DE10324671B4 - Determination of isotopic ratios of ions by mass chromatography - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Bestimmen von Isotopenverhältnissen
von Ionen, die aus einem Chromatographen eluieren, welches die folgenden
Schritte aufweist:
Erhalten eines Massenchromatogramms eines
ersten Isotops (Hauptisotops), wobei das Massenchromatogramm eine
erste Massenchromatogrammspitze mit einer ersten Intensität (A) und
einem ersten Hintergrundniveau (B) aufweist,
Erhalten eines
Massenchromatogramms eines zweiten Isotops (Nebenisotops), wobei
das Massenchromatogramm eine zweite Massenchromatogrammspitze mit
einer zweiten Intensität
(a) und einem zweiten Hintergrundniveau (b) aufweist,
Bestimmen
des Verhältnisses
Rα zwischen
der Höhe
(a + b) der zweiten Massenchromatogrammspitze zuzüglich eines Verschiebungswerts
(bx) und der Höhe
(A + B) der ersten Massenchromatogrammspitze,
Bestimmen des
Verhältnisses
Rβ zwischen
dem zweiten Hintergrundniveau (b) zuzüglich des Verschiebungswerts (bx)
und dem ersten Hintergrundniveau (B),
Bestimmen eines spezifischen
Verschiebungswerts (bx), der dazu führt, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen gleich dem Verhältnis
Rβ ist,
und
Bestimmen des Verhältnisses
zwischen der Häufigkeit
des zweiten Isotops (Nebenisotops) und der Häufigkeit des ersten...A method for determining isotopic ratios of ions eluting from a chromatograph comprising the steps of:
Obtaining a mass chromatogram of a first isotope (main isotope), the mass chromatogram having a first mass chromatogram peak having a first intensity (A) and a first background level (B),
Obtaining a mass chromatogram of a second isotope (side isotopes), the mass chromatogram having a second mass chromatogram peak having a second intensity (a) and a second background level (b),
Determining the ratio R α between the height (a + b) of the second mass chromatogram peak plus a displacement value (bx) and the height (A + B) of the first mass chromatogram peak,
Determining the ratio R β between the second background level (b) plus the shift value (bx) and the first background level (B),
Determining a specific displacement value (bx) which causes the ratio R α to be substantially equal to the ratio R β , and
Determining the relationship between the frequency of the second isotope (side isotopes) and the frequency of the first ...
Description
Es ist bekannt, die Isotopenhäufigkeit einer bestimmten Verbindung in einer Mischung zu messen, indem die Verbindung in einem Ofen (beispielsweise in Sauerstoff) verbrannt oder (beispielsweise in einem Inertgas) pyrolysiert wird, während sie aus einem Gaschromatographen ("GC") oder einem Flüssigkeitschromatographen ("LC") eluiert. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß die chemischen Eigenschaften der Verbindung das Proben-Isotopenverhältnis der Produkte aus dem Ofen nicht beeinflussen.It is known, the isotope abundance to measure a particular compound in a mixture by the Burned compound in an oven (for example, in oxygen) or (for example in an inert gas) is pyrolyzed while they from a gas chromatograph ("GC") or a liquid chromatograph ("LC") elutes. These Approach has the advantage that the chemical properties the compound the sample isotope ratio of the products from the Do not influence oven.
Die bekannte Vorgehensweise weist jedoch den Nachteil auf, daß beobachtet wird, daß der Hintergrund mit dem Anstieg der Temperatur des Chromatographen ansteigt. Dies kann auf das Säulenbluten der interessierenden Mischung zurückzuführen sein, die eine große Anzahl von Komponenten mit einem niedrigen Niveau enthalten kann, welche eluieren und nicht vollständig getrennt werden. Bei diesen Mischungen haben die Verbindungen jedoch ein ähnliches Isotopenverhältnis, falls sie in ihrem Verlauf ins Gleichgewicht gebracht worden sind. Die zu analysierende Verbindung oder die zu analysierenden Verbindungen sind wegen ihrer Differenz gegenüber dem ins Gleichgewicht gebrachten Hintergrund von Interesse.The However, known approach has the disadvantage that observed will that the Background increases with the rise in the temperature of the chromatograph. This may be due to the column bleeding be due to the mixture of interest, a large number which may contain low-level components elute and not complete be separated. However, in these mixtures, the compounds have a similar Isotopic ratios, if they have been balanced in their course. The compound to be analyzed or the compounds to be analyzed are facing because of their difference the balanced background of interest.
