主题:【第十三届原创】AMDIS初步应用 (17) –Amdis参数小议

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8月二等奖

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 (17)

–Amdis参数小议



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)(National Institute of Standards and Technology)提供。

The Automatic Mass 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:

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-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。)

(17) –Amdis参数对结果的影响



应用Amdis自动质谱图解卷积和鉴定系统软件处理GCMS数据需要对软件参数进行合理才能获得比较理想的拆分效果和比较好的定量数据。否则会影响使用效果或可能错误的结果。

1 Amdis的分析参数中鉴定identification



图2  Amdis的分析参数—Identification鉴定

Minimum match factor最低匹配度:默认值为60,可以根据样品情况和峰检索鉴定判断能力来设置。设置高就可以过滤掉一些匹配度低的峰,设置低的话可以观察到更多的可能的峰,但假阳性结果可能出现,干扰可能大一些。如果低于此设定值,其峰的鉴定检索结果会出现“?”问号的标记。

Multiple identifications per compound化合物多重检索:“空”不设置仅仅检索得到(第)一个结果,选择打勾就可以得到多个可能的结果。建议选用,这样能够得到多个可能的结果,有时候第一个检索结果可能不是合理的结果,可能是后面的结果,这样就可以避免漏掉准确的结果。

Show standards:在使用内标时候或内标+RI保留指数校正时候使用。

Only reverse search:仅仅反向检索,如果选用,则反向检索用于计算Net值。

Type of analysis分析类型:有Simple简单分析模式,使用RI保留指数计算,使用内标,使用内标+保留指数,保留指数文件建立,使用保留时间等模式。

Simple简单分析模式,最简单的检索模式,只是对照品牌情况得到检索结果,不使用RI保留指数,保留时间或内标。

选择Use Retention Index Data使用保留指数数据,检索结果就会给出此化合物峰的保留指数,给出计算的保留指数值和数据库里面记录的保留指数的差值。如果结果超出设置的保留指数限定范围(例如20),其化合物峰的鉴定检索结果会出现“?”问号的标记。如下图:



图3  Amdis的分析参数—Identification鉴定----保留指数校正



图4  Amdis的分析参数—Identification鉴定----保留指数校正

2. Instr. (Instrument)仪器数据文件类型设置

设置不同厂家数据文件格式,例如安捷伦,岛津,PE,热电等,以及cdf的通用AIA格式。



图5  Instr. (Instrument)仪器数据文件类型设置

3. Deconv. (Deconvolution)解卷积参数设置

一般化合物宽度设置为12。如果大峰宽峰,可以适当设置宽一些。不过很难照顾到所有化合物的峰的,特别是有些样品的各种化合物含量不同,差别加大的复杂样品。

Omit m/z ...可以抹去一些常出现的干扰离子,例如载气杂质或漏气。

Adjacent peak subtraction毗连峰扣除,一般设置为1。在峰很干净情况下,设置为0。峰密集时候,可以设置为2。

Resolution分辨率:相近的峰的辨别,越高发现的化合物越多,软件运行越长。

Sensitivity灵敏度:分为很低,低,中,高,很高。越大会增加噪声,增加假阳性结果。

Shape requirements峰形状要求:越高找到的化合物就减少。



图6    Amdis的分析参数----解卷积参数

4. Libr. (Libraries)选择谱库

图7    Amdis的分析参数----选择谱库

选择检索的target谱库,保留指数数据文件,内标标准库,校正/标准库。



7    Amdis的分析参数----选择谱库
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tulipylm0499
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原文由 symmacros(jimzhu) 发表:欢迎批评指正拍砖!
印象中 那3个low 那里很重要 那里的set 对结果影响很大
symmacros
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原文由 tulipylm0499(tulipylm0499) 发表:
印象中 那3个low 那里很重要 那里的set 对结果影响很大
是的,那3个地方的low, medium, high等很重要,对检索结果影响很大。
罗亚檀香
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非常详细,又通俗易懂,谢谢朱老师的分享。
yxwang1990
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