	0.82	0.265
22=	22	6.362	1186	1207	1226	VV	2526223	62908889	1.22	0.393
23=	23	6.515	1226	1236	1249	VV 6	21664	844811	0.02	0.005
24=	24	6.625	1249	1257	1275	VV 6	31554	961577	0.02	0.006
25=	25	6.783	1275	1288	1298	VV 7	15876	523083	0.01	0.003
26=	26	6.938	1298	1317	1325	VV 9	33530	1225135	0.02	0.008
27=	27	7.077	1333	1344	1354	VV	505310	12334381	0.24	0.077
28=	28	7.188	1354	1366	1391	VV 2	3186524	90301800	1.75	0.564
29=	29	7.441	1391	1414	1431	VV	2522124	65988061	1.28	0.412
30=	30	7.602	1431	1445	1457	VV	4295348	1.09E+08	2.11	0.679
31=	31	7.732	1457	1470	1486	VV 4	1451985	44140282	0.86	0.275
32=	32	7.859	1486	1494	1505	VV 8	30426	1317455	0.03	0.008
33=	33	8.038	1505	1529	1542	VV 4	251944	8816464	0.17	0.055
34=	34	8.253	1559	1570	1575	VV	218392	5435491	0.11	0.034
35=	35	8.332	1575	1585	1602	VV	2983527	81214265	1.57	0.507
36=	36	8.471	1602	1612	1634	VV 2	94267	2990856	0.06	0.019
37=	37	8.658	1634	1648	1654	VV 2	68155	2013603	0.04	0.013
38=	38	8.748	1654	1666	1680	VV	1428301	41731310	0.81	0.26
39=	39	8.906	1680	1696	1703	VV	4026932	1.4E+08	2.71	0.872
40=	40	9.014	1703	1717	1740	VV	17446344	5.9E+08	11.44	3.683
41=	41	9.217	1740	1756	1769	VV	2969165	77395969	1.5	0.483
42=	42	9.523	1799	1815	1817	VV 2	59002	1475745	0.03	0.009
43=	43	9.593	1817	1828	1852	VV	1080986	29407706	0.57	0.184
44=	44	9.991	1892	1905	1922	VV 2	189803	5465816	0.11	0.034
45=	45	10.309	1937	1966	1983	PV 5	188543	8673036	0.17	0.054
46=	46	10.525	1983	2007	2037	VV 2	419831	20234829	0.39	0.126
47=	47	10.718	2037	2044	2059	VV 9	20922	809839	0.02	0.005
48=	48	10.94	2067	2087	2101	VV 10	26349	1931879	0.04	0.012
49=	49	11.043	2101	2107	2110	VV 7	20429	524450	0.01	0.003
50=	50	11.131	2110	2124	2141	VV 6	603468	27461289	0.53	0.171
51=	51	11.238	2141	2144	2156	VV 6	190633	7856790	0.15	0.049
52=	52	11.344	2156	2165	2188	VV 10	189127	15250108	0.3	0.095
53=	53	11.474	2188	2190	2193	VV 4	127275	2194636	0.04	0.014
54=	54	11.991	2193	2289	2294	VV 4	25826212	4.81E+09	93.25	30.028
55=	55	12.021	2294	2295	2314	VV 3	392686	8099231	0.16	0.051
56=	56	12.192	2314	2328	2339	VV	1299942	36647080	0.71	0.229
57=	57	12.281	2339	2345	2360	VV 5	127271	4367424	0.08	0.027
58=	58	12.472	2367	2382	2386	VV 2	74556	2416947	0.05	0.015
59=	59	12.562	2386	2399	2409	VV 5	1373959	45650492	0.88	0.285
60=	60	12.675	2409	2421	2437	VV	3103820	91999937	1.78	0.574
61=	61	12.807	2437	2446	2470	VV 3	77959	3110715	0.06	0.019
62=	62	13.066	2486	2496	2505	VV 9	34392	1525486	0.03	0.01
63=	63	13.156	2505	2513	2516	VV 8	30878	899634	0.02	0.006
64=	64	13.21	2516	2524	2543	VV 8	38451	2059557	0.04	0.013
65=	65	13.473	2543	2574	2588	VV	12040358	4.99E+08	9.68	3.117
66=	66	13.626	2588	2604	2620	VV	1173570	36074592	0.7	0.225
67=	67	13.93	2629	2662	2685	PV	2600147	87054836	1.69	0.543
68=	68	14.322	2711	2738	2785	VV	6442963	2.66E+08	5.15	1.658
69=	69	14.811	2791	2832	2857	BV	5453346	1.97E+08	3.82	1.23
70=	70	15.056	2870	2879	2881	VV 6	22584	607973	0.01	0.004
71=	71	15.173	2885	2901	2917	VV 8	56482	3321150	0.06	0.021
72=	72	15.39	2917	2943	2951	VV	6816899	3.08E+08	5.96	1.92
73=	73	15.459	2951	2956	2973	VV	3987255	1.16E+08	2.26	0.726
74=	74	15.589	2973	2981	2996	VV 6	49177	2761036	0.05	0.017
75=	75	15.725	2996	3007	3027	VV 6	72127	3662405	0.07	0.023
76=	76	15.898	3027	3041	3055	VV 6	35328	1875036	0.04	0.012
77=	77	16.01	3055	3062	3070	VV 9	22513	788332	0.02	0.005
