主题:【第十三届原创】AMDIS初步应用 (15) –如何从小型PBM库整体转换Amdis库

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AMDIS自动化质谱图解卷积和鉴定软件在GC/MS数据处理的初步应用 (15)

如何从小型PBM库整体转换Amdis



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GCMS数据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)(NationalInstitute of Standards and Technology)提供。

The AutomaticMass Spectral Deconvolution and 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:

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。



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,特别是对于香精及香气香味样品这类复杂的混合物。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-MSGC/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。)

(15) –如何从小型PBM库整体转换Amdis



AMDIS自动化质谱图解卷积和鉴定软件是一款非常优秀的解卷积,共流峰拆分数据处理软件。使用非常方便快速高效。但是必须有相应的数据库来支持才能较好完成自动化解卷积拆分处理数据这项工作。所以有没有相应的数据库就无法进行自动数据处理。相应的数据库是非常重要的。许多朋友为没有Amdis数据库而困扰。虽然数据库可以自行建立,当然需要标样,不小的工作量,是一件不容易的事情。如果从别的格式的谱库进行转换就要省很多事情和时间。本篇讨论如何从小型PBM库整体转换Amdis库。

2015年前写过一篇原创:AMDIS自动化质谱图解卷积和鉴定软件在GC/MS数据处理的初步应用 (4) –如何从NIST库导入Amdis库(https://bbs.instrument.com.cn/topic/6024951)。介绍了一种从NIST Search库导入Amdis库的方法。但过程比较复杂,步骤多一些,并且是单个化合物多次导入。大致是从NIST Search找到需要的化合物,再进入MS Interpreter,转换成XX.MSP格式,然后在AmdisLibrary transfer转换成amdis*.MSP格式。这种办法是很耗时的。也没有详细介绍从PBM库转换的方法。

下面以NIST17所带的NIST Search2.3为例来介绍如何从小型PBM库整体转换Amdis库。方法是用Lib2NIST Converter软件来整体转换成NIST Search格式(*.MPS)之后,再分别导入化合物到Amdis库(*.MSL)。

1 启动Lib2NIST Converter

可以从Windows10的程序栏(star)的Lib2NISTConvertNIST17文件夹的Lib2NIST 点击启动。


2 启动Lib2NIST convert






3 Lib2NIST Converter



2 BPM格式(*.L)导入,用Lib2NIST Converter软件来整体转换成NIST Search格式数据库文件(*.MSP: Mass Spectral Transfer File)。

选择需要转换的PBM数据库,例如FEMA.L



选择PBM


5 选择PBM



Option一般default就行。




6 Option



Output Format选择Text File(.MSP)。点击Convert,就生成了FEME.MSP数据库文件。请记住文件的路径和文件夹。点击Exit退出软件。




7  PBM文件转换MSP文件



注意:对于小型BPM格式(*.L)的数据库可以整体转换成*.MSP格式,但NIST05NIST08NIST14Weily等大型谱库由于条目过多而无法整体转换。具体限制为,NIST17的转换程序原库不超过65535个化合物。一般讲对于自检库已经足够了。对于这些大型商业库,可以先选择需要的化合物转移到另一个库后,再进行整体转换。(参见:GCMS Chemstation(安捷伦)如何合并现有谱库成自建库?https://bbs.instrument.com.cn/topic/5768507

NIST17的转换程序(Lib2NIST version 1.0.6.3)限制:

化合物名称或别名不超过511个字符,不过一般也用不到这么多。

注释不超过1023个字符。

质谱图不超过800个峰(离子),超过800个峰的最小离子会被抹去。

分子式23个字符。

最大化合物65535个质谱。

分子量最多2000

对于NIST08的转换程序(LIB2NIST v1.0.2.2 (beta)),虽然说明里面和NIST17的限制是一样的,但发现在有的电脑上面只能转换成功前100个化合物,而后面的化合物没有转入。甚至无法转换,原因不详。而有的电脑就可以把全部的化合物转换。有一点是肯定的,运行速度快的电脑,比较容易转换,同时速度快,而慢的电脑有可能不成功或仅仅前面一部分可以转换。我试过五个快慢不同的电脑。NIST05忘记多少个化合物限制了。

3. 导入化合物到Amdis库(*.MSL

AmdisLibraryTransfer转换添加到自建库。

打开Amdis软件(在程序栏直接启动或MS ChemStation菜单打开)。

AmdisLibrary菜单下面选择Library Transfer…

Library菜单左面选择正确的路径和名称打开刚才的建立的FEMA.msp文件。

注意:2.7.X版本的Amdis容易识别MSP,直接识别。但2.6.X版本需要在文件类型选Simple MAS File,或者all file后在文件列表里面找到需要转换的MSP格式文件,否则无法识别MSP格式文件。

右边调入需要添加的自建库文件或建立新的自建(例如FEMA.MSL)。

Library菜单工具栏左面选择想要转换的化合物,例如1-1000,按Transfer> Exit。这样就在FEMA.MSL里面成功添加了刚才所选择的1000个化合物。如果您的电脑运算速度足够快,可以一次转换更多的化合物。如果电脑慢,可以一次少选一些化合物。对于数千种化合物的自建库很快就会转换完成了。运行快的电脑几乎在几分钟就可以完成8000多种化合物的库。




8 NIST search库转换Amdis

MSL目标库化合物上面点鼠标右键出现:调用库,建新库,另存库,编辑质谱图,删去主题等功能。




选择需要编辑的化合物



也可以添加保留指数等信息。如果原来的PBM库带有保留指数,就可以自动导入,不必添加,但必须在原库的保留指数的正确位置。




10 添加保留指数



其它,NIST17NIST Search程序的功能还增加了保留指数。这样可以检索后添加到amdis库来用。这样可以检索后添加到amdis库来用。


11 NIST17NIST Search程序界面

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朱老师出品,必属精品,先占楼,再学习。
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原文由 bfm00(bfm00) 发表:
朱老师出品,必属精品,先占楼,再学习。
谢谢,一起来交流探讨。
GRANT
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限制条目不超过65000多,自建库是绝对够用了
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朱老师这篇文章大,我可以当做SOP来使用了,谢谢您的精彩文章!
symmacros
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原文由 GRANT(fatinsect) 发表:
限制条目不超过65000多,自建库是绝对够用了
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朱老师这篇文章大,我可以当做SOP来使用了,谢谢您的精彩文章!
谢谢。自建库绝对够用了,太大amdis也运行太慢。
kira
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先占楼 再学习 amdis对香精行业还是很有用处的 感谢朱老师的分享!
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原文由 kira(Insm_0cfb1096) 发表:
先占楼 再学习 amdis对香精行业还是很有用处的 感谢朱老师的分享!
看看,一起讨论交流。
myoldid
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好文章啊,对于amdis不熟悉,也用的很少。朱老师的好多文章都围绕amdis来讲的,很实用
feiniao
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Amdis在复杂样品分析中绝对是利器,谢谢朱老师分享。