Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

Zaman-of-flight Kütle Spektrometre ile 2D Gaz Kromatografisi Kullanarak Alg Hidrotermal Sıvılaşma gelen Sulu Kesir Nitel Karakterizasyonu

Published: March 6, 2016 doi: 10.3791/53634
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Chemical & Biological Process Development, Pacific Northwest National Laboratory

Abstract

time-of-flight kütle spektrometre ile birlikte iki boyutlu gaz kromatografisi belirlenmesi ve kompleks karışımlar kimyasal bileşenleri ölçülmesi için güçlü bir araçtır. Genellikle benzin, jet yakıtı, motorin, biyodizel ve biyo-ham / biyo-yağ organik kısmını analiz etmek için kullanılır. Bu analizlerin çoğunda, ayırma ilk boyutu polar ayrılması, ardından polar olmayan. biyoyakıt üretimi biyo-ham ve diğer sulu örneklerin sulu fraksiyonlar benzer sütun kombinasyonları ile incelenmiştir. Bununla birlikte, bu türetme, çözgen ekstraksiyonu, ve katı faz ekstraksiyonu gibi örnek hazırlama teknikleri gerekli olan analizden önce. Bu çalışmada, yosun hidrotermal sıvılaştırma ile elde edilen sulu fraksiyonlar, ardından birinci boyutta bir polar ayırma kullanarak önceden örnek hazırlama teknikleri olmadan time-of-flight kütle spektrometre ile birlikte iki boyutlu gaz kromatografisi ile karakterize edilmiştirikinci bir polar olmayan ayırma ile. Bu analizden elde edilen iki boyutlu çizimleri daha geleneksel kolon konfigürasyonu elde edilenler ile karşılaştırılmıştır. yosun biyo-ham sulu fraksiyonların niteliksel tanımlanması sonuçları ayrıntılı olarak ele alınmıştır. time-of-flight kütle spektrometre ile birlikte iki boyutlu gaz kromatografisi ile, sulu örneklerde organik karakterizasyonu için bir polar olmayan ayrılması, ardından polar ayırma kullanmanın avantajı ortaya koyulmaktadır.

Introduction

Sıvı yakıtlar, sonlu fosil yakıt kaynaklarının, fosil yakıt kaynaklarının belirsizlik ve atmosferdeki sera gazlarının artması konsantrasyonu kaygıları olan talebin istikrarlı büyüme yenilenebilir kaynaklara 1 global farkındalık artmıştır. Güneş, rüzgar enerjisi, hidroelektrik, jeotermal (fotovoltaik ve güneş termal dahil) enerji ve biyokütle potansiyel fosil kaynaklı enerji 2 yerini alabilir birincil yenilenebilir kaynaklardır. Bunlardan, biyokütle, sıvı ulaşım yakıtları ve yüksek değerli kimyasallar 3 üretimi için sadece karbon bazlı alternatif enerji kaynağıdır. Biyokütle gibi orman kaynaklarının, tarım kalıntı, yosun, yağlı tohumlar, belediyeye ait katı atık ve karbon zengini endüstriyel atıkların gibi herhangi bir organik madde içeren (örneğin kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinden veya gıda işleme) 1. com dayalı lignoselülozik ve non-odunsu hammaddeleri: Biyokütle iki geniş kategoriye ayrılırkonumsal özellikleri. Olmayan odunsu besleme stokları protein, karbonhidrat ve lipitleri / yağlar 4 varken lignoselülozik biyokütle, karbonhidrat ve lignin oluşur. Sürdürülebilir ekili ve 5,6 hasat eğer karasal bitkilerden elde edilen odun selülozu hammaddeler, yalnızca geçerli sıvı yakıt (benzin, jet yakıtı, motorin ve) talep% 30 tatmin edebilir. Yenilenebilir sıvı yakıt üretimi için Dolayısıyla, bu mikro algler ve mantarlar gibi non-odunsu suda mikroorganizmalar olarak potansiyel besleme stokları lignoselülozik bilgi güzelleştirmek için.

