主题:【第十四届原创】ODP嗅闻结果帮助GCMS寻找和鉴定痕量化合物

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ODP嗅闻结果帮助GCMS寻找和鉴定痕量化合物



MS鉴定未知物最常用的办法就是未知物的质谱与质谱数据库中标准谱图进行对比。在确认最终化合物的时候,一种常用重要的手段就是在谱库检索的基础上,利用保留指数(或保留时间)来核对确认结果。另一种方法,就是可以利用流出化合物的气味信息来帮助鉴定。即MS+RI(保留指数),MS+O(Odor气味)或MS+RI+O几种方式来鉴定化合物。本文举例介绍利用ODP嗅闻结果来帮助鉴定GCMS出峰较弱的峰或隐藏在大峰里面的弱小色谱峰。




关键词:ODP,嗅闻,GCMS,保留指数,AromaOffice2D

1试验部分

1.1 仪器与装置

美国安捷伦7890A/5975C气相色谱-质谱联用仪

德国GerstelMPS Robotic Pro多功能自动样品前处理系统,可以实现全自动液体,顶空,固相微萃取SPME,热脱附,磁力搅拌吸附萃取SBSE,动态顶空DHS等功能。

德国GerstelCIS4大体积冷阱进样口和TDU2热脱附单元。

德国GerstelODP4嗅闻仪。

磁力吸附搅拌子(PDMS,10mmX1mm, Gerstel)



1.2样品,标样,试剂

样品:某香精(市售),某植物水(市售)。



香气香味化合物标准品均来自Sigma-Aldrich等主要试剂公司,少数为实验室内部精制标样。C6-C30正构烷混合标准物,特丁基甲醚来自安谱公司。



1.3 GC/MS条件

1.3.1 色谱条件:



色谱柱:安捷伦HP-Innowax(60m×0.25 mm ( i.d.)×0.25μm)惰性毛细管柱;



升温程序: 40℃保持2 min,以5 /min升至250℃,保持20 min



载气(He, 纯度99.999%以上)流速1.8mL/min;



进样口:CIS-PTV大体积冷阱进样口,温度-30-250℃, 15/S;分流比11:1

热脱附TDU25-230, 100/min, 不分流,传输线温度:260



MSDODP分流比为11



1.3.2质谱条件:

电子轰击(EI)离子源;电子能量70eV;传输线温度250℃;离子源温度230℃;四级杆温度150℃。SCAN扫描范围:29-400EMV: 1328V



1.4数据处理软件:

安捷伦MS化学工作站F版

Amdis自动化质谱图解卷积和鉴定软件

AromaOffice2D V7风味物质数据库软件(Gerstel, K.K)



1.5样品的提取处理及分析方法



香精样品:用特丁基甲醚TBME稀释(1:1)后,用MPS-TEX-TDU直接液体进样, 250℃。

植物水:取5g样品于20ml顶空瓶,加氯化钠1g,放入磁力吸附搅拌子,一小时后,用去离子水冲洗干净,放入TDU2热脱附的小管,运行序列,进行热脱附。。

在分析样品前,和样品分析完全相同的条件下,用0.05%C6-C30的正构烷标样注射到GCMS,获得正构烷的保留时间,用于软件计算保留指数。



2 结果与讨论



2.1 香精样品,ODP嗅闻结果来帮助鉴定GCMS隐藏在大峰里面的弱小色谱峰例子



下面为ODP的示意图。样品通过进样口进入毛细管色谱柱,然后通过分流器按照一定的比例进入MSD和ODP嗅闻仪(利用阻力毛细管分配)。MSD得到总离子色谱图用于定性定量,ODP得到流出化合物的气味特征和气味强度等信息。



1 ODP示意图



AromaOffice2D风味物质数据库软件有来着十万条以上的参考文献的上万条化合物的保留指数和气味信息,可以进行快速方便检索。例如通过名称,CAS号码,化合物化学式,关键词等来检索不同色谱柱RI值和气味(或风味)信息,相关来源文献等。也可以同时应用保留指数(RI)和质谱(MS)来快速方便的鉴定香气香味化合物。软件可以嵌合在安捷伦的MS化学工作站或Masshunter的未知物分析上面进行质谱谱库检索和自动计算保留指数值,并对比保留指数。并可以给出化合物的香气描述。





