Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10995/56803
Title: Математический подход к устранению искажений масс-спектров, зарегистрированных на склонах хроматографических пиков
Other Titles: Mathematical approach to eliminating the distortions of mass spectra recorded on the slopes of chromatographic peaks
Authors: Samokhin, A. S.
Gusev, A. E.
Kalambet, Yu. A.
Самохин, А. С.
Гусев, А. Е.
Каламбет, Ю. А.
Issue Date: 2017
Publisher: Уральский федеральный университет
Citation: Самохин А. С. Математический подход к устранению искажений масс-спектров, зарегистрированных на склонах хроматографических пиков / А. С. Самохин, А. Е. Гусев, Ю. А. Каламбет // Аналитика и контроль. — 2017. — № 2. — С. 144-152.
Abstract: Distortions of mass spectra recorded on the slopes of chromatographic peaks (spectral skewing) are typical for the scanning instruments (quadrupoles and magnetic sectors). Only ions with the specific m/z value can pass through the scanning mass analyzer per unit time. All m/z values are scanned sequentially. If the concentration of the analyte in the ion source changes appreciably during the scan time, then the respective mass spectrum is distorted. A mathematical approach to eliminating spectral skewing is proposed in this paper. Deskewing algorithm is based on the signal reconstruction in the space between measurement (discrete) points. To do this, a small segment of particular extracted ion chromatogram is approximated by the cubic polynomial. The size of the approximation interval is chosen automatically by the algorithm (large window sizes are typically used for the baseline and small window sizes are used for the peaks). If the data is not adequately approximated by the cubic polynomial (according to χ2 test), then the cubic interpolation is performed. Along with the deskewing process, the algorithm provides noise smoothing of the original data. The performance of the algorithm is demonstrated on the data recorded using the quadrupole mass spectrometer.
Искажение масс-спектров, зарегистрированных на склонах хроматографических пиков, характерно для сканирующих масс-спектрометров (к которым относятся квадрупольные и магнитные секторные приборы). В единицу времени через сканирующий масс-анализатор могут пролетать ионы, характеризующиеся только одним единственным значением m/z. В процессе развертки масс-спектра все интересующие значения m/z регистрируются последовательно. Если за время регистрации одного масс-спектра концентрация вещества в источнике ионов существенно меняется, то полученный масс-спектр будет искажен. В работе предложен математический алгоритм, позволяющий устранять такие искажения. Алгоритм основан на восстановлении формы аналитического сигнала в пространстве между дискретными точками путем аппроксимации небольшого фрагмента масс-хроматограммы полиномом третьей степени. Число точек, используемых при аппроксимации, выбирается алгоритмом автоматически (при описании базовой линии алгоритм, как правило, использует широкие аппроксимационные окна, а при описании участков хроматограммы, содержащих пики, – узкие). Если исходные данные не могут быть адекватно аппроксимированы полиномом третьей степени (в соответствии с критерием χ2), проводится кубическая интерполяция данных. Наряду с устранением искажений масс-спектров алгоритм сглаживает шумы в исходных данных. Эффективность алгоритма продемонстрирована на примере данных, зарегистрированных на квадрупольном масс-спектрометре.
Keywords: GAS CHROMATOGRAPHY/MASS SPECTROMETRY
GC/MS
SCANNING MASS ANALYZER
QUADRUPOLE MASS ANALYZER
SPECTRAL SKEWING
NOISE FILTERING
SAVITZKY-GOLAY FILTER
ГАЗОВАЯ ХРОМАТОГРАФИЯ/МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЯ
ГХ/МС
СКАНИРУЮЩИЙ МАСС-АНАЛИЗАТОР
КВАДРУПОЛЬНЫЙ МАСС-АНАЛИЗАТОР
ИСКАЖЕНИЕ МАСС-СПЕКТРОВ
ФИЛЬТРАЦИЯ ШУМОВ
МЕТОД САВИЦКОГО-ГОЛЕЯ
URI: http://hdl.handle.net/10995/56803
RSCI ID: 29656157
SCOPUS ID: 85021835978
ISSN: 2073-1442 (Print)
2073-1450 (Online)
DOI: 10.15826/analitika.2017.21.2.007
Origin: Аналитика и контроль. 2017. № 2
Appears in Collections:Аналитика и контроль

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
aik_2017_2_144-152.pdf926,91 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.