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, acidcathine, cathinename, nameobserved, 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, acidcathine, cathinename, nameobserved, observedmagic, magicmushrooms, mushroomscathinone, cathinonekhat, khathash
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
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