思想领袖

将质谱分析中的环境电离技术引入世界

洞察从工业埃德仙人掌主要产品经理水公司

在这次采访中,AZOM在Waters主体产品经理Azom讨论了Waters,关于工作水域,在质谱中的环境电离和这种创新的可能性。

您可以首先让我们的读者简要介绍水域公司及其工作吗?

沃特斯公司是世界领先的专业测量公司。他们开创了色谱、质谱和热分析技术,为生命、材料和食品科学服务了60多年。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

Waters在全球拥有超过7,000名员工,直接在35个国家,拥有15个制造设施。Waters致力于客户的成功和启用促进人类健康和福祉的解决方案。

目前环境电离的应用有多广泛?实施这种方法的挑战有哪些?

环境电离与其他技术相比,与其他技术相比,这是一个具有很多兴趣的地区,与其他技术相比,如LCMS或GCM。目前有几种环境直接电离技术,这是一个丰富而广泛的研究区。

科学家们总是希望改善其他光谱技术未能解决的问题。这是许多兴趣领域的情况,包括粮食安全,取证,化学制造和药品。

这种持续的改进意味着环境电离技术通常是定制的,由世界各地的个人研究团队建造,并量身定制,以适应他们现有的MS仪器。

虽然这种级别的定制使定制解决方案成为各自应用的理想选择,但其有限的适用性意味着许多技术仍与基于研究的环境相联系,并没有出现在更主流的使用中。

一些技术已经被MS仪器制造商或独立公司商业化。这些技术比前面提到的实验技术得到了更广泛的应用。

然而,即使是这些技术在应用和暴露方面也会受到限制,因为它们是为适应一系列现有产品而设计的。由于操作的复杂性和相对较高的MS基础设备价格,这可能会给采用带来障碍。

弧度ASAP仪器开发背后的关键动机之一是降低采用环境电离技术的障碍,并实现这种类型的技术的更加主流。

将质谱分析中的环境电离技术引入世界

图片信用:Waters Corporation

环境电离技术的优点和挑战是什么?

ASAP(大气压固体分析探针)作为一种电离技术有几个优点。它是一种快速和通用的方法,适合于快速分析,对样品制备的要求很低。

电离过程本质上类似于APCI,它与许多不同类型的样品和分析物兼容。由于不涉及色谱,所以对昂贵溶剂的使用和处理的需求也很小。

然而,传统的ASAP并不是一种完美的分析技术。通常需要在仪器顶部安装一个垂直或接近垂直的探头。这在不可能物理地到达工作台上的探针的环境中提出了挑战。

清洗ASAP消耗品通常需要在高温下烘烤,这可能是一个复杂的过程,用户必须手动改变气体流量和温度,以优化消耗品的清洗,然后重新设置到最佳条件,以便之后进行分析。

尽快有几种不同的实现,但大多数都不会在物理上导致消费者进入源。因此,存在污染具有样品的源表面的风险,因此引入了对后续分析的需要。

由于ASAP技术通常是与现有的混合使用技术一起使用的附加外接设备,工作流需要对底层技术的大量知识,才能从系统中获得最佳效果。这种陡峭的学习曲线意味着只有部分所需的功能是可以实现的;例如,温度升高的方法可能缺乏灵活性。

如何制定弧度ASAP仪器以满足这些挑战?

我们看了一系列的实现和asap电离固有的益处和挑战。然后我们看看我们如何实现对系统硬件和软件的设计的改变,以提高功能。

RADIAN的名字是基于快速直接分析的缩写,这总结了仪器的设计目的。ASAP(也被称为大气压固体分析探针)是我们用来生成离子和进行质量分析的技术。它还可以分析液体样品,溶液,泥浆,甚至非均相混合物。

该系统基于经过验证和强大的技术。ASAP电离本身由Chuck Mcewen及其集团于2005年左右开发。从那时起,它通过多个供应商和类型的质谱技术享有广泛使用,包括我们自己的通用离子源。

