První reálně použitelná měkká ionizace s dostatečnou citlivostí – jednoduchost a nové možnosti analýzy
Agilent 7250 GC/QTOF představuje další, již 3. generaci GC/QTOF přístrojů, jejichž historie se začala psát před více jak deseti lety, a to myšlenou přinést do oblasti plynové chromatografie zatím neexistující skutečný vysokorozlišovací MS/MS systém. Tento byl následně v roce 2011 představen jako Agilent GC/QTOF 7200A. Při vzniku tohoto prvního vysokorozlišovacího GC TOF MS/MS systému byly využity technologie, které byly vyvinuty a zdokonalovány v předchozích desetiletích (technologie EI iontových zdrojů, pozlacený vyhřívaný kvadrupól, kolizní cela nebo TOF analyzátor).
Model 7200A byl po několika letech nahrazen 2. generací, a to modelem 7200B, který přinesl zlepšení výkonosti a robustnosti především díky nové generaci použité elektroniky. Zdokonaleny byly dále softwarové funkce zpracování komplexních dat zahrnující např. tzv. SureMass, druhou generaci dekonvoluce umožňující rychlejší a přesnější zpracování naměřených dat a také unikátní knihovnu přesných hmot.
Obrázek 1: Agilent 7250 GC/Q-TOF
Co je nového?
Na první pohled se Vám může zdát, že GC/QTOF 7250 vypadá podobně jako předchozí generace, ale pokud se podíváme do jeho útrob, nalezneme zcela nový systém, který má s předchozími generacemi společného pramálo a obsahuje nejvýkonnější technologie v oblasti hmotností spektrometrie a zcela nově vyvinuté moduly. Nový model 7250 přináší oproti modelu 7200B především vyšší rozlišení (cca dvojnásobné oproti 7200B) a přesnost snímaných hmot, čehož bylo dosaženo mimo jiné prodloužením letové dráhy o 50% z původního 1 m na 1,5 m. Přístroj je dále vybaven zcela novou generací elektroniky, která umožňuje díky vyšší rychlosti simultánní sběr dat jak v tzv. hi-resolution módu, tak v módu širokého dynamického rozsahu, což dříve nebylo možné. Z aplikačního hlediska se jedná o výrazný posun umožňující současnou kvalitativní a kvantitativní analýzu bez omezení. Další výraznou změnu pak představuje zcela nový iontový zdroj, který vychází z technologie vysokoúčinných iontových zdrojů (High Efficiency Source, HES) dosud využívaných v GC jednoduchých a trojitých kvadrupólech.
Obrázek 2: Vysoce účinný iontový zdroj podporující citlivou nízkoenergetickou EI
Nový design iontového zdroje výrazně zvyšuje účinnost ionizace, což spolu s inovovaným systémem čoček zajišťuje až řádově vyšší citlivost celého systému. Vysoká citlivost systému, pak umožňuje provoz přístroje v módu měkké (nízkoenergetické) EI, při které ve spektrech dochází oproti standardní EI (elektronová energie 70 eV) k většímu posunu směrem k molekulovým iontům, jejichž přítomnost výrazně zjednodušuje identifikaci a strukturní analýzu neznámých látek. Není tak zapotřebí pro velkou část aplikací využívat možnosti CI (chemické ionizace) a snadno tak pouze změnou podmínek ionizace bez nutnosti jakýchkoliv hardwarových změn získat informace o molekulových iontech, provést s pomocí informací o přesných hmotách identifikaci neznámých látek, provádět MS/MS experimenty a mnoho dalšího. Řádově vyšší citlivost pro standardní tvrdou ionizaci a dostatečná citlivost pro měkkou ionizaci tak dělá z nového GC/Q-TOF systému velice mocný nástroj, přinášející nové možnosti analýz vzorků a zpracováni dat.
Obrázek 3: SureMass dekonvoluce v MassHunter Unknown analysis
K čemu lze GC/Q-TOF využít?
- Identifikace látek na základě vysokého rozlišení, přesné hmoty a vysoké citlivosti přístroje.
- Identifikace s využitím dostatečně citlivé měkké nízkoenergetické EI pro vyšší zachování molekulového iontu (pozn. intenzita molekulového iontů závisí na typu sloučeniny). Možnost následných MS/MS experimentů.
- Sledování isotopových profilů (isotope pattern) pro spolehlivější výpočet sumárních vzorců.
- Spolehlivější detekce a identifikace látek díky vysokoúčinné ionizaci a SureMass dekonvolučnímu algoritmu v softwaru MassHunter.
- Detekce stopového množství látek v nadbytku matrice díky širokému dynamickému rozsahu uvnitř spektra (in-spectrum dynamic range), tj. schopnosti měřit rozdílné intenzity iontů v rámci jednoho spektra.
- Strukturní analýza s využitím MS/MS produktových spekter a softwaru Molecular Structure Correlator (MSC), ve kterém jsou ve spojení s online databázemi (např. ChemSpider, PubChem ad.) navrženy možné chemické struktury.
- Kvantifikace analytů v širokém lineárním dynamickém rozsahu bez ztráty spektrální kvality dat.
- Screening, profilování, kvantifikace, identifikace neznámých látek či pokročilé statistické zpracování high-resolution dat v softwaru MassHunter (Qual, Quant, Unknown analysis, Profinder, Profiler, MSC ad.).
Obrázek 4: Porovnání hmotnostních spekter při standardní (70 eV) a měkké (10 eV) EI
GC/Q-TOF Application Notes
- Analysis of Combustion Byproducts on Firefighter Protection Equipment Using a Novel High-Resolution GC/Q-TOF
- Metabolic Changes in Lung Tissue of Tuberculosis-Infected Mice Using GC/Q-TOF with Low Energy EI
- Screening of Pesticides and Other Contaminants in Food Matrices Using a Novel High‑resolution GC/Q-TOF with a Low‑energy‑capable EI Source
- Analysis of Extractable and Leachable (E&L) Compounds Using a Low-Energy EI-Capable High‑Resolution Accurate Mass GC/Q-TOF
Autor: Kamila Hanišová, Ivo Novotný, HPST, s.r.o.
Publikováno v ChromAtoMol #6 (rok 2018)