78=	78	16.097	3070	3079	3094	VV 9	23161	1060738	0.02	0.007
79=	79	16.271	3094	3113	3127	VV 8	36035	1539244	0.03	0.01
80=	80	16.439	3136	3145	3153	VV 7	17762	599413	0.01	0.004
81=	81	16.522	3153	3161	3168	VV 4	30732	1053817	0.02	0.007
82=	82	16.602	3168	3176	3207	VV 5	52889	2003877	0.04	0.013
83=	83	17.07	3214	3266	3279	PV 2	1251747	65849123	1.28	0.411
84=	84	17.193	3279	3290	3314	VV	885498	42241558	0.82	0.264
85=	85	17.351	3314	3320	3346	VV 5	77801	4622763	0.09	0.029
86=	86	17.573	3346	3363	3393	VV 4	124755	7332887	0.14	0.046
87=	87	17.865	3404	3419	3439	VV 6	46487	3011212	0.06	0.019
88=	88	18.514	3439	3544	3585	VV 3	28803699	5.16E+09	100	32.202
89=	89	18.775	3585	3594	3614	VV 4	43135	6384164	0.12	0.04
90=	90	18.907	3614	3620	3641	VV 6	141336	5984643	0.12	0.037
91=	91	19.176	3655	3671	3682	VV 2	150932	5984171	0.12	0.037
92=	92	19.288	3682	3693	3701	VV 3	324851	11076358	0.21	0.069
93=	93	19.371	3701	3709	3716	VV 3	315672	10554118	0.2	0.066
94=	94	19.511	3716	3736	3753	VV 5	2594624	1.25E+08	2.43	0.781
95=	95	19.696	3753	3771	3800	VV	2045251	67140366	1.3	0.419
96=	96	20.044	3812	3838	3846	VV 8	24978	1413546	0.03	0.009
97=	97	20.125	3846	3854	3871	VV 10	19991	1019562	0.02	0.006
98=	98	20.75	3963	3974	3988	VV 5	18428	635154	0.01	0.004
99=	99	21.343	4072	4088	4095	VV 2	167629	5567530	0.11	0.035
100=	100	21.408	4095	4100	4114	VV 4	121855	4082766	0.08	0.025
101=	101	21.714	4146	4159	4174	VV 2	126156	4569315	0.09	0.029
102=	102	21.84	4174	4184	4199	VV 6	29831	1291790	0.03	0.008
103=	103	22.103	4215	4234	4244	VV	2312255	82450758	1.6	0.515
104=	104	22.192	4244	4251	4266	VV 3	806896	32356583	0.63	0.202
105=	105	22.293	4266	4271	4275	VV 6	144729	3949236	0.08	0.025
106=	106	22.358	4275	4283	4302	VV 5	231144	10012717	0.19	0.062
107=	107	22.523	4302	4315	4330	VV 3	177957	7048709	0.14	0.044
108=	108	22.779	4330	4364	4380	VV	3566027	1.3E+08	2.53	0.814
109=	109	22.91	4380	4389	4399	VV 10	39311	1651668	0.03	0.01
110=	110	23.187	4422	4443	4460	VV 2	1102823	40792528	0.79	0.255
111=	111	23.36	4460	4476	4501	VV 5	234798	12337633	0.24	0.077
112=	112	23.614	4501	4525	4538	VV	5960649	2.42E+08	4.7	1.513
113=	113	23.7	4538	4541	4550	VV 3	62695	1759565	0.03	0.011
114=	114	23.827	4550	4566	4589	VV 4	202597	10988916	0.21	0.069
115=	115	24.496	4659	4694	4708	VV 6	258832	13454649	0.26	0.084
116=	116	24.585	4708	4711	4719	VV 8	59447	1746003	0.03	0.011
117=	117	24.675	4719	4729	4742	VV 8	65541	2932459	0.06	0.018
118=	118	24.785	4742	4750	4757	VV 9	24882	874050	0.02	0.005
119=	119	25.065	4757	4804	4818	VV 4	17712586	1.02E+09	19.74	6.356
120=	120	25.21	4818	4832	4844	VV 2	172472	6795381	0.13	0.042
121=	121	25.357	4844	4860	4875	VV 7	92214	5192142	0.1	0.032
122=	122	25.541	4875	4895	4907	VV	432519	17348748	0.34	0.108
123=	123	25.659	4907	4918	4932	VV 2	362305	14036710	0.27	0.088
124=	124	25.966	4962	4977	4988	VV 4	150502	6227228	0.12	0.039
125=	125	26.036	4988	4991	5000	VV 7	47428	1406733	0.03	0.009
126=	126	26.124	5000	5007	5012	VV 4	36455	1130690	0.02	0.007
127=	127	26.197	5012	5021	5031	VV 4	47918	2226099	0.04	0.014
128=	128	26.348	5031	5051	5068	VV	2182888	83086427	1.61	0.519
129=	129	26.54	5068	5087	5113	VV 2	1207595	46815317	0.91	0.292
130=	130	26.738	5113	5126	5138	VV 5	88198	4633896	0.09	0.029
131=	131	26.889	5138	5155	5165	VV 3	241542	10418634	0.2	0.065
132=	132	26.98	5165	5172	5199	VV 7	104038	5093767	0.1	0.032