对于RADIAN仪器,我们重新设计了ASAP源,加入了一个水平装样机,这不仅使它更容易使用,而且更适合典型的取样和分析工作流程。

群众分析仪基于2013年在水QDA中首选的紧凑型格式,单个四极技术,以来已以来以来以自达数以千计的客户实验室使用。

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图片信用:Waters Corporation

我们将这两种技术结合在一起,并对设计进行了改进,使RADIAN能够尽快提供一种独立、紧凑、坚固和易于使用的仪器,从而实现对固体、液体和溶液的快速、低成本的单样品分析。

硬件设计由先进的信息学工具支持,如LiveID™,旨在提供快速和轻松的结果,只需很少的培训和质谱知识。

您能给我们的读者一个弧度ASAP标准工作流程的概述吗?

ASAP上的采样和样品介绍的整体工作流程可以分为四个简单的步骤。

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图片信用:Waters Corporation

第一步是清洁毛细血管以去除可能已从包装中拾取的任何背景材料,或者从如何处理毛细管。为此,只需将毛细管加载到系统中并使用软件中的专用烘烤按钮。

这将自动将毛细管加热到600°C,持续1分钟,增加气体流量并提高电晕电流,以去除任何可能导致分析中背景离子的污染物。

第二步是将样品加载到干净的毛细管上。有几种方法可以做到这一点;如果样品是液体或溶液,你可以用移液管将已知量的样品移到玻璃毛细管的末端,而它还在装填器中,或者你可以简单地将毛细管的末端浸入样品中,使用毛细管固定器来处理它。

如果样品是固体,你可以触摸固体表面的毛细管(注意不要使它超载),或者你可以将少量的固体样品溶解在溶剂中,然后对液体样品使用两种方法中的一种。

一旦样品放在毛细管上,就可以将固定器和毛细管放入仪器前面的装载机中。这第三步将自动启动收购。

该仪器将在软件的指令(书面或通过仪器前面的LED上写)之前获取背景频谱将提示用户将样品装载机(将毛细管和样品保持)推入仪器。如果设置了温度斜坡或阶梯温度曲线,则将样品推入仪器时自动启动。

第四步,也是最后一步,是获得结果。LiveID软件允许用户将样本与库或统计模型进行实时匹配,根据用户的工作流程,在分析运行时提供库匹配或样本分类。

有些用户选择使用自动数据处理,使用像OpenlyNX这样的包来处理质量确认工作流程或IONLynx以基于比率分析或使用内标进行半定量方法生成自动报告。

您是否可以提供一些关于ASAP电离技术如何工作的详细信息?

源几何图形弧度尽快对于具有质谱技术的先验知识,将熟悉那些。在引入加热的氮气流之前,使用从仪器前部的一次性玻璃毛细管将样品引入源。

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这有两个目的;首先,它为玻璃毛细管提供热源以使样品挥发。其次,它在电晕放电销周围的区域中产生氮等离子体,这是电离的主要机理之一的基础。

氮血浆间接地从挥发的分子间接地产生离子,然后将其被引导到仪器中并基于在检测和转化为质谱之前基于不同的质量 - 电荷比分选。

有哪些数据分析选项可与弧度尽快使用?

一旦质谱产生,就有几种处理和查看数据的方法。选择很大程度上取决于用户想从他们的分析中寻找什么。

MassLynx是提供仪器控制和基本数据采集的标准数据包。它具有开发方法、查看和分析数据的标准工具。这对于反应监测之类的应用程序很有用,因为用户可能正在寻找一种快速的方法来确认反应进程。

MassLynx包括OpenlyNX处理功能,允许用户以简单的浏览器格式自动生成质量确认报告和查看数据。

对半定量分析或比率分析感兴趣的用户应该看看IonLynx,这是一个处理非色谱数据并以易于使用和信息丰富的格式显示结果的优秀工具。这对于化学制剂监控等应用非常有用。

LiveID软件支持实时库匹配和实时化学计量建模工作流程。

在LiveID中,库匹配和模型构建工作流程之间的关键区别是什么?

