eng
Выпуск #2/2013
Р. Герасимов
Инструментальный предел обнаружения вместо отношения сигнала к шуму: новый подход компании Agilent к оценке чувствительности метода ГХ/МС
Инструментальный предел обнаружения вместо отношения сигнала к шуму: новый подход компании Agilent к оценке чувствительности метода ГХ/МС
Просмотры: 3328
Многие годы отношение сигнала к шуму (Signal-to-Noise Ratio, S/N или SNR) было главным критерием оценки чувствительности хромато-масс-спектрометров. Однако эта техническая характеристика неприменима при малых уровнях шума, поскольку расчетные значения SNR слабо отражают действительную чувствительность прибора. Компания Agilent предлагает внедрить более точный и надежный метод оценки чувствительности систем для ГХ/МС с низким уровнем шума – инструментальный предел обнаружения (Instrument Detection Limit или IDL).
Теги: gc/ms sensitivity instrument detection limit (idl) signal-to-noise ratio (s/n or snr) инструментальный предел обнаружения отношение сигнала к шуму чувствительность хромато-масс-спектрометра
Раньше отношение сигнал/шум было обоснованным показателем для метрологической оценки чувствительности хромато-масс-спектрометров, но в современных высокоточных приборах уровень шума базовой линии часто слишком низок и неустойчив, чтобы быть основным параметром. Например, при стандартных тестах на чувствительность с использованием ОФН (октафторнафталин) значение отношения сигнал/шум для разных сегментов базовой линии может отличаться в десятки и даже в сотни раз. Такая разница приводит к огромному различию в расчетных значениях отношения сигнал/шум, что делает этот параметр непригодным. Новая характеристика, инструментальный предел обнаружения, основана на точности системы, а точность прямо коррелирует с регистрируемым количеством ионов – реальной мерой чувствительности хромато-масс-спектрометра.
В качестве примера на рисунке приведены масс-хроматограммы восьми последовательных инжекций 1 мкл раствора октафторнафталина с концентрацией 100 фг/мкл. Масс-хроматограммы регистрировались на приборе 7000B GC-MS/MS по переходу 272→222. Очевидно, что пики практически перекрываются, а уровень флуктуационных шумов очень низкий. Расчет SNR для каждого эксперимента дает следующие цифры: минимальное SNR = 2480, максимальное SNR = 244035, среднее SNR = 39996, RSD для SNR = 207%. Визуальная оценка масс-хроматограмм не выявляет 100-кратное различие в SNR. Однако небольшое отличие масс-хроматограмм с ультранизким шумом может привести к огромному разбросу в SNR. Значение RSD для SNR составляет 207%, что говорит о том, что полученные значения ненадежны. Расчет же IDL основан на широко применяемой статистической формуле с использованием критерия Стьюдента с доверительной вероятностью 99% и RSD по площадям пиков, который для данного эксперимента составил всего 2%.
IDL удовлетворяет рекомендациям таких организаций, как Международный союз теоретической и прикладной химии — ИЮПАК (IUPAC), Управление по охране окружающей среды США (USEPA) и многих других организаций, которые применяют схожие расчеты для определения нижнего предела обнаружения аналитических методов.
В дополнение к этому IDL отражает работу каждого компонента ГХ/МС-системы, гарантируя их точность – от узла ввода пробы до модуля обработки сигнала масс-спектрометра.
Таким образом, подход к оценке чувствительности с помощью расчета IDL позволяет судить о минимальном количестве вещества, которое может зафиксировать прибор, а эта характеристика более очевидна и понятна любому аналитику, который использует масс-спектрометрию в аналитической практике.
IDL уже применяется при финальных испытаниях и во время инсталляции таких приборов, как масс-селективный детектор Agilent 5977 MSD и тандемный трехквадрупольный масс-спектрометр Agilent 7000B GC-MS/MS. Другие приборы, например, гибридный масс-спектрометр высокого разрешения 7200 GC/Q-TOF, в будущем перейдут на валидацию IDL и эти изменения также будут отражены в их спецификациях.
Более подробную информацию о научном обосновании и статистические данные можно найти на сайте компании Agilent – www.agilent.com/chem/IDLtechnicaloverview
В качестве примера на рисунке приведены масс-хроматограммы восьми последовательных инжекций 1 мкл раствора октафторнафталина с концентрацией 100 фг/мкл. Масс-хроматограммы регистрировались на приборе 7000B GC-MS/MS по переходу 272→222. Очевидно, что пики практически перекрываются, а уровень флуктуационных шумов очень низкий. Расчет SNR для каждого эксперимента дает следующие цифры: минимальное SNR = 2480, максимальное SNR = 244035, среднее SNR = 39996, RSD для SNR = 207%. Визуальная оценка масс-хроматограмм не выявляет 100-кратное различие в SNR. Однако небольшое отличие масс-хроматограмм с ультранизким шумом может привести к огромному разбросу в SNR. Значение RSD для SNR составляет 207%, что говорит о том, что полученные значения ненадежны. Расчет же IDL основан на широко применяемой статистической формуле с использованием критерия Стьюдента с доверительной вероятностью 99% и RSD по площадям пиков, который для данного эксперимента составил всего 2%.
IDL удовлетворяет рекомендациям таких организаций, как Международный союз теоретической и прикладной химии — ИЮПАК (IUPAC), Управление по охране окружающей среды США (USEPA) и многих других организаций, которые применяют схожие расчеты для определения нижнего предела обнаружения аналитических методов.
В дополнение к этому IDL отражает работу каждого компонента ГХ/МС-системы, гарантируя их точность – от узла ввода пробы до модуля обработки сигнала масс-спектрометра.
Таким образом, подход к оценке чувствительности с помощью расчета IDL позволяет судить о минимальном количестве вещества, которое может зафиксировать прибор, а эта характеристика более очевидна и понятна любому аналитику, который использует масс-спектрометрию в аналитической практике.
IDL уже применяется при финальных испытаниях и во время инсталляции таких приборов, как масс-селективный детектор Agilent 5977 MSD и тандемный трехквадрупольный масс-спектрометр Agilent 7000B GC-MS/MS. Другие приборы, например, гибридный масс-спектрометр высокого разрешения 7200 GC/Q-TOF, в будущем перейдут на валидацию IDL и эти изменения также будут отражены в их спецификациях.
Более подробную информацию о научном обосновании и статистические данные можно найти на сайте компании Agilent – www.agilent.com/chem/IDLtechnicaloverview
Отзывы читателей