Die Natur des Hintergrunds macht die genaue Bestimmung des Anfangs und des Endes der massenchromatographischen Spitzen normalerweise schwierig. Die Messung des Isotopenverhältnisses anhand der Flächen der Massenchromatogramm spitzen des Hauptisotops und des Nebenisotops ist daher unter normalen experimentellen Bedingungen nicht genau.The Nature of the background makes the exact determination of the beginning and the end of the mass chromatographic peaks normally difficult. The measurement of the isotope ratio based on the areas The mass chromatogram of the main isotope and the side isotope is therefore not accurate under normal experimental conditions.
In
der
Es ist daher erwünscht, ein verbessertes Verfahren zur Massenspektrometrie und ein verbessertes Massenspektrometer bereitzustellen.It is therefore desirable an improved method for mass spectrometry and an improved mass spectrometer provide.
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen
von Isotopenverhältnissen
von aus einem Chromatographen eluierenden Ionen vorgesehen, welches
die folgenden Schritte aufweist:
Erhalten eines Massenchromatogramms
eines ersten Isotops (Hauptisotops), wobei das Massenchromatogramm
eine erste Massenchromatogrammspitze mit einer ersten Intensität (A) und
einem ersten Hintergrundniveau (B) aufweist,
Erhalten eines
Massenchromatogramms eines zweiten Isotops (Nebenisotops), wobei
das Massenchromatogramm eine zweite Massenchromatogrammspitze mit
einer zweiten Intensität
(a) und einem zweiten Hintergrundniveau (b) aufweist,
Bestimmen
des Verhältnisses
Rα zwischen
der Höhe
(a + b) der zweiten Massenchromatogrammspitze zuzüglich eines
Verschiebungswerts (bx) und der Höhe (A + B) der ersten Massenchromatogrammspitze,
Bestimmen
des Verhältnisses
Rβ zwischen
dem zweiten Hintergrundniveau (b) zuzüglich des Verschiebungswerts
(bx) und dem ersten Hintergrundniveau (B),
Bestimmen eines
spezifischen Verschiebungswerts (bx), der dazu führt, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen gleich dem Verhältnis
Rβ ist,
und
Bestimmen des Verhältnisses
zwischen der Häufigkeit
des zweiten Isotops (Nebenisotops) und der Häufigkeit des ersten Isotops
(Hauptisotops) entweder anhand des Verhältnisses Rα oder
des Verhältnisses
Rβ,
wenn der Verschiebungswert (bx) derart ist, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen gleich dem Verhältnis
Rβ ist.According to one aspect of the present invention, there is provided a method of determining isotopic ratios of ions eluting from a chromatograph comprising the steps of:
Obtaining a mass chromatogram of a first isotope (main isotope), the mass chromatogram having a first mass chromatogram peak having a first intensity (A) and a first background level (B),
Obtaining a mass chromatogram of a second isotope (side isotopes), the mass chromatogram having a second mass chromatogram peak having a second intensity (a) and a second background level (b),
Determining the ratio R α between the height (a + b) of the second mass chromatogram peak plus a displacement value (bx) and the height (A + B) of the first mass chromatogram peak,
Determining the ratio R β between the second background level (b) plus the shift value (bx) and the first background level (B),
Determining a specific displacement value (bx) which causes the ratio R α to be substantially equal to the ratio R β , and
Β determining the ratio between the frequency of the second isotope (In addition to isotope) and the frequency of first isotope (major isotope) either on the basis of the ratio R α or the ratio R when the shift amount (bx) is such that the ratio R α is substantially equal to the ratio R is β .
