soluciones de screening no dirigido para aplicaciones claves · 2016-10-10 · metodo de screening...

Soluciones de screening NO DIRIGIDO para

aplicaciones claves

Continuing

Technology

Innovation

Jose Juan Rivero Especialista de producto GC y GCMS

24 febrero 2016

Soluciones de screening NO DIRIGIDO para aplicaciones claves

24 de febrero de 2016 2

Estrategias de trabajo

Analisis de conocidos

en alcance

Analisis de desconocidos Analisis de conocidos

fuera alcance

Análisis no

dirigidos

Análisis

dirigidos



Screening Confirmación Cuantificación

Flujo de trabajo ideal

GC MSD

GC QTOF GC QQQ



Screening

Flujo de trabajo para GC/MS

El GC/MSD detecta todo

aquello que se ionice en

la fuente

Los compuestos

se identifican por

espectro EI

Agilent 5977B

GC MSD



Flujo de trabajo óptimo para GC/QTOF

El GC QTOF en modo

TOF detecta todo aquello

que se ionice en la

fuente

Los compuestos

se identifican por

espectro EI de masa

exacta, realizando

deconvolución y

contrastando contra

base de datos

Agilent 7200

GC QTOF

Screening



Screening

Flujo de trabajo ideal para GC/MS/MS

Confirmación Cuantificación

Agilent 7000C GC/QQQ

Screening



Modo eficiente de extracción de resultados

Screening no dirigido de Pesticidas, EOPs y POPs en

muestras de aguas superficiales mediante

GC/MS



Requerimientos

Metodo de Screening para detector presencia/ausencia de contaminantes orgánicos

Identificar VOCs y SVOCs (EOPs, POPs) en un solo análisis

Inclusion de forma fácil de nuevas sustancias en el método

Limites de Detección (LOD) 0.1 mg/L

Alto numero de muestras a analizar de una manera automática en el procesado y en

la generación del informe



EA NLS Instrumentation for GC/MS Screening

2006 - Present Day Hardware

7890A GC System

7683B Series Injector

5975C inert XL MSD with Triple-Axis detector (TAD)

Programmed Temperature Vaporization Inlet (PTV)

Software

GC/MSD Chemstation

Retention Time Locked (RTL) Method

Deconvolution Reporting Software (DRS) y/o Unknows Analysis

Automated Mass Spectral Deconvolution and Identification Software (AMDIS)

NIST08 Mass Spectral compound library

Hazardous Industrial Chemicals (HIC, 731 entries) MS Database extended to > 1000 compounds



Consistente en:

Environmental Water Screening GC/MS Analyzer

www.solutions-to-win.com

Más detalles del analizador

Solution Note : 5991-4127EN

7693A ALS , 7890B GC, 5977 Extractor o HES MSD con inyector MMI

Método RTL y adquisición en full scan

Procesado de datos en MH Quant

• Un solo punto de calibración y AvgRF y Deconvolucion de compuestos targets

Base de datos de la aplicacion específica EI MS

Informe TD personalizado en pdf

Base de datos de espectros NIST11

http://www.solutions-to-win.com/







Metodo MH Quant Y

Base de datos EI MS

Fungicidas

Pesticidas

Productos de cuidado personal

Fármacos

Disolventes Volatiles

Metabolitos

Residuos industriales

Hidrocarburos HPAs

Contaminantes emergentes

Base de datos de EI referencia para 1040 analitos Único y Especifico para la aplicación y método MH Quant

Pesticidas , Contaminantes Orgánicos Persistentes (POPs) y Contaminantes Orgánicos Emergentes (EOPs)

Preparación de la muestra

1 litro muestra agua + ISTD

+ 50mL Diclorometano (DCM)

