基于Backfolding的純凈質(zhì)譜數(shù)據(jù)提取算法
混合物樣品經(jīng)過GC-MS系統(tǒng)分析,其中保留時間接近的物質(zhì)經(jīng)過色譜后不能被完全分離,導致成分的譜峰重疊,得到的質(zhì)譜圖會包含共流出物的干擾,最終將導致定性分析的準確率和可靠性降低[1]。本文采用基于Backfolding算法提取純凈的質(zhì)譜譜圖。該算法是基于矩陣的算法,首先將原始GC-MS數(shù)據(jù)表示為矩陣形式,然后將矩陣中相鄰掃描質(zhì)譜圖相減,得到的正值和負值的絕對值分別保存在單獨的數(shù)據(jù)集中,相減操作能夠去除一些隨掃描時間變化較小的噪聲干擾。之后,分別對相減得到的兩個數(shù)據(jù)集進行移位操作并重新相加組合成一個矩陣,重新組合的數(shù)據(jù)的色譜分辨率會有明顯的提高[2-4]。最后將新合成的矩陣經(jīng)過一系列的矩陣運算,可以得到代表純凈成分的質(zhì)譜數(shù)據(jù)的矩陣[5-7]。
關鍵詞： 氣相色譜/質(zhì)譜;Backfolding;成分重疊;純凈質(zhì)譜譜圖提純
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀( GC-MS) 是對復雜混合物樣品進行定性分析的重要工具, 廣泛應用于環(huán)境、食品、地質(zhì)檢測等各個領域。其中保留時間接近的物質(zhì)經(jīng)過色譜后不能被完全分離, 導致色譜峰重疊,質(zhì)譜儀掃描得到的質(zhì)譜圖會包含共流出物的離子,同時也包含一些來自離子源污染物、柱流失物、基質(zhì)干擾物所產(chǎn)生的離子, 最終將導致定性分析的準確率和可靠性降低。Backfolding 算法是差分GC-MS 算法的延伸, 該算法首先應用差分GC-MS 算法得到兩組差分數(shù)據(jù), 包括正值和負值差分數(shù)據(jù)。然后將正值和負值差分數(shù)據(jù)進行移位并重新組合, 最后進行成分色譜圖的重建。經(jīng)過一系列工作得到 干凈的質(zhì)譜圖, 以提高定性分析的可靠性和準確性。
通過對比AMDIS 與自編算法提取的結果與譜圖, 兩者的處理結果具有較好的一致性, 自編的譜圖提取算法基本達到了AMDIS 的水平, 能夠較好的去除儀器的背景噪聲, 得到較干凈的譜圖, 實現(xiàn)了簡單、可靠的定性分析。
參考文獻：
[1]盛龍生,蘇煥華,郭丹濱.色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術[M].北京:化學工業(yè)出版社,2006
[2]張偉國,韓天祥,李重九.氣相色譜-質(zhì)譜數(shù)據(jù)的后處理[J].分析測試學報,2004,23:148-150
[3]Ghost A,Anderegg Robert J.Complex Mixture Analysis UsingDifferential Gas Chromatographic[J].Analytical Chemistry,1989,61(18):2118-2121
[4]Ghost A,Anderegg Robert J.Differential Gas ChromatographicMass Spectrometry[J].Analytical Chemistry,1989,61(1):73-77
[5]Pool Wim G,Jan W De Leeuw,Bastiaan Van De Graaf,et al.Backfolding Applied to Differential Gas Chromatography MassSpectrometry as a Mathematical Enhancement of Chromato-graphic Resolution[J].Journal of Mass Spectromertry,1996,31:509-516
[6]Pool Wim G,Jan W De Leeuw,Bastiaan Van De Graaf,et al.Automated Extraction of Pure Mass Spectra from Gas Chro-matographic/Mass Spectrometric Data[J].Journal of MassSpectrometry,1997,32:438-443
[7]SharafMuhammadAbdallah,Kowalskal Bruce R.Extraction ofIndividual Mass Spectra from Gas Chromatography-MassSpectrometry Data of Unseparated Mixtures[J].Anal Chem,1981,53:518-522
[8]黃超,蔣學慧.一種基于向量空間模型的質(zhì)譜譜庫檢索算法[J].真空科學與技術學報,2010,30(6):637-640
[9]許大年,劉石磊.色譜一質(zhì)譜自動處理與鑒定系統(tǒng)-AMDIS簡介[J].Modern Scientific Instruments,2002,(6):42-44
全文下載：
基于Backfolding的純凈質(zhì)譜數(shù)據(jù)提取算法
