ANALYSIS OF AROMA OILS BY ONE-DIMENSIONAL AND TWO- DIMENSIONAL GAS CHROMATOGRAPHY AND MASS SPECTROMETRY
Prezentace | 2024 | JEOL | MDCWInstrumentace
Aroma oleje představují komplexní kombinace desítek až stovek těkavých sloučenin, jejichž detailní rozbor je klíčový pro potravinářský, kosmetický a farmaceutický průmysl. V praxi umožňuje analýza kvality, detekci nečistot a sledování stability výrobků. Jednorozměrná a dvourozměrná plynová chromatografie kombinovaná s hmotnostní spektrometrií poskytuje komplementární informace o struktuře a koncentraci jednotlivých složek.
Studie se zaměřila na porovnání výkonnosti jednorozměrných GC–MS metod (Q1600GC UltraQuad SQ-Zeta) a vysokorozlišujícího GC–HRTOFMS v jednorozměrném a dvourozměrném (GC×GC) režimu (AccuTOF GC-Alpha). Analýza proběhla na vybraných esenciálních olejích (máta peprmintová, máta klasnatá, levandule, citron, pomeranč), přičemž hlavním cílem bylo odhalit rozdíly ve složení starých a čerstvých vzorků a demonstrovat schopnost dekonvolučních algoritmů detekovat i minoritní složky.
Jednorozměrné GC–MS s chromatografickou dekonvolucí identifikovalo přes 495 reprodukovatelných píků ve dvou vzorcích máty peprmintové a prokázalo rozdíly ve složení například u eucalyptolu a eugenolu. GC×GC-HRTOFMS umožnilo vizualizovat 2D chromatogramy a odlišit souběžně eluující sloučeniny, které se 1D metodou maskovaly. Analýza principal components (PCA) potvrdila vyšší relativní zastoupení klíčových aromatických složek ve čerstvých vzorcích. U citronového oleje GC×GC odhalilo dva izomerické furanokumariny se stejným 1D indexem, které 1D HRTOFMS nerozlišilo. Vzájemné srovnání metod ukázalo, že dekonvoluční přístup jednoho rozměru je rychlý a efektivní pro stopové rozdíly, zatímco dvourozměrná separace zajišťuje nejúplnější rozlišení v případě silně komplexních směsí.
Využití umělé inteligence a hybridních hledacích algoritmů pro strukturovou predikci neznámých látek se bude dále rozšiřovat. Integrace databází přírodních produktů a pokročilá vizualizace 2D dat usnadní analýzu vysoce komplexních matric, jako jsou petrochemikálie či rostlinné extrakty. Rozvoj modulárních instrumentů umožní rychlou výměnu iontových zdrojů a adaptaci na nové analytické výzvy.
Kombinace 1D a 2D plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií přináší synergický efekt: rychlost a dekonvoluční přesnost jednorozměrné metody doplňuje nejvyšší rozlišení GC×GC-HRTOFMS. Volba optimálního přístupu závisí na požadavcích analýzy – od rutinního QA/QC po výzkumnou charakterizaci nových aromatických látek. Víceúrovňová kontrola dat pomocí různých ionizačních metod a databází zajišťuje robustní a reprodukovatelné výsledky.
GCxGC, GC/MSD, GC/HRMS, GC/TOF, GC/SQ
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceJEOL
Souhrn
Význam tématu
Aroma oleje představují komplexní kombinace desítek až stovek těkavých sloučenin, jejichž detailní rozbor je klíčový pro potravinářský, kosmetický a farmaceutický průmysl. V praxi umožňuje analýza kvality, detekci nečistot a sledování stability výrobků. Jednorozměrná a dvourozměrná plynová chromatografie kombinovaná s hmotnostní spektrometrií poskytuje komplementární informace o struktuře a koncentraci jednotlivých složek.
Cíle a přehled studie
Studie se zaměřila na porovnání výkonnosti jednorozměrných GC–MS metod (Q1600GC UltraQuad SQ-Zeta) a vysokorozlišujícího GC–HRTOFMS v jednorozměrném a dvourozměrném (GC×GC) režimu (AccuTOF GC-Alpha). Analýza proběhla na vybraných esenciálních olejích (máta peprmintová, máta klasnatá, levandule, citron, pomeranč), přičemž hlavním cílem bylo odhalit rozdíly ve složení starých a čerstvých vzorků a demonstrovat schopnost dekonvolučních algoritmů detekovat i minoritní složky.
