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【深度热点】岛津GCMSsolution培训笔记

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2019-05-06 14:58
来源:实验与分析
张世敏
751

  近期,笔者参加岛津的培训,过程中有很多的收获,同时也发现有的同学在培训结束后对一些操作流程参数设置等常见问题依然不是非常地明确,因此,把这些问题总结一下,在帮助老学员查漏补缺的同时也方便新手分析人员参考。主要从SCAN方法的创建,检漏调谐、数据采集,数据处理创建定量分析方法,校准曲线的制作与样品分析,以及报告模板编写五个方面进行总结。

  一、SCAN方法建立

  利用气质首次对一类样品进行分析时都要先建立SCAN分析方法,我们建SCAN分析方法的流程一般是这样的:首先,开机启动系统,对系统进行配置;然后,对各个组件的参数进行设置并保存为下一步SCAN扫描的方法。具体操作步骤如下:

  步骤一:开载气、开机;

  步骤二:打开实时分析软件,点击系统配置,将要用的组件从可用的组件选择到以用于分析的组件框里;

  步骤三: 点击真空控制、自动启动等显示已完成点关闭;

  步骤四:在实时分析采集界面设置进样器,GC,MS的参数;

  步骤五:点文件,方法文件另存为到指定文件夹(例如:方法命名SCAN1);

  步骤六:点击工具栏中的采集图标,选择其下拉菜单中的下载初始参数,将设置的方法参数传输到仪器上。

  该流程中每个环节参数设置的注意事项:

  1.开载气、开机。

  载气纯度要5个9,要有10%的钢瓶气保有量,仪器上面的分压阀的压力要在0.6~0.8MPa之间。

  2.系统配置环节。

  通常GCMS要用到的组件有自动进样器、进样口、色谱柱、检测器、还有附加加热器和附加流量。对于进样器如果是进样塔要选择架子类型,其中短代表6位样品支架,长代表12位样品支架。对于新柱子其信息要通过添加注册到色谱柱表里面,添加色谱柱时填写的最高使用温度通常作为分析温度的上限 。色谱柱在添加过后直接选择即可,选择的色谱柱一定要是仪器上面装的柱子。选择的原则是根据相似相容原理,匹配柱子和被测化合物的极性。

  3.真空控制环节。

  真空重启方式最好不要选择,如果选择仪器突然断电又马上来电时容易损坏涡轮分子泵。

  4.进样器参数设置环节。

  进样前溶剂冲洗次数不能设为0,柱塞速度一般为高,如果样品比较粘稠也可设为中,黏度补偿时间的意思是进样针在吸完样后在样品瓶里的停留时间,一般设在0-0.5s之间,如果样品不粘稠就默认值左右就可以。在进样器的高级设置里面,注射器吸入位置最多可以设到-2,这个参数的功能是当样品瓶中的样品比较少时可以设置,样品多时默认值就可以。抽吸次数一般默认为5,目的是为了排气泡,进样口停留时间一般0.3s,目的是为了让高沸点化合物也能完全进入。进样器的其他参数一般都选默认值就可以。

  5.GC参数设置环节。

  一般先输入柱温箱的初始温度,编辑柱温升温程序,再根据目标组分的沸点输入进样口的温度,选择分流或不分流进样,如果样品的浓度高选分流(注入样品量10~100ng或更多),如果注入样品的浓度低就选不分流(注入样品量小于10ng),岛津GCMS的流量控制方式是恒线速度,原理是基于笵德姆特方程。柱流量要根据柱子来确定,一般设为1-2ml/min,吹扫流量一般为3ml/min,新方法调试一般先设为50:1或者100:1,然后根据具体分析情况来调节,如果过载就调大分流比,根据载气一进三出的原理其他的参数会自动的变动,当选择不分流时分流比也要输入,可以输入-1,当需要高压进样时在进样口详情选择高压进样,压力一般设为250kpa,如果在设置完其他参数后需要变动初始柱温箱温度则其他设置好的数据会有相应的变动,其他检测参数一般默认即可。

  6.MS参数设置环节。

  离子源的温度一般设在200~230℃,接口的温度一般要比程序升温的最高温度高20℃左右。溶剂延迟时间即为灯丝的开启时间,一般取为溶剂完全出峰后的时间,检测器电压选相对调谐结果,如果峰强度小可输入0.1~0.3kv,阈值一般为0,间隔SCAN模式0.5s,其他参数可为默认值或根据实际情况选择。

