Validering av GC-Orbitrap for FAME, FAEE og FAPE analyse

Abstract

Etter at det i mange år har vært forsket på lipider ved bruk av GC-FID, GC-MS med sektorinstrument og med kvadrupol har det nå på laboratoriet vårt blitt byttet inn en GC-MS med orbitrap. I sammenheng med dette er målet med denne oppgaven å bli kjent med instrumentet, parameterne og hvilken betydning de har ved analyse av fettsyre metylestere (FAME). I tillegg er det sett videre på fettsyre etylestere (FAEE) og fettsyre propylestere (FAPE) i forhold til FAME.

I denne oppgaven er det benyttet en Exactive GC med Orbitrap til å analysere FAME, FAEE og FAPE. For å lage FAME prøven ble det brukt en mix med 37 ulike FAME. Prøven ble analysert for å finne LOD, LOQ og RRF på de ulike FAME. For de andre alkylesterne ble det benyttet en prøve med 15 fettsyrer, som ble omestret til FAEE og FAPE. Deretter ble de også fortynnet til tre ulike konsentrasjoner for å finne LOD, LOQ og RRF.

Det ble også justert på elektronenergien i fra 30-70 eV. Spenningen i C-fellen ble også justert fra 0-2,5 V. Det ble også justert på masseoppløsningen på 15 000, 30 000 og 60 000. Det ble også sett på SIM-analyse ettersom dette i teorien skal gi bedre sensitivitet, men under arbeidet ble det oppdaget at det ikke er en fordel for FAME analyse på GC-MS med orbitrap. Det er derfor ikke lagt mye tid i disse analysene og resultatene.

Det ble konkludert med at instrumentet burde analyseres på en masseoppløsning på 60 000 med en c-felle spenning på 1,5 V, men kan også analyseres på 2 V ved lange karbonkjeder. I tillegg ble det konkludert med at elektron spenningen burde være på 70 eV for FAME, men det kan også være bedre å kjøre 40 eV på lengre karbonkjeder.

Det ble funnet LOD for FAME til å være mellom 0,03 g/mL og 0,87 g/mL, og LOQ ble funnet til å være mellom 0,11 g/mL og 1,93 g/mL. Videre for FAEE ble det funnet LOD til å være mellom 0,06 g/mL og 0,64 g/mL og for LOQ mellom 0,21 g/mL og 2,15 g/mL. Til slutt ble LOD for FAPE funnet til å være mellom 0,05 g/mL og 0,24 g/mL og LOQ ble funnet til å være mellom 0,18 g/mL og 1,49 g/mL. Fettsyre alkylesterene er ikke så sammenlignbare ettersom FAME ble kjøpt som ferdig standard, mens FAEE og FAPE ble estrifisert på laboratoriet og vil ikke ha like nøyaktig konsentrasjon. Ut ifra resultatene som ble sett på er alle alkylesterene like i økning og minskning mellom alle de ulike fettsyrene for de korteste karbonkjedene. Beregningene av RRF viste at det er ikke like bra resultater for alle FAME på GC med orbitrap som det er på en GC-FID.

After many years of research on lipids using GC-FID, GC-MS with sector instruments and with quadrupole, a GC-MS with orbitrap has now been replaced in our laboratory. Because of this, the aim of this thesis is to become familiar with the instrument, the parameters and what significance they have in the analysis of fatty acid methyl esters (FAME). In addition, fatty acid ethyl esters (FAEE) and fatty acid propyl esters (FAPE) have been considered in relation to FAME. In this thesis, an Exactive GC with Orbitrap GC-MS has been used to analyze FAME, FAEE and FAPE. To make the FAME sample, a mix of 37 different FAMEs was used. The sample was analyzed to find LOD, LOQ and RRF on the various FAME. For the other alkyl esters, a sample of 15 fatty acids was used, which was esterified to FAEE and FAPE. Then they were also diluted to three different concentrations to find LOD, LOQ and RRF. The electron energy was also adjusted from 30-70 eV. The voltage in the C-trap was also adjusted from 0-2.5 V. Mass resolution was adjusted on the mass resolution of 15 000, 30 000 and 60 000. SIM analysis was also considered as in theory it gives better sensitivity, but during the work it was discovered that there is no advantage for FAME analysis on GC-MS with orbitrap. Therefore, not much time has been put into these analyzes and results. It was concluded that the instrument should be analyzed at a mass resolution of 60,000, a ctrap voltage of 1.5 V, but can also be analyzed at 2 V for long carbon chains. In addition, it was concluded that the electron voltage should be 70 eV for FAME, but it may also be better to run 40 eV on longer carbon chains. The LOD for FAME was found to be between 0.03 µg/mL and 0.87 µg/mL, and the LOQ was found to be between 0.11 µg/mL and 1.93 µg/mL. Furthermore, for FAEE, LOD was found to be between 0.06 µg/mL and 0.64 µg/mL and for LOQ between 0.21 µg/mL and 2.15 µg/mL. Finally, the LOD of FAPE was found to be between 0.05 µg/mL and 0.24 µg/mL and the LOQ was found to be between 0.18 µg/mL and 1.49 µg/mL. The fatty acid alkyl esters are not so comparable as FAME was purchased as a finished standard, while FAEE and FAPE were esterified in the laboratory and will not have the same exact concentration. Based on the results, all the alkyl esters are equal in increase and decrease between all the different fatty acids for the shortest carbon chains. The calculations of RRF showed that there are not as good results for all FAME on GC with orbitrap as there are on a GC-FID.