Petroleomika - Petroleomics
![]() | tento článek může být pro většinu čtenářů příliš technická na to, aby je pochopili. Prosím pomozte to vylepšit na aby to bylo srozumitelné pro neodborníky, aniž by byly odstraněny technické podrobnosti. (Ledna 2015) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
Petroleomika je identifikace celku složek přirozeně se vyskytujících ropa a ropa pomocí vysokého rozlišení hmotnostní spektrometrie.[1][2][3] Navíc Hmotnost stanovení, petroleomová analýza roztřídí chemické sloučeniny na heteroatom třída (dusík, kyslík a síra ), zadejte (stupeň nenasycení, a uhlíkové číslo ).[4] Název je kombinací ropa a -omics (kolektivní chemická charakterizace a kvantifikace ).
Dějiny

Hmotnostní spektrometrie charakterizovala ropu již od zavedení prvních komerčních hmotnostních spektrometrů ve 40. letech 20. století.[5][6] Časná hmotnostní spektrometrie byla omezena na relativně nízkou hodnotu molekulární váha nepolární druhy, ke kterým přistupuje hlavně elektronová ionizace s hromadnou analýzou s sektorové hmotnostní spektrometry. Na konci 20. století byly separace kombinovány s technikami hmotnostní spektrometrie jako např plynová chromatografie - hmotnostní spektrometrie a hmotnostní spektrometrie s kapalinovou chromatografií charakterizovali ropné destiláty jako benzín, nafta, a plynový olej.[7]
První ropná analýza s ionizace elektrosprejem byla prokázána v roce 2000 Zhan a Fenn, který studoval polární druhy v ropných destilátech s MS s nízkým rozlišením.[8] Elektrosprejová ionizace byla spojena s FT-ICR s vysokým rozlišením pomocí Marshalle a spolupracovníky.[1] K dnešnímu dni bylo publikováno mnoho studií o ropné analýze ropy. Většinu práce odvedla skupina Marshalla u Národní laboratoř pro vysoké magnetické pole (NHMFL) a Florida State University.[2]
Ionizační metody

Ionizace nepolárních ropných složek lze dosáhnout pomocí polní desorpce ionizace a fotoionizace za atmosférického tlaku (APPI).[9] polní desorpce FT-ICR MS umožnila identifikaci velkého počtu nepolárních složek v ropách, které nejsou přístupné elektrosprejem, jako je benzo - a dibenzothiofeny, furany, cykloalkany, a polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH). Nevýhodou desorpce pole je, že je pomalá, hlavně kvůli potřebě zvyšování proudu k emitoru za účelem těkavých a ionizujících molekul. APPI může ionizovat jak polární, tak nepolární druhy,[10] a spektrum APPI lze vygenerovat během několika sekund. APPI však ionizuje širokou škálu tříd sloučenin a produkuje protonované i molekulární ion vrcholy, což vede ke komplexnímu hmotnostnímu spektru.[2]
Kendrickova analýza

