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(dǎo)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(dǎo)致定性分析的準(zhǔn)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(fù)值的絕對值分別保存在單獨(dú)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(jìn)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(yùn)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(guān)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(fù)雜混合物樣品進(jìn)行定性分析的重要工具, 廣泛應(yīng)用于環(huán)境、食品、地質(zhì)檢測等各個領(lǐng)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(dǎo)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(dǎo)致定性分析的準(zhǔn)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(yīng)用差分GC-MS 算法得到兩組差分?jǐn)?shù)據(jù), 包括正值和負(fù)值差分?jǐn)?shù)據(jù)。然后將正值和負(fù)值差分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行移位并重新組合, 最后進(jìn)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(zhǔn)確性。
通過對比AMDIS 與自編算法提取的結(jié)果與譜圖, 兩者的處理結(jié)果具有較好的一致性, 自編的譜圖提取算法基本達(dá)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(shí)現(xiàn)了簡單、可靠的定性分析。
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