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Bestimmen von Isotopenverhältnissen
von aus einem Chromatographen eluierenden Ionen vorgesehen, welches
die folgenden Schritte aufweist:
Erhalten eines Massenchromatogramms
eines ersten Isotops (Hauptisotops), wobei das Massenchromatogramm
eine erste Massenchromatogrammspitze mit einer ersten Intensität (A) und
einem ersten Hintergrundniveau (B) aufweist,
Erhalten eines
Massenchromatogramms eines zweiten Isotops (Nebenisotops), wobei
das Massenchromatogramm eine zweite Massenchromatogrammspitze mit
einer zweiten Intensität
(a) und einem zweiten Hintergrundniveau (b) aufweist,
Bestimmen
des Verhältnisses
Rα zwischen
der Höhe
(a + b) der zweiten Massenchromatogrammspitze und der Höhe (A +
B) der ersten Massenchromatogrammspitze zuzüglich eines Verschiebungswerts
(bx),
Bestimmen des Verhältnisses
Rβ zwischen
dem zweiten Hintergrundniveau (b) und dem ersten Hintergrundniveau
(B) mit einem Verschiebungswert (bx),
Bestimmen eines spezifischen
Verschiebungswerts (bx), der dazu führt, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen gleich dem Verhältnis
Rβ ist,
und
Bestimmen des Verhältnisses
zwischen der Häufigkeit
des zweiten Isotops (Nebenisotops) und der Häufigkeit des ersten Isotops
(Hauptisotops) entweder anhand des Verhältnisses Rα oder
des Verhältnisses
Rβ,
wenn der Verschiebungswert (bx) derart ist, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen gleich dem Verhältnis
Rβ ist.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of determining isotopic ratios of ions eluting from a chromatograph comprising the steps of:
Obtaining a mass chromatogram of a first isotope (main isotope), the mass chromatogram having a first mass chromatogram peak having a first intensity (A) and a first background level (B),
Obtaining a mass chromatogram of a second isotope (side isotopes), the mass chromatogram having a second mass chromatogram peak having a second intensity (a) and a second background level (b),
Determining the ratio R α between the height (a + b) of the second mass chromatogram peak and the height (A + B) of the first mass chromatogram peak plus a displacement value (bx),
Determining the ratio R β between the second background level (b) and the first background level (B) with a shift value (bx),
Determining a specific displacement value (bx) which causes the ratio R α to be substantially equal to the ratio R β , and
Β determining the ratio between the frequency of the second isotope (In addition to isotope) and the frequency of first isotope (major isotope) either on the basis of the ratio R α or the ratio R when the shift amount (bx) is such that the ratio R α is substantially equal to the ratio R is β .
Das erste und das zweite Isotop sind vorzugsweise die Verbrennungs- oder Pyrolyseprodukte einer Verbindung. Beispielsweise kann 13C und 12C enthaltender Kohlenstoff verbrannt werden, um Kohlendioxid zu bilden, das dann ionisiert wird, so daß das Hauptisotop, das massenanalysiert wird, 12CO2 + mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 44 ist und das Nebenisotop, das massenanalysiert wird, 13CO2 + mit einem Masse-Ladungs-Verhältnis von 45 ist.The first and second isotopes are preferably the combustion or pyrolysis products of a compound. For example, carbon containing 13 C and 12 C may be burned to form carbon dioxide, which is then ionized so that the major isotope that is mass analyzed is 12 CO 2 + with a mass to charge ratio of 44 and the minor isotope, is mass analyzed, 13 is CO 2 + with a mass to charge ratio of 45.
Die erste und/oder die zweite Massenchromatogrammspitze können nicht wirklich als eine einzige scharfe Spitze auftreten. Die Spitzen können stattdessen etwas rauschbehaftet auftreten, und es kann an Stelle einer einzigen scharfen Spitze eine Anzahl sogenannter "Unterspitzen" vorhanden sein. Die Höhen der ersten und/oder der zweiten Massenchromatogrammspitze können durch Mitteln der Unterspitzen bestimmt werden.The the first and / or the second mass chromatogram peak can not really occur as a single sharp point. The tips can instead, it can be somewhat noisy and it can be in place a single sharp point, a number of so-called "lower peaks" may be present. The heights the first and / or the second Massenchromatogrammspitze can by Means of the lower peaks are determined.
Der Chromatograph kann einen Gaschromatographen umfassen, der vorzugsweise über eine Verbrennungs- oder Pyrolysekammer oder -stufe mit einer Ionenquelle in der Art einer Elektronenstoß-Ionenquelle ("EI-Ionenquelle") verbunden ist. Alternativ kann der Chromatograph einen Flüssigkeitschromatographen umfassen, der vorzugsweise über eine Verbrennungs- oder Pyrolysekammer oder -stufe und eine vorhergehende bzw. -vorgeschaltete Lösungsmittelentfernungsstufe mit einer Ionenquelle in der Art einer Elektronenstoß-Ionenquelle ("EI-Ionenquelle") verbunden ist.Of the Chromatograph may comprise a gas chromatograph, preferably via a Combustion or pyrolysis chamber or stage with an ion source in the manner of an electron impact ion source ("EI ion source"). Alternatively, the chromatograph may comprise a liquid chromatograph, preferably over a combustion or pyrolysis chamber or stage and a preceding or upstream solvent removal step with an ion source in the manner of an electron impact ion source ("EI ion source") is connected.
