가스 크로마토그래피/
질량 분석 기초

전자 이온화(EI)는 상대적으로 높은 이온화 에너지(70eV)를 이용해 고진공에서 작동합니다. 스펙트럼이 광범위한 조각화와 낮은 수준의 분자 이온 존재비를 특징으로 하기 때문에 종종 "경질" 이온화 기술이라고 합니다. EI는 스펙트럼 데이터의 반복성이 높고 광범위한 스펙트럼 라이브러리를 이용할 수 있다는 장점이 있습니다. 예를 들어, NIST EI 라이브러리에는 300,000개 이상의 고유한 화합물이 포함되어 있어 EI는 화합물 식별에서 우위에 있습니다.

화학적 이온화(CI)는 메탄이나 암모니아와 같은 시약 가스를 GC/MS 소스에 추가합니다. 시약 가스 분자는 CI 소스에서 이온화되어 소스의 분석물질 분자와 반응하는 이온을 형성합니다. 전통적으로 CI는 "연성" 이온화 기술이라고 불려왔는데, CI는 이온화 에너지가 낮아 EI보다 이온 조각화가 덜 발생하기 때문입니다. 또한 일반적으로(항상 그런 것은 아님) 분자 질량을 양의 CI의 경우 M ⁺¹, 음의 CI의 경우 M ^-1로 유지합니다. 또한 CI는 때로 M+C2H5(C2H5=29) 및 M+C3H5(C3H5=41)와 같은 부산물을 생성합니다. CI의 대안으로 Agilent 7250 GC/Q-TOF에서 사용할 수 있는 저에너지 EI가 있습니다. 이 소프트웨어 제어 기능을 사용하면 분자 이온을 보다 쉽게 보존하여 식별력을 얻을 수 있습니다.

GC 시스템의 90% 이상이 작동 수명의 90% 이상 동안 EI를 실행합니다. CI는 사용 빈도가 더 적지만 일부 CI 기술은 EI보다 향상된 결과를 제공합니다.

애질런트는 다양한 응용 분야에서 성능을 극대화하기 위해 여러 소스 유형과 렌즈 직경을 제공합니다.

• 애질런트의 HydroInert 소스는 수소 운반 가스를 사용하여 크로마토그래피 효율성과 스펙트럼 충실도를 향상시킵니다.
• 특허받은 Agilent JetClean 자동 세척 이온화원을 이용하면 애질런트 SQ 및 QQQ GC/MS 시스템에서 이온화원의 세척 필요성을 크게 줄이거나 완전히 없앨 수 있습니다. 실제 사용을 확인하세요.

GC/MS/MS는 GC/TQ의 다중 반응 모니터링(MRM)과 마찬가지로 하나 이상의 조각화와 필터링 단계가 수행되는 고도로 선택적인 작동 모드를 의미합니다. 첫 번째 quadrupole에 질량 필터가 적용되고, 충돌 셀에서 추가적인 조각화가 이루어지며, 두 번째 quadrupole에 또 다른 질량 필터가 적용됩니다.

백그라운드를 제거한 후 새로 얻은 미지 화합물의 질량 스펙트럼을 데이터베이스에 있는 알려진 화합물의 스펙트럼 라이브러리와 비교합니다. 새로 얻은 스펙트럼과 데이터베이스 스펙트럼 사이의 질량 대 전하비 및 상대적 존재비를 매칭시키는 알고리즘을 사용하여 매칭 점수를 산출합니다. 일반적인 스펙트럼 라이브러리에는 NIST, Wiley 및 Maurer/Pfleger/Weber가 포함되며, 여기에는 수십만 가지의 다양한 화학물질에 대한 스펙트럼이 수록되어 있습니다. 애질런트가 정리한 스펙트럼 라이브러리 컬렉션을 살펴볼 수도 있습니다.

이 그림은 반전된 라이브러리 스펙트럼(아래)에 대한 분석 스펙트럼(위)의 오버레이를 보여줍니다. SI(Search Index) 및 RSI(Reverse Search Index) 등 검색이 수행되는 방식에 따라 매칭 점수와 이온 비율이 다를 수 있습니다. RSI가 일반적으로 권장됩니다.

