$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
GC×GC-TOF MS desenleri yüksek kaliteli sızma zeytinyağı volatilomları, 100 sinyal-gürültü oranı (SNR) eşiğinin yaklaşık 500 2D zirvesini sergiler. Böyle bir eşik, gıda uçucuları14,27 üzerinde daha önce yapılanaraştırmalarla,karşılaştırmalı analiz için güvenilir spektrum elde etmek için eşik üzerindeki minimum göreceli sinyal olarak tanımlanmıştır. Bileşenler kromatografik alan üzerinde, iki kromatografik boyuttaki göreceli tutmalarına göre ve özellikle 1D'deki volatilitelerine/polaritelerine ve 2D'deki volatilitelerine göre dağıtılır. Burada sütun kombinasyonu kutupsal × yarı kutupludur (yani Carbowax 20M × OV1701).
2B deseni yüksek derecede düzen gösterir. Homolog seriler ve sınıflar için göreli tutma desenleri Şekil 1A'da doğrusal doymuş hidrokarbonlar (siyah), doymamış hidrokarbonlar (sarı), doğrusal doymuş aldehitler (mavi), mono doymamış aldehitler (kırmızı), çoklu doymamış aldehitler (somon), birincil alkoller (yeşil) ve kısa zincirli yağ asitleri (cyano).
Tespit edilen 2Btepeler daha sonra tüm 2D zirvesinden(blob spektrumu) veya en büyük spektrumdan(apeks spektrumu) çıkarılan ortalama MS spektrumu karşılaştırılarak tanımlanabilir. Şekil 2, blob 5 için apex spektrum aramasının çıktısını gösterir ve (E)-2-onaltılık için yüksek benzerlik eşleşmesi (ilk 10 isabet) döndürür. Araştırılan veritabanları, yöntemin 8.
Kimlik, etkin bekletme dizini oluşturma tarafından doğrulanır. Deneysel IT değeri 2D tepeler için hesaplanmıştır, böylece bu aşamada kütüphane araması tutarlı tablolu ITdeğerleriyle sonuçlara öncelik verir. Tolerans pencereleri analist deneyimine, referans veritabanı değerlerinin sabit aşamaya göre güvenilirliğine ve uygulanan analitik koşullara göre özelleştirilebilir. n-alkanes ile deneysel kalibrasyon olmadan doğrusal tutma endekslerinin akıllı kalibrasyonu için yeni araçlar, yakın zamanda Reichenbach veark.
Tanımlanan 2B tepelerinin (yani hedeflenen zirvelerin) toplanması, tüm örnek kromatogramlarda aynı bileşik arasında güvenilir yazışmalar oluşturmak için hedeflenen zirvelerin bir şablonunun oluşturulması için benimsenebilir. Hedeflenen şablon tepelerinin koleksiyonu Şekil 1B'de görselleştirilmiştir. Kırmızı daireler, bağlantı hatlarına sahip şablon zirvelerine bağlı iki İç Standart (IS) dahil olmak üzere hedeflenen 196 bileşiklere karşılık gelir. IS yanıt normalleştirme için kullanılır ve bağlantı hatları, her 2Btepe/blob yanıtını normalleştirmek için dahil edilen IS'den hangisinin benimseneceğini görselleştirmeye yardımcı olur.
Şekil 1B'de, doldurulmuş daireler şablon zirvesi ile gerçek desen arasındaki pozitif eşleşmeleri gösterirken, boş daireler yazışmaların doğrulanmamış şablon zirveleri içindir. Yanlış negatif eşleşmeler, eşik parametrelerinin, referans spektrumlarının ve kısıtlama işlevlerinin13 , 14,18,19'unuygun seçimiilesınırlanabilir. Birden çok elution içeren karmaşık desenler için, spektral dekonvolüasyona dayanan iyon tepe algılama işlevleri tavsiye edilir ve geçerli bir seçenek olabilir19. Şablon tepe meta verileri, (E)- 2-onaltılık için Şekil 1B'nin genişletilmiş panelinde gösterilir.