133=	133	27.176	5199	5210	5222	VV 9	39592	1887045	0.04	0.012
134=	134	27.288	5222	5231	5244	VV 6	37537	1842240	0.04	0.011
135=	135	27.456	5244	5264	5279	VV	671081	26791943	0.52	0.167
136=	136	27.627	5279	5297	5314	VV 9	111131	7017862	0.14	0.044
137=	137	27.766	5314	5323	5329	VV 9	33857	1343526	0.03	0.008
138=	138	27.842	5329	5338	5347	VV 9	39352	1964099	0.04	0.012
139=	139	27.931	5347	5355	5361	VV 9	42027	1562412	0.03	0.01
140=	140	28.183	5361	5404	5425	VV 9	292194	26625022	0.52	0.166
141=	141	28.345	5425	5435	5446	VV 9	69705	3663818	0.07	0.023
142=	142	28.587	5460	5481	5488	VV 3	468871	18873835	0.37	0.118
143=	143	28.673	5488	5498	5507	VV 2	820120	30397729	0.59	0.19
144=	144	28.769	5507	5516	5535	VV 2	834705	33279122	0.64	0.208
145=	145	28.987	5535	5558	5567	VV 2	69426	4652518	0.09	0.029
146=	146	29.155	5567	5590	5620	VV 7	283453	21382011	0.41	0.133
147=	147	29.589	5664	5674	5683	VV 7	68380	3478214	0.07	0.022
148=	148	29.664	5683	5688	5702	VV 7	56546	2770280	0.05	0.017
149=	149	29.842	5702	5722	5724	VV 7	62241	3408653	0.07	0.021
150=	150	29.896	5724	5733	5751	VV 7	74819	4536718	0.09	0.028
151=	151	30.029	5751	5759	5764	VV 7	37838	1446505	0.03	0.009
152=	152	30.228	5764	5797	5818	VV 7	237266	16684549	0.32	0.104
153=	153	30.389	5818	5828	5839	VV 7	66281	3628306	0.07	0.023
154=	154	30.519	5839	5853	5857	VV 7	82599	3987450	0.08	0.025
155=	155	30.63	5857	5874	5914	VV 7	158583	17924445	0.35	0.112
156=	156	30.896	5914	5925	5939	VV 8	70435	4490373	0.09	0.028
157=	157	30.977	5939	5941	5943	VV 3	45217	475012	0.01	0.003
158=	158	31.001	5943	5945	5947	VV 3	50405	602761	0.01	0.004
159=	159	31.028	5947	5951	5972	VV 3	54754	3626402	0.07	0.023
160=	160	31.198	5972	5983	5991	VV 3	72927	3523996	0.07	0.022
161=	161	31.41	5991	6024	6049	VV 2	2256321	1.14E+08	2.22	0.714
162=	162	31.597	6049	6060	6072	VV 5	102942	4825353	0.09	0.03
163=	163	31.745	6072	6089	6098	VV 7	77095	4592911	0.09	0.029
164=	164	31.805	6098	6100	6107	VV 6	45750	1156937	0.02	0.007
165=	165	31.905	6107	6119	6143	VV	149077	9136426	0.18	0.057
166=	166	32.078	6143	6153	6157	VV 9	67631	2395497	0.05	0.015
167=	167	32.163	6157	6169	6198	VV 6	97668	7027073	0.14	0.044
168=	168	32.388	6198	6212	6244	VV 7	146494	7960008	0.15	0.05
169=	169	32.615	6244	6256	6268	VV 8	64502	2842687	0.06	0.018
170=	170	33.087	6317	6347	6349	VV 8	13257	802490	0.02	0.005
171=	171	33.144	6349	6358	6360	VV 9	17569	480366	0.01	0.003
172=	172	33.168	6360	6362	6368	VV 7	18312	409255	0.01	0.003
173=	173	33.255	6372	6379	6391	VV 7	22744	946407	0.02	0.006
174=	174	33.392	6391	6405	6422	VV 5	56101	2701976	0.05	0.017
175=	175	33.576	6422	6441	6474	VV 2	384349	16265321	0.32	0.102
176=	176	34.019	6518	6526	6528	VV 7	13864	310052	0.01	0.002
177=	177	34.035	6528	6529	6531	VV 2	13034	134759	0	0.001
178=	178	34.082	6534	6538	6550	VV 2	16247	601027	0.01	0.004
179=	179	34.197	6550	6560	6579	VV 2	25094	1281222	0.02	0.008
180=	180	34.383	6584	6596	6600	VV 2	10052	376521	0.01	0.002
181=	181	34.64	6635	6645	6647	VV 10	10932	218359	0	0.001
182=	182	34.657	6647	6649	6667	VV 10	11872	415060	0.01	0.003
183=	183	35.166	6729	6747	6775	VV 2	546333	21238281	0.41	0.133
184=	184	35.366	6775	6785	6797	VV 2	13792	536750	0.01	0.003
185=	185	41.078	7869	7884	7896	BV 2	7219	268846	0.01	0.002
186=	186	44.3	8484	8503	8518	PV 2	12011	468849	0.01	0.003
187=	187	47.64	9131	9146	9168	PV 8	15107	761949	0.01	0.005