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Massenspektrometrie vorgesehen, bei dem das Proben-Isotopenverhältnis zwischen
einem zweiten Isotop (Nebenisotop) und einem ersten Isotop (Hauptisotop)
durch die folgenden Schritte bestimmt wird:
Addieren eines
Verschiebungswerts zu den Daten, die sich auf das zweite Isotop
(Nebenisotop) beziehen, oder zu den Daten, die sich auf das erste
Isotop (Hauptisotop) beziehen,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of mass spectrometry in which the sample isotope ratio between a second isotope (minor isotope) and a first isotope (major isotope) is determined by the following steps:
Adding a shift value to the data related to the second isotope, or to the data related to the first isotope (main isotope),
Bestimmen
eines Hintergrund-Isotopenverhältnisses
und
Ändern
des Verschiebungswerts, bis das über
den Zeitraum, in dem das erste und das zweite Isotop eluieren, summierte
durchschnittliche Proben-Isotopenverhältnis im wesentlichen dem Hintergrund-Isotopenverhältnis gleicht.Determining a background isotope ratio and
Changing the shift value until the average sample isotope ratio summed over the period of time in which the first and second isotopes elute is substantially equal to the background isotope ratio.
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Massenspektrometer
vorgesehen, welches aufweist: eine Ionenquelle, die mit einer Chromatographiequelle
ge koppelt ist,
einen Magnetsektor-Massenanalysator,
einen
ersten Detektor zum Erfassen von Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis und
einen zweiten verschiedenen Detektor zum Erfassen von Ionen mit
einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis und
eine Datenverarbeitungseinrichtung,
die:
(a) ein Massenchromatogramm eines ersten Isotops (Hauptisotops)
erhält,
wobei das Massenchromatogramm eine erste Massenchromatogrammspitze
mit einer ersten Intensität
(A) und einem ersten Hintergrundniveau (B) aufweist,
(b) ein
Massenchromatogramm eines zweiten Isotops (Nebenisotops) erhält, wobei
das Massenchromatogramm eine zweite Massenchromatogrammspitze mit
einer zweiten Intensität
(a) und einem zweiten Hintergrundniveau (b) aufweist,
(c) das
Verhältnis
Rα zwischen
der Höhe
(a + b) der zweiten Massenchromatogrammspitze zuzüglich eines Verschiebungswerts
(bx) und der Höhe
(A + B) der ersten Massenchromatogrammspitze bestimmt,
(d)
das Verhältnis
Rβ des
zweiten Hintergrundniveaus (b) zuzüglich des Verschiebungswerts
(bx) und dem ersten Hintergrundniveau (B) bestimmt,
(e) einen
spezifischen Verschiebungswert (bx) bestimmt, der dazu führt, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen dem Verhältnis
Rβ gleicht,
und
(f) das Verhältnis
zwischen der Häufigkeit
des zweiten Isotops (Nebenisotops) und der Häufigkeit des ersten Isotops
(Hauptisotops) entweder anhand des Verhältnisses Rα oder
des Verhältnisses
Rβ bestimmt,
wenn der Verschiebungswert (bx) derart ist, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen gleich dem Verhältnis
Rβ ist.According to another aspect of the present invention, there is provided a mass spectrometer comprising: an ion source coupled to a chromatography source;
a magnetic sector mass analyzer,
a first detector for detecting ions having a first mass-to-charge ratio and a second different detector for detecting ions having a second different mass-to-charge ratio and
a data processing device that:
(a) obtaining a mass chromatogram of a first isotope (main isotope), the mass chromatogram having a first mass chromatogram peak having a first intensity (A) and a first background level (B),
(b) obtaining a mass chromatogram of a second isotope (side isotopes), the mass chromatogram having a second mass chromatogram peak having a second intensity (a) and a second background level (b),
(c) determining the ratio R α between the height (a + b) of the second mass chromatogram peak plus a displacement value (bx) and the height (A + B) of the first mass chromatogram peak,
(d) determining the ratio R β of the second background level (b) plus the displacement value (bx) and the first background level (B),
(e) determining a specific displacement value (bx) which causes the ratio R α to be substantially equal to the ratio R β , and
(f) the ratio between the frequency of the second isotope and the frequency of the first isotope determined by either the ratio R α or the ratio R β when the displacement value (bx) is such that the ratio R α is substantially equal to the ratio R β .