Extraer 15 minutos

Eliminar DCM,

Acidificar el agua,

Añadir 50mL DCM

fresco

Extraer 15 minutos

Unir fracciones

DCM

Reducir DCM a 1 mL

Transferir DCM al

Vial del GC,

Inyectar 1.5 mL

Secar extracto DCM

con sulfato sódico

anhidro

Condiciones analíticas



Full scan TIC de una muestra de agua residual de un vertedero

ISTD

TIC de muestra compleja puede contener muchos

picos coeluidos

• Interferencias en ratio de iones Cuant/Cual

- Falsos Positivos y/o Falsos Negativos

• Compromiso en busqueda de espectros en librerias



Workflow Target Deconvolution en MassHunter Quant

Resultados Quant

Los Targets son identificados por

comparación de RTLs y los ratios de iones

de 1 Quant + 3 Qual, entonces el Quant

(estimado) usando Quant ion area con la

tabla de calibración

Revision de resultados en MassHunter

Batch-at-a-Glance y

Compounds-at-a-Glance

Combinando cuantitativo y cualitativo

Informe Target Deconvolution

.pdf Summary report

MH deconvoluciona los espectros

comparandolo con la base de datos de MS

usando Ventana RT y

Library Match Score con los cualificadores

Resultados Qualitative

FULL SCAN TIC



Revision de datos - MassHunter Quant Batch-at-a-Glance

Información

Batch

Información

Compuesto

TIC

Puntuacion del LMS y Pureza

del Target Deconvolucion

RT esp y exp



Quant ion EIC

Quant EIC y

Qualifier EICs

superposición

Espectro del Compuesto Deconvolucionado

(arriba)

Y espectro de la librería de referencia

(debajo)

Esperado RT

Información del compuesto

MassHunter Quant Batch-at-a-Glance

Con Target Deconvolución

Ventana de Localizacion

EIC ventana

Puntuacion de la busqueda en librería (LMS)



Revisión de datos - MassHunter Quant Compounds-at-a-Glance

Revisión / comparación de multiples muestras / compuestos

en una interface de usuario totalmente configurable



Target Deconvolution

Revisión de datos - MassHunter Quant Compounds-at-a-Glance

Aplicando criterios de calidad (outliers) para una

revision rápida de resultados

Outliers cumplen Outlier(s) fallidos



Aplicando los criterios de calidad adecuados

los Targets son resaltados

Revision de resultados – Mass Hunter Compounds-at-a-Glance



MH Quant B.07 Nueva opción : Filtrado de Cromatogramas



Informe pdf Target Deconvolución

Tiempo de retención de los

analitos identificados Número CAS Resultado Estimado Cuantitativo

corregido por la pureza de pico

Library Match Score Diferencia de tiempo del RT bloqueado

% Pureza de Pico



Mass Hunter TD Report : Extracto de un agua residual de vertedero

Velocidad de generación de informe:

~1 -2 segundos por fichero



Environmental Water Screening

GC/MS Analyzer

Hardware totalmente Pre-configured desde fábrica

Método de adquisición RTL

Librería específica de MS de referencia (1000+ compuestos)

Procesado de datos MassHunter Quant con Deconvolución Target

Eficiente y rápida revision de resultados usando MassHunter Batch-at-a-Glance y Compounds-at-a-Glance con uso de

Outlier y filtrado de positivos

Generacion rápida de informes en .pdf de muestras indiv o por Lotes

Screening No-target con analisis de desconocidos

Un completo analizador ‘en la mesa’

Pesticide Screener using a GC QTOF



MS detector / characteristics

Typical systems (examples) Acquisition

Requirements for identification

minimum number of ions other

Unit mass resolution

quadrupole, ion trap, TOF

full scan, limited m/z range, SIM 3 ions

S/N ≥ 3e)

Analyte peaks in the

extracted ion chromatograms must

fully ov erlap.

Ion ratio within

±30% (relative) of av erage

of calibration standards from same

sequence

MS/MS triple quadrupole, ion trap, Q-trap, Q-TOF, Q-Orbitrap

selected or multiple reaction monitoring (SRM, MRM), mass resolution for precursor-ion isolation equal to or better than unit mass resolution

2 product ions

Accurate mass measurement

High resolution MS: (Q-)TOF (Q-)Orbitrap FT-ICR-MS sector MS

full scan, limited m/z range, SIM, fragmentation with or without precursor-ion selection, or combinations thereof

2 ions with mass accuracy ≤ 5 ppma,b, c)

combined single stage MS and MS/MS with mass resolution for precursor-ion isolation equal

to or better than unit mass resolution

2 ions: 1 molecular ion, (de)protonated molecule or adduct ion with mass acc. ≤ 5 ppma,c

plus 1 MS/MS product iond)

Criterio de Identification SANTE/11945/2015 vs. SANCO/12571/2013

• Requirements for identification using selected ions (new)



Screening de Pesticidas mediante GCQTOF

• Sistema GC7890B + QTOF-7200B

• Backflush

• RTL

• MassHunter Analysis

• PCDL (Espectros en HR y RTL)

