一种质谱检测及解析方法技术

本发明专利技术提供了一种质谱检测及解析方法，包括：选取质谱仪进行检测时的一个或多个参数作为扰动条件，并设定所述扰动条件下的一组不同数值，在所述扰动条件的不同数值下将待检测物质采用质谱仪进行检测，获取一组质谱数据；将所得的一组质谱数据通过熵最小算法进行计算，得出质谱数据中的独立离子及其动力学过程；根据所得的独立离子及其动力学过程进行质谱解析。本发明专利技术提供的方法能够快速、准确地对待检测物质进行定性分析，特别是对于一些现有质谱技术难以区分的同分异构体、同系物等物质，本发明专利技术提供的方法也可以通过动力学过程的差异将其进行分析，进而定性这些物质。本发明专利技术提供的方法操作简便、分析结果准确，具有非常广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了，包括：选取质谱仪进行检测时的一个或多个参数作为扰动条件，并设定所述扰动条件下的一组不同数值，在所述扰动条件的不同数值下将待检测物质采用质谱仪进行检测，获取一组质谱数据；将所得的一组质谱数据通过熵最小算法进行计算，得出质谱数据中的独立离子及其动力学过程；根据所得的独立离子及其动力学过程进行质谱解析。本专利技术提供的方法能够快速、准确地对待检测物质进行定性分析，特别是对于一些现有质谱技术难以区分的同分异构体、同系物等物质，本专利技术提供的方法也可以通过动力学过程的差异将其进行分析，进而定性这些物质。本专利技术提供的方法操作简便、分析结果准确，具有非常广阔的应用前景。【专利说明】
本专利技术涉及化学分析领域，具体涉及。
技术介绍
质谱仪(MS)是广泛应用的化学分析仪器，应用于各个领域。物质在某个质谱仪中，在离子源部分，通过各种手段得到或者失去电荷(1nizat1n)，变成带电离子;然后不同质荷比(m/z)的带电离子利用不同的原理进行分离(Filtering)，然后到达检测器(Detector)，得到质谱。质谱中，使物质带电的方法很多，用于气相质谱的有电子轰击(Electron 1nizat1n,EI)，化学电离(Chemical 1nizat1n,Cl)；用于液相质谱的有电喷雾离子化(Electrospray 1nizat1n，ESI)，大气压力化学电离源(Atmo spherePressure Chemical 1nizat1n，APCI)等。质谱的解析非常重要，尤其是对未知物质谱的解析。现有的各种质谱数据，需要利用各种经验去解谱。例如主要用于检测挥发性物质的E1-MS，可以利用几个规律(例如氮律)先寻找分子离子峰，然后根据同位素和能量规矩推译各个碎片质谱峰的归属，最终得到各个质谱图代表的物质的结构。在天然产物、中药中就有很多未知组分。另一方面，在E1-MS谱图中，对于已知物，现有技术主要是利用质谱图和质谱的数据库做比对，例如NIST数据库，然后得到组分结构信息。但是对中药等复杂组分，由于其中含有很多同分异构体组分，它们的质谱碎片位置很大部分是相同的，只是在某些地方丰度不同而已。在这样的情况下，就是采用纯物质的质谱和NIST数据库比对，来确定那种同分异构体也是有困难的。在液相质谱中(ES1-MS、APC1-MS等)和固相质谱中，通常的情况下，由于物质在起电的过程中，不会破裂，甚至会和某些离子(Na+、K+、H+)形成络合物，甚至形成多聚体，并且带上多个电荷。所以液相质谱中，一级质谱(MS1)的质谱峰很难确定是什么化合物，如果需要定性，需要利用多级质谱(MSn)进行多级破碎后，才能定性一个质谱峰所代表的化合物的?目息O现有质谱分析中，质谱图的解析是一门非常专业的学科，虽然有很多解谱的规律，但是由于需要的学科知识基础高，专业涉及面广，所以精通的人少。现有质谱的解谱，也由于这些原因，成本很高，限制了质谱解谱的应用。在质谱中，分子在质谱仪的离子源中发生的电离和裂解是一个非常复杂的过程，生成各种不同的离子。质谱的离子裂解的过程是个单分子反应，是一个复杂的反应过程。质谱的离子裂解规律，受到自身和环境的影响，其产生的分子离子和碎片离子受到自身结构和内能影响，也受到产生电荷的过程和环境影响。例如EI电压、真空度、离子加速电压的大小，都能影响离子裂解的动力学过程。质谱中离子产生过程非常短暂，大概只有10毫秒左右，所以从实验的角度捕获其裂解过程是非常困难的，常用的方法是利用量子力学方法进行解析。利用其他方法研究质谱离子裂解的动力学过程也未见有报道。