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Massenspektrometer
vorgesehen, welches aufweist:
eine Ionenquelle, die mit einer
Chromatographiequelle gekoppelt ist,
einen Magnetsektor-Massenanalysator,
einen
ersten Detektor zum Erfassen von Ionen mit einem ersten Masse-Ladungs-Verhältnis und
einen zweiten verschiedenen Detektor zum Erfassen von Ionen mit
einem zweiten verschiedenen Masse-Ladungs-Verhältnis und
eine Datenverarbeitungseinrichtung,
die:
(a) ein Massenchromatogramm eines ersten Isotops (Hauptisotops)
erhält,
wobei das Massenchromatogramm eine erste Massenchromatogrammspitze
mit einer ersten Intensität
(A) und einem ersten Hintergrundniveau (B) aufweist,
(b) ein
Massenchromatogramm eines zweiten Isotops (Nebenisotops) erhält, wobei
das Massenchromatogramm eine zweite Massenchromatogrammspitze mit
einer zweiten Intensität
(a) und einem zweiten Hintergrundniveau (b) aufweist,
(c) das
Verhältnis
Rα zwischen
der Höhe
(a + b) der zweiten Massenchromatogrammspitze und der Höhe (A + B)
der ersten Massenchromatogrammspitze zuzüglich eines Verschiebungswerts
(bx) bestimmt,
(d) das Verhältnis
Rβ zwischen
dem zweiten Hintergrundniveau (b) und dem ersten Hintergrundniveau
(B) mit einem Verschiebungswert (bx) bestimmt,
(e) einen spezifischen
Verschiebungswert (bx) bestimmt, der dazu führt, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen dem Verhältnis
Rβ gleicht,
und
(f) das Verhältnis
zwischen der Häufigkeit
des zweiten Isotops (Nebenisotops) und der Häufigkeit des ersten Isotops
(Hauptisotops) entweder anhand des Verhältnisses Rα oder
des Verhältnisses
Rβ bestimmt,
wenn der Verschiebungswert (bx) derart ist, daß das Verhältnis Rα im
wesentlichen gleich dem Verhältnis
Rβ ist.According to another aspect of the present invention, there is provided a mass spectrometer comprising:
an ion source coupled to a chromatography source,
a magnetic sector mass analyzer,
a first detector for detecting ions having a first mass-to-charge ratio and a second different detector for detecting ions having a second different mass-to-charge ratio and
a data processing device that:
(a) obtaining a mass chromatogram of a first isotope (main isotope), the mass chromatogram having a first mass chromatogram peak having a first intensity (A) and a first background level (B),
(b) obtaining a mass chromatogram of a second isotope (side isotopes), the mass chromatogram having a second mass chromatogram peak having a second intensity (a) and a second background level (b),
(c) determining the ratio R α between the height (a + b) of the second mass chromatogram peak and the height (A + B) of the first mass chromatogram peak plus a displacement value (bx),
(d) determines the ratio R β between the second background level (b) and the first background level (B) with a shift value (bx),
(e) determining a specific displacement value (bx) which causes the ratio R α to be substantially equal to the ratio R β , and
(f) the ratio between the frequency of the second isotope and the frequency of the first isotope determined by either the ratio R α or the ratio R β when the displacement value (bx) is such that the ratio R α is substantially equal to the ratio R β .
Das von der bevorzugten Ausführungsform angesprochene Problem besteht in der Bestimmung genauer Isotopenverhältnisse anhand Gas- oder Flüssigkeitschromatographenspitzen bei Vorhandensein eines unbestimmten und sich möglicherweise ändernden Hintergrunds und bei Nichtvorhandensein jeglichen Wissens über den genauen Ort des Anfangs- und des Endpunkts einer beobachteten Massenchromatogrammspitze.The of the preferred embodiment The problem addressed is the determination of exact isotope ratios using gas or liquid chromatography tips in the presence of an indeterminate and possibly changing Background and in the absence of any knowledge of the exact location of the beginning and end points of an observed mass chromatogram peak.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform werden die experimentellen Daten auf eine Weise manipuliert, bei der der Anfang und das Ende einer Massenchromatogrammspitze keine starke Wirkung auf die Isotopenanreicherungsberechnung haben. Es wird ein Verschiebungswert zu den Daten des Nebenisotops (oder alternativ des Hauptisotops) addiert, so daß das bestimmte Hintergrund-Isotopenverhältnis zwischen dem Nebenisotop und dem Hauptisotop dem bestimmten Proben-Isotopenverhältnis zwischen dem Nebenisotop und dem Hauptisotop gleicht.According to the preferred embodiment the experimental data are manipulated in a way that the beginning and end of a mass chromatogram peak no have a strong effect on the isotope enrichment calculation. It is a shift value to the data of the Nebenisotops (or alternatively of the major isotope) so that the particular background isotope ratio between the minor isotope and the major isotope the particular sample isotope ratio between similar to the secondary isotope and the main isotope.
