主题:【第十届原创】[我爱学习]Amdis解卷积软件初步应用(12)----难分离共流峰处理实例1

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symmacros
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                                                                      Amdis解卷积软件初步应用(12)----难分离共流峰处理实例1
    先回顾一下AMDIS的基本概念

对于AMDIS有的网友可能比较熟悉,特别是农残,环境,有害物,香精香料等领域的朋友可能属于高级使用者。本人以初学者的身份初步介绍一下AMDIS。如有不妥,请批评指正。
一般来说,目标化合物的分析要求检测目标离子和确认离子的比例。然而,对于高基体
背景的样品,大峰后面的痕量组分或流出时间很接近的成分,离子比例会受到基体的影响很难符合要求。为了确保分析结果可靠,一般采用背景扣除及手动积分。因此,对于复杂基体的样品数据处理,需要耗费大量的时间。为了提高分析效率,谱图可以利用一种称为“解卷积”的数学计算来将目标化合物从背景中分离出来。美国国家标准和技术院(NIST)开发了功能强大的解卷积软件,即自动质谱解卷积和鉴定系统(AMDIS)。
下面简单介绍一下AMDIS:
AMDIS
软件由美国国家标准技术研究院(NIST)(National Institute ofStandards and Technology)提供。
The Automatic Mass Spectral Deconvolutionand Identification System (AMDIS)
自动质谱图解卷积和鉴定系统软件(AMDIS)让您从GC/MS数据文件自动找到目标化合物。软件先对GC/MS数据文件解卷积寻找所有分离组分。每一组分与目标化合物的谱库进行对比。如果以上的用户设定值,然后报告出目标图谱和解卷了组分的图谱的匹配因子。
什么是解卷积(Deconvolution)?
NIST AMDIS的定义:“这里所用的术语在广义上是指从一个复杂的混合物中提取信号。 解卷积的过程包括处理噪音、校正漂移、从紧密相邻的共洗脱峰中提取出单个峰等。” (简单讲就是去复杂化)
用下面的简图可以解释解卷积过程:
在GC/MS 中,Deconvolution是一种数学技术,它可以将重叠的质谱图“分开”成为“清晰”的单个组分的谱图。图1 是这个过程的简单示意图。这里分别是总离子流色谱图(TIC)和质谱图。与常见的情况一样,这个色谱峰包含了多个重叠在一起的组分,而最高点质谱图实际上也是这些组分的组合图。质谱谱库检索只可能给出一个较差的匹配,而且不能识别所有构成这种组合谱图的单个化合物组分。

                                                                                      图1  解卷积过程的简单示意图
***************************************************************************
(回顾:在GCMS分离分析时,虽然现代的毛细管色谱柱的分离效率已经非常高,但是还没有一种色谱柱能够能分离开所有化合物,特别是对于香精这类复杂的混合物。虽然可以考虑配有不同极性的柱子来解决不同样品分离问题,但需更换柱子或配备多台仪器,既是这样有些成分复杂的样品仍有部分物质无法分离。另外对于溶剂大峰或其它大面积峰后面或里面的少量组分,或由于基质干扰或掩盖的小峰,也属于不能分离的峰。虽然可以使用多维色谱(MGC-MS或GC/GC-MS)来帮助解决复杂分离一些问题,但许多人并无此仪器。所以有时候不免还会遇到未分离组分的鉴定和定量的情况。)

(12)----难分离共流峰处理实例1


例子,看看这张图的42.376min峰,表面上是一个单个峰,点击峰顶。

工作站检索后:

发现是香叶醇,但图谱不纯,有少许m/z60,73等多出来,估计有什么酸存在。

点击峰的不同部位,发现后面的m/z60,73增加。例如43.3min中m/z60,73就小,43.4min就比较大了。
43.3min的质谱图如下:

可以看到m/z60,73离子很小。
43.4min的质谱图如下:

可以看到m/z60,73离子增加不少,比较明显了。直接在后面检索,仍然是香叶醇,无法看到别的组分。这是因为质谱图中的离子仍然以香叶醇为主,其它的离子虽然大了一些,但仍然是一小部分,工作站就无法检索出来了。因为一个在另一个中完全包裹起来,也是不太好选择背景扣除来检索。
看看下面提取离子色谱图,选择m/z69, 41,60,93, 73, 123离子。

可以看到m/z60和73在峰的后面部分一点完全包裹在里面了,前面部分稍微少一些。这种情况是比较难以检索的。有时候幸运的话,选择某些地方进行扣除质谱图还可能看到另一个成分,但往往可能比较难。
利用安捷伦工作站的峰纯度分析看看:

把上面第一个窗口(2#)的提取离子图放大:

可以看到,和前面提取离子图差不多。
工作站纯度分析结果:
Peak 37
Ret time 42.38
Components 4
        Scan        ion  ion
1      9039.5      69    68
2      9040.2              41
3      9041.0              123
4      9043.8              60
说可能有4个组分,实际分析观察,可能会有两个组分,因为只有m/z60稍微和别的离子所占的位置有所不同,其它离子基本都是一致的。
运行Amdis:

但也只是看到Geraniol,没有看到别的组分。是什么原因没有出来呢?检查设定参数:

Resolution: Medium; Sensitivity:Very low; Shape requirements: Medium。
看到灵敏度设置为Very low很低,原来是上个样品组分太复杂,为了减少解卷积运行时间和解析时间而把灵敏度调到最低了。增加灵敏度中low或Medium,才解卷积出来和检索到capronic acid.

可以看到匹配度还不错,其中反向匹配度为94。核对保留指数也符合,可以确认。
不过在灵敏度越高情况下,amdis的运行时间要比低的情况下的多。可以仅考虑解卷积需要处理的部分峰或区域来进行解卷积。用鼠标左键在所选位置拖曳。然后点击run,这样就仅仅处理放大的所需要的部分进行解卷积和检索。在这种情况amdis的运行速度极快,结果也很简洁。得到了仅仅关心部分的结果。如下图:

如果想回到原来上一次的取峰范围,在总离子窗口任意位置鼠标右键点击,选择unzoom就行。如果想要回到完整原始的总离子图,则选择UnzoomAll。
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symmacros
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上面是非常粗浅的探讨,有不足之处,请网友指正指导。谢谢!
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好是好,但一个复杂点的香精200多个峰,十几个精油,重叠峰一大堆,都这样分析,是不是太费时间了。。。
symmacros
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原文由 liuhao378449680(liuhao378449680) 发表:
好是好,但一个复杂点的香精200多个峰,十几个精油,重叠峰一大堆,都这样分析,是不是太费时间了。。。
对于

复杂点的香精200多个峰,十几个精油,重叠峰一大堆一般只能是选择合适的Amdis参数自动run运行分析了。
花开见我
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大峰盖住小峰,稍不注意,就会漏掉。
像这种需要修改AMDIS参数才能检索出来的峰,更容易漏掉。
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原文由 花开见我(cai008) 发表:
大峰盖住小峰,稍不注意,就会漏掉。
像这种需要修改AMDIS参数才能检索出来的峰,更容易漏掉。
是这样的,参数不合适有时候就会漏掉或处理时间太长太麻烦。
liuhao378449680
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原文由 symmacros(jimzhu) 发表:
对于

复杂点的香精200多个峰,十几个精油,重叠峰一大堆一般只能是选择合适的Amdis参数自动run运行分析了。
没用过Amdis,哪天试试,这个软件带自动锁定保留指数吗?
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原文由 liuhao378449680(liuhao378449680) 发表:
没用过Amdis,哪天试试,这个软件带自动锁定保留指数吗?
软件可以计算保留指数和告诉保留指数差异。