在分析仪器和各种分析方法中，大量应用了各种数学方法，帮助解决分析中的各种问题，例如基线的问题等。这些数学方法统称为化学计量法。利用化学计量法帮助解析这些质谱离子的碎裂过程(动力学过程)，是一个值得研究的课题。顺利地了解质谱离子的碎裂过程，有非常重要地意义，能够帮助研究者更快、更简单地发现新的化合物，也能更多地了解各类化合物的结构信息，同时也能通过得到的各种动力学信息，区分各种类似的化合物结构(例如同分异构体)，更好地帮助定性。独立组分 独立组分指在混合物中某个组分、基团或者碎片，其行为模式不受其他组分、基团或者碎片的干扰。其行为模式是保持一贯的、变化的，只是由于其浓度变动引起的被检测的幅度(例如丰度)变化，其特征(例如纯谱)没有变化。例如，在一个混合物质谱中，独立组分可以是其中的各个纯组分，其纯谱在不同的采样时间上都是保持一致的，不受其他组分的影响。在一个纯物质的质谱离子裂解过程中，独立组分可以是某一个单独的带电基团或者碎片，由于其质量和组成是固定的，那么它们的质谱(包括同位素峰)也是固定的。从数学角度的解释，一个包含很多独立组分的综合体，其综合表象就是每个独立体系的线性加和，也就是线性体系。实际的线性体系，由于涉及电子采样、数据处理等过程，以及各种噪声的原因，会和线性体系有所偏差。熵最小算法(EntropyMinimizat1n Algorithms) 化学计量法和化学动力学是两个学科，其中有一类化学计量法方法-熵最小算法，就是用于发现化学反应中的中间产物和解混合谱。熵最小算法(Entropy Minimizat1nAlgorithm,简称EM)是基于Shannon Entropy(香农熵)发展而来的。Shannon Entropy原理最早发表于 1948年，它是一个信息领域的学术用语，用于衡量随机参数的不确定性。最早将Shannon Entropy应用于化学分析的是Marc Garland ，他在2002年发表了BTEM(Band-Target Entropy Minimizat1n) ，即锁峰熵最小方法。该方法利用红外光谱，通过研究某一封闭反应体系，在不同的反应时间进行红外数据采样，然后利用熵最小算法，将反应体系中的各个反应物和生成物的红外谱图重建出来。熵最小算法虽然能够研究反应的动力学，但是该方法还是主要用于从混合谱中重建其中各个组分的纯谱。2003年张华俊等发表了tBTEM方法(Weighted Two-Band TargetEntropy Minimizat1n )，即加权多重锁峰熵最小方法，该方法开始主要应用在质谱的解谱。2006年张华俊等发表了MREM (Mult1-Reconstruct1n EntropyMinimizat1n)方法，即多重建熵最小方法。该方法用局部优化方法代替了全局优化方法，而且不需人为指定搜索范围，真正实现了自动搜索纯谱的功能。2009年熵最小方法顺利应用于紫外谱图解析[F.Gao, H.J.Zhang, L.F.Guo，M.Garland, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 95 (2009) 94-100.]o
技术实现思路
为了克服现有质谱检测及解析领域存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种新的质谱检测及解析方法。为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的，包括以下步骤: 1)选取质谱仪进行检测时的一个或多个参数作为扰动条件，并设定所述扰动条件下的一组不同数值，在所述扰动条件的不同数值条件下将待检测物质采用所述质谱仪进行检测，获取一组质谱数据； 2)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质谱检测及解析方法，包括以下步骤：1）选取质谱仪进行检测时的一个或多个参数作为扰动条件，并设定所述扰动条件下的一组不同数值，在所述扰动条件的不同数值条件下将待检测物质采用所述质谱仪进行检测，获取一组质谱数据；2）将步骤1）所得的一组质谱数据通过熵最小算法进行计算，得出所述质谱数据中的独立离子及其动力学过程；3）根据步骤2）所得的独立离子及其动力学过程进行质谱解析。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张华俊，应宁，
申请(专利权)人：张华俊，
类型：发明
国别省市：江苏;32