Mikroalg besleme stokları mevcut sıvı taşımacılığı yakıtlar 7,8 talep tatmin potansiyeline sahiptir. Yosun pek çok avantajı var: yüksek alansal verimlilik 8, düşük kaliteli, acı veya deniz suyu 9 ve enerji yoğun trigliseridleri veya hidrokarbonlar 7,8 birikir yeteneği büyümeye yeteneği. Hidrotermal sıvılaşma (HTL) uygulanabilir ve ölçeklendirilebilir eşdoğal olarak alg veya su ham madde 10,11 ile ilişkili su kullanır nSürüm süreç. Bir yakıt karışımı stoka yükseltilebilir bir sıvı ürünü, ya da biyo-ham olarak üreten 10-25 MPa 250-400 ° C çalışma basıncı işletme sıcaklıklarında bir termo-kimyasal bir süreçtir. Biyo-ham alg HTL üretilen ayırt kolayca ayrılabilir organik ve sulu kesirler vardır. Biyo-ham organik pay etkin katalitik hidro-muamele işlemleri 11 aracılığı ile arıtma hazır karışım için stoklar dönüştürülebilir. Biyo-ham sulu fraksiyon ~ alg besleme stoğundaki toplam karbon mevcut olan% 30 içerir. Binlerce bileşik HTL sulu akım tespit edilmiş olmasına rağmen, baskın fraksiyonlar karbohidratlar ve lipidleri ve piroller içeren nitrojen heterosiklikler (piridinler bozunmasıyla meydana (asitler, alkoller, ketonlar ve aldehitler dahil olmak üzere), düşük molekül ağırlıklı hacimsel oluşmaktadır , pirazinProtein ayrışma 12 elde es ve imidazoller). Sulu genel işlem ekonomisini iyileştirmek için fraksiyonu yanı sıra sürdürülebilirlik kullanarak ilgili çalışmalar devam etmektedir. Sentez gazı katalitik hidrotermal gazlaştırma 10,13, 14 ile yosun biyo-ham sulu fraksiyondan elde edilebilir. Seçenek olarak ise, sulu bir fraksiyonunda organik katalitik olarak yakıt katkı ve özel kimyasallar dönüştürülebilir. sulu sıvı fazda organik dönüştürülmesi için katalitik hidrotermal gazlaştırma ve katalizör tarama çalışmaları optimize Araştırması Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) şu anda devam etmektedir. Bu çalışmada, niteliksel olarak yosun biyo-ham sulu fraksiyon kantitatif karakterizasyonu için gereklidir. Yosun biyo-ham sulu kısım atık akışı olarak kabul edilir beri, yosun biyo-ham 13,15 sulu kısmını analiz ettik çok az sayıda çalışma vardır. Dahası, sonçalışmalar değeri yüksek biyo-ürünler içine bu HTL yosun suyu dönüştürme Bir HTL bazlı biyo-rafineri 11 sürdürülebilirliği yanı sıra ekonomi artıracak sonucuna varmıştır. Bu nedenle, bu çalışmada (GC-TOF-MS × GC) zaman-of-flight kütle spektrometresi ile birleştiğinde iki boyutlu gaz kromatografisi ile alg HTL elde edilen biyo-ham sulu fraksiyonun kalitatif karakterizasyonu için bir yöntem geliştirmeye odaklandık.

GC-TOF-MS x GC (bir numunede veya kimyasal bileşiklerin ayrılması) çözünürlüğünü geliştirmek için en ümit verici kromatografik analitik teknik, debisi (çözülmüş piklerin yani sayısı) kimyasal bileşiklerin tanımlanması için sinyal-gürültü oranı (bir ) yüksek güvenle ve kimyasal bileşiklerin 16 co-elüsyon önlemek için. çözünürlük, yüksek kapasiteye ve gürültü oranı sinyal-maksimize etmek için, farklı sabit fazlarda iki GC sütun bir basın-fit c kullanarak seri olarak bağlanıronnector ya da mikro-Union 17 (Bu çalışmada kullanılan GC-TOF-MS sistemi x GC bir blok diyagramıdır, Şekil 1 'e bakınız). Bir modülatör yönlendirmesi, yakalamak için press-fit konnektörü ve ikincil sütunlar arasında yer alan ve ikincil sütuna 18 içine birincil sütundan atık suların yeniden enjekte edilir. Şekil 1 'de gösterildiği gibi, modülasyon, bu çalışmada, ikincil kolonunda gerçekleşir. İkinci kolon daha sonra bir transfer hattı montajı ile TOF-MS bağlanır.