Použitá metodika a instrumentace
- Q1600GC UltraQuad SQ-Zeta GC–MS (EI, CI)
- TQ2000GC AccuTOF GC-Alpha GC–HRTOFMS a GC×GC-HRTOFMS (EI, CI, FI)
- Ionizační techniky: elektronová (EI), chemická (CI), fotoionizace (PI) a poliová (FI)
- Software: JEOL msPrimo, msAxel; dekonvoluce msFineAnalysis iQ/AI; GC×GC analýza v GC Image a AnalyzerPro XD
- Kolony a podmínky: Agilent 8890 GC se 30 m DB5-MS; modulátor Zoex ZX-2 s periodou 8 s; split injekce (100:1 až 200:1); program teploty od 50 °C do 300 °C
- Vzorky: čerstvé a >35 let staré oleje máty peprmintové, klasnaté a levandulové; citronový a pomerančový olej
Hlavní výsledky a diskuse
Jednorozměrné GC–MS s chromatografickou dekonvolucí identifikovalo přes 495 reprodukovatelných píků ve dvou vzorcích máty peprmintové a prokázalo rozdíly ve složení například u eucalyptolu a eugenolu. GC×GC-HRTOFMS umožnilo vizualizovat 2D chromatogramy a odlišit souběžně eluující sloučeniny, které se 1D metodou maskovaly. Analýza principal components (PCA) potvrdila vyšší relativní zastoupení klíčových aromatických složek ve čerstvých vzorcích. U citronového oleje GC×GC odhalilo dva izomerické furanokumariny se stejným 1D indexem, které 1D HRTOFMS nerozlišilo. Vzájemné srovnání metod ukázalo, že dekonvoluční přístup jednoho rozměru je rychlý a efektivní pro stopové rozdíly, zatímco dvourozměrná separace zajišťuje nejúplnější rozlišení v případě silně komplexních směsí.
Přínosy a praktické využití metody
- Zvýšená citlivost a selektivita při detekci stopových komponent
- Rychlá kontrola kvality a porovnávání stejných vzorků různých stáří
- Minimalizace chyb způsobených překryvem píků díky chromatografické dekonvoluci a 2D separaci
- Kompatibilita s rozsáhlými databázemi NIST, Wiley, KNapSacK pro strukturální identifikaci
- Možnost volby tvrdé či měkké ionizace pro komplexní charakterizaci molekul
Budoucí trendy a možnosti využití
Využití umělé inteligence a hybridních hledacích algoritmů pro strukturovou predikci neznámých látek se bude dále rozšiřovat. Integrace databází přírodních produktů a pokročilá vizualizace 2D dat usnadní analýzu vysoce komplexních matric, jako jsou petrochemikálie či rostlinné extrakty. Rozvoj modulárních instrumentů umožní rychlou výměnu iontových zdrojů a adaptaci na nové analytické výzvy.
Závěr
Kombinace 1D a 2D plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií přináší synergický efekt: rychlost a dekonvoluční přesnost jednorozměrné metody doplňuje nejvyšší rozlišení GC×GC-HRTOFMS. Volba optimálního přístupu závisí na požadavcích analýzy – od rutinního QA/QC po výzkumnou charakterizaci nových aromatických látek. Víceúrovňová kontrola dat pomocí různých ionizačních metod a databází zajišťuje robustní a reprodukovatelné výsledky.
Reference
- NIST23 hlavní a doplňkové knihovny
- Wiley Food, Flavors, Fragrances and Related Compounds
- Databáze KNapSacK pro přírodní produkty
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Pyrolysis and GC×GC-MS. A hot topic!
2025|Agilent Technologies|Prezentace
Pyrolysis and GC×GC-MS. A hot topic! MDCW 2025, Liège Robert (Chip) Cody AccuTOF GC-Alpha in our lab JEOL accessories • EI/CI/PI combination ion source • EI/FI/FD combination ion source • Direct insertion probe • Escrime quantitative analysis software • msFineAnalysis…
Klíčová slova
pyrolysis, pyrolysisgcxgc, gcxgcsepsolve, sepsolvepolyethylene, polyethylenejeol, jeoloxidized, oxidizedldpe, ldpemsfineanalysis, msfineanalysisdatabase, databasebiodegradation, biodegradationwaxes, waxeslab, laboxidation, oxidationsoftware, softwarefrontier
The Multidimensional Chromatography Workshop 2025 Development of Unknown Compounds Analysis Method combining High-Resolution Mass Spectrometry, Soft Ionization Technique and AI Technology for Comprehensive 2-Dimensional Gas Chromatography JEOL Ltd. MS Business Unit, MS Application Group Masaaki Ubukata, Ph. D. Outlines •…
Klíčová slova
formula, formulagcxgc, gcxgcmolecular, molecularsoft, softstructure, structureanalysis, analysisnist, nistmass, massqualitative, qualitativepredicted, predictedspectrum, spectrumlibrary, libraryunknown, unknownstructural, structuralsearch
AccuTOF GC series Applications Notebook
2016|Agilent Technologies|Aplikace
s High Performance Gas Chromatograph Time-of-Flight Mass Spectrometer AccuTOF GC series Applications Notebook Edition April 2016 AccuTOF GC series Applications Notebook Edition April 2016 Table of Contents Introduction ................................................................................................................. 1 New Gas Chromatography / High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometer JMS-T200GC…
Klíčová slova
accutof, accutofjeol, jeolmass, masstofms, tofmsspectrometry, spectrometryion, ionsheet, sheettips, tipsbusiness, businessgroup, groupionization, ionizationgcx, gcxセンター, センターdata, datafield
Scientific / Metrology Instruments High Performance Gas Chromatograph - Time-of-Flight Mass Spectrometer Comprehensive 2D GC coupled with JEOL GC-HRTOFMS: GCxGC Applications Gas Chromatograph-High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometer: JMS-T200GC Petroleum Chemical and Material Science | Environmental | Flavor, Fragrance and Pharmaceutical…
Klíčová slova
gcxgc, gcxgcmass, massnist, nisturushiols, urushiolslibrary, libraryanalysis, analysisgcx, gcxcyclic, cyclicionization, ionizationion, ionmolecular, molecularpetroleum, petroleummonoterpene, monoterpenehydrocarbon, hydrocarboncombination