Das Proben-Isotopenverhältnis kann anfänglich anhand der Rohdaten bestimmt werden, so daß der Nullwert nicht berücksichtigt wird. Wenn der Hintergrund niedrig ist, erscheint das Proben-Isotopenverhältnis rauschbehaftet. Es kann ein Wert sowohl zu den Daten des Hauptisotops als auch zu den Daten des Nebenisotops addiert werden, um die Rauschwirkungen zu verringern. Dies ist jedoch für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich.The Sample isotope ratio can initially be determined on the basis of the raw data, so that the zero value is not considered becomes. If the background is low, the sample isotope ratio appears noisy. It can be a value both to the data of the main isotope and to the data of the sub-isotope are added to the noise effects to reduce. However, this is for the present invention is not essential.
Die Daten werden vorzugsweise analysiert, und Massenchromatogrammspitzen werden in der Spur des Hauptisotops identifiziert. Auf der Spur des Hauptisotops und der Spur des Nebenisotops liegende Punkte, die keine Spitzen sind, werden ausgewählt, und das Verhältnis zwischen dem Hintergrund des Nebenisotops und dem Hintergrund des Hauptisotops wird anhand der Daten berechnet. Werte des Hintergrund-Isotopenverhältnisses werden interpoliert, so daß ein Hintergrund-Isotopenverhältnis jeder der gemessenen Proben-Isotopenspitzen zugeordnet werden kann. Der Anfangs- und der Endpunkt jeder Massenchromatogrammspitze wird im ersten Datendurchgang bestimmt, und es werden die Gesamt-Spitzenfläche des Hauptisotops und des Nebenisotops sowie das Proben-Isotopenverhältnis bestimmt.The Data is preferably analyzed, and mass chromatogram peaks are identified in the lane of the main isotope. On the track of the main isotope and the trace of the side isotope lying points No peaks are selected, and the ratio between the background of the side isotope and the background of the main isotope is calculated from the data. Values of background isotope ratio are interpolated so that a Background-isotope ratio each of the measured sample isotope tips can be assigned. The beginning and ending point of each mass chromatogram peak is determined in the first data pass, and it becomes the total peak area of the Main isotopes and side isotope, as well as the sample isotope ratio.
Das Hintergrund-Isotopenverhältnis und das Proben-Isotopenverhältnis werden daher unter Verwendung von nicht auf Null korrigierten Werten berechnet. Durch Addieren eines Verschiebungswerts zu den Daten des Nebenisotops (oder des Hauptisotops) kann das Isotopenverhältnis geändert werden, bis das Hintergrund-Isotopenverhältnis im wesentlichen dem Proben-Isotopenverhältnis gleicht. Dies ermöglicht es dann, daß das gewünschte Proben-Isotopenverhältnis entsprechend bestimmt wird.The Background-isotope ratio and the sample isotope ratio are therefore calculated using non-zero corrected values calculated. By adding a shift value to the data of the minor isotope (or major isotope), the isotope ratio can be changed until the background isotope ratio essentially equal to the sample isotope ratio. This allows it then that that desired Sample isotope ratio is determined accordingly.
Das bevorzugte Verfahren ist nicht besonders empfindlich für den Anfang und das Ende von Massenchromatogrammspitzen, weil an den Flanken einer Massenchromatogrammspitze wenig Unterschiede des Isotopenverhältnisses auftreten und die Flanken nicht erheblich zur Bestimmung des Proben-Isotopenverhältnisses beitragen.The preferred method is not particularly sensitive to the onset and end of mass chromatographic peaks because there are few differences in the mass chromatogram peak on the flanks of a mass chromatogram peak Isotope ratio occur and the flanks do not contribute significantly to the determination of the sample isotope ratio.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, wobei:Various embodiments The present invention will now be described by way of example only with reference to FIG the attached drawing, wherein:
Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf
Anhand der experimentellen Daten können zwei Verhältnisse direkt berechnet werden. Erstens kann das Verhältnis der Spitzenhöhen (oder -flächen) R0 bestimmt werden: Based on the experimental data, two ratios can be calculated directly. First, the ratio of peak heights (or areas) R 0 can be determined:
Zweitens kann das Verhältnis der Hintergründe Rb bestimmt werden: Second, the ratio of backgrounds R b can be determined:
Das Verhältnis, das bestimmt werden soll, ist jedoch das Verhältnis R der Isotope oberhalb ihrer entsprechenden Hintergründe: The ratio to be determined, however, is the ratio R of the isotopes above their respective backgrounds:
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird zu den Werten des Hintergrunds b der Massenchromatogrammspitze des Neben isotops ein ausgleichender Verschiebungswert bx addiert, so daß der Hintergrund der Massenchromatogrammspitze des Nebenisotops dann b + bx wird und die Höhe der Massenchromatogrammspitze des Nebenisotops a + b + bx wird.According to the preferred embodiment, a compensatory shift value bx is added to the values of the background b of the mass chromatogram peak of the minor isotope so that the background of the mass chromatogram peak of the minor is then b + bx and the height of the mass chrom the matograph tip of the minor isotope a + b + bx.
