与Vocus异构体分离离子迁移谱

化学电离质谱仪准确评估在各种环境中挥发性有机化合物的仪器。分析变得模棱两可的化合物时被异构或等压干扰。因为没有明确的测量结构导致了质谱峰的干扰峰鉴别带来不确定性。

这是一个常见的问题在风味和香味化学、个分子式(离子)可能存在于多个异构形式。每个离子是重要的,因为它有助于认为独特风味或香味。图1描述了两种同分异构体的香兰素:水杨酸甲酯,尼泊金甲酯。另一个维度的分离应该陪质谱分离和区分这些同分异构体。

图1所示。水杨酸甲酯的异构结构和methylparaben。图片来源:TOFWERK

离子迁移谱(IMS)是一种方法,可以用在与质谱串联解决不同的同分异构体。IMS区分离子与结构不同旋转平均碰撞截面(即平均分子大小)。

分析物被化学电离辐射电离Vocus IMS-MS之前,碰撞截面隔离产生的离子质量分析。质荷比和交叉部分相关的IMS提供了两个维度。多个异构或等压组件在单个deconvoluted质谱峰。

操作Vocus CI-IMS-TOF

图2描绘了TOFWERK Vocus CI-IMS-TOF示意图。Vocus离子源产生的离子被定向到IMS分离室之前在这个乐器。商会与惰性清除缓冲气体(如氮、氦等)和保持在3 mbar压力。利用技术在太平洋西北国家实验室创建无损的离子处理(瘦),离子先进沿着9米的蜿蜒的道路。¹

弱的电场控制离子运动。离子碰撞截面小经验少摩擦缓冲气体,达到最后的漂移区域速度比大的离子碰撞截面。离子花费的总时间穿越IMS漂移区域被提到IMS漂移时间和相关分子的碰撞截面。

图2。的示意图表示TOFWERK Vocus-IMS-TOF乐器。MS-only和IMS-MS测量都可能显示的蓝色和橙色离子路径,分别。图片来源:TOFWERK

的TOFWERK Vocus CI-IMS-TOF有两种操作模式。第一个模式避免了IMS,只允许用户来完成测量女士(蓝色路径如图2所示)。第二个操作方式使用离子开关直接离子通过IMS(橙色路径如图2所示),生成二维数据从多个异构体或等压线deconvolute贡献。当IMS功能是必需的Vocus CI-IMS-TOF可以很容易地激活。

与离子迁移异构体分离

Vocus IMS分离可以通过分析同分异构体水杨酸甲酯和methylparaben。因为这些化合物具有相同的单一同位素的质量,只有不同芳环上的羟基的位置,他们都在质子转移反应生成相同的质谱峰(PTR)在同一对应的质子化了的化学质量(第153.05位)。

蓝色的痕迹在图3说明了这一点。获取此数据通过抽样水杨酸甲酯和methylparaben空气混合物在MS-only模式在500 ppt浓度(蓝色路径在图2中,蓝色的图3)。这个数据证实的存在至少一个C₈H₈O₃化合物,但没有指定的同分异构体的数量导致了高峰。这是唯一可能的解释。

图3。蓝色跟踪:质谱同时获得抽样500 ppt水杨酸甲酯和500 ppt methylparaben MS-only模式(蓝色路径如图2所示)。橙色跟踪:质谱得到采样相同的水杨酸甲酯/ methylparaben混合物在IMS-mode(橙色路径如图2所示)。灰色的痕迹:显示了橙色的质谱分解的离子迁移维度揭示多个组件在90年第二次收购。图片来源:TOFWERK

单个元素的一个质量峰可以孤立使用IMS模式激活。一旦激活,离子定向到流动区域(橙色路径如图2所示),和一个伪随机序列(复用)应用于离子通道,改变离子信号,为测量漂移时间提供重要的计时信息。由于离子调制,离子损失是可见的在图3中,当对比IMS-MS质谱(橙色跟踪)MS-only质谱(蓝色的痕迹)。

根据门工作周期序列的50%,理论预期是量化50%的离子信号IMS-MS模式与MS-only模式。实验,40%的离子信号评估IMS-MS模式与MS-only模式,这意味着一小部分离子丢失在漂移区域或离子门。