Pesticide Screener

Nota de aplicación: 5991-5894EN

Amadeo R. Fernández-Alba

Samanta Uclés, Noelia Belmonte,

EURL for Pesticides in Fruits and Vegetables

Almeria, Spain



Screening Pesticidas sobre plataforma GC-Q/TOF

La Masa Exacta y Alta Resolucion provee una alta selectividad

frente a las interferencias

El modo TOF: Genera un espectro de masas, perfecto para trabajar

en Non-targeted

Un barrido para numero de compuestos ‘Ilimitados’ (contrastando

con librerías de espectros en alta resolución para identificación)

Misma sensibilidad da igual el numero de compuestos

seleccionados

El trabajo en MS/MS (Modo Q/TOF) para identificaciones a

posterior



Screening Pesticides LC-Q/TOF vs GC-Q/TOF

LC/MS ESI+ GC/MS EI+

Malation

Pm = 330.0361D

CE = OV

Espectro de masas dominante del ion

[M]+ no es lo típico en un GCMS

Fragments

[M+H]+ Baja Energía

CE = OV

Alta Energía

CE > OV



All Ions en GCQTOF (Screenning No dirigido)

CE=0 voltios

CE >0 voltios



All Ions : Targeted Screening Workflow

1. Adquisicion 2. PCDL 3. MH Qual SW 4. MH Quant SW

Librería de

Espectros (Espectros más RTL)

Cuantificacion de

targets con

confirmación adicional

de fragmentos

GC-Q/TOF MH Acquisition

Energía de Colisión

constante en Q-TOF

(CE=0)

Find by Formula on

MS

EICs for fragments

Correlate qualified

fragments with target

Find

Extract

Qualify and confirm

fragments

Export

Align EICs of

fragments

Targets

m/z, ion species

Quant

Report

Qual

Report

Método en RTL

(optional)



(1)

7200 GC-Q/TOF RTL Pesticide Analyzer Método CF

7890B

GC

EPC

Columna (1) : 15m x 0.25mm ID x 0.25um HP-5MSUI

Columna (2) : 15m x 0.25mm ID x 0.25um HP-5MSUI (19091S-431UI)

7200

Q/TOF

MMI Inlet

ALS

(2)

Purged ultimate union

1. Adquisición

Mid-column backflush



Mid-column, post run backflush

Purged Union

MS

Inlet

Inlet EPC

P1

Columna #1

Aux EPC

P2

Split

Vent

Purged Union

Durante el run, P1 > P2 , Gas portador fluye hacia el MS

Columna #2



Columna #1

Purged Union

MS

Inlet EPC

P1

Aux EPC

P2

Split

Vent

Mid-column, post run back flush

Durante el run, P1 > P2 , Gas portador fluye hacia el MS

Analitos de interes

Componentes de Matriz

Columna #2



Column #1

MS

Inlet EPC

P1

Aux EPC

P2

Split

Vent

Inlet

Mid-column, post run back flush

Durante el postrun Backflush, P1 < P2 , Gas portador fluye en dirección contraria

Column #2

Purged Union



PCDL : Personal Compound Database Library

Conectado a ChemSpider Conectado a PubChem

• Name

• Mol. Formula

• Mono-isotopic exact mass

• Locked RT

• CAS #

• Accurate mass spectrum

1. Adquisición 2. PCDL



1. Acquisition 2. PCDL 3. MH Qual SW

Screening cualitativo usando All Ions MS

Gun Powder Tea



Procesado de datos All Ions - Method setup (1) Localizar la fórmula

Pesticide screening

GC-Q/TOF

• Usar el RTL(Si es metodo bloqueado)

• Especificar el PCDL



Procesado de datos All Ions - Method setup (3) Identificación con fragmentos

Pesticide screening

GC-Q/TOF

• Seleccionar el número mínimo de

fragmentos a cualificar para identificar

el compuesto

• Co-elution score es la mejor función

para cualificar la similitud al extraer

los iones

• Seleccionar el numero de fragmentos

para evaluar



Pesticide screening

GC-Q/TOF

All Ions Results Overview GC-Q/TOF Extracto de te

Lista de compuestos encontrados

1 2

3 4

5

Resultados de la Identificacion de

compuestos

EICs

Coelution Plot

Molecular

Ion/Isotope

Ratio Results

Spectrum & Extracted

Ion Plots



Ejemplo de un positivo en Metacrifos



Excellent Mass Accuracy Resultados del Screening de 17 pesticidas fortificados a 10 ng/mL en matrices alimentarias