Analýza dat s vysokým hmotnostním rozlišením se obvykle provádí převedením hmotnostního spektra na Kendrickova mše stupnice, ve které je hmotnost methylenové jednotky nastavena na přesně 14 (CH2 = 14,0000 místo 14,01565 Daltony ).[11] Toto změna měřítka dat pomáhá při identifikaci homologních řad podle alkylace, třídy (počet heteroatomů) a typu (ekvivalent dvojné vazby, DBE, také nazývané kruhy plus dvojné vazby nebo stupeň nenasycení). Škálovaná data se poté použijí k získání Kendricku hromadná vada (KMD), který je dán
kde nominální Kendrick je Kendrickova hmotnost zaokrouhlená na nejbližší celé číslo. Ekvivalent dvojné vazby (DBE) se počítá podle
kde C = počet atomů uhlíku, H = počet atomů vodíku, X = počet atomů halogenu a N = počet atomů dusíku.[12] Ó
Sloučeniny se stejným DBE mají stejnou hromadnou vadu. Proto Kendrickova normalizace poskytuje sadu sérií se stejnou hromadnou vadou, které vypadají jako vodorovné řádky v grafu DBE versus Kendrickova hmota. Data mohou být také vynesena jako 3D tepelná mapa pro indikaci relativní intenzity vrcholů hmotnostního spektra. Z Kendrickova grafu lze druhy s vrcholy v hmotnostním spektru rozdělit do tříd sloučenin podle počtu heteroatomů dusíku, kyslíku a síry.
Data mohou být také reprezentována a Van Krevelenův diagram.[13]
Viz také
Reference
- ^ A b Marshall, Alan G .; Rodgers, Ryan P. (2004). „Petroleomics: The Next Grand Challenge for Chemical Analysis“. Účty chemického výzkumu. 37 (1): 53–59. doi:10.1021 / ar020177t. ISSN 0001-4842. PMID 14730994.
- ^ A b C Marshall, A. G .; Rodgers, R. P. (2008). „Petroleomics: Chemistry of the Underworld“. Sborník Národní akademie věd. 105 (47): 18090–18095. Bibcode:2008PNAS..10518090M. doi:10.1073 / pnas.0805069105. ISSN 0027-8424. PMC 2587575. PMID 18836082.
- ^ Cho, Yunju; Ahmed, Arif; Islam, Annana; Kim, Sunghwan (2014). „Vývoj přístrojové techniky FT-ICR MS, ionizačních technik a metod interpretace dat pro ropu“. Recenze hmotnostní spektrometrie. 34: 248–263. Bibcode:2015MSRv ... 34..248C. doi:10,1002 / mas. 21438. ISSN 0277-7037.
- ^ Oliver C. Mullins; Eric Y. Sheu; Ahmed Hammami; Alan G. Marshall (8. listopadu 2007). Asfalteny, těžké oleje a ropa. Springer. ISBN 978-0-387-68903-6.
- ^ Mynard Hamming (2. prosince 2012). Interpretace hmotnostního spektra organických sloučenin. Elsevier. str. 3–. ISBN 978-0-323-14314-1.
- ^ Nadkarni, R. A. Kishore; Mendez, Aaron; Colin, Todd B. (2011). „Aplikace hmotnostní spektrometrie v ropném a petrochemickém průmyslu“. Spektroskopická analýza ropných produktů a maziv: 287–287-62. doi:10,1520 / MONO10113M.
- ^ Rodgers, Ryan P .; McKenna, Amy M. (2011). „Ropná analýza“. Analytická chemie. 83 (12): 4665–4687. doi:10.1021 / ac201080e. ISSN 0003-2700.
- ^ Zhan, Dongliang; Fenn, John B (2000). "Elektrosprejová hmotnostní spektrometrie fosilních paliv". International Journal of Mass Spectrometry. 194 (2–3): 197–208. Bibcode:2000IJMSp.194..197Z. doi:10.1016 / S1387-3806 (99) 00186-4. ISSN 1387-3806.
- ^ Hsu, Chang S .; Hendrickson, Christopher L .; Rodgers, Ryan P .; McKenna, Amy M .; Marshall, Alan G. (2011). „Petroleomika: pokročilá molekulární sonda pro těžké ropné produkty“. Journal of Mass Spectrometry. 46 (4): 337–343. Bibcode:2011JMSp ... 46..337H. doi:10,1002 / jms.1893. ISSN 1076-5174.
- ^ Purcell, Jeremiah M .; Hendrickson, Christopher L .; Rodgers, Ryan P .; Marshall, Alan G. (2006). "Atmosférický tlakový fotoionizační Fourierova transformace iontová cyklotronová rezonanční hmotnostní spektrometrie pro komplexní analýzu směsi". Analytická chemie. 78 (16): 5906–5912. doi:10.1021 / ac060754h. ISSN 0003-2700.
- ^ Hughey, Christine A .; Hendrickson, Christopher L .; Rodgers, Ryan P .; Marshall, Alan G .; Qian, Kuangnan (2001). „Kendrick Mass Defect Spectrum: A Compact Visual Analysis for Ultrahigh-Resolution Broadband Mass Spectra“. Analytická chemie. 73 (19): 4676–4681. doi:10.1021 / ac010560w. ISSN 0003-2700. PMID 11605846.
- ^ "1". Organická strukturní spektroskopie. Pearson Prentice Hall. 2011. ISBN 978-0-321-59256-9.
- ^ Wu, Zhigang; Rodgers, Ryan P .; Marshall, Alan G. (2004). „Dvou- a trojrozměrné van Krevelenovy diagramy: Grafická analýza doplňující hmotnostní graf Kendricku pro třídění elementárních kompozic komplexních organických směsí na základě měření hmotnosti širokopásmové Fourierovy transformace iontovým cyklotronem s vysokým rozlišením“. Analytická chemie. 76 (9): 2511–2516. doi:10.1021 / ac0355449. ISSN 0003-2700. PMID 15117191.
externí odkazy
- „Přehled iontové cyklotronové rezonance (ICR)“. Národní laboratoř pro vysoké magnetické pole. Citováno 2014-11-07.
- „Ropný průmysl“. Nadace chemického dědictví. Archivovány od originál dne 2012-04-12. Citováno 2014-11-08.