Das neue Verhältnis Rα der Spitzenhöhen ("Proben-Isotopenverhältnis") ist durch gegeben.The new ratio R α of peak heights ("sample isotope ratio") is by given.
In ähnlicher Weise ist das neue Verhältnis Rβ der Hintergrundhöhen ("Hintergrund-Isotopenverhältnis") durch gegeben.Similarly, the new background height ratio R β ("background isotope ratio") is through given.
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
wird dann der Wert von bx angepaßt, bis
Durch
Einsetzen ergibt sich dann:
Daher ergibt sich: Therefore:
Daher ist das erforderliche Isotopenverhältnis R gleich Rα oder Rβ, wenn Rα = Rβ gilt.Therefore, the required isotopic ratio R is equal to R α or R β when R α = R β .
In
den
In
Die Massenchromatogrammspitze des Hauptisotops zeigt, wie der Hintergrund in diesem speziellen Fall mit der Zeit zunehmend ansteigt. Wie dargestellt, steigen das Hintergrund-Isotopenverhältnis und das Proben-Isotopenverhältnis in der gleichen Weise wie die Spur des Hauptisotops an. Es können Fälle auftreten, in denen der Hintergrund mit der Zeit abnimmt.The Mass chromatogram top of the main isotope shows how the background In this particular case, with time, increasing. As shown, increase the background isotope ratio and the sample isotope ratio in the same way as the trace of the main isotope. There may be cases in which the background decreases with time.
Es
wurde dann ein zweiter verschiedener Verschiebungswert bx zu den
Daten des Nebenisotops addiert, und die resultierenden Kurven sind
in
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
kann ein Verschiebungswert so gewählt werden, daß das Hintergrund-Isotopenverhältnis dem
Proben-Isotopenverhältnis
gleicht. Dies ist in
Für die sehr
genaue Messung von Isotopenverhältnissen,
wobei Flächen
unter den Massenchromatogrammspitzen des Hauptisotops und des Nebenisotops
gemessen werden, können
die normalerweise gewählten
Anfangs- und Endpunkte selbst in Fällen, in denen einzelne reine
Massenchromatogrammspitzen gemessen werden, eine erhebliche Auswirkung
auf das bestimmte Proben-Isotopenverhältnis haben. In den in den
In
den in den
Das Massenchromatogramm für das Hauptisotop kann nicht leicht mit dem Massenchromatogramm für das Nebenisotop ausgerichtet werden. Weil das Hintergrund-Isotopenverhältnis gemäß der bevorzugten Ausführungsform jedoch gleich dem Proben-Isotopenverhältnis gesetzt worden ist, ist die Wirkung der Flanken der Spitzen sehr gering.The Mass chromatogram for the major isotope can not easily with the mass chromatogram for the minor isotope be aligned. Because the background isotope ratio according to the preferred embodiment however, has been set equal to the sample isotope ratio the effect of the flanks of the tips very low.
Einige
typische experimentelle Daten sind in den
Die folgende Tabelle zeigt, wie sich die gemäß der bevorzugten Ausführungsform berechneten verschiedenen Verhältnisse als Funktion eines ausgleichenden Verschiebungswerts bx ändern. The following table shows how the different ratios calculated according to the preferred embodiment change as a function of a compensating shift value bx.
Wenngleich die bevorzugte Ausführungsform eine vernünftige Schätzung der Spitzen-Anfangspunkte und der Spitzen-Endpunkte benötigt, brauchen die Spitzen-Anfangspunkte und die Spitzen-Endpunkte nicht mit der gleichen Genauigkeit bestimmt zu werden wie bei den herkömmlichen Verhältnisbestimmungsverfahren. Demgemäß sind herkömmliche Spitzenerfassungsalgorithmen (die gewöhnlich auf der ersten und der zweiten Ableitung beruhen) völlig angemessen.Although the preferred embodiment a reasonable one estimate the peak starting points and peak endpoints needed the top start points and the top end points are not with the to be determined with the same accuracy as the conventional ones Ratio determination method. Accordingly, conventional ones Peak detection algorithms (usually on the first and second Derivative) completely appropriate.