GC-TOF-MS × GC ham petrol 16,19, benzin, jet-yakıtı, motorin, biyo-dizel ve biyo-yakıt organik fraksiyon olarak nitel yanı sıra organik örneklerin kantitatif analiz için daha önce kullanılan 20- termo-kimyasal yanı sıra termo-katalitik dönüşüm üretilen 22 23,24 işler. GC-TOF-MS aletleri, uzun bir polar olmayan kolon w × GC bu organik örneklerin karakterizasyonu içinKısa bir polar kolon, ikinci sütun olarak kullanılmıştır, birincil sütun olarak kullanıldığı haliyle. Bu geleneksel sütun yapılandırma ikinci boyutta 18 kutupluluk ardından ilk boyuta üzerinde volatilite farklılıklara dayalı kimyasal bileşikleri giderir. Hazırlık 17,25-30 adımları ile örnek olmuştu sonra biyolojik süreçler, gıda işleme ve çevresel atıklardan sulu veya su numuneleri de benzer birincil / ikincil sütun yapılandırmaları kullanılarak karakterize edildi. Bu türetme, bir katı faz ekstraksiyon ve organik solventle ekstraksiyon gibi örnek hazırlama teknikleri, tüm GC-TOF-MS analizi 17,27-29,31,32 x GC önce kullanılmıştır. Bu teknikler, klasik bir kolon yapılandırması 33 kullanılarak analiz örnek bileşikler polaritesinin azaltılması amaçlanıyordu. Alternatif bir strateji, numunenin doğasına göre bu çalışmada kullanılmıştır (su içinde burada polar organik bileşikler)GC-TOF-MS analizi × GC için ters birincil / ikincil sütun yapılandırmasını kullanarak. Biyo-ham HTL üretilen sulu fraksiyon yana polar bileşikleri 13 sahip bir primer polar sütunu ve bir ikincil polar olmayan bir sütunun sütun kombine bir akış yukarı örnekleme hazırlanmadan GC-TOF-MS x GC kullanılmıştır. Bu birincil / ikincil sütun kombinasyonu, ikinci boyutta dalgalanmalar ardından ilk boyuta üzerinde kutupluluk farklılıklara dayalı kimyasal bileşikler, giderir. Sınırlı analitik metotlar önce numune işleme 15 olmadan iki boyutlu gaz kromatografisi kullanılarak sulu örneklerin karakterizasyonu için literatürde var.

Bu çalışmanın amacı, yosunlar biyo-ham sulu fraksiyonunda kimyasal bileşikleri belirlemekti. Bu hedefe, GC-TOF-MS veri toplama yöntemine × bir GC elde etmek için bir sütun kutup sütunun kombinasyonu (prim ile geliştirilmiştirli)) polar olmayan (ikincil ×. Klenn ve diğ. (2015) birincil sütuna göre birincil sütun (özellikle 60 m GC sütun) ve ikincil sütunun ofset sıcaklığının düşürülmesi uzunluğunu arttırarak zirve kapasite ve çözünürlüğü 16-18 maksimize edeceğini ileri sürdü. Bu nedenle, 60 m primer kolonu ve 5 ° C, bu çalışmada kullanılan primer sütununa ilgili ikincil kolonun sıcaklığı farkı. Optimum modülasyon süresi bu çalışmada açıklanan bir protokol tespit edilmiştir (Bölüm 4'e bakınız). GC kolon sıcaklığı optimum rampa oranı deneme yanılma yöntemiyle belirlendi ve literatürde 16-18 önerilen değere benzer oldu. Sulu numuneler için bu sütun kombinasyonunun avantajlarını tartışmak, biz kutup polar olmayan × geleneksel kolon kombinasyonu ile HTL yosun su örnekleri analiz ettik. Literatürde önerilen işletim parametreleri sulu analiz etmek için kullanılmıştırpolar olmayan bir X polar sütun kombinasyonu 18, algli biyo-ham fraksiyonu.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Numune Hazırlama

  1. Literatürde 10,11 bulunan reaktör tasarımı ve deneysel prosedüre göre alglerin sürekli akış HTL ile karışık bir sulu / organik bir ürün akışı oluşturur.
  2. bir sulu faz ve organik faz halinde bir ürün akımının ayrılması için bir çekim ayırıcı kullanarak.
  3. GC-TOF-MS analizi x GC boyunca 4 ° C 'de muhafaza edilen bir buzdolabı içinde bir 0.45 mikron bir şırınga filtresi ve deposunu kullanan HTL sulu fazın 10 ml filtre.