  二、检漏调谐,采集数据

  检漏调谐,采集数据的具体操作步骤如下:

  步骤一:抽真空,下载初始参数,抽2-3h真空后,等待GC和MS均准备就绪;

  步骤二:单击实时分析助手栏中的调谐图标,单击调谐中的峰监测图标;

  步骤三:在峰监测界面里,监视组选择水空气,单击打开灯丝,检查泄漏,检漏结束后关闭灯丝;

  步骤四:单击实时分析助手栏中的调谐图标,单击调谐中的自动调谐条件图标,调谐信息窗口弹出,选默认条件并确定,选择灯丝,点击助手栏中的开始自动调谐图标;

  步骤五:调谐完成后查看调谐文件并另存调谐文件;

  步骤六:实时分析助手栏数据采集图标,创建批处理表,保存并运行批处理表。

  该流程中每个环节参数设置的注意事项:

  检查泄漏环节,如果峰的强度很小可以提高检测器的电压使水的峰高到显示窗口的一半处;如果氮气的峰高是水的峰高的两倍以上就有可能是发生空气泄漏,用石油醚查找气体泄露的位置。查看调谐结果需要关注的点有:

  1.观察峰型是否对称,有无分叉,如有分叉则可能是载气纯度不够以及离子源污染。

  2.FWHM值是否在0.6±0.1范围内。

  3.检测器电压是否超过1.5kv。

  4.检测基峰值是否是18或者69,开机时间比较长时基峰值一般都是69。

  5.检查m/z502的相对强度比率是否大于2%。

  6.检查m/z69的峰强度是否至少是m/z28峰强度的两倍。m/z502和m/z69都是调谐液的碎片离子。

  灯丝一般要交替使用,如果检测器电压超过1.5 kv则所对应的灯丝就要更换了。创建批处理时选用的方法文件为上一步建的SCAN1,一般先进空白试剂,再进浓度适中的标样,数据文件保存到指定的文件夹,(比如命名标样数据文件名称为SCAN-BY)。

  三、数据处理并创建定量分析方法

  这部分的定性分析采用的是SCAN模式,其数据处理有三种方法。方法1:是逐个峰谱库检索,适用于化合物未知,出峰少的情况。方法2:碎片表法,适用于已知目标化合的名称的情况。方法3:全部TIC积分后检索法,适用于响应高,分离度好,杂峰少,目标化合物比较多,知道化合物的出峰顺序或者大概的保留时间的情况。操作熟练的话三种方法可以配合使用。

  方法1操作步骤:

  步骤一:打开在解析软件,单击助手栏定性图标;

  步骤二:打开要处理的数据文件CAN-BY,移动光标到色谱图上的峰顶点并双击可得质谱图,单击工具栏“差减质谱”图标,双击色谱图背景位置扣除背景;

  步骤三:点工具栏的所选质谱的检索,一般选择相似度高的或者根据实际进行选择,点红点图标(登记目标质谱到质谱处理表);

  步骤四:点击助手栏定性表,选择相似度检索菜单栏中的检索全部表格;

  步骤五:双击定性表中第一行,显示并确认该目标峰的质谱检索结果;

  步骤六:在相似度检索结果对话框中,单击左右图标,确认其余目标峰的检索结果,完毕后关闭定性表并保存数据。

  该流程中注意事项:

  可以先重复操作点红点图标(登记目标质谱到质谱处理表)以前的几个步骤,把各个峰都完成注册后再进行下面的操作步骤。另外在质谱图上质量数峰显示为红色时,表示该质量数强度超出检测器的动态量程,即检测器饱和。相似度检索时,出现红色峰的质谱图不会给出好的谱库匹配。

  方法2操作步骤:

  步骤一:打开在解析软件点击谱库编辑器图标,选择谱库文件,打开所需谱库;

  步骤二:索引下拉菜单中选CAS号,输入目标化合物CAS号,单击索引检索菜单选开始,确定特征离子;

  步骤三:点击助手栏的碎片表图标,输入各化合物的信息,单击应用和确认;

  步骤四:弹出该化合物在色谱峰上的对应的图从而确定了该化和物的保留时间,点红点图标(登记目标质谱到质谱处理表);

  步骤五:点击助手栏定性表,选择相似度检索菜单栏中的检索全部表格;

  步骤六:双击定性表中第一行,显示并确认该目标峰的质谱检索结果;

  步骤七:在相似度检索结果对话框中,单击左右图标,确认其余目标峰的检索结果,完毕后关闭定性表并保存数据。

  该流程中参数设置的注意事项:

