质谱仪-Mass msFindAnalysis iQ自动分析软件 - 一套快速比较两个样品差异的新工具

msFindAnalysis iQ自动分析软件 - 一套快速比较两个样品差异的新工具

气相层析四极杆质谱仪 (GC-QMS)被广泛应用在挥发性化合物的定性/定量，GC-QMS的定性通常使用电子游离法 (EI)比对数据库 (library database)来执行，但是使用数据库的方式对未知物进行定性，除了会出现很多个可能的候选物，也容易选到错的候选物当成定性结果，这时，透过软性游离法 (Soft ionization, SI)，例如光游离法 (photoionization, PI)确认分子离子是十分有效的分析工具。日本电子 (Japan Electron Optics Laboratory, JEOL)开发的msFineAnalysis，它是高解析气相飞行时间质谱仪（GC-TOFMS）的综合定性分析软件，可自动汇整El和SI的分析结果，并呈现精确质量。JEOL新开发的综合定性分析软件msFineAnalysis iQ，提供低解析气象层析质谱仪 (GC-QMS)获得整数质量，它包含两个样品比对（差异分析）功能，此功能在材料分析领域被广泛的应用。本文中，我们使用JMS-Q1600GC搭配热裂解仪分析聚丙烯产品，数据以msFineAnalysis iQ差异分析做示范。

▲气相层析质谱仪 JMS-Q1600GC GCMS

msFineAnalysis iQ中的差异分析功能概述

msFineAnalysis iQ中的两个样品比对分析 (差异分析)可以辨别样品中特定成分和常见成分，例如:比较对照品得知瑕疵品增加或减少的化合物，或比较现有材料来确认新材料中具有哪些特殊的化合物。在差异分析中，软件会检查样品之间化合物质谱的再现性和讯号的差异，具有再现性和讯号差异的化合物会被归类为这个样品的特征成分，具有再现性但讯号相同的化合物会被归类为两个样品都有的成分，分类后，软件会自动对侦测到的成分执行综合定性分析。

图1为msFineAnalysis iQ综合定性分析的流程，第一步的差异分析中，Y轴的再现性是以t-test计算El的数据，每个样品测量次数可以设定为n=1、3或5。测量次数n=1 的情况下，即无法计算再现性，然而，msFineAnalysis iQ可以在样品只测一次的情况下，比较出样品间哪些成分不同，让使用者轻松且快速进行样品间比较，接着，根据层析图的滞留时间和El图谱的数据库进行比对（成分确定），进行综合定性分析。我们时常遇到样品量很少的状况，msFineAnalysis iQ即使在样品量测次数等于1的情况，也可以强行进行比较，因此可以运用在样品量极少，无法量测多次的样品。

▲图1 msFineAnalysis iQ综合定性分析流程

图2为使用Py-GC/MS搭配El游离源分析不织布口罩和餐盒抗菌纸片的总离子层析图 (TICC)。两个样品中，都侦测到许多热解产物，推测可能是聚丙烯。图3为差异分析的火山图 (Volcano Plots)， X轴表示两个样品之间的差异性，Y 轴表示 p 值 (p value)的统计再现性。透过软件可可视化说明不织布口罩和餐盒抗菌纸片之间的区别成分，我们将化合物1（不织布口罩的特征讯号）和化合物2 (餐盒抗菌纸片的特征讯号)综合定性分析，结果如图3。


▲图2 总离子层析图 (蓝：不织布口罩，红：餐盒抗菌纸片)	▲图3 差异分析的火山图 (X轴:两个样品的差异性 Y 轴:p值统计再现性)

图4为化合物1的质谱图，El和Pl质谱图中都有m / z 206，PI质谱图仅显示分子离子m / z 206，msFineAnalysis iQ的定性分析结果（前5名）如表1所示，数据库的第一相似度分数为933，化合物1推测为2.4-Di-tert-butylphenol，它是一种抗氧化剂，表示此不织布口罩有添加抗氧化剂。图5为化合物2的质谱图，El和PI质谱图中都有m / z 174，PI质谱图显示分子离子为m / z 174，msFineAnalysis iQ的定性分析结果（前5名）如表2所示，数据库的第一相似度分数为906，化合物2推测为Benzene, 1,3-disocyanato-2-methyl- (2,6-TDI)，2,6-TDI是一种聚胺酯化合物，表示此餐盒抗菌纸片有添加聚胺酯化合物。综合上述，在TICC图中难以辨别两个样品组成的不同，但是藉由msFineAnalysis iQ的差异分析功能，使我们很快速且容易找到数据中有差异的地方。此外，透过综合定性分析，可以将每个样品中有差异的地方挑出来做定性分析。