Name 中文名 CAS Formula Identified? RT (min) RT Diff(min) FIs Conf. Qualified Ion (I) Qualified Ion (II)

m/z diff (ppm) m/z diff (ppm)

敌敌畏 62-73-7 C4H7Cl2O4P Yes 4.679 0.014 6 219.9464 4.7 184.9744 3.0

Mevinphos 速灭磷 7786-34-7 C7H13O6P Yes 5.610 0.001 4 192.0198 0.3 164.0233 1.8

Ethalfluralin 丁氟消草 55283-68-6 C13H14F3N3O4 Yes 7.139 0.001 5 316.0911 2.4 292.0548 2.8

Trifluralin 氟乐灵 1582-09-8 C13H16F3N3O4 Yes 7.247 0.003 6 306.0709 4.2 290.0755 2.8

Atrazine 莠去津 1912-24-9 C8H14ClN5 Yes 7.887 0.000 6 215.0932 0.2 202.0680 3.8

Chlorpyrifos-methyl 甲基毒死蜱 5598-13-0 C7H7Cl3NO3PS Yes 9.143 0.001 6 285.9267 3.9 287.9236 1.5

Heptachlor 七氯 76-44-8 C10H5Cl7 Yes 9.339 -0.006 6 336.8496 2.3 271.8106 3.7

Malathion 马拉硫磷 121-75-5 C10H19O6PS2 Yes 9.729 -0.002 5 124.9824 2.6 99.0077 2.4

DDE, p,p'- 滴滴伊, p,p’- 72-55-9 C14H8Cl4 Yes 11.612 0.002 6 315.9375 0.1 317.9349 1.1

Dieldrin 狄氏剂 60-57-1 C12H8Cl6O Yes 11.717 0.004 6 276.8722 0.5 260.8595 0.6

Hexazinone 环嗪酮 51235-04-2 C12H20N4O2 Yes 13.195 0.008 5 171.0877 0.5 172.0896 4.8

Propargite 克螨特 2312-35-8 C19H26O4S Yes 13.318 -0.019 4 173.0955 3.6 136.0835 2.4

Mirex 灭蚁灵 2385-85-5 C10Cl12 Yes 14.874 0.006 6 269.8127 0.6 236.8409 0.6

Fenarimol 氯苯嘧啶醇 60168-88-9 C17H12Cl2N2O Yes 15.084 0.000 5 330.0339 5.5 219.0317 1.2

Coumaphos 蝇毒磷 56-72-4 C14H16ClO5PS Yes 15.853 0.013 5 362.0139 0.1 333.9822 1.3

E

Dichlorvostofenprox 醚菊酯 80844-07-1 C25H28O3 Yes 16.777 0.015 3 163.1124 4.2 164.1155 0.8

Deltamethrin 溴氰菊酯 52918-63-5 C22H19Br2NO3 Yes 18.117 0.018 3 252.9053 3.3 250.9056 3.9

Compuestos identificados con error en RT<0.1min y al menos 2 iones con error de masas

inferior a 5 ppm siguiendo requerimientos SANTE



Verificación de un pico no esperado

¿Identificacion inequivoca?, ¿Puede venir del o,p’-DDE? ¿De la matriz? ¿Impurezas del standard?

5x10

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

+EI EIC(245.9998) Scan Pestchkout 20min 5ppb in BF4 090915 2…

11.620100.00

11.076

1.51

Counts vs. Acquisition Time (min)

10.9 11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7

p,p’-DDE (5 ng/mL) spiked in matrix

p,p’-DDE (std)

S/N: 227.5

EIC (245.9998);

Noise definition: peak to peak

o,p’-DDE (impureza)

S/N: 3.5

5x10

0

0.25

0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

2.25

2.5

2.75

3

3.25

+EI EIC(245.9998) Scan Pestchkout 20min 10ppb in BF4 090915 …

11.614100.00

11.0711.41


10.9 11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7

p,p’-DDE (10 ng/mL) spiked in matrix

p,p’-DDE (std)

S/N: 475.5

EI EIC (245.9998);

Noise definition: peak to peak

o,p’-DDE (impureza)