2. Enstrüman Bileşenleri

  1. dört jet çift aşamalı soğutma tabanlı modülatör ve zaman-of-flight (TOF) kütle spektrometresi (MS), bu deneyler için donatılmış bir gaz kromatografisi (GC) kullanın.
  2. GC her bir numune ya da standardın 1 ul enjekte etmek için bir otomatik numune yapılandırma. Literatürde 13 de tarif edildiği gibi otomatik örnekleyici dizisi için örnek ve standart enjeksiyon rastgele bir blok tasarım kullanılmıştır. randomized blok tasarımı yaygın enstrüman işlemi kontrol etmek için kantitatif çalışmalarda kullanılmaktadır. Laboratuvarımız enstrüman çalıştığını doğrulamak için bile karşılaştırmalı çalışmalarda rutin tasarım kullanır.
  3. modülatör önce bir basın geçirmez konnektörü kullanılarak birincil ve ikincil sütun bağlayın. hem birincil hem de ikincil sütunların her iki kenarları basın geçirmez konnektörüne bağlamadan önce keskin kenarları olmayan düz kesim emin olun.
  4. GC sütun üzerinde halkalı yerleştirin ve sütun 5 mm enjektör içinde olduğunu böylece daha sonra GC enjektör birincil sütun bağlayın.
  5. GC enjektör için bu cam liner, yapışmaz liner O-ring ve septa yeni ve kirlenme serbest olduğundan emin olun.
  6. İkincil kolon ve transfer hattı bağlamak için 1/16 x 0,5 mm ID nakil hattı yüksüklüdür kullanın. transfer hattı ikincil sütunun 0.2 M kısmı yerleştirin.
  7. İkincil sütunun 0.1 m kısmı modülatör olduğundan emin olun.
  8. Ultra yüksek saflık helyum kullanın1.5 ml dak-1 bir akış oranında GC taşıyıcı gaz olarak doğal gaz.
  9. modülatöründeki bir soğutucu gibi davranır Dewar yeterli sıvı azot olduğundan emin olun. Dewar sıvı azot düzeyi, prize takılan bir basınç ölçer kullanılarak tahmin edilebilir. 0 kPa boş olduğunu gösterir iken basınç göstergesi A 69 kPa okuma, Dewar dolu olduğunu gösterir.

3. Protokoller Örnekleri Analiz önce

  1. enstrüman hiçbir büyük sızıntı olmamasına dikkat edin. TOF-MS vakum ölçer okuması 1.5 mi dak-1 GC sütunu akış hızı için daha yüksek 2.7 x 10 -5 Pa, bu sistemde önemli bir sızıntı olduğunu gösterir.
  2. kalite kontrol (QC) yöntemini set-up ve üreticinin protokolü kullanılarak maksimum sinyal yanıtı elde etmek için dahili 'toplama sistemi ayarlamalar' protokolü çalıştırın.
  3. dahili QC yöntemi 'enstrüman optimizasyon' protokolleri, seri olarak çalıştırın - Filament odak, iyon optik odaklama ve üreticinin protokolü kullanılarak kütle kalibrasyon testleri. kütle kalibrasyon testi geçer emin olun. Bu QC yöntemi aracının tüm donanım parametreleri optimum düzeyde olmasını sağlar.
  4. Üreticinin protokolü kullanılarak bir "kaçak kontrolü" gerçekleştirin. otomatik olarak kaçak kontrolü raporu oluşturur analiz edin. Emin olun görece konsantrasyonu, 28 (N2) altında, 32 (O 2) ve 18 (nem) iyonları, sırasıyla en az% 10, 3 ve% 69 iyonu iç standart kütle spektrumları% 5, ​​altında olmalıdır.
  5. Ayarlama TOF-MS, üreticinin protokolü kullanılarak.
  6. Run kalite kontrol yöntemi yanı sıra TOF-MS ayar protokolü öncesi ve sızıntı kontrolünden sonra ve aynı zamanda örnekleri ve standartları analiz ederken.

Modülatör Optimum Modülasyon Dönemi belirleme 4. Protokol

  1. Keyfi uzun bir modülasyon dönemi (örneğin 10 sn veya 13 sn) seçin. 2.2 de tarif edildiği gibi, bir örnek enjekte edilir.
    2. Şekil 2 aydınlatmak.
  2. Adım 4.1 kullanılan modülasyon süresini arttırmak ve yine "saran" eğer 18 gözlenmektedir analizi gerçekleştirmek. İkinci boyutta zirveleri ilk boyutun taban çizgisinin altına elutes eğer etrafında sarın olayları meydana gelir. 'Wraparound' Örnek kontur arsa ek bilgiler Şekil 3'te gösterilmiştir.
  3. Optimum değer tespit edilene kadar tekrarlayın 4.2 ve 4.3 adımları tekrarlayın.