Şablon eşleştirmenin özgüllüğü, algoritmanın arama penceresine düşen, belirli bir eşiğin üzerinde MS spektral benzerliğine sahip olan aday zirveleriyle pozitif yazışmaları sınırlayan kısıtlama işlevleri uygulama olanağına dayanır. Bu durumda, adım 11'de, yanlış negatif eşleşmeleri sınırlayan en uygun parametreleri tanımlamayı amaçlayan önceki denemelere göre23 benzerlik eşikleri 700 olarak ayarlanmıştır14. Şekil 1B'deki şablon tepe özelliklerinin vurgulanan alanları, başvuru MS spektrum dizesi ve qCLIC kısıtlama işlevi (örneğin, (Eşleştir("
Şablonu bir kümenin tüm kromatogramlarına uygulayarak, desenlerin kısmi yanlış hizalanması durumunda olduğu gibi zorlu durumlarla karşılaşabilirsiniz. Bunun nedeni fırın sıcaklığı tutarsızlıkları, taşıyıcı gaz akışı/basınç dengesizlikleri veya kolon ikamesi veya modülatör döngü kılcal damar değişimi durumunda olduğu gibi sisteme manuel müdahale14,28olabilir. Şekil 3, hedeflenen şablon ile gerçek kromatogram arasında kısmi bir yanlış hizalama durumunu gösterir. En az yanlış hizalama için etkileşimli şablon dönüşümleri(Şekil 3, kontrol paneli) şablon tepelerini daha iyi bir uyum için yeniden konumlandırabilir. Yeniden konumlandıktan sonra, şablon yazışmaları oluşturmak için eşlenebilir. Örnekte, şablon (Şekil 3, adım 12) gerçek 2B deseniyle doğru şekilde eşleşir. Burada tartışılmayan ciddi yanlış hizalamalar durumunda, eşleşme dönüştürme-güncelleştirme eylemlerinin tekrarlanması, şablon tepe noktası konumunu gerçek tepedeseni 12 , 13,14'e yinelemeli olarak uyarlayabilir.
Burada, hedeflenen tepeler (yani bilinen analitler) kromatografik sonucun yaklaşık% 40'ını sağlar (ortalama olarak yaklaşık 500 tespit edilebilir zirvenin 196 hedeflenen zirvesi). Bileşiklerin diğer `'ı, getirdikleri bilgilerle birlikte, hedeflenen analizlerde dikkate alınmaz. Soruşturmayı gerçekten kapsamlı hale getirmek için, hedefsiz 2D zirvelerinin tutarlı çapraz hizalaması da kurulmalıdır. Şablon eşleştirmenin tüm tespit edilebilir analizlere genişletildiği ilk uygulama kavrulmuş kahvenin karmaşık volatilomu ile ilgilendi7. Bu işlem, burada 14-15.
Bu süreçte, üzerinde çalışılan örneklem kümesine ait önceden hedeflenmiş görüntüler (20 örnek), tüm görüntü desenlerinin çapraz eşlemli olarak güvenilir zirveleri tanımlamak içinkullanılır 29. Daha sonra, özellik şablonu17'deUT güvenilir zirvelerini ve tepe bölgelerini (yani 2D tepe ayak izini) tanımlayabileceğiniz bileşik bir kromatogram oluşturulmuştır.
70 eV'de elde edilen analizler için süreç, 76'sını hedeflenen zirveler listesine ait olan29'luk rahat güvenilirlikle 144 güvenilir zirve belirledi. Bu 144 güvenilir tepe noktasına dayanarak, işlem tüm kromatogramları güvenilir tepelerin ortalama tutma süreleriyle tutarlı bir şekilde hizalar ve daha sonra bunları birleştirerek bileşik bir kromatogram oluşturur. Şekil 4, yağın üretim bölgesine (solda) ve her numunedeki (sağda) güvenilir tepe/blob hacimlerinin listesine göre etiketlenmiş tüm örneklerin listesini gösterir.
Hedefsiz özellik şablonu, Şekil 5A'dagösterilen bileşik kromatogramda algılanan ve güvenilir tepeler şablonuyla eşleşen analitlerden 2D tepelerden oluşur (n = 168 – hedeflenen tepeler için kırmızı daireler ve hedefsiz tepeler için yeşil daireler). Bileşik tepelerin kütle spektrumları ve tutma süreleri, genişlemiş alanda (Z)- 3-hexenol asetat için gösterildiği gibi özellik şablonuna kaydedilir. Tepe bölgeleri Şekil 5B'de kırmızı renkli grafikler olarak gösterilir; bunun yerine, bileşik kromatogramda (n= 3578) algılanan tüm 2 D tepelerinin anahatlarıyla tanımlanırlar.
Analiz edilen 20 numunede hedeflenen tepeler dağılımına Ana Bileşen Analizi ile denetimsiz örüntü tanıma uygulandığında, Sicilya ve Toskana yağları kümesi ayrı ayrı pedo-iklim koşullarının ve terroir'in uçucuların göreceli yaygınlığını etkilediğini düşündürmektedir. Sonuçlar Şekil 6A'da, güvenilir tepeler dağılımından elde edilen PCA sonuçları şekil 6B'degösterilmiştir. İki yaklaşım, farklı coğrafi alanlardan gelen yağların farklı olduğunu çapraz doğrularken, hedefli veya hedefsiz bileşikler veya her ikisi de tutarlı, kimyasal imzalar eşlenir.