S/N: 6.5

5x10

0

0.25

0.5

0.75

1

1.25

1.5

1.75

2

2.25

2.5

2.75

3

3.25

+EI EIC(245.9998) Scan BF4 blank 20min 091015 2uLCSL Inj2.D


10.9 11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7

Matrix blank

EI EIC (245.9998);

o,p’-DDE

No Peak

good fragment ratio score (82.31)

good EIC

alignment

La confianza en la identificacion mediante adquisición en modo no dirigido

aumenta incluso a niveles traza

good mass accuracy

100% 100%

1.41% 1.51%

o,p’-DDE (trace signal)

similar respuesta (%) of o,p’-DDE vs pico esperado



Pesticidas Identificados en diferentes Matrices

Matriz Promedio

Fortificados e Identificados

(121 cpds) 98.3% 91.7% 95.0% 98.3% 95.0% 95.9% 95.7 %

Full scan permite el analisis retrospectivo para revisar cualquier muestra

con los nuevos compuestos introducidos en la PCDL

La PCDL includa en el metodo que viene con el Screener es escable

Pesticides No esperados

Verificados en Matrices 15 15 17 16 17 19

Pesticidas no esperados: Pesticidas presentes en la matriz pero no añadidos

Pesticidas Esperador: Pesticidas Spiked en la matriz

Criterios de Verificación (1) ∆RT < 0.1 min, (2) fragment ratio score > 90, (3) ≥ 3 qualified ions, (4) ≥ 2 ions mass error less than 5 ppm



Pico con igual RT del Cloroxuron – Falso Positivo

Missing Ions

Wrong

Isotope

Pattern

24 ppm mass error



Importar y construir MH Quant Method

MH Qual

.cef file Quant method - Accurate mass

EICs for quantifier and qualifier

- Relative responses - Retention times

Mass-to-Charge (m/z)

741 742 743 744 745 746 747 748 749 750 751 752 753 754 755 756

C o u n

t s

x10

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6 746.4838 (M+H)+

747.4871 (M+H)+

748.4901 (M+H)+

749.4929 (M+H)+ 751.4984

(M+H)+

Compound results

MH Quant

Pesticide screening

GC-Q/TOF

1. Acquisition 2. PCDL 3. MH Qual SW 4. MH Quant SW

Positivos

encontrados



Requerimientos Guia Sante Outlier para RT y Exactitud de masas

Error de masa outlier

Retention time outlier



Requerimientos Guia Sante Coelution Score Outliers

MassHunter Qualitative Analysis

MassHunter Quanitative Analysis

- Normalización de los qualifiers

- RT Correlation Window (Globals)

- Coelution score



Seguridad

alimentaria Metabolómica

GC/QTOF Otras Aplicaciones por mercados

Aromas y

Fragancias

Forense y

Toxicología

Energía y

Petroquímica

5990-9076EN Sulfur Compounds in Coffee

5990-9477EN Analysis of Biomarkers in Crude Oil

5991-0106EN Olive Oil Characterization

5991-0571EN Metabolic Profiling of Yeast Sterols

5991-2481EN Opiate-Induced Changes in Murine Brain

5991-3476EN Metabolomics of Carbon-Fixing Mutants of Cyanobacteria

5991-4369EN Classification of Heroin

5991-4663EN Metabolite Profiling from Bark of Alangium Salviifolium

http://hpst.cz/sites/default/files/attachments/5990-9076en-analysis-medium-volatility-sulfur-compounds-coffee-using-agilent-gc-qtof.pdf







https://www.agilent.com/cs/library/applications/5990-9477EN.pdf











http://www.agilent.com/cs/library/applications/5991-0571EN.pdf








































All Ions resumen

Pesticide screening

GC-Q/TOF

Las tendencias actuales de los métodos analíticos y las recomendaciones hacia el uso de sistemas de alta

resolución por su alta selectividad y posibilidad de procesado retrospectivo

Modos de trabajo que generen identificación inequívoca a niveles de trazas en muestras complejas

All Ions integra perfectamente el workflow para incrementar la confianza en la cualificación de los

compuestos sospechosos por la información adicional que proporciona la generación de iones fragmento

• Similar Workflow como en LC- QTOF

Suministro de Personal compound database library conteniendo > 700 pesticidas con datos espectrales de

GC/MS en High Res y RTL

Fácil customización y generación de librerías PCDL por el propio usuario



Muchas Gracias…

…por su atención

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