图书馆匹配和模型构建工作流似乎具有类似的用途,但他们确实问了不同的不同问题。

多元统计建模方法通常用于回答问题,“这些样本是否类似于我的黄金标准,或者它们是不同的?”

这是理想的应用,如监测食品欺诈,查看掺假或真实性研究。这种方法要求用户使用已知的真实样本构建一个统计模型,以便LiveID将该数据与新样本进行比较,以识别显著差异。

另一方面,库匹配则询问预定义库中的任何化合物是否包含在未知样本中。这两种工作流程的差异非常细微,但库匹配是一种非常有用的方法,可以快速对检获药物进行分类,以便进行法医分析。

包含50个包含50个最常见的滥用药物的标准库可用于弧度。这可免费下载。

弧度ASAP的一些典型用途是什么,它的设计如何有利于这些应用?

弧度ASAP包括一个重新设计的样品引入系统,以加载消耗品到源代码的工作台高度,这意味着它是可以访问的每个人。在软件中也有一个专用的单按钮来烘烤和清洁新的毛细血管,用气体冲洗源体积,并保持电晕针清洁。

该仪器的特点是机械引导样品进入源和自动样品门,确保样品永远不会直接接触源中的表面。这使背景降到最低,并减少了清洁要求。

弧度ASAP还使用户能够定义适合于分析样本的温度斜坡的能力以及正在执行的分析类型。

一个直观和直接的样本插入工作流指导用户通过整个分析过程。

使用弧度ASAP和LINIDID的实时图书馆匹配是简化缉获材料的快速分流的工作流程,包括滥用药物。欧洲杯足球竞彩该软件的默认库包含50个最常见的滥用药物,并且LiveID使用户能够将未知样本与库中的组件匹配。

通过在四个不同的锥形电压下同时获取数据的方法进行分析。在最低电压下获取的光谱通常显示来自完整的感兴趣物种的离子。随着电压的增加,较高水平的碎片变得明显,基本上产生四个光谱指纹,其指示被分析的物种。这提供了比单个质谱更大的特异性。

LiveID将从RADIAN获得的数据与库进行实时匹配,在每个锥体电压下寻找光谱指纹匹配。这将返回1000的匹配分数,接近1000的分数表示可能存在化合物,较低的分数表示不可能存在感兴趣的化合物。

将样品插入仪器后,此结果仅显示。这种高速分析允许快速多次采集相同的样​​本以满足认证。结果可以存储为需要的PDF文件。

我们还在使用LiveID中提供的多变量统计建模工作流程来查看在食品真实性和掺假中使用弧度。

为了提供更具体的例子,我们最近看着干牛至与其他污染物如橄榄叶的掺假掺假。

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图片信用:Waters Corporation

为了确保类似对类似的分析,使用甲醇进行简单的溶剂萃取,并在分析前将所得萃取物用毛细管浸渍以加载样品。使用LiveID对统计模型进行实时样本分类。

为了生成这个模型,我们在两天内以随机顺序对35个真实牛至样本和18个真实橄榄叶样本进行了两次技术复制,并使用这些数据生成了一个PCA/LDA模型。

这提供了两组之间良好的分离,这是基于三个主成分,占数据方差的96%以上。然后用各种掺假物对模型进行测试,以模拟预期的欺诈场景。

使用浸渍或移液样品介绍技术,在四种不同的分析师中的一个中,在四种不同的仪器中的一个中进行随机选择七种正宗的牛至和两种橄榄叶样品。在所有情况下,LiveID软件以100%的置信度得分返回正确的分类。

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使用温度斜坡与弧度ASAP仪器有哪些好处?