Enstrüman Set-up 5. Deneysel Parametreleri

  1. bir polar (60 mx 0.25 mm x 0.5 um film kalınlığında), birincil kolon ve polar olmayan (2.3 mx 0.25 mm x 0.5 um film kalınlığında) Kılcal Sütun Capilla yüklemeikincil sütun olarak ry sütun. nem, hava ve yeni bir GC sütununa ilişkili kirleticilerin eser miktarda kalmayana dek en az 2 saat için birincil ve ikincil sütun hem de fırında.
  2. 1.5 ml dak-1 bir akış oranında GC taşıyıcı gaz olarak ultra yüksek saflıkta helyum gazı kullanın.
  3. 250: 260 ° C arasındaki bir sıcaklıkta ve 1 'lik bir ayırma oranı GC enjektörü ayarlayın.
  4. 5 ° C, en -1 de 260 ° C'ye kadar bir sıcaklık rampası, ardından 0.2 dk için 40 ° C sabit bir sıcaklıkta, 5 dakika boyunca 260 ° C'lik bir sabit sıcaklıkta, ardından: Birincil sütun için, aşağıdaki ısı programı çalıştırmak.
  5. İkinci sütun ve primer kolonun daha yüksek, 5 ° C de, ikincil kolon sıcaklığı daha modülatör sıcaklığı 5 ° C daha yüksek bir muhafaza.
  6. Sıcak nabız 0.8 sn ve soğuk nabız 1.2 sn 4 saniye optimum modülasyon dönemi kullanın. Bu değer mezhep açıklanan protokole göre belirleniriyon 4.
  7. 270 ° C'ye kadar ayarlayın transfer hattı sıcaklığı.
  8. 0 sn iktisap gecikmesi veya solvent gecikme ayarlayın.
  9. sırasıyla, 35 ve 800 olarak m / z alt ve üst aralığı ayarlayın.
  10. 400 spektrumu / sn MS dedektör satın alma hızını ayarlayın.
  11. Optimize edilmiş değerden 150 V yüksek MS dedektör gerilimi sürdürmek.
  12. 225 ° C MS iyon kaynağı sıcaklığı muhafaza edin.

6. Veri Analizi

  1. alet üreticisi tarafından sağlanan yazılımı kullanarak veri işleme gerçekleştirin.
  2. veri analizi yönteminde aşağıdaki görevleri seçin - bazal, kütüphane arama yukarıdaki doruklarına bulmak, Compute taban çizgisi ve hesaplamak vardır / yükseklik.
  3. veri dosyası aracılığıyla taban çizgisi izleyin. Bazal 0.5 olarak ofset girin.
    İlk boyutta 15 saniye ve ikinci boyutta 0.15 sn beklenen zirve genişliğini girin.
  4. kimliğin için> 850 Set sinyal-gürültü 5.000 olarak oran ve benzerlik değerleriBileşiklerin Sınıflamasına.
  5. örneklerde mevcut kimyasal bileşiklerin belirlenmesi ve iletmek için kütüphane arama modunu ayarlamak için piyasada mevcut olan kitle spektral kütüphane seçin.
  6. Üreticinin protokolü kullanılarak bu veri analiz yöntemi kullanarak veri dosyalarını işlemek. Bu bir veri dosyası işlem için en az 1 saat gerektirir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bir Ulusal karşı arama tarafından tanımlanan bileşiklerin, polar olmayan, polar x şekilde gösterilmiştir sütun kombinasyonu ile analiz yosun biyo-ham sulu fraksiyondan elde edilen toplam iyon kromatogram (TIC) 4. Alıkonma süreleri ve benzerlik veya eşleme faktörü değerleri Standartlar ve Teknoloji (NIST) kütüphane Enstitüsü Tablo 1 'de tablolaştırılmıştır. oksijenatlar ve (asetik asit, propanoik asit ve bütanoik asit de dahil olmak üzere), organik asitler (örneğin, cyclopenatanone, furanic bileşikler ve dianhidromanitol gibi) HTL yosun su 34 gözlendi. Bu kimyasal maddeler HTL 13 içinde yosun karbohidrat fraksiyonunun ayrışmasından oluşturulabilir. oksijenatlar ek olarak, sulu bir faz, piridin, pirazin, asetamitlerine sukkinimidden ve bunların alkil-türevleri gibi azot ihtiva eden bileşikler (N-bileşikler) sahiptir. Muhtemelen, bu bileşikler, prote degradasyon ürünleridiralg biyokütle 4,35 ins.

