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[我爱学习]Amdis解卷积软件初步应用(13)----难分离共流峰处理实例2

气质联用(GCMS)

  • Amdis解卷积软件初步应用(13)----难分离共流峰处理实例2
    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。
    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)(National Institute ofStandards 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。)

    (13)----难分离共流峰处理实例2

    1、例子的初步分析
    在前面(Amdis解卷积软件初步应用(12)----难分离共流峰处理实例的例子1)中的例子,虽然两种化合物几乎合在一起,但一个是醇(香叶醇),一个是酸(己酸),两者的主要离子差别大,比较明显。下面看看另外一个例子,是在非极性柱子-5MS上面橙花醇(Nerol)和香茅醇(Citronellol)两个化合物也是几乎完全重合在一起,且大的主要离子一样。

    这张图的16.787min峰,表面上也是一个单个峰,点击峰顶。


    工作站检索后无法得到好的匹配和结果:


    在峰的两侧不同区域试着检索。在左侧点16.757min:


    检索为Nerol, 但最高匹配度仅为72,这是因为峰的纯度不高,夹杂别的成分而影响检索的匹配度。


    在右侧点16.809min:


    检索为Citronellol, 最高匹配度也为72,这是因为峰的纯度不高,夹杂别的Nerol而影响检索的匹配度:


    虽然两侧的匹配度都是72,但还是比较幸运的了,两个成分都看到了。但定量是比较难办了。

    ***************************************************************************************

    2、选择和提取相关离子
    下面对比Nerol和Citronellol的质谱图:


    可以看出,两者共有的(比较大)离子为m/z41,55,69等。有差别离子(比较小)如下:
    Nerol: m/z 82 93 111 121 136 154
    Citronellol m/z84 95 109 123 138 156
    进行提取m/z 41,69 ,93,95,121,123离子如下:


    发现前面是Nerol,后面是Citronellol,但相互包裹,“爱”在一起,比较难以扣除对方来检索。

    ********************************************************************************************************************

    3、纯度分析估计
    再利用安捷伦工作站的峰纯度分析看看:


    可以看到,和前面提取离子图的Nerol和Citronellol的离子轮廓差不多。
    工作站纯度分析结果:
    Peak 2
    Ret time 16,79
    Components 2
    Scan ion ion
    1 2896.2 93 39
    2 2897.4 69 41
    3 2898.3 81 82
    可能有2个组分。

    ***************************************************************************************************************

    4、初步定量
    看看怎样定量合适?
    观察前面的两者离子,看到Nerol的m/z 93和Citronellol的m/z 95的丰度差不多。提取这两个离子。


    并手动积分,m/z 93离子的峰面积约为2449526,m/z为2336980,两者大致比例为1:1(1:0.954)。可以作为定量比例的参考。当然这个只是粗略的估算。如果要较为准确的计算,还需要用这两个离子或其它特征离子来做标准校正曲线来测定。

    *********************************************************************************************************************************

    5、Amdis解卷积定性定量
    运行Amdis(注:Amdis参数:Resolution: Medium; Sensitivity:low; Shaperequirements: Medium。):


    从结果看有Nerol,Geraniol和Citronellol。有Geraniol的原因是因为Nerol和Geraniol互为异构体,且离子几乎一样,所以把Nerol认成为Geraniol。仔细观察,点击amdis结果的化合物名称Geraniol,发现第二个就是Nerol,在实际选择时候就应该选择Nerol,而不是Geraniol。当然利用保留指数判断就更容易选择正确的化合物了。
    Amdis的大致定量为:
    时间 名称 amount
    16.7784min Nerol 0.547%
    16.7826min Nerol 0.711%
    16.7857min Nerol 0.808%
    SUM 2.066%
    16.7867 Citronellol 0.833%
    16.7893 Citronellol 0.716%
    16.7914 Citronellol 0.703%
    SUM 2.252%
    Nerol和Citronellol大致比例约为1:1.09。可以作为计算两者的比例的参考。
    相对讲,利用amdis会更方便更容易一些来处理这类复杂共流峰。

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  • symmacros

    第1楼2017/09/27

    应助达人

    欢迎批评指正,谢谢!

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  • GRANT

    第2楼2017/09/27

    应助达人

    图文并茂,娓娓道来,看朱老师好文章

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  • GRANT

    第3楼2017/09/27

    应助达人

    利用工作站和AMDIS分别定量合峰各自含量,操作起来应该是AMDIS方便些,工作站可能会繁琐些,结果相近

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  • lzq168

    第4楼2017/09/28

    应助达人

    先收藏再慢慢消化

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  • symmacros

    第5楼2017/09/28

    应助达人

    有相对自动化的软件要省事一些,方便一些。

    GRANT(fatinsect) 发表:利用工作站和AMDIS分别定量合峰各自含量,操作起来应该是AMDIS方便些,工作站可能会繁琐些,结果相近

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  • symmacros

    第6楼2017/09/28

    应助达人

    多谢支持,有什么不足之处请探讨。

    GRANT(fatinsect) 发表:图文并茂,娓娓道来,看朱老师好文章

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  • 花开见我

    第7楼2017/09/28

    我通常是积分后,在两个峰重叠的地方,一分为二。比如93和95离子重叠处,分开。

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  • 牛二

    第8楼2017/09/28

    应助达人

    朱老师;
    AMDIS的大致定量结果,就是那个时间,名称,含量的表格
    是自动出来的吗?

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  • GRANT

    第9楼2017/09/28

    应助达人

    如果是完全重合的峰,我选择用AMDIS 来分离定量的,按文章中的方法

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  • symmacros

    第10楼2017/09/28

    应助达人

    也是个简单的好办法,结果大致差不多。

    花开见我(cai008) 发表:我通常是积分后,在两个峰重叠的地方,一分为二。比如93和95离子重叠处,分开。

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