  可以先重复操作前四个步骤,把各个峰都完成注册后再进行下面的操作步骤。每个化合物的特征离子一般选取三个,选择的原则是响应高、m/z比大的三个离子。碎片表中的要输入三个特征离子的m/z、对于响应低的离子可以加大放大因子、可以勾选上基线移动设置好碎片表后在扩展图中会显示相应的质量色谱图,如果色谱图峰下面对应有三个响应较高的峰则该色谱峰即为目标化合物的峰。

  方法3操作步骤:

  步骤一:打开再解析软件,点击全部TIC峰积分,显示定性参数设置画面,分别单击峰积分标签和质谱处理标签,均输入合适参数,单击确定,关闭定性参数画面,完成峰处理;

  步骤二:打开定性表选择TIC标签,点击编辑选择注册到质谱处理表,打开质谱处理表,点击相似度检索,选择检索全部表格,检索栏显示执行;

  步骤三:双击定性表中第一行,显示并确认该目标峰的质谱检索结果;

  步骤四:在相似度检索结果对话框中,单击左右图标,确认其余目标峰的检索结果,完毕后关闭定性表并保存数据。

  该流程中参数设置的注意事项:

  方法3操作流程步骤一,定性参数峰积分窗口中,自动(峰面积)/(峰高):自动对峰面积/峰高最大的峰进行积分。详细:根据参数进行峰积分。峰数:采用自动(峰面积)/(峰高)方式时,质量色谱图中最多积分的峰个数,一般参照目标化合物的个数设置峰数。 斜率:采用详细方式时,峰检测灵敏度。 半峰高:识别噪声和峰的参数,采用毛细管柱时,一般设置为2或3 sec。平滑方法:可以选择标准或Savitzky-Golay法。平滑次数:一般设置为1或2,平滑会使峰形变得好看,但浓度低时平滑次数多会失真。 平滑半峰宽:一般设置为 1 或 2 sec。GCMS联用漂移和变参时间基本不用管,变参时间的意思是输入“斜率”和“峰宽”自动改变的时间(一般是在GC 恒温时使用),点击Program图标可以设置积分情况。其他参数一般默认值。

  创建组分表的具体步骤:

  步骤一:进入数据再解析界面,单击助手栏中创建组分表图标,单击组分表助手栏中的向导(新建)图标;

  步骤二:在向导窗口中,选择使用当前质谱处理表并单击下一步,根据向导指示一步一步设置;

  步骤三:设置定量方法、校准曲线的点数、拟合类型、单位等参数;输入标准溶液的浓度值,参考离子个数,目标离子选MC;

  步骤四:设置每个化合物的类型、化合物名称及离子规格。 输入全部化合物的必要信息后,单击“下一步”点击“完成”;

  步骤五:创建完成新的化合物表,显示于参数标签中。

  创建组分表流程中参数设置的注意事项:

  定量方法根据自己的情况选择内标法或者外标法。校准曲线点数:输入用于创建校准曲线的浓度级别个数。浓度的格式:设置用于表示浓度的有效数字的位数。

  向导5/7图中:1设置标准样品的浓度。如果不同化合物浓度不同,在完成向导步骤之后直接在参数表中进行修改。2如果选择内标法作为定量方法,在此处输入内标物浓度。如果在标样和实际样品中内标浓度相同时,此处可输入 1,而不需输入内标的实际浓度。3通常选择 MC,即使用质量色谱图进行定量。4输入用于执行峰识别的参考离子的个数,一般输入2。

  向导6/7图中:改变ID号能更换不同化合物,使用外标法时,单击类型下拉菜单,显示参考和目标两项,选择目标,即要定量的化合物。如果使用内标法进行定量,需要设置内标物,内标组分类型选择为内标。目标离子一般用来做定量,参考离子用来做定性,如果离子选择有错误可以在m/z栏进行更改。

  步骤五中如果必要,对化合物表的内容进行校对和修改,如不同的浓度,添加化合物等。修改完后将化合物表从编辑模式切换为显示模式。

  定量分析方法一般选用内标法或者外标法,其采集模式有三种分别为SCAN模式、SIM模式和FASST模式。SCAN模式只应用于浓度比较大样品的定量分析。

  SCAN采集模式方法的创建流程相对简单,创建完组分表后直接保存组分表,然后输入SCAN采集模式方法的文件名(SCAN定量)即可。

  SIM采集模式和FASST采集模式方法的创建流程复杂一点,具体步骤如下:

