Automated Screening of GC-TOFMS Chromatograms with Specific Detection for Chlorine, Bromine, and Sulfur Containing Compounds

Aplikace | 2008 | LECOInstrumentace
GCxGC, GC/MSD, GC/TOF
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
LECO

Význam tématu


Automatizované vyhledávání vhodných masových spekter podle charakteristických izotopových vzorců výrazně rozšiřuje možnosti selektivní detekce analytických systémů GCxGC-TOFMS. Díky identifikaci sloučenin obsahujících chlor, brom a síru lze rychle zaměřit pozornost na cílové třídy látek v komplexních matricích (např. environmentální vzorky, potraviny, ropné produkty nebo citrusové oleje). Tato metoda zkracuje čas nutný pro manuální prohlížení velkých tabulek píků a snižuje riziko přehlédnutí neznámých kontaminantů mimo dostupné knihovny spekter.

Cíle a přehled studie / článku


Hlavním cílem je demonstrovat použití systému GCxGC-TOFMS s programovatelnými skripty pro automatickou lokalizaci sloučenin obsahujících specifické heteroatomy:
  • chlorované a bromované škodliviny v potravinách a životním prostředí (příklady: PCB, pesticidy),
  • síru obsahující organické sloučeniny v ropných produktech,
  • pesticidy v komplexních esenciálních olejích (citrusové oleje).

Studie zahrnuje retrospektivní analýzu získaných dat, ukazuje principy vyhledávání mateřského iontu a izotopových klastrů a porovnává výsledky s tradiční knihovní identifikací spekter.

Použitá metodika a instrumentace


Metodika:
  • Komplexní chromatografie GCxGC s tepelnou modulací pro ostré druhodimenzionální píky.
  • Detekce TOF-MS při vysoké citlivosti a rychlém snímání plného hmotnostního rozsahu.
  • Skriptování v prostředí ChromaTOF (VBScript) pro automatickou klasifikaci a filtraci spekter podle izotopových poměrů (A, A+2).
  • Detekce mateřského iontu nejvyšší hmotnosti a ověření významného signálu nad šumem (6× směrodatná odchylka).

Instrumentace:
  • GCxGC chromatograf s tepelnou modulací.
  • LECO Pegasus 4D TOF-MS systém.
  • Software ChromaTOF pro dekonvoluci píků, skriptování a klasifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse


1) Chlorované a bromované sloučeniny v environmentálních vzorcích ryb:
  • Původní tabulka >3000 píků redukována na ~90 píků s izotopovými znaky Cl/Br.
  • Identifikovány PCB a další chlorované/pesticidní molekuly, často i izomery.

2) Síra v dieselových vzorcích:
  • Tabulka ~6600 píků filtrována na 530 píků s A+2 poměrem odpovídajícím S.
  • 334 píků potvrdily knihovní záznamy, 151 navíc detekováno pouze podle skriptů.

3) Pesticidy v citrusových olejích:
  • Přes 3000 píků v typické oblasti pesticidů zredukováno na 140 píků se vzorci Cl, Br nebo S.
  • 12 píků potvrzeno jako známé pesticidy nebo jejich degradační produkty (např. chloropyrifos, ronnel, methidathion).
  • Ukázka identifikace neznámých halogenovaných sloučenin na základě částečného shody spektra a retenční doby.

Přínosy a praktické využití metody


  • Výrazné zkrácení doby analýzy a snížení pracovního zatížení operátora díky automatickému filtrování píků.
  • Odhalení sloučenin chybějících v knihovnách spekter.
  • Možnost retrospektivní analýzy plného datového souboru bez nutnosti opětovných měření.
  • Vysoká selektivita detekce na základě izotopových poměrů a šumu pozadí.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšíření skriptovacích funkcí pro jiné heteroatomy (např. fosfor, fluor) a fragmentační vzory.
  • Integrace strojového učení pro predikci neznámých struktur na základě selektivních filtrů.
  • Automatizovaná on-line analýza průmyslových a environmentálních toků pro včasnou detekci kontaminací.
  • Propojení s databázemi toxikologických a ekologických dat pro rychlé vyhodnocení rizik.

Závěr


Propojení GCxGC-TOFMS s programovatelnými skripty poskytuje výkonnou selektivní detekci sloučenin obsahujících chlor, brom a síru v komplexních vzorcích. Tato metodika je efektivní doplněk klasického knihovního vyhledávání a umožňuje jak cílené, tak retrospektivní analýzy s vysokou citlivostí a selektivitou.

Reference


  1. D.C. Hilton, Automated Screening For Hazardous Components in Complex Mixtures Based on Functional Characteristics Identifiable in GCxGC-TOF-MS Data, Current Trends in Mass Spectrometry, červenec 2007, s. 28–34.
  2. J. Cochran, F. Dorman, E. Reiner, T. Kolic, K. MacPherson, GCxGC-TOFMS of PCBs, PittCon 2004.
  3. T. Veriotti, Automated Characterization of a Diesel Sample Using Comprehensive Two-Dimensional GC (GCxGC) and Time-of-Flight Mass Spectrometry (TOF-MS) Detection, LC GC North America, 2004, 22 (part 2 Supp), s. 64.
  4. D.C. Hilton, J. Cochran, T. Veriotti, Analysis of Pesticide Residues in Citrus Oils by GCxGC-TOFMS with Minimal Sample Preparation, PittCon 2006.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Leveraging Cl-H Mass Defect Plots for the Identification of Halogenated Organic Contaminants
Analysis of Pharmaceuticals in Municipal Drinking Water by Gas Chromatography–Time-of-Flight Mass Spectrometry (GC-TOFMS)
The Use of Accurate Mass Peak Filters to Detect and Identify New Disinfection Byproducts in Swimming Pools and Spas
Analysis of Pesticide Residues in Citrus Oils by GCxGC-TOFMS with Minimal Sample Preparation