創(chuàng)新的石油和其他復(fù)雜混合物指紋識(shí)別分析方法

華威大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出一種更有效的分析化學(xué)混合物的方法，該方法能夠在單個(gè)石油樣本中分配破紀(jì)錄的244,779個(gè)分子組成。

在不可蒸餾的原油餾分中分配了近25萬個(gè)單獨(dú)的成分，由華潤大學(xué)化學(xué)系的巴羅集團(tuán)開發(fā)并在化學(xué)科學(xué)期刊的論文中詳述的新方法鋪平了分析不同領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性樣本的方法。

在復(fù)雜混合物中分配分子組合物是許多行業(yè)的寶貴工具，其中確定這些分子的元素組成可以為研究提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)，確定混合物的可行性，例如在石油化學(xué)工業(yè)中，或甚至“指紋”復(fù)雜的混合物，如油或環(huán)境樣品。

研究人員開發(fā)了一種新方法，稱為恒定超高分辨率操作(OCULAR)，它結(jié)合了實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，使他們能夠表征他們?cè)?jīng)研究過的最復(fù)雜的樣本。

研究人員使用傅里葉變換離子回旋共振質(zhì)譜(FT-ICR MS)分析了溶液中的重質(zhì)石油樣品。然后使用華威大學(xué)的solariX(Bruker Daltonics)FT-ICR質(zhì)譜儀對(duì)樣品中的分子進(jìn)行電離，激發(fā)和檢測以確定質(zhì)荷比。FT-ICR MS的超高分辨率和質(zhì)量準(zhǔn)確度使科學(xué)家能夠高度自信地確定最復(fù)雜樣品中的元素組成。

使用各種傅立葉變換質(zhì)譜儀(FTMS)進(jìn)行的傳統(tǒng)分析在研究寬m / z范圍時(shí)，在較高m / z下提供降低的分辨能力和元素組成分配的置信度。在新的OCULAR方法中，使用基于質(zhì)量的較小數(shù)據(jù)段分析離子，其中實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)確保在分析的整個(gè)質(zhì)量范圍內(nèi)幾乎恒定的分辨能力; 在已公布的實(shí)例中，使用300萬的恒定分辨率來表征重質(zhì)石油樣品。

使用研究人員開發(fā)的算法，可以自動(dòng)準(zhǔn)備分段數(shù)據(jù)并將其拼接在一起以生成完整的質(zhì)譜(相對(duì)豐度與m / z)。每個(gè)峰代表單個(gè)分子組成，因此整個(gè)質(zhì)譜覆蓋樣品的組成空間。這使得它們能夠以更高的分辨率運(yùn)行，并且還解決了與空間電荷效應(yīng)有關(guān)的問題，其中大量離子將影響質(zhì)量測量的準(zhǔn)確性。結(jié)果是迄今為止樣本中最高峰數(shù)的分辨率，檢測和分配。

該技術(shù)可用于復(fù)雜混合物的任何分析，并且在諸如能源(例如石油和生物燃料)，生命科學(xué)和醫(yī)療保健(例如蛋白質(zhì)組學(xué)，癌癥研究和代謝組學(xué))，材料(例如聚合物)和環(huán)境的領(lǐng)域中具有潛在應(yīng)用。分析，包括用于通過其分子組成來進(jìn)行“指紋溢油”。

來自華威大學(xué)化學(xué)系的主要作者Diana Palacio Lozano博士說：“這種方法可以提高一系列FTMS儀器的性能，包括高磁場和低磁場FT-ICR MS儀器和Orbitrap儀器。我們是現(xiàn)在能夠分析混合物，由于它們的復(fù)雜性，即使對(duì)于最強(qiáng)大的分析技術(shù)也具有挑戰(zhàn)性。這種技術(shù)是靈活的，因?yàn)榭梢愿鶕?jù)研究需要選擇性能。

石油樣品固有地高度復(fù)雜，因此是該方法的理想測試。隨著世界石油的使用刺激了向更重油的轉(zhuǎn)變，樣品變得越來越復(fù)雜，因此石化科學(xué)家對(duì)此類分析的需求也越來越大。

現(xiàn)在可以通過極其復(fù)雜的元素組成來解釋較重油的低揮發(fā)性。重油的高度復(fù)雜性會(huì)干擾催化作用并影響萃取，運(yùn)輸和精煉過程。OCULAR技術(shù)也足夠強(qiáng)大，可用于需要最高性能的樣品，以根據(jù)質(zhì)量準(zhǔn)確度或精細(xì)同位素模式分配成分。

首席研究員Mark Ba??rrow博士說：“OCULAR方法使我們能夠推動(dòng)當(dāng)前的分析極限，以表征最復(fù)雜的樣品。它顯著擴(kuò)展了所有FTMS儀器的性能，無需額外成本，并且適用于該領(lǐng)域的發(fā)展，如作為更新的硬件設(shè)計(jì)，檢測方法和數(shù)據(jù)處理方法.OCULAR具有高度通用性，可根據(jù)需要調(diào)整實(shí)驗(yàn)和處理，并且該方法可應(yīng)用于許多研究領(lǐng)域，包括能源，醫(yī)療保健和環(huán)境。