General Workflow For Confident Identification of Unknown Compounds in Forensic, Petroleum, Food, Environmental, and Biological Materials: The GC-HRT Advantage
Postery | 2014 | LECOInstrumentace
V současném analytickém výzkumu a praxi je častým úkolem identifikace neznámých sloučenin v komplexních matricích jako jsou forenzní stopy, ropné produkty, potraviny, environmentální vzorky nebo biologické tekutiny. Tradiční přístupy často narážejí na omezení v selektivitě, citlivosti a spolehlivosti při odhalování stopových nebo nově syntetizovaných látek. Vysokorozlišovací GC–HR-TOF MS (gas chromatography–high resolution time of flight mass spectrometry) s kombinací elektronové ionizace (EI) a chemické ionizace (CI) představuje pokročilý nástroj, který umožňuje přesnou měření hmotnostních přesností pod 1 ppm a rozlišení až 50 000. Díky tomu je možné získat bohatá data (AIC, XIC, hromadné spektrální informace) z jediného injektu a dosáhnout vysoké míry jistoty při identifikaci neznámých sloučenin.
Cílem předložené studie je představit celkový postup (workflow) pro bezpečnou a opakovatelnou identifikaci neznámých látek v různorodých vzorcích. Autoři demonstrují výhody kombinace EI-HRT a CI-HRT, využití dekonvolučních algoritmů High Resolution Deconvolution™ (HRD™) a analytických nástrojů v prostředí ChromaTOF-HRT a dalších softwarových řešeních pro rychlé vyhledávání v databázích (NIST, Wiley, ChemSpider) a návrh struktur.
Všechna měření byla prováděna na systému Pegasus GC-HRT (LECO Corporation) vybaveném kapalinovou chromatografií pro separaci komplexních směsí. K ionizaci sloužily dvě komplementární techniky:
Studie obsahuje ukázky z pěti aplikačních oblastí:
Navržené workflow nabízí:
Očekávaný další rozvoj zahrnuje:
Prezentované workflow využívající GC–HRT s kombinací EI a CI ionizace společně s pokročilou dekonvolucí a vizualizačními nástroji výrazně zvyšuje spolehlivost a šíři aplikací při identifikaci neznámých sloučenin v nejrůznějších matricech. Díky vynikající hmotnostní přesnosti a komplexitě získaných dat umožňuje cílené, retrospektivní i nekonvenční průzkumy složitých směsí, což nachází široké uplatnění v moderních analytických laboratořích.
GC/MSD, GC/HRMS, GC/TOF
ZaměřeníŽivotní prostředí, Potraviny a zemědělství, Forenzní analýza a toxikologie, Průmysl a chemie, Klinická analýza
VýrobceLECO
Souhrn
Význam tématu
V současném analytickém výzkumu a praxi je častým úkolem identifikace neznámých sloučenin v komplexních matricích jako jsou forenzní stopy, ropné produkty, potraviny, environmentální vzorky nebo biologické tekutiny. Tradiční přístupy často narážejí na omezení v selektivitě, citlivosti a spolehlivosti při odhalování stopových nebo nově syntetizovaných látek. Vysokorozlišovací GC–HR-TOF MS (gas chromatography–high resolution time of flight mass spectrometry) s kombinací elektronové ionizace (EI) a chemické ionizace (CI) představuje pokročilý nástroj, který umožňuje přesnou měření hmotnostních přesností pod 1 ppm a rozlišení až 50 000. Díky tomu je možné získat bohatá data (AIC, XIC, hromadné spektrální informace) z jediného injektu a dosáhnout vysoké míry jistoty při identifikaci neznámých sloučenin.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem předložené studie je představit celkový postup (workflow) pro bezpečnou a opakovatelnou identifikaci neznámých látek v různorodých vzorcích. Autoři demonstrují výhody kombinace EI-HRT a CI-HRT, využití dekonvolučních algoritmů High Resolution Deconvolution™ (HRD™) a analytických nástrojů v prostředí ChromaTOF-HRT a dalších softwarových řešeních pro rychlé vyhledávání v databázích (NIST, Wiley, ChemSpider) a návrh struktur.
Použitá metodika a instrumentace
Všechna měření byla prováděna na systému Pegasus GC-HRT (LECO Corporation) vybaveném kapalinovou chromatografií pro separaci komplexních směsí. K ionizaci sloužily dvě komplementární techniky:
- EI-HRT (electron impact high resolution) pro získání fragmentačních vzorců a porovnání se spektrálními databázemi
- CI-HRT (chemical ionization high resolution) pro potvrzení molekulárních iontů a aduktů
Hlavní výsledky a diskuse
Studie obsahuje ukázky z pěti aplikačních oblastí:
- Forenzní vzorky: odhalení nového syntetického kanabinoidu XLR-11 a jeho izomeru pomocí dekonvoluovaných EI-HRT spekter a potvrzení molekulární hmotnosti CI-HRT.
- Ropné produkty: analýza Nigerian Light Crude Oil s detekcí polyaromatických uhlovodíků a oxygenovaných derivátů; Kendrickovy defektové diagramy umožnily rychlou filtraci a třídění složek.
- Potravinářské extrakty: identifikace plastifikačních látek Kodaflex TXIB a TMPTA v materiálech na potravinové obaly kombinací spektroskopických zápasů a výpočtů vzorců.
- Environmentalní vzorky: charakterizace heterocyklických amidů, nitrilů a dalších dusíkatých sloučenin z odpadních vod biomasových zdrojů, včetně neznámé sloučeniny.
- Biologické matrix: profiling metabolitů v lidské séru (kreatininu, aminokyselin, mastných kyselin) s vysokou přesností měření a potvrzením aduktů CI-HRT.
Přínosy a praktické využití metody
Navržené workflow nabízí:
- Univerzální přístup pro různé analytické disciplíny (forenzie, ropné produkty, potravinářství, životní prostředí, biochemie).
- Vysokou citlivost a selektivitu díky kombinaci EI a CI ionizace.
- Rychlé filtrování komplexních datových sad pomocí dekonvoluce a vizualizačních nástrojů (Kendrickovy defekty, AIC, XIC).
- Snížení chybovosti identifikace prostřednictvím přísné kontroly hmotnostní přesnosti a retrospektivního vyhledávání v databázích.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávaný další rozvoj zahrnuje:
- Integraci strojového učení a umělé inteligence pro automatizované přiřazování struktur.
- Rozšiřování a propojování masových databází a online reaktivních referencí.
- Online coupling s dalšími technikami (např. LC, IMS) pro multidimenzionální separace.
- Miniaturizaci detekčních systémů pro v terénu využitelné přenosné analyzátory.
Závěr
Prezentované workflow využívající GC–HRT s kombinací EI a CI ionizace společně s pokročilou dekonvolucí a vizualizačními nástroji výrazně zvyšuje spolehlivost a šíři aplikací při identifikaci neznámých sloučenin v nejrůznějších matricech. Díky vynikající hmotnostní přesnosti a komplexitě získaných dat umožňuje cílené, retrospektivní i nekonvenční průzkumy složitých směsí, což nachází široké uplatnění v moderních analytických laboratořích.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Characterization of Complex Forensic Samples by Gas Chromatography–High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry
2015|Agilent Technologies|Postery
Characterization of Complex Forensic Samples by Gas Chromatography–High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry John Rorabeck1, David E. Alonso2 and Joe Binkley2 | 1Berrien County Forensic Laboratory, Berrien Springs, MI; 2LECO Corporation, St. Joseph, MI D) Pokeweed (Discovery & Confirmation) A) Marijuana…
Klíčová slova
hrt, hrttms, tmsaic, aicformula, formulappm, ppmexpected, expectedacid, acidname, namecathine, cathineobserved, observedmagic, magicmushrooms, mushroomscathinone, cathinonekhat, khathash
A Workflow for Comprehensive Analysis of Forensic Samples Using Electron and Chemical Ionization High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry
2014|Agilent Technologies|Postery
A Workflow for Comprehensive Analysis of Forensic Samples Using Electron and Chemical Ionization High Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometry David E. Alonso1, Joe Binkley1, and John Rorabeck2 | 1LECO Corporation, St. Joseph, MI; 2Berrien County Forensic Laboratory, Berrien Springs, MI Solvent…
Klíčová slova
hrt, hrttms, tmsaic, aicformula, formulappm, ppmexpected, expectedacid, acidname, namecathine, cathineobserved, observedmagic, magicmushrooms, mushroomscathinone, cathinonekhat, khathash
Comprehensive and Confident Identification of Narcotics, Steroids and Pharmaceuticals in Urine
2014|LECO|Postery
Comprehensive and Confident Identification of Narcotics, Steroids and Pharmaceuticals in Urine David E. Alonso1, Petra Gerhards2, Charles Lyle1 and Joe Binkley1 | 1LECO Corporation, St. Joseph, MI; 2LECO European LSCA Centre, Moenchengladbach, Germany Introduction Experimental Monitoring of patients in hospitals…
Klíčová slova
aic, aichrt, hrtsimilarity, similarityformula, formulappm, ppmquetiapine, quetiapinedrugs, drugsamphetamine, amphetaminename, namecreatinine, creatininepeak, peakcotinine, cotinineethynylaniline, ethynylanilineions, ionsindices
Myth Busters: The Truth About Metabolomics and High Resolution Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry
2014|Agilent Technologies|Postery
Myth Busters: The Truth About Metabolomics and High Resolution Gas Chromatography Time-of-Flight Mass Spectrometry David E. Alonso, Joe Binkley, and Lorne Fell | LECO Corporation, St. Joseph, MI USA 363.17109 363.17119 -0.28 Phenylalanine 2TMS C15H27NO2Si 2 977 919 [M-C7H7]+ 218.10271…
Klíčová slova
hrt, hrttms, tmsmyths, mythsaic, aiccholesterol, cholesterolarachidonic, arachidonicppm, ppmexpected, expectedpegasus, pegasusdispels, dispelsvitamin, vitaminacid, acidcomprehensive, comprehensiveglucose, glucoseobserved