04-GC/MS如何鑒定煙葉煙氣中無法用NIST譜庫鑒定的成分
GC/MS上的未知物鑒定主要依靠NIST譜庫檢索實現(xiàn),要獲得高度定性置信度,需要NIST檢索給出很高的匹配度打分,比如正反檢索匹配度850以上。在實際的樣品分析中,一個GC/MS數(shù)據(jù)可能有30%以上的洗脫峰的檢索匹配度是無法滿足要求的,比如:共流出和背景干擾導致的匹配度不佳,還有一種更棘手的問題,NIST譜庫沒有收錄目標化合物使得檢索不到正確的匹配。
下面的分享中將以NIST譜庫未收錄的化合物為例,介紹我們是如何借助MassWorks軟件來完成化合物的鑒定。
煙葉煙氣中NIST未收錄化合物的鑒定
樣品的GC/MS總離子流圖如圖1所示,未知峰的保留時間約39.38min。
該峰的質(zhì)譜圖如圖2所示。
對該峰進行NIST譜庫檢索,所有匹配的結果的正反檢索打分不是很理想,匹配度低于800,排名前3位的候選化合物分別為:1) CAS# 56763-66-7,MW=190 Da,分子式C14H22;2)CAS# 115754-78-4, MW=134 Da,分子式C9H10O;3)CAS# 107997-60-4,MW=190 Da,分子式C14H22。
從這幾個候選的NIST結果看,其分子離子指向了 m/z 134和m/z 190,接下來我們將通過精確分子量的方法對這幾個候選結果進行驗證。
m/z 134的鑒定:
在MassWorks軟件中經(jīng)標樣校正后,我們可以直接獲取各洗脫峰所有離子的精確質(zhì)量信息。m/z 134的精確質(zhì)量測定為134.0622,通過CLIPS檢索分子式,得到兩個分子式C9H10O和C5H10O4,比較兩者的譜圖準確度(Spectral Accuracy),C9H10O為m/z 134的目標分子式。
分子式C9H10O似乎與NIST檢索的第二個結果相對應,但是前提是這里的m/z 134必須是該目標峰的分子離子才能成立。我們從圖4(上)的理論譜圖(墨綠色)和樣品校正譜圖(紅色)的同位素輪廓圖比較可以發(fā)現(xiàn)問題所在。在“A+2”的重同位素處,我們可以看出異常,理論譜圖的“A+2”幾乎沒有信號,但樣品在“A+2”明顯過高。
我們在MassWorks軟件中重新對m/z 133-137范圍進行Mixer混合物分析,結果如圖5所示。Mixer分析后的譜圖準確度明顯提升,達到了99.25%,分析結果表明,m/z 136并不是m/z 134的"A+2"同位素峰,而是M+2H離子,比m/z 134多了兩個H原子。這是我們可以判斷,m/z 133-137這一范圍內(nèi)的離子簇是通過更高質(zhì)量數(shù)的離子碎裂而成,這就說明m/z 134是碎片離子,而不是分子離子。因此,NIST檢索的第2個結果是不正確的。
m/z 190的鑒定:
m/z 190的精確質(zhì)量測定為190.1259,通過CLIPS檢索分子式,得到兩個分子式C13H18O和C9H18O4,比較兩者的譜圖準確度(Spectral Accuracy),C13H18O為m/z 190的目標分子式。
NIST結果中m/z 190的分子式均為C14H22,這時我們通過MassWorks軟件和NIST的交叉驗證,可以得出的結論是:1)該物質(zhì)的分子式為C13H18O;2)NIST譜庫結果錯誤,NIST并沒有收錄該化合物。
一些主要的碎片離子,我們也可以通過精確分子量的測定給出其化學式,如圖7所示。借助這些碎片離子的元素組成,可以嘗試去做結構推斷。
為了能得到該物質(zhì)的詳細信息,我們嘗試將EI-MS譜圖在GC-Analyzer軟件中用Frag& Flav譜庫進行了檢索,如圖8,結果表明megastigma-4.7E.9-trien-3-one的質(zhì)譜圖與樣品譜圖一致,分子式與MassWorks完全一致。
結論:
1)NIST結果匹配不佳時,會存在誤匹配,特別是未收錄的化合物。
2)MassWorks的精確分子量和分子式結果可以與NIST檢索形成交叉驗證,提高NIST結果的置信度。
3)NIST譜庫未收錄的物質(zhì),MassWorks可以給出精確質(zhì)量信息和正確分子式結果,結合碎片的化學式,也可以為結構推斷提供依據(jù)。
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