yosun biyo-ham sulu kısmı için kontur arsa tespit yüksek yoğunluklu zirveleri standartlarını analiz ederek doğrulanmıştır. organik asitler ve N-bileşikleri ihtiva eden standartlar hazırlandı ve GC-TOF-MS x GC analiz edilmiştir. Organik asitler, standart ve N-bileşiği standartları toplam iyon kromatogram, Şekil 5. Alıkonma süresi ve standartlar benzerliği değerleri gösterilmiştir Tablo 2'de ve HTL yosun su içinde tanımlanan kimyasal bileşiklere karşılık gelir. Sütun sızdırma yüksek sıcaklıklarda (> 250 ° C) 'de her iki standartlar ve numuneler için gözlenmiştir. Bu sütun kanama, daha önce kutup GC sütun 18 literatürde rapor edilmiştir. Bu standartlarda görmedim oysa Karbondioksit (CO 2) HTL yosun su gözlenmiştir (Şekil 4 ve 5). bu indiyosun biyo-ham Sulu fraksiyon alg ham madde 11 HTL sırasında üretilebilir CO2, çözünmüş olduğu Cates.

Yosun biyo-ham Sulu fraksiyon da literatürde yaygın 17'de kullanılan polar bir polar olmayan × göre geleneksel kolon kombinasyonu ile analiz edilmiştir. Bir polar, ikincil ayırma ve ardından polar olmayan primer ayırma GC-TOF-MS analizi × GC HTL yosun suyun toplam iyon kromatogram, Şekil 6'da gösterilmiştir. Bu, Şekil 6, organik asitler ve N-bileşiklerinde gösterildiği gibi, birden fazla tepe yosun biyo-ham elute sulu fraksiyonda. Asetik asit ve diğer organik asitler, özellikle birinci boyutta, analiz süresince elüt. Tutma süreleri ve benzerlik / bir NIST kütüphaneye karşı arayarak tanımlanan bileşiklerin güven değerleri tabloda gösterilmektedir Tablo 1 50) non-polar polar × daha düşüktür (24, Tablo 3). Kutupsuz birincil ve ikincil kutup ayırma olduğu zirve kapasitesi, pik şekilleri ve HTL yosun suyun çözünürlüğü analizi için kötü olduğu sonucuna varılabilir. Bu nedenle, polar polar olmayan × Bu sütun konfigürasyonu örnek hazırlama olmaksızın nitel yanı sıra sulu yosun biyo-ham kantitatif karakterizasyonu için uygun değildir.

Uzun bir modülasyon süresi (Şekil 6 ikincil ekseni bakınız) polar olmayan × polar yapılandırma için yosun biyo-ham sulu kısmını tanımlamak için gerekliydi. Daha önce Şekil 4'te gösterildiği gibi, 4 saniye gibi kısa bir modülasyon süresi characterizatio için yeterliPolar olmayan kutupsal × bir sütun arada kullanarak HTL yosun su n. Kısa bir modülasyon süresi ilk boyut elde edilen ayırma korumak için GC analizi 16-18 x GC için tavsiye edilir olduğundan, bu HTL yosun su karakterizasyonu için polar x polar olmayan kullanmanın bir başka avantajdır.

polar × polar olmayan kolon yapılandırması ile sulu yosun biyo-ham GC-TOF-MS analizi × GC polar polar olmayan × geleneksel sütun yapılandırmasına göre pik kapasitesi ve yüksek çözünürlüğünü artırır, simetrik tepe şeklini oluşturur. Bu nedenle, GC x GC-TOF-MS analizi, herhangi bir numune hazırlama teknikleri olmadan yosun biyo-ham sulu fraksiyonunda kimyasal bileşiklerin miktar tayini için kullanılabilir polar x polar olmayan kullanılarak tarif.

