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基于 Orbitrap 技术的全新GC-MS具有超高分辨率和亚...(二)

2020.5.18

获得精确而稳定的质量数可以大大提高化合物识别和元素组分归属的可靠性。如果测量质量数的精度很高,则可归属到已知化合物的分子式数量会明显减少。图 2 中显示了精确质量数测量和候选分子式数量之间的关系。其中,一个 50 ppm 质量数精度窗口生成(从预选的 C、H、O、N 和 Cl 数量)147 个对应测量质量数 m/z 314.00940 的候选分子式。

 

作为对比,< 1 ppm 的质量数精度窗口只为该质量数给出两个可能的元素组成。为了进一步区分这两个分子式,可以比较测量每个候选分子式的理论同位素分布和测量同位素分布。

 

如图 2 所示,很明显看出分辨率和质量数精度的内在联系,使用足够分辨率可以将目标离子从背景干扰中分离出来,这对于准确测定目标化合物的质量数非常关键。

 

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图 2. 质量数精度对于测定质量数 m/z 314.00940(在 60k FWHM 分辨率下测量)的候选分子式数量(从插入表格中显示的选中化学元素生成)的影响。即使采用 1 ppm 质量数精度,也会为测定质量数给出两个候选分子式。在此情况下,同位素分布比较(测量 VS 理论)可以用于淘汰候选分子式(左下)并确认最匹配的化学组成(右下)。

 

在实验中,可观察到60,000 FWHM(m/z 200)或更高分辨率下,不同农残化合物的质量数差值小于 1 ppm。作为对比,对于接近和低于30,000 FWHM(m/z 200)的分辨率,测量结果具有更大的质量数误差。这些误差是源自化学背景离子对目标离子的干扰(图 3)。

 

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图 3. 加标 10 ng/g 农药的韭菜样品中,分辨率(m/z 200 下)对于氯苯胺灵、腐霉利和异丙二酮测量质量数精度的影响。高于 30k 的分辨率可以将这些农药和干扰基质离子完全分开,提供小于 1 ppm 的质量数精度。

 

为整个峰形提供稳定的亚 ppm 质量数精度

在整个色谱峰范围内,从峰起点扫描到峰顶点扫描,Q Exactive GC 系统都可提供 < 1 ppm 的常规稳定质量数精度(内标校正)。

 

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图 4. 以 小于0.5(RMS)的质量数精度(扫描与扫描之间),识别了胡萝卜样品中 10 ng/g 的联苯(C12H10)。在 60k(FWHM,m/z 200)分辨率下以大于 18 个扫描/峰(峰宽 4 s)的速度采集数据。

 

另外,在复杂基质样品中,在不同目标浓度下获得精确的质量数测量(图 5)。

 

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