香精样品的总离子色谱图如下:




2  香精总离子色谱图



在分析鉴定此香精样品时候,在24.31分钟主峰丙二醇PG可以闻到米香气,爆米花香气。但丙二醇本身是常用的香精溶剂无什么味道,明显不是丙二醇的气味。估计在里面可能会隐藏什么其它物质。局部放大的色谱图如下。在峰上面各个点提取质谱图,均检索为丙二醇,别的化合物无法看到。




2 24min峰局部放大及其质谱图


3  24min质谱检索



尝试不管怎样来扣背景检索,都无法看到里面隐藏的米香爆米花香气化合物,可能是这个化合物含量极小了。试试神奇的Amdis自动化质谱图解卷积和鉴定软件,发现有2-acetylpyridine(2-乙酰基吡啶)。检索结果匹配情况为:Net=92,Weighted=95, simple=81, reverse=95,匹配度很高。






4 Amdis拆分检索



AmromaOffice2D风味数据库软件里面查到2-乙酰基吡啶的平均保留指数RI值为1594,这个位置(24.121min)的测定计算RI值为1590,非常接近吻合。也符合2-乙酰基吡啶的米香爆米花香气特征。

在总离子色谱图上面提取该化合物相关特征离子,丙二醇m/z45,2-乙酰基吡啶m/z51,78,79,93,121, 可以看到极少量的2-乙酰基吡啶。再次证实丙二醇大峰里面有极为少量的2-乙酰基吡啶。






5 提取相关离子



有了准确的目标化合物的保留时间,尝试右边扣背景,检索,可以发现2-乙酰基吡啶的离子都有,匹配94,非常好。




6 根据提取离子进行扣背景检索



这个2-乙酰基吡啶是非常难找到的,因为它在大峰里面包裹,又非常小,很难发觉。如果没有气味提示,恐怕非常不容易想到。同时这个化合物虽然含量极小,但香气很关键,作用很大。



2.2 植物水ODP嗅闻结果来帮助鉴定GCMS出峰很小色谱峰例子

在分析测定植物水样品时候,我在做ODP嗅闻时候,在43.96min左右闻到很强吲哚臭味,检索发现果然是吲哚。随后在44.80min又闻到很臭的大便粪臭味,比吲哚的臭味强烈多了。看看44.80min有小峰,为烷烃,几乎看不出什么别的物质。






7 TIC和44.80min的质谱图



因为前面闻到吲哚的臭味,随后是强烈大便粪臭味,使人联系到3-甲基吲哚(3-methylindole或skatole),又名粪臭素(本人对这个化合物也是比较熟悉的,也知道气味强度非常强,气味阈值低)。此点的保留指数RI大致为2496(应为2500,偏差)左右,在AromaOffice2D上面查到3-甲基吲哚的保留指数为2483,有粪臭味。考虑到人的感觉比质谱稍有延迟,所有非常怀疑附近有3-甲基吲哚这个物质。有了目标,再进一步仔细搜索,终于在基线略微抬高上坡地方44.73min(图8竖线的位置)找到了3-甲基吲哚的特征离子m/z130,131。






8  3-甲基吲哚特征离子



进一步提取3-甲基吲哚相关特征离子m/s130, 131,  77,65,103及后面烷烃m/z57离子







9  提取3-甲基吲哚相关特征离子



进行扣背景质谱检索,看到3-甲基吲哚的匹配度91很好, 确认为此化合物。






10  扣背景质谱检索



在基线略微抬高上坡地方,尤其后面就是烷烃色谱峰,一般是不容易想到的,很难一下子辨认出色谱峰,因为有了气味特征提示帮助,才找到这个化合物。

通过上述两个例子,可以看出利用ODP嗅闻结果来帮助寻找和鉴定GCMS出峰较弱的峰或隐藏在大峰里面的弱小色谱峰是一个非常好的方法。


全文完

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原文由 xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表:
太厉害了,非常受用
也是一个思路,遇到有味道的地方,就想想有没有可能有什么别的组分呢?即使没有明显的峰。
m3336169
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原文由m3336169(m3336169)发表:看来还是多手段结合使用才能更好的鉴别出来
是的,多种手段结合对鉴定化合物是有好处的