Son olarak, yazılım, desenlerin paralel algılama kanallarında hızlı ve etkili bir şekilde yeniden hizalanmasını sağlar. Bu uygulamada, tandem iyonlaşma sinyalleri için yeniden hizalama önerilir. MS'in iyon kaynağı, kanal başına 50 Hz alım frekansı olan iki iyonlaşma enerjisi (yani, 70 ve 12 eV) arasındaçoklayıcıdır. Elde edilen iki kromatografik desen, spektral veriler (yani spektral imzalar ve yanıtlar) farklı dinamik yanıt aralıklarına sahip tamamlayıcı bilgiler getirirken26,27. Hizalanmış desenler, özelliklerin(2D tepe noktaları ve tepe bölgeleri) tek eşli kimliklerle (yani, hedeflenen tepeler için kimyasal adlar ve hedeflenmemiş tepeler ve tepe bölgeler için benzersiz numaralandırma # ) ayıklanmasına izin verir.
Şablon eşleştirme etkili çapraz hizalama sağlar. Bu durumda, çok fazla yanlış hizalama yoktur, ancak UT zirveleri için eşleşmelere izin vermek için MS kısıtlamaları gevşetilmelidir. Öte yandan, MS kısıtlaması olmayan öne çıkan UT tepe bölgeleri, yanlış negatif eşleşmeler olmadan hemen eşleştirilir. Şekil 5C, 70 eV verisinden oluşturulan özellik şablonunun eşleştiği 12 eV kromatogramın genişletilmiş bir alanını gösterir. Güvenilir UT tepeleri, düşürülen qCLIC kısıtlamaları nedeniyle pozitif olarak eşleştirilir (örneğin, 600'deki DMF eşiği). Not etmek için, 12 eV'de, düşük iyonlaşma enerjisinin neden olduğu sınırlı parçalanma nedeniyle daha az tespit edilmiş tepe vardır.

Şekil 1: çift boyutlu kontur çizimi ve hedeflenen şablon. (A) Toskana'dan sızma bir zeytinyağının uçucu kısmının kontur arsası. Homolog serisinin ve sınıflarının sıralı desenleri farklı renk ve çizgilerle vurgulanır: doğrusal doymuş hidrokarbonlar (siyah çizgi ve 2D konturlar) doymamış hidrokarbonlar (sarı), doğrusal doymuş aldehitler (mavi) mono doymamış aldehitler (kırmızı), çoklu doymamış aldehitler (somon), birincil alkoller (yeşil) ve kısa zincirli yağ asitleri (cyano). (B) İç Standartları (IS) birbirine bağlayan bağlantı hatları ile bilinen analitlerin (kırmızı renkli daireler) hedeflenen şablonunun üzerine bindirilmiş. Paneller 2Btepe/blob özellikleri meta verilerini (Decanal) veya Şablon tepe özelliklerini gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Apex MS araması. Blob 5 için apex MS aramasının çıktısı. Kitaplıktan kullanılabilen en yüksek benzerlik eşleşmesi ve ilgili meta verilere sahip veritabanı girdilerinin listesi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Şablon yeniden hizalama. Şablonun dönüşüme göre yeniden hizalanmasına izin veren adımları gösteren iş akışı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: GC Araştırmacı arayüzü. Yağın üretim bölgesine (solda) ve her örnekteki güvenilir tepe/blob hacimlerinin listesine (sağda) göre etiketlenmiş tüm seçilmiş görüntülerin yer alan araştırmacı paneli. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Hedeflenen ve UT şablonu. (A) 11. adımda otomatik işlemeden kaynaklanan güvenilir zirveler; kırmızı daireler bilinen analitlere karşılık gelirken, yeşil daireler bilinmezliklerdir. Üst üste bindirilmiş panelde, (Z)-3-onaltılık için şablon nesnesi özellikleri gösterilir. (B) UT şablonunun UT tepelerini (kırmızı ve yeşil daireler) ve tepe bölgelerini (kırmızı grafikler) gösteren genişlemiş alan, 70 eV iyonizasyon enerjisinde elde edilen örnek bir yağ üzerinde eşleşir. (C) UT şablonu, 12 eV iyonizasyon enerjisinde elde edilen bir numune yağı ile eşleşti. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: PCA yükleme çizimleri. Numunelerin (Toskana ve Sicilya'dan gelen yağlar) doğal uyumunu gösterirler, çünkü(A)hedeflenen tepe dağılımı veya (B) UT tepe dağılımı ile sonuçlanırlar. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Dosyalar. Bu dosyaları indirmek için lütfen tıklayınız.