In ähnlicher Weise ist der Ort der Hintergrundbereiche vor und hinter der Spitze nicht kritisch. Geeignete Kriterien bestehen darin, daß 200 Datenpunkte für jeden Hintergrundbereich verwendet werden. Das Ende des Vorspitzen-Hintergrundbereichs sollte vorzugsweise in etwa die Hälfte einer Spitzenbreite vor der Spitzenanfangsposition sein, und der Anfang des Nachspitzen-Hintergrundbereichs sollte vorzugsweise in etwa die Hälfte der Spitzenbreite nach der Spitzenendposition sein. Der Ort der Hintergrundbereiche kann in dem Fall, daß innerhalb des Bereichs andere Spitzen erfaßt werden, algorithmisch angepaßt werden.In similar Way is the location of the background areas in front of and behind the top not critical. Suitable criteria are that 200 data points for each Background area can be used. The end of the preamble background area should preferably be in about half of a peak width before be the top start position, and the beginning of the after peak background area should preferably be in about half the peak width after be the top end position. The location of the background areas can in the case that within the range other peaks are detected are adapted algorithmically.
Der Wert des Vorspitzen-Hintergrundverhältnisses kann folgendermaßen definiert werden: wobei i der Anfang des Vorspitzenhintergrunds ist, j das Ende des Vorspitzenhintergrunds ist, b1 der Intensitätswert der Nebenisotopenspur ist, B1 der Intensitätswert der Hauptisotopenspur ist und x der postulierte ausgleichende Verschiebungswert ist.The value of the peak-to-background ratio can be defined as follows: where i is the beginning of the toe background, j is the end of the toe background, b 1 is the intensity value of the sub isotope trace, B 1 is the intensity value of the major isotope trace, and x is the postulated compensatory shift value.
In ähnlicher Weise kann der Wert des Nachspitzen-Hintergrundverhältnisses folgendermaßen definiert werden: wobei k der Anfang des Nachspitzenhintergrunds ist, 1 das Ende des Nachspitzenhintergrunds ist, b2 der Intensitätswert der Nebenisotopenspur ist, B2 der Intensitätswert der Hauptisotopenspur ist und x der postulierte ausgleichende Verschiebungswert ist.Similarly, the value of the peak to peak ratio can be defined as follows: where k is the beginning of the after peak background, 1 is the end of the after peak background, b 2 is the intensity value of the minor isotope trace, B 2 is the intensity value of the major isotope trace, and x is the postulated compensatory shift value.
Der Wert des Hintergrundverhältnisses am Spitzen-Höchstwert wird vorzugsweise durch Interpolation zwischen den Vorspitzen- und Nachspitzen-Hintergrundverhältnissen berechnet.Of the Value of the background ratio at the peak high is preferably by interpolation between the Vorspitzen- and Post-peak background conditions calculated.
Der Wert des Chromatographen-Massenspitzenverhältnisses kann folgendermaßen definiert werden: wobei m der Anfang der interessierenden Spitze ist, n das Ende der interessierenden Spitze ist, a der Intensitätswert der Nebenisotopenspur ist, A der Intensitätswert der Hauptisotopenspur ist und x der postulierte ausgleichende Verschiebungswert ist.The value of the chromatograph mass peak ratio can be defined as follows: where m is the beginning of the peak of interest, n is the end of the peak of interest, a is the intensity value of the minor isotope trace, A is the intensity value of the major isotope trace, and x is the postulated compensatory shift value.
Der für den ausgleichenden Verschiebungswert verwendete Wertebereich kann anfänglich beliebig sein, er kann jedoch später algorithmisch angepaßt werden, um ein Einklammern des zu einer Verhältnisdifferenz von Null führenden Werts zu gewährleisten.Of the for the range of values used may be initially arbitrary, he can however later algorithmically adapted to parenthesize the leading to a ratio difference of zero To ensure value.
Es können an den Daten andere geringfügige Verbesserungen vorgenommen werden. Die Massenchromatogrammspitze des Nebenisotops kann so verschoben werden, daß sie direkt unter der Massenchromatogrammspitze des Hauptisotops liegt. Es kann auch die Spitzenform mathematisch verbessert werden, um die Messung der Massenchromatogrammspitzen zu verbessern, welche angrenzend sind oder welche überlappen.It can at the data other minor Improvements are made. The mass chromatogram peak of the minor isotope can be shifted so that it is directly under the mass chromatogram peak of the main isotope. It can also be the tip shape mathematically be improved to measure the mass chromatogram peaks to improve which are adjacent or which overlap.
Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, daß verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne von dem in den anliegenden Ansprüchen dargelegten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.Although the present invention with reference to preferred embodiments will be understood by those skilled in the art that various changes can be made on the form and the details, without from that in the appended claims to depart from the scope of the invention.
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