专利名称：基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法
技术领域：
本发明涉及一种基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，可应用于食品、化工质量检测等领域，特别是卷烟、烟草成分及烟用添加剂的成分解析与质量监控，包括色谱较难分离的烟草成分解析、不同批次、不同处理条件下烟草成分和烟用添加剂的质量对比分析等等。
背景技术：
现有样品成分分析技术存在各自的优缺点，对于样品中沸点低、易挥发性成分的定性定量分析，气相色谱-质谱联用分析技术是目前最常用、最可靠的分析手段，但该方法存在样品分离能力有限，有些成分相似来源不同的样品，气相色谱分析技术得到的总离子流图极为相似，无法区分。而现今比较流行的全二维气相色谱分析技术能较好的解决气相色谱分离能力的缺陷，但其存在鬼峰数量众多(鬼峰是指色谱分析中无法进行定性的色谱流出峰，又称假峰，来源多种多样，如色谱柱的固定液流失、某些物质的热分解或催化分解产物等)、同组分多次出峰现象普遍等突出缺陷，致使全二维谱图冗余信息量庞大、谱图解析困难。本发明正是基于气相色谱-质谱联用分析技术分离能力不足以及全二维气相色谱分析技术存在的谱图解析困难而提出的解决方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，本发明提出的基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息解析方法能方便快速地实现不同样品成分的对比剖析。发明的技术解决方案如下一种基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，包括以下步骤步骤I :通过对气相色谱-质谱联用仪器所获得的样品总离子流图(TIC)和质谱图进行叠加，获得样品的三维全方位谱图，三维全方位谱图以保留时间、质荷比和丰度为三维坐标轴(数据来自仪器自动采样，样品点为有限不连续数据)；步骤2 :对不同样品的三维全方位谱图进行对比分析和差异化运算，进而进行样品间谱图的特征解析，以实现不同样品成分的对比剖析。(对于二维总离子流图相似的两个样品，通过三维图谱的差异化处理，能区分两种样品，这是本发明的独创点之一，因为原有的二维图谱处理，无法区分两种质谱图相同的样品。)采用如下方法进行对比分析将两个样品三维谱图P1、P2(图2、3)进行差值运算后得到三维差异图P3 (图5)，坐标X :保留时间、坐标y :质荷比、坐标z :丰度；对于三维差异图P3中的任意特征质谱碎片离子对应坐标(X(i，yci，z3),找到图P1、P2中与之x、y坐标相同的对应点(X(i，y0, Z1)、(x0, y0, z2),计算Z3A1, z3/z2,进行所有相同x、y坐标下的z值对应求和运算，求得第一差异度R1, M -Z(Va+Vz2)当Ri > 10%时，判断P1、P2为不同
样品。采用如下方法进行对比分析对于两个样品三维谱图P1、P2(图2、3)，坐标X :保留时间、坐标y :质荷比、坐标z :丰度；对于Pl中的任意特征质谱碎片离子对应坐标(X(l，yQ， Z1)，找到三维谱图P2中与之X、y坐标相同的对应点(Xci, y0, z2),计算Z1A2,进行所有相同
权利要求
1.一种基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，其特征在于，包括以下步骤步骤I :通过对气相色谱-质谱联用仪器所获得的样品总离子流图和质谱图进行叠加， 获得样品的三维全方位谱图，三维全方位谱图以保留时间、质荷比和丰度为三维坐标轴； 步骤2 :对不同样品的三维全方位谱图进行对比分析和差异化运算，进而进行样品间谱图的特征解析，以实现不同样品成分的对比剖析。
2.根据权利要求I所述的基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，其特征在于，采用如下方法进行对比分析将两个样品三维谱图P1、P2进行差值运算后得到三维差异图P3，坐标X:保留时间、坐标y:质荷比、坐标z :丰度；对于三维差异图P3中的任意特征质谱碎片离子对应坐标(X()，y0, Z3)，找到图PU P2中与之X、y坐标相同的对应点 (X。，y0, Z1)、(Xci, y0, Z2),计算Z3A1, z3/z2,进行所有相同X、y坐标下的z值对应求和运算, 求得第一差异度
3.根据权利要求I所述的基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，其特征在于，采用如下方法进行对比分析对于两个样品三维谱图P1、P2，坐标X :保留时间、 坐标I :质荷比、坐标z :丰度；对于Pl中的任意特征质谱碎片离子对应坐标( , y0, Z1)，找到三维谱图P2中与之x、y坐标相同的对应点(Xci, y0, z2),计算Z1A2,进行所有相同x、y坐 标下的Z值对应求和运算,求得第二差异度
4.根据权利要求I所述的基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，其特征在于，采用如下方法进行对比分析对于两个样品三维谱图Ρ1、Ρ2，坐标X :保留时间、 坐标I :质荷比、坐标ζ :丰度；对于Pl中的任意特征质谱碎片离子对应坐标( , y0, Z1)，找到图P2中与之x、y坐标相同的对应点(Xc^yci, z2),计算I Z1-Z21 ;再按同样方法计算该两个样品两次测量后的距离差ΛΖι、Az2，进行所有相同x、y坐标下的ζ值对应求和运算，求得 第三差异度
5.根据权利要求I所述的基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，其特征在于，采用如下方法寻找样品间物质的差异将两个样品三维谱图Ρ1、Ρ2进行相同X、 Y坐标下ζ坐标的相除运算，得到三维比例图P4，其坐标为(X，y, X1Zz2);在P4中搜索ζ坐标值小于O. 8或大于I. 2的点，这些点在P1、P2中的对应点即为两个样品之间有显著差异的特征碎片离子。
6.根据权利要求5所述的基于寻找样品间物质差异的方法，其特征在于，采用如下方法对物质间的差异进行定性，从而确定差异的成分来源对于P4中ζ坐标小于O. 8或大于I.2的点，查看它的X轴、y轴坐标，找出其对应的保留时间和质荷比，结合2个样品对应保留时间处的色谱峰，进行一对一或一对多的谱库检索，对差异的组分进行定性，找出差异的组分的来源。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，其特征在于，对于P1、P2中没有完全分离的共流出峰，在标准质谱库中进行一对多相似性检索，运用匹配度确定共流出峰质谱图的组成。
全文摘要
本发明公开了一种基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，包括以下步骤步骤1通过对气相色谱-质谱联用仪器所获得的样品总离子流图和质谱图进行叠加，获得样品的三维全方位谱图，三维全方位谱图以保留时间、质荷比和丰度为三维坐标轴；步骤2对不同样品的三维全方位谱图进行对比叠加或差异化扣除，进而进行样品间谱图的特征解析，以实现不同样品成分的对比剖析；步骤3对于重叠峰的解析。本发明提出的基于气相色谱-质谱分析数据的三维信息对比分析方法，能方便快速地实现不同样品成分的对比剖析以及重叠峰的成分解析。
文档编号G01N30/86GK102590406SQ201210012649
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者卢红兵, 孔波, 庹苏行, 杨华武, 谭新良, 赵瑜, 钟科军 申请人:湖南中烟工业有限责任公司