几种类型的温度斜坡可以应用与弧度尽快。这些方法中最简单的是等温法,它可以根据分析物进行优化。还可以选择执行温度步进方法和弹道温度梯度,这两种方法都可以用于不同类型的样品。

阶梯式温度爬升可用于帮助解旋复杂样品类型,如油或聚合物配方。这些通常倾向于在热解吸剖面上产生几个峰或台阶。它也是一个非常有用的工具,用于方法发展,并可以帮助确定最佳温度的等温工作。

由于所涉及的不同温度步骤,步进温度方法比其等温等同物略较长。另一替代方案是弹性温度斜坡,由此温度从低到高凝固速度迅速增加,以快速挥发样品中的组分。

这种方法在热剖面上产生的分离更少,但它确实受益于比全步骤方法更快的采集时间。

使用温度斜坡与实时数据采集耦合允许用户在一系列场景中监控反应;例如,在加速稳定性测试或降解监测等应用中寻找样本的降解标记。

温度升温也可用于反应优化,其中需要多种分析物来评估各种不同条件下的化学反应的进展 - 可以使用温度斜坡特征来优化这种情况下的分析。

一旦优化,该方法非常快速,非常容易运行,可以根据反应进度快速决策。

在制药行业内还有这种类型的分析,反应监测是新药候选人合成的关键步骤。其他常见的温度升高应用包括原材料的质量测试,分析时间或水分敏感成分或净化级分的分析。欧洲杯足球竞彩

从总离子色谱图的简单提取光谱显示反应的状态,随后分析显示反应随时间的进展。

尽管提供了一个简单的温度斜坡工作流程,但随着反应的进展,散发器提供信息丰富的标称质量数据。该信息还包括产品和反应物的相对强度,以及所产生的任何杂质或降解剂的标称质量数据。

在产品开发,新应用和市场方面,adaian的接下来是什么?

当前弧度尽快产品是一个独立的,占地面积小,易用的直接分析系统。我们基于稳健的技术开发了这个系统,并重新设计了硬件和软件,既简化了工作流程,又为环境电离技术提供了额外的功能。

LiveID产品库的匹配功能对于该仪器来说是全新的,我们仍然可以访问多元统计建模工作流。

这些系统结合起来可以提供优秀的实时数据结果,对于希望自己集成数据的用户,或者希望使用更多自动化选项生成大量确认、工作流比率分析或半定量分析报告的用户,可以使用替代的数据处理选项。

我们继续提出关于我们在未来的这种仪器以及其他应用可能从直接分析中受益的问题的问题。弧度asap在使环境电离技术更加接近,但我们可以做更多的事情。

在很大程度上,我们下一步将把仪器带到哪里取决于人们想在哪里使用这项技术。

例如,用户是否希望将该仪器带出实验室,出于什么目的?我们是否需要进一步自动化它,以减少人工干预?有没有不同的或更合适的电离技术或技术,我们可以利用,以提供更好的结果,在不同的情况下?我们是否可以开始将其他质谱或分析技术纳入现有的工作流程,以提供更好和更容易获得的结果?

作为一个制造商,我们可以开始回答其中的一些问题,但我认为这些答案必须来自用户,他们对这项技术的使用和未来的想法和反馈。这种用户输入将推动我们前进,并确保我们继续生产对许多不同行业有用的仪器。

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对应聘者

Ed自2001年以来一直在Waters工作,担任多种职位,包括LC/MS应用专家、药品营销和产品管理。他目前负责基于四极杆的质量检测技术,包括RADIAN ASAP, ACQUITY QDa Detector, SQ Detector 2,作为质谱的主要产品经理。

在进入Waters之前,他曾在英国Zeneca Specialties和Avecia担任分析化学家,并获得了英国曼彻斯特U.M.I.S.T.的分析化学MChem学位。

此信息已采购,审查和调整水域公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息,请访问水公司。

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  • 哈佛大学

    水公司。2021。将质谱分析中的环境电离技术引入世界.viewed September 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20665。

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