Şekil 1 Şekil 1: GC-TOF-MS × GC blok akış şeması Bu çalışmada kullanılan. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

şekil 2
Şekil 2: HTL yosun sulu fraksiyonun Kontur arsa optimum modülasyon zamanını belirlemek için kutupsal × polar olmayan kolon kombinasyonu kullanılarak elde edilen 10 saniye rastgele seçildi.. Hiçbir zirveleri ikinci boyutta> 4 saniye gözlendi. Bu nedenle, 4 sn optimum modülasyon süresi olarak tespit edilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
FŞEKIL 3:. İkinci boyutta zirveleri ilk boyutun taban çizgisinin altına elutes eğer HTL alg sulu fraksiyonun Kontur arsa gösterir fenomenleri 'etrafında sarın' olayları etrafında sarın oluşur. 3.5 m ikincil sütun uzunluğu bu kontur arsa elde etmek için kullanıldı. Bu arsa açıkça olayların etrafında sarın açıklamak için toplandı. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4,
Şekil 4:. HTL yosunu sulu bir fraksiyonunun Çevre planı NIST 2008 kütüphanesi kullanılarak belirlenmiş polar x polar olmayan kimyasal bileşiklerin kolon kombinasyonu ile elde edilmiştir. Birincil ve ikincil eksen birimleri saniyedir. Tanımlanan kimyasal bileşikleri benzerlik değerleri Tablo 1 de verilmişlerdir. 1 → 1-hidroksi-2propanona; 2 → 2-siklopenten-1-on, 2-metil; 3 → N, N-dimetil asetamid; 4 → 2-cyclopente-1-on, 3-metil; 5 → 2-siklopenten-1-on, 2,3-dimetil; 6 → 3-penten asit, 4-metil; 7 → 2-pirolidinon, 1-metil; propanamid → 8; 9 1-metil-4-nitro-1 H-imidazol, →; N-propil süksinimid → 10; 11 → gliserin; 12 → 3-piridinol; 13 → 2,5-pirolidindion; 14 → asetamid, A ^ - (2-feniletil); 15 → N - (2-hidroksi) süksinimid. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 5,
Şekil 5: Asetik asit içeren bir standart, propanoik asit, bütanoik asit, ve 2-bütanon (a) Çevre planı kolon kombinasyonu kullanılarak polar x polar olmayan. Polar x polar olmayan kolon kombinasyonu kullanılarak (2-hidroksietil) sukkinimid - standardı içeren aseton, etanol, piridin, pirazin asetamid, N -methylsuccinimide, sukinimid, N (b) kontur çizimi. Standartların benzerlik değerleri Tablo 2'de tabloda gösterilmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 6,
Şekil 6:., Polar olmayan, polar × kolon kombinasyonu kullanılarak elde HTL yosunu sulu bir fraksiyonunun Çevre planı Bu şekil, hafif organik, organik asitler ve N-bileşimlerin zayıf çözünürlük gösterir. Tanımlanan kimyasal bileşikleri benzerlik değerleri, Tablo 3'te tablolaştırılmıştır.34fig6large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

</ Tr>

Tablo 1: sütun kombinasyonunu kullanarak HTL yosun suyun içinde bulunan kimyasal bileşiklerin benzerlik değerleri ve tutma süresi polar × polar olmayan bileşikler NIST 2008 Kütüphane kullanılarak belirlendi.. benzerlik değerleri ölçeği 0-999 olduğunu. Daha yüksek bir benzerlik değerleri, NIST veri tabanında bulunan bir bileşik için bu bu numune için elde edilen spektrum bir yakın eşlemeye karşılık gelmektedir. RT kimyasal bileşikler (birincil, ikincil) retansiyon zamanını temsil eder.

