天游线路检测中心 结合热解GC/EI法和PI法分析市售聚丙烯产品②~使用msFineAnalysis iQ的差异分析示例介绍~

简介

气相色谱四极杆质谱仪（GC-QMS）被广泛用作挥发性化合物的定性/定量分析装置。对于使用 GC-QMS 的定性分析，通常使用电子电离 (EI) 方法的测量数据进行库数据库 (DB) 搜索。然而，如果仅使用与库谱的相似度作为指标来进行定性分析，则可能根据化合物获得多个有意义的候选，或者可能选择错误的候选作为鉴定结果。在这种情况下，使用光离子化（PI）等软离子化（SI）方法来确认分子离子是有效的。
2018年，我们发布了集成定性分析软件“msFineAnalysis”，该软件自动合并使用气相色谱飞行时间质谱仪（GC-TOFMS）测量的EI法和SI法的分析结果。 msFineAnalysis 是一种通过“综合分析”提高定性精度的软件，该“综合分析”结合了使用 EI 法获得的质谱进行库 DB 检索和通过 SI 法获得的质谱中的分子离子分析。 msFineAnalysis 是分析来自 GC-TOFMS 的精确质量数据的软件，但对于整数质量数据也可以期待集成分析的有用性。
这次，我们开发了一款新的集成定性分析软件“msFineAnalysis iQ”，支持GC-QMS获得的整数质量数据。之前报道过MS 提示第 347 号中，我们报告了使用 msFineAnalysis iQ 分析市售聚丙烯产品的示例，特别是集成分析的实用性。 msFineAnalysis iQ还配备了目前在材料分析领域经常使用的两样品比较（差异分析）功能，因此在本文中我们将介绍使用该功能对市售聚丙烯产品进行差异分析的示例。

测量条件

使用的样品是市售的聚丙烯产品，例如无纺布口罩和饭盒抗菌片。使用GC-QMS（JMS-Q1600GC UltraQuad™SQ-Zeta，由天游线路检测中心制造）进行测量。使用热解装置(PY-3030D，Frontier Lab制造)作为样品预处理装置，加热炉的温度设定为400℃。电离法采用EI法，软电离法采用PI法，对各样品进行测定，EI法n＝5，PI法n＝1。热解GC/MS测定的详细条件如表1所示。测定得到的数据使用GC-QMS专用综合定性分析软件msFineAnalysis iQ(日本电子株式会社制造)进行分析。

JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-Zeta

表1测量条件

py
样品数量	EI：04毫克，PI：05毫克
热分解温度	400°C

GC
栏	ZB-5MSi（Phenomenex 制造） 30 m × 025 mm 内径，df=025 µm
入口温度	320°C
烤箱加热条件	40°C（2分钟）→20°C/分钟→320°C（20分钟）
注射模式	100:1 分割
载气	He，10 毫升/分钟（恒流）

MS
离子源温度	250°C
界面温度	280°C
离子源	EI/PI 共享离子源
电离法	EI 法（70 eV，50 µA）、PI 法（约 8 至 10 eV）
测量模式	扫描 (m/z35 - 700)

msFineAnalysis iQ 方差分析功能总结

msFineAnalysis iQ中两个样本的比较（差异分析）是指提取每个样本的特征成分和共同成分。差异分析是当今材料分析领域经常使用的一种方法，用于分析良品和缺陷品、生产区域和产品。
差异分析检查样品之间检测到的化合物的再现性以及检测到的峰面积值的差异（强度比）。可再现且面积值有差异的成分被分类为各样品特有的成分，可再现但面积值没有差异的成分被分类为各样品共有的成分。分类后，自动对所有检测到的成分进行综合定性分析。
图1显示了msFineAnalysis iQ中差异分析和集成分析的流程。使用EI法测定数据通过t检验进行差异分析。 EI法的测定数据数可以从n=1、3、5中选择。但是，n=1的数据不进行统计处理，仅进行简单的比较。制作测定数据后，根据色谱图的保留时间和EI质谱的相似度进行比对（同一性判定），并进行差异分析。在差异分析之后，将如上所述进行综合分析。综合分析流程之前已报道过MS 提示第 347 号的图1

图 1 用于方差分量分析的 msFineAnalysis iQ 工作流程

结果

图2为无纺布口罩及餐盒用抗菌片的热解GC/MS测定结果的EI法的总离子流色谱图(TICC)。在这两个样品中，检测到许多推测源自聚丙烯的热分解产物的峰。图 3 显示了差异分析结果的火山图。火山图是一种散点图，可让您可视化样本之间的特征分量，横轴显示样本之间的强度比 (Log2(B/A))，纵轴显示统计再现性 (-Log10(p-value))。火山图中蓝框包围的区域是无纺布口罩特征的、再现性高的成分，红框包围的区域是饭盒抗菌片特征的、再现性高的成分。使用 Volcano Plot，我们能够可视化无纺布口罩和餐盒抗菌片的特征成分和常见成分。
在下一页，我们将详细解释火山图所示的无纺布口罩特征成分化合物①和饭盒抗菌片特征成分化合物②的综合分析结果。

图2 总离子流色谱图

图3 方差分量分析结果火山图

化合物①的质谱如图4所示，EI法和PI法的质谱均推测为分子离子m/z206离子，并使用PI方法获得以分子离子为基峰的质谱。此外，表 2 显示了 msFineAnalysis iQ 的综合分析结果（前 5 个候选）列表。根据该结果，化合物①被估计为“2,4-二叔丁基苯酚”，计算出与库DB的相似度为933。 2,4-二叔丁基苯酚是一种被称为抗氧化剂原料的化合物，有人建议在无纺布口罩中添加抗氧化剂。
化合物②的质谱如图5所示，EI法和PI法的质谱均推测为分子离子m/z174 个离子可以被检测到，并且 PI 方法产生了仅包含分子离子的更简单的质谱。此外，表 3 显示了 msFineAnalysis iQ 的综合分析结果（前 5 个候选）列表。基于该结果，化合物②被估计为“苯，1,3-二异氰酸基-2-甲基-(2,6-TDI)”，计算出与库DB的相似度为906。 2,6-TDI是一种被称为聚氨酯原料的化合物，有人建议将聚氨酯添加到餐盒抗菌片材中。
如上所述，即使在 TICC 上难以辨别差异的数据中，也可以使用 msFineAnalysis iQ 的差异分析功能轻松找到差异成分。此外，我们能够通过综合分析确定每个样本中差异成分的独特候选者。

摘要

在本报告中，我们介绍了使用 msFineAnalysis iQ 进行差异分析的示例。利用差异分析功能，可以方便地提取样品之间的差异成分和共同成分，也可以轻松地对各个成分进行鉴定。通过使用该软件，预计将提高GC-QMS定性分析的定性准确性，并使分析工作更加高效。