먼저, 몇 가지 알려진 농도로 해당 분석물을 도입하여 질량 분석기를 보정합니다. 데이터 시스템은 각 농도에서의 반응 존재비에 대응시킨 이러한 명목 농도를 플로팅하여 검량선을 생성합니다. 그러면 새로 획득한 데이터의 분석물질 존재비를 이 검량선과 비교할 수 있습니다.

SQ 또는 QQQ GC/MS로 측정된 대부분의 분자는 반응 곡선에서 선형 영역을 가지고 있습니다. 검출 한계에 가까워질수록 반응의 선형성이 낮아지고 검출기 포화에 가까워질수록 반응이 더욱 떨어집니다. 일반적으로, 극단 사이에 3~4차수의 선형 범위가 있을 수 있지만 더 높은 결과도 가능합니다.

분자는 스펙트럼을 생성합니다. 동위원소 이온 사이에서 질량수가 달라짐에 따라(예: C ¹² 및 C ¹³) 해당 분자 질량도 달라지며 MS 분석기는 이러한 변화를 감지합니다. 해당 질량 스펙트럼은 존재비에 따른 질량 강도의 이러한 차이를 반영합니다.

GC/MS 기기는 동일한 원소의 서로 다른 동위원소에서 만들어진 이온의 차이를 감지할 만큼 민감합니다. 동위원소의 존재는 특히 GC/Q-TOF에서 수집된 데이터의 경우 다양한 화합물을 선택적으로 식별하는 도구로 종종 사용될 수 있습니다.

GC/Q-TOF는 높은 질량 정확도와 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다. 이 예에서 빨간색 바깥쪽 선은 화합물의 이론적인 동위원소 반응/비율을 나타내고, 안쪽 검은색 선은 계산된 이온 및 동위원소 비율을 나타냅니다. 보시다시피, 계산된 이온의 강도는 이론적 이온의 90% 이내입니다.

먼저, 최적의 성능을 위해 기기 자동 조정을 수행하여 GC/MS 시스템의 이온 소스 및 quadrupole의 전자 설정점을 조정합니다. 그런 다음 일부 알려진 시료를 실행하고 해당 스펙트럼을 알려진 표준의 스펙트럼과 비교합니다. 정기적으로 검사 튜닝을 수행하여 예상 성능과 튜닝 상태를 비교 확인할 수 있습니다.

예, 시료가 이온화에 노출되기 때문입니다. 다행스럽게도 보통은 1µL 정도로 적은 양의 시료만 필요합니다. 최신 GC/MS 기기는 ppb(십억분율) 수준까지 농도를 감지하는 데 일상적으로 사용됩니다. 또한 필요한 경우 다른 GC 검출기로 동시에 분석하기 위해 Capillary Flow 장치를 사용하여 시료를 분할할 수도 있습니다.

고분해능 GC/MS는 고분해능 기능을 갖춘 질량 분석기와 결합된 GC 시스템입니다. 넓은 동적 범위로 전체 스펙트럼의 고해상도, 정확한 질량 데이터(HRAM)를 제공하는 quadrupole ToF 검출기를 갖춘 GC/Q-TOF가 그 예입니다.

이 고분해능 GC/Q-TOF는 GC/MS의 정확한 질량 스크리닝과 MS/MS, 저에너지 전자 이온화 및 보완적인 화학 이온화 기법을 통한 향상된 화합물 식별을 제공합니다.

이 데이터는 라이브러리 스펙트럼에 대한 분석 스펙트럼의 거울면 이미지를 보여줍니다. 분석 스펙트럼은 GC/Q-TOF에서 얻은 소수점 4자리의 고분해능입니다. 라이브러리 스펙트럼은 NIST의 단위 질량 스펙트럼입니다. 보시다시피, GC/Q-TOF에서 생성된 스펙트럼은 높은 신뢰도 점수로 NIST 라이브러리의 스펙트럼과 잘 일치합니다. 고분해능 데이터에는 고분해능 정밀 질량 라이브러리의 사용을 권장하지만 매우 광범위한 NIST 라이브러리 데이터베이스도 높은 신뢰도로 사용할 수 있습니다.