isim RT (sn) Benzerlik
Karbon dioksit 215, 1.64 999
aseton 347, 1.89 967
2-bütanon 435, 2.12 965
etanol 467, 1.75 949
2-pentanon 539, 2.36 942 3-pentanon 539, 2.41 940
piridin 887, 2.11 967
siklopentanon 903, 2.25 962
pirazin 939, 1.99 945
Piridin, 2-metil- 943, 2.28 950
Pirazin, metil 1035, 2.16 964
Piridin, 3-metil- 1087, 2.25 947
2-propanon, 1-hidroksi- 1107, 1.71 950 </ Td>
Pirazin, 2,5-dimetil- 1131, 2.35 950
Pirazin, 2,6-dimetil- 1139, 2.33 953
Pirazin, etil- 1151, 2.34 954
Pirazin, 2,3-dimetil- 1171, 2.32 963
2-siklopenten-1-on, 2-metil- 1223, 2.19 960
Pirazin, 2-etil-6-metil- 1235, 2.54 926
Pirazin, trimetil 1263, 2.49 944
N, N-dimetil- 1275, 1.97 957
Asetik asit 1339, 1.53 963
pirol 1443, 1.65 970
propanoik asit 1475, 1.55 953
2-siklopenten-1-on, 3-metil- 1475, 2.04 956
2-siklopenten-1-on, 2,3-dimetil- 1503, 2.22 884
Propanoik asit, 2-metil- 1515, 1.58 929
3-penten asit, 4-metil- 1583, 1.95 897
Asetamid, N-etil- 1603, 1.71 950
bütanoik asit 1607, 1.58 941
Asetamid, N-metil- 1615, 1.63 963
Propanamid, N-metil- 1663, 1.70 956
Bütanoik asit, 3-metil- 1667, 1.60 928
2-pirolidinon, 1-metil- 1703, 1.96 936
3,4-Dimethyldihydrofuran-2,5-dion 1759, 2.05 719
acetamide 1783, 1.53 976
1,2-siklopentandion, 1819, 1.67 888
propanamid 1847, 1.57 870
1H-imidazol, 1-metil-4-nitro- 1883, 1.88 671
2,5-pirolidindion, 1-etil- 1975, 1.85 936
Piperidin-2,5-dion 1975, 1.98 798
2,5-pirolidindion, 1-metil- 2011, 1.76 960
2075, 1.92 861
2-pirolidinon 2175, 1.65 976
2-piperidinon 2295, 1.73 959
dianhidroiditol 2419, 1.70 944
Gliserin 2463, 1.47 888
3-piridinol 2586, 1.50 921
2,5-pirolidindion 2646, 1.50 923
A ^ - [2-hidroksietil] süksinimid 2902, 1.69 941
isim RT (sn) Benzerlik
aseton 347, 1.89 952
2-bütanon 435, 2.12 934
etanol 467, 1.76 952
piridin 887, 2.10 947
pirazin 939, 1.99 928
Asetik asit 1339, 1.53 981
propanoik asit 1471, 1.56 948
bütanoik asit 1603, 1.59 935
acetamide 1783, 1.54 961
2011, 1.76 957
2,5-pirolidindion 2642, 1.52 940
A ^ - [2-hidroksietil] süksinimid 2902, 1.71 935

Tablo 2: standartların Tutma süresi ve benzerlik değerleri, polar olmayan, polar × kullanılarak analiz edilmiştir. Bileşikler NIST 2008 kitaplığı kullanılarak belirlendi. Benzerlik değerleri ölçeği 0-999 olduğunu. Daha yüksek bir benzerlik değerleri, NIST veri tabanında bulunan bir bileşik için edilene standardı için elde edilen spektrum bir yakın eşlemeye karşılık gelmektedir. RT kimyasal bileşikler (birincil, ikincil) retansiyon zamanını temsil eder.

<tr height = "21">
isim RT (ler) Benzerlik
Karbamik asit, monoamonyum tuzu 234, 0.521 999
Karbamik asit, monoamonyum tuzu 234, 0.653 981
trimetilamin 243, 0.540 922
aseton 243, 0.648 927
Dimetil eter 243, 0.720 932
Dimethylamine 252, 0.578 925
2-bütanon 261, 0.684 933
Asetik asit 261, 3.139 963
metantiyol 306, 0.550 924
pirazin 333, 1.157 949
piridin 342, 1.063 950
siklopentanon 378, 1.032 944
Pirazin, metil 405, 1.217 954
Asetamid, N-metil- 414, 4.850 887
2-siklopenten-1-on, 2-metil- 504, 1.409 951
Pirazin, 2,5-dimetil- 513, 1.207 919
Pirazin, 2,3-dimetil- 522, 1.265 905
2,5-pirolidindion, 1-metil- 801, 4.178 955
Kullanılarak kinuklidin-3-ol 828, 2.750 680
2,5-pirolidindion, 1-etil- 873, 3.058 889
2-piperidinon 954, 5.474 954
kaprolaktam 963, 2.458 746
A ^ - [2-hidroksietil] süksinimid 1089, 2.429 857
A ^ - [2-hidroksietil] süksinimid 1260, 2,278 814
1-Fenetil-pirolidin-2,4-dion 1791, 3.742 788
5,10-dietoksi-2,3,7,8-tetrahidro-1 H, 6H-dipyrrolo [1,2-a; 1 ', 2'-d] pirazin 2016 4.608 787

Tablo 3: polar olmayan kolon kombinasyonunu kullanarak HTL yosun suyunda belirlenen kimyasal bileşