自动漂移校正在质谱分析中的应用

高分辨率质谱仪最重要的特点是能够测量质谱中离子的质量电荷比。当足够的质量精度允许元素公式的独特分配时，分析物的鉴定可以进一步进行。

图1给出了一个例子来说明可能分配的元素成分的数量是如何依赖于该特定仪器和样品的可用测量质量精度的。它清楚地表明，随着质量精度值的降低(即更好)，可能命中的数量会大幅减少，精确分析物分配的选择范围也会缩小。

图1所示。m/z=276.09327的化合物的可能元素组成数与质量误差公差的例子(C_cH_hO_oN_n年代_年代P_pC =1-30, h=1-30, o=0-8, n=0-5, s=0-4, p=0-2)。

质量精度的计算

质量精度通常以毫道尔顿(mDa)或百万分之一(ppm)来测量。质量精度计算可采用以下公式:

马= (M_米- m_t) * 1000 (mDa) (1)
马= ((M_米- m_t) /米_t) * 10⁶(ppm), (2)

其中M_米是测量感兴趣的离子的m/z和m_t基于感兴趣的离子的元素组成理论上计算的m / z。

在图2的例子中，测量值m/z m_米=276.09327为苯并(ghi)苝的质谱中的分子离子。利用色谱- hrt质量计算工具，对C₂₂H₁₂⁺是米_t= 276.09335。根据公式(1)和(2)，计算得到的质量精度分别为-0.08 mDa和-0.29 ppm。

图2。苯并(ghi)苝(C₂₂H₁₁)通过GC-HRT获得。

质量精度误差的来源

质量测量误差可以通过几种来源产生。这些包括质谱计分辨能力;质量校准错误;离子在样品运行期间和运行之间的飞行时间(TOF)漂移;信号饱和导致离子峰值TOF漂移;这就增加了低离子信号中离子峰TOF测量的不确定性。

本文解决了离子TOF漂移问题，并采用漂移自动校正的方法来提高数据的质量精度。

质量校准程序

提供足够的质量校准是实现良好质量精度的第一步。利用标定化合物的质谱中已知离子的信息，进行了质量标定。如图3所示，在这种情况下，化合物是全氟三苯胺(PFTBA, C₁₂F₂₇N)。二阶多项式函数拟合得到的质谱中已知PFTBA离子的TOF - m/z对数据，定义质量校准函数系数C0, C1和C2，如图4所示。

图3。PFTBA电子电离质谱，GC-HRT获得。

图4。绘制m/z vs TOF的校准(PFTBA)离子和拟合数据的二阶多项式曲线。标定函数m/z=f(TOF)由二阶多项式曲线拟合定义。

在开始分析之前，外部质量校准可作为自动化质量校准程序执行。质量校准系数用各自的MS方法存储，并在数据采集过程中自动应用，将离子tfs转换为各自的m/z。

已收集的数据用于内质量标定，它作为数据处理程序的一部分执行。任何已知的离子类型都可以包含在质量校准矩阵中:PFTBA离子、持久背景离子(化学背景、柱出血)和样品离子。

图5中的质量校准表视图详细说明了标准(外部或内部)校准例程的结果。

图5。质量校准表，包括所有报告的校准质量精度值，并检查质量远低于1ppm。

在质谱上进行质量校准程序。然后这些是在一段时间内求和。平均TOF数据用于根据该时段的TOF变化的假设计算质量校准系数。然而，如果由于某种原因在离子的TOF中观察到显着变化（例如，由于质量分析仪中的电气或尺寸变化而在TOF漂移几纳秒），则在数据中获得令人满意的质量精度值（<1ppm）标准质量校准程序将不够。

的TOF校正选项包含在数据处理例程中，以解决这个问题。这可以在收集的数据上执行。该程序对每个光谱进行锁定质量校正，并随数据保存校准校正系数。

自动漂移校正

自动TOF校正提供实时的数据采集与色谱仪软件-自动漂移校正(ADC)^[1]．依赖于光谱中的持续离子峰的存在依赖于该常规 - 来自PFTBA校准物的背景离子和/或离子，其通常与样品共同引入。GC-HRT数据中的出色质量准确性提供ADC，如图6所示。在实时ADC应用期间，Chromatof软件执行以下步骤：

• 生成检测到的m/z的动态列表
• m/z被认为不适合ADC使用的离子峰从离子峰列表中删除。例如饱和、强度过低、m/z过低等。
• 合格离子峰的信号稳定性在一定的周期内进行评估(例如，15个光谱)，其中m/z面积和峰宽变化要求在可接受的范围内
• m/z的初始表被认为是一个参考谱
• 在给定周期后考虑一个新的频谱，软件识别任意m/z校正对。这些是入射光谱和参考光谱的m/z对。
• ADC选择最佳的离子峰对:
  • 优先选择高强度、最稳定区域和最稳定宽度的离子峰
  • ADC最多使用30个离子峰对进行计算
• 为每对离子峰(参考峰和入射峰)生成漂移校正斜率，并计算这些斜率的稳健加权(按面积)平均值。
• 漂移改正量就是得到的平均值
• 校正后的tfs是通过将漂移校正值乘以原始(未过滤)光谱中的tfs来计算的

参考快照使用前一次采集的参考快照进行校正，该参考快照校正了每次采集之间和内部的漂移。

图6。质量精度m/z 218.98501 (PFTBA片段离子，C₄F₉⁺)用ADC OFF(上)和ADC ON(下)在30分钟采集期间测量。

应用自动漂移校正提高质量精度的例子

下面的两个示例说明了ADC实现的重要性。

例1。图7为标准混合物的TIC和m/z=276色谱图。苯并[ghi]二萘嵌苯(C₂₂H₁₂， m/z=276.093352)是这种混合物的一部分。在ADC开启和ADC关闭的情况下，收集PFTBA片段的数据和相应的质量精度图₄F₉⁺m/z=218.985080，如图8所示。在整个运行过程中，PFTBA与样品共同引入。

使用ChromaTOF软件的自动寻峰程序进行了正确的分析物分配，质量精度误差为0.04 ppm，数据由ADC ON采集。用ADC OFF重新采集的样品的数据处理导致了错误的分析物分配:建议的分析物的最小质量误差为0.88 ppm是N4,N4-二甲基-2-(苯基磺酰)-1,4-苯二胺(C₁₄H₁₆N₂O₂S, m/z=276.092700)，而正确的分析物(苯并[ghi]苝)的m/z值为-3.24 ppm(图9)。因此，ADC实现支持减少质量精度误差，并允许正确的分析物分配。

图7。试验混合色谱图:TIC -红色，m/z=276.0934 -绿色。

图8。PFTBA片段C的质量精度图₄F₉⁺在分析试验混合物时ADC ON(上)和ADC OFF(下)。

图9。基于精确质量公式计算的分析物自动分配结果:ADC on(左)正确，ADC OFF(右)错误。

例2。在许多情况下，即使没有ADC实现，GC-HRT硬件仍然可以提供质量精度。这通常被认为对其他供应商来说已经足够好了。飞行时间质谱仪高分辨率．然而，用户对自动报告结果的信心将降低更高的质量误差。

测试混合物色谱图如图10所示，其中m/z=152.0620离子色谱图叠加，对应苊的分子离子(C₁₂H₈)，这是混合物的一部分。自动分析物分配结果(图11)与ADC ON或OFF基本相同——如果可接受的质量误差窗口设置为5ppm，则苊在两组数据中都被正确分配。

然而，如果设置了更窄的质量误差窗口，例如在复杂混合物的分析中推荐2ppm，那么在使用准确的质量标准时，自动峰值分配程序甚至不会将正确的分析物包括在黑名单中。此外，使用高分辨率质谱分析的主要优势因素是可选择采用高质量精度标准来分配分析物。

图10。试验混合色谱图:TIC -红色，m/z=152.0620 -绿色．

图11．基于精确质量公式计算的分析物自动赋值结果:ADC on时的质量误差-0.36 ppm(左)，ADC OFF时的质量误差-4.05 ppm(右)。

概括

在GC-HRT操作过程中实时应用自动漂移校正(ADC)程序，可以显著提高数据的质量准确性，并通过自动数据处理程序提高分析物分配的置信度。

参考

1. 美国专利9153424

此信息已从LECO公司提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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