从什么的excel表看出amount相加总量为136.63%，并不是100%或其它例子的小于100%。
只是为什么呢?原来Amdis的一些结果是假的，例如下面同一个时间的解卷积结果有两个，可能重复进行计算了。

Name

Width

Purity

Model

Min. Abund.

Amount

??? SABINENHYDRAT, TRANS-	11.8149	>2 scans	0.42%	90 m/z	1.00%	0.004080%
?? NAPHTHOL, DECAHYDRO- P.2	11.9803	>16 scans	7.20%	94 m/z (93)	0.06%	0.518000%
LINALOOL	11.9803	>16 scans	98%	94 m/z	0.01%	6.860000%
LINALOOL	11.9896	>12 scans	99%	42 m/z	0.01%	5.350000%
??? ACETOMARANE	11.9896	>12 scans	3.40%	42 m/z (93)	0.20%	0.194000%
LINALOOL	11.9954	>13 scans	96%	TIC	0.01%	6.010000%
LINALYLACETAT	11.9959	>13 scans	69%	93 m/z (71)	0.01%	4.460000%
LINALOOL	11.9959	>13 scans	97%	93 m/z	0.01%	6.000000%
?? OXIRAN, TRANS-2-FORMYL-3-HEPTYL-	11.9974	>13 scans	28%	71 m/z (93)	0.01%	1.660000%
LINALOOL	11.9974	>13 scans	98%	71 m/z	0.01%	5.640000%

这个样品是薰衣草油，主成分为linalool和Linalyl acetate。看看Linalool情况。
在TIC上面，含量为30.028%，保留时间为11.991分钟，扫描范围：2199-2294，即Amdis的2255—291段，这一段的总毛含量为36.696%，扣除重复保留时间的假峰不确定峰后结果为29.890%，和TIC的30.028%有点接近。
还有小成分和linalyl acetate的分析，下次再探讨。
可以看出Amdis定量是一种参考，在某种情况，例如拆分共流峰的比例还不错，但有些情况下就不是很准确了或者需要更细致的工作，可能是比较难的。如果需要准确定量，在得到解卷积结果后，可以考虑使用提取离子或SIM等方法来定量。