[发明专利]全二维气相色谱-质谱联用数据分析方法、系统及应用

说明书

本申请属于分析化学技术领域，具体涉及一种全二维气相色谱‑质谱联用数据分析方法、系统及应用。本申请提供的全二维气相色谱‑质谱联用数据分析方法将全二维气相色谱图和质谱图结合公共数据库和化合物骨架增长后在质谱中的碎片分布规律，对不同种类的标准样品的碎片分布规律进行归纳拓展形成自建数据库；将待测样品预处理后进样至全二维气相色谱仪和质谱仪生成待测样品的全二维气相色谱图和质谱图，通过识别算法确定待测样品中未知物X的参照物A，参照物A为自建数据库中不同种类的标准样品中的一种，以参照物A的响应半定量未知物X。

技术领域

本申请属于分析化学技术领域，尤其涉及一种全二维气相色谱-质谱联用数据分析方法、系统及应用。

背景技术

机动车尾气排放是城市大气中的主要污染排放源之一，气相色谱-质谱联用(GC-MS)目前机动车尾气的有机物组分研究的主流分析技术，同时随着分离能力的提高，一维气相色谱-质谱联用无法解决大量挥发性接近的有机物共流出的问题，全二维气相色谱质谱联用作为新兴的分离技术，通过串联两根分离机制不同的色谱柱，获得了相当于两根柱效乘积的峰容量，极大地提高了对复杂混合物的分离和检测能力，给共流出问题提供了很好的解决方案。

传统的一维气相色谱-质谱只提供一维保留时间和该保留时间下的特征离子，基于此，传统的数据处理方式将该保留时间下的拥有相同特征离子的有机物全部视为同一种物质，并通过购买到的同保留时间下的拥有该特征离子的标准品构建的标准曲线，利用该特征离子和标准曲线对同一保留时间下峰面积积分定量。但是，这种数据处理方式存在以下问题：(1)由于一维气相色谱只依据挥发性分离混合有机物，相同保留时间下的色谱峰仍然是多种物质的混合峰，并未实现理想的目标物分离，峰重叠变形等现象给数据处理带来误差；(2)利用单一的特征离子定量，对于其他质谱峰的定量带来极大不确定度，影响后续分析结果的可靠性。

发明内容

本申请的目的在于提供全二维气相色谱-质谱联用数据分析方法、系统及应用，旨在一定程度上解决复杂混合物难以分离和检测的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

本申请第一方面提供一种全二维气相色谱-质谱联用数据分析方法，包括如下步骤：

标准样品数据采集：将不同种类的标准样品分别进行全二维气相色谱和质谱分析，获得各标准样品的全二维气相色谱图和质谱图；

谱图规律归纳：将各标准样品的全二维气相色谱图和质谱图结合公共数据库和化合物骨架增长后在质谱中的碎片分布规律，对不同种类的标准样品的碎片分布规律进行归纳拓展形成自建数据库；

数据模型构建：将归纳拓展后的碎片分布规律按照全二维气相色谱软件内置的编程语言语法规范，构建对不同种类的有机物的识别算法，识别算法用于调动自建数据库中的数据与待测样品的数据进行分析比对；

未知物的定性定量：将待测样品分别进行全二维气相色谱和质谱分析，获得待测样品的全二维气相色谱图和质谱图，通过识别算法确定待测样品中未知物X的参照物A，参照物A为自建数据库中不同种类的标准样品中的一种，以参照物A的响应半定量未知物X。

进一步地，识别算法如下：

对于未知物X和标准样品A，其在全二维气相色谱仪中一维、二维保留时间分别为(t_x1,t_x2)和(t_A1,t_A2)，那么定义未知物X和标准样品A在全二维气相色谱图上的物理距离L为：

对于未知物X，遍历循环全二维气相色谱图上的所有标准样品的峰，并计算相应的L，构建未知物X对应的L数组，找到该数组最小值及其对应的标准样品A，那么该标准样品A就是未知物X的参照物A。

进一步地，不同种类的标准样品包括覆盖整个全二维气相色谱图的保留时间范围的有机物。