尽管如此,这种离子强度权衡允许代漂移时间分布广泛的质荷比。责任周期增加了多路复用到50%,而在non-multiplexing方法< 1%。图3显示了153.05的漂移时间分布作为一个灰色的痕迹。该跟踪,平均超过90秒,显示从methylparaben水杨酸甲酯的有效隔离。要么物种很容易证实的存在,随着时间的推移和它们的相对浓度可以跟踪。

理解如何年代:N的比例IMS数据恶化浓度低于500 ppt,提供在图3中使用相同的数据集。图4显示了IMS漂移水杨酸甲酯的第一个碳同位素分布(13 c1c7h9o3 + m / Q = 154.05)和methylparaben混合物。

这很重要,因为第一个碳同位素浓度只有8%的预期¹²为每个化合物C父母或40 ppt。除了浓度越低,漂移时间分布必须几乎相同,如图3所示¹²C母公司化合物(灰色的痕迹)。

漂移分布在图4是定性类似于图3中,但是年代:N比率变得明显不利于我们仪器的LOD方法。这意味着分析物浓度低至40 ppt可以隔离和标识使用Vocus CI-IMS-MS乐器,但是需要更长的平均时间。

图4。漂移时间分布的第一个碳同位素(¹³C₁C₇H₉O₃⁺154.05 m / Q)水杨酸甲酯,尼泊金甲酯抽样40 ppt。光谱定性这样显示在图3中,除了降低S: N比率。图片来源:TOFWERK

实时监控的异构体

尽管图3和图4中的数据是平均超过90秒,通常的漂移时间发生在20 - 150毫秒的时间尺度。由于流动分离发生在这样短的时间尺度,异构体的数量可以实时监控。这是重要的监测过程中异构体比例不同时间尺度内< 60秒,这是困难的快速气相色谱(GC)工具来处理。

图5显示了异构体的数量的实时测量的实验结果。水杨酸甲酯溶液注入液体校准系统(LCS)和响应的设备记录。2020欧洲杯下注官网在这个实验中,水杨酸甲酯的早期峰值信号预期,紧随其后的是腐烂的methylparaben洗出来的系统解决方案。最大methylparaben浓度是十亿分之2.5附近运行结束时,水杨酸甲酯注入不再稀释它。

图5的上面板显示三个IMS光谱获得的“快照”在不同的时间在实验和平均超过2.9秒。绿色和红色的点代表水杨酸甲酯和methylparaben质谱峰,分别。这些特性的相对强度随时间而变化,这意味着这两个物种的相对人口变化。

异构体的数量变化可以通过结合个人跟踪IMS综合评估离子电流信号和分裂的面积比。这种技术被用来分析水杨酸甲酯和methylparaben IMS信号;结果底部面板的图5所示。

水杨酸甲酯信号(绿色)迅速增加,直到达到最大的80秒,后减少。后来methylparaben信号(红色)保持低的运行。

图5。底板:时间序列数据为m / Q = 153显示离子电流随着时间的演变(灰色)。IMS维度揭示了瞬态响应的同分异构体水杨酸甲酯(绿色)和methylparaben(红色)。前面板:在三个不同的时间点记录显示了IMS光谱在m / Q = 153时间序列表示的数字1,2,3。IMS光谱都平均2.9秒,清楚显示交换离子methylparaben人口从水杨酸甲酯。图片来源:TOFWERK

灰色的m / Q Th通道包括水杨酸甲酯和methylparaben时间序列数据。这里的信号快速增加,然后稳定下来后~ 70秒。没有明确的迹象表明异构体的数量后改变这一点。沿着时间序列跟踪标签“1”“2”和“3”相关的时间点IMS光谱在顶部面板,隐含的匹配标签。

虽然可能可行的获得气相色谱数据,如图3和图4所示,实时数据如图5所示将繁殖困难。的TOFWERK Vocus CI-IMS-TOF执行异构体分离比GC快得多,这使得一个强大的工具,对于那些需要快速分析异构体分离。

参考

1. https://www.pnnl.gov/available-technologies/structures-lossless-ion-manipulation-slim

这些信息已经采购,审核并改编自TOFWERK提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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