  步骤一:再解析软件中单击组分助手栏中的创建 SIM 表[COAST]图标。在弹出对话框中,输入新文件名(比如SIM或FASST定量)并单击“保存”;

  步骤二:弹出自动创建SIM表,选择数据采集模式SIM或FASST;单击“更新SIM表”单击确认。勾选FASST采集模式时记得化合物后面的FASST要打钩。

  四、校准曲线的制作、未知样品分析

  制作校准曲线具体步骤如下:

  步骤一:单击GCMS实时分析图标,选择前面创建的方法文件(比如SCAN定量),单击菜单栏中采集栏中的下载初始参数;

  步骤二:单击助手栏中批处理图标,单击文件菜单中的新建批处理文件,在批处理表中输入相应信息和参数,批处理表设置改完毕后,单击文件菜单中的另存批处理文件;

  步骤三:点开始运行批处理表。

  该流程中参数设置的注意事项:

  批处理表中的样品类别中,标准溶液为1:standard,其中第一个标准溶液显示1:standard:(I),表示初始化校准曲线,可清除方法中原先可能有的校准曲线,未知样的显示为0:unknow。标品可以选0:unknow,但是在建标线时标品的数据文件要拖到对应的浓度级别下面即可。级别号为依次对应标准溶液的不同浓度。在表格中右击选择表样式,可以添加想要显示的信息。在批处理运行期间可以通过点击暂停/重启图标来修改批处理,点击停止图标可强行停止批处理,如果批处理结束后要进入节能模式在批处理菜单下选择批处理结束后进入节能模式。

  检查和修正校准曲线具体步骤:

  步骤一:启动GCMS 再解析程序,单击再解析助手栏中的校准曲线图标。;

  步骤二:打开方法文件实时分析时所选用的方法文件,此时方法中校准曲线已自动生成。

  步骤三:如果没有识别就手动识别、没有检测到任何峰就手动积分,在化合物表中选择一个化合物,显示该化合物的校准曲线;

  步骤四:修正校准曲线后,单击文件菜单中保存方法文件。

  检查和修正校准曲线具体步骤的注意事项:如果在标准样品采集时,未指定类型为标准,而是以未知样采集,则需手动生成校准曲线。做法是把不同浓度点的数据拖到方法文件中的对应浓度级别的数据文件下面。

  未知样品的分析可以为两种情况,一种是未知样比较少;另一种是未知样较多。两种情况的分析方法不同,具体分析步骤如下:

  未知样比较少情况的分析步骤:

  步骤一:打开再解析软件,打开未知样的数据,单击文件菜单中加载方法参数;

  步骤二:点击助手栏峰积分图标,数据被重新积分后计算,单击结果标签,查看计算结果;

  步骤三:查看色谱图中的峰识别/ 积分标记,如果必要如有必要可手动积分;

  步骤四:检查完结果后,单击工具栏中的保存,保存数据文件。

  未知样比较多情况的分析步骤:

  步骤一:单击再解析助手栏中的批处理图标,单击助手栏中的选择数据文件图标。

  步骤二:选择用于重新定量的数据文件,单击向下箭头,单击确定,显示批处理表;

  步骤三: 单击助手栏中的开始图标,即使用修正校准曲线后的方法重新计算未知样品数据。

  定量分析过程要注意的事项:未知样品分析时定量结果中会显示示“在时间窗/时间带范围内没有发现峰”表示有可能是样品中不含有此目标化合物,或含量低于仪器对于此目标化合物的检测限,也有可能是积分参数设置不合适,目标化合物的峰未被识别。显示“未检测到峰”表明在此保留时间内没有检测到峰,有可能是样品中不含有此目标化合物或含量低 于仪器对于此目标化合物的检测限。

  五、报告模板的编制

  报告模板的编制步骤如下:

  步骤一:打开再解析软件,单击助手栏中定量图标,打开一个数据文件,

  步骤二:单击助手栏中报告图标,显示到报告页界面,单击项目菜单依次选择所需的项目,点右键在报告页拖出合适的方框;

  步骤三:修改完毕后,单击文件菜单中另存格式文件,输入报告格式文件名称如“定量报告”,单击保存,定量报告制作完毕。

  经历以上几个步骤一个新的方法就建立使用了,如果已经有了定量方法文件,以后再用该方时仅需从第四部分开始操作。本文主要根据岛津的GCMSsolution培训所总结,MS的离子源为EI源。

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