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创新的石油和其他复杂混合物指纹识别分析方法

IT资讯 2019-08-08 11:04:27

华威大学的科学家已经开发出一种更有效的分析化学混合物的方法,该方法能够在单个石油样本中分配破纪录的244,779个分子组成。

在不可蒸馏的原油馏分中分配了近25万个单独的成分,由华润大学化学系的巴罗集团开发并在化学科学期刊的论文中详述的新方法铺平了分析不同领域的挑战性样本的方法。

在复杂混合物中分配分子组合物是许多行业的宝贵工具,其中确定这些分子的元素组成可以为研究提供有价值的数据,确定混合物的可行性,例如在石油化学工业中,或甚至“指纹”复杂的混合物,如油或环境样品。

研究人员开发了一种新方法,称为恒定超高分辨率操作(OCULAR),它结合了实验和数据处理技术,使他们能够表征他们曾经研究过的最复杂的样本。

研究人员使用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)分析了溶液中的重质石油样品。然后使用华威大学的solariX(Bruker Daltonics)FT-ICR质谱仪对样品中的分子进行电离,激发和检测以确定质荷比。FT-ICR MS的超高分辨率和质量准确度使科学家能够高度自信地确定最复杂样品中的元素组成。

使用各种傅立叶变换质谱仪(FTMS)进行的传统分析在研究宽m / z范围时,在较高m / z下提供降低的分辨能力和元素组成分配的置信度。在新的OCULAR方法中,使用基于质量的较小数据段分析离子,其中实验的设计确保在分析的整个质量范围内几乎恒定的分辨能力; 在已公布的实例中,使用300万的恒定分辨率来表征重质石油样品。

使用研究人员开发的算法,可以自动准备分段数据并将其拼接在一起以生成完整的质谱(相对丰度与m / z)。每个峰代表单个分子组成,因此整个质谱覆盖样品的组成空间。这使得它们能够以更高的分辨率运行,并且还解决了与空间电荷效应有关的问题,其中大量离子将影响质量测量的准确性。结果是迄今为止样本中最高峰数的分辨率,检测和分配。

该技术可用于复杂混合物的任何分析,并且在诸如能源(例如石油和生物燃料),生命科学和医疗保健(例如蛋白质组学,癌症研究和代谢组学),材料(例如聚合物)和环境的领域中具有潜在应用。分析,包括用于通过其分子组成来进行“指纹溢油”。

来自华威大学化学系的主要作者Diana Palacio Lozano博士说:“这种方法可以提高一系列FTMS仪器的性能,包括高磁场和低磁场FT-ICR MS仪器和Orbitrap仪器。我们是现在能够分析混合物,由于它们的复杂性,即使对于最强大的分析技术也具有挑战性。这种技术是灵活的,因为可以根据研究需要选择性能。

石油样品固有地高度复杂,因此是该方法的理想测试。随着世界石油的使用刺激了向更重油的转变,样品变得越来越复杂,因此石化科学家对此类分析的需求也越来越大。

现在可以通过极其复杂的元素组成来解释较重油的低挥发性。重油的高度复杂性会干扰催化作用并影响萃取,运输和精炼过程。OCULAR技术也足够强大,可用于需要最高性能的样品,以根据质量准确度或精细同位素模式分配成分。

首席研究员Mark Ba​​rrow博士说:“OCULAR方法使我们能够推动当前的分析极限,以表征最复杂的样品。它显着扩展了所有FTMS仪器的性能,无需额外成本,并且适用于该领域的发展,如作为更新的硬件设计,检测方法和数据处理方法.OCULAR具有高度通用性,可根据需要调整实验和处理,并且该方法可应用于许多研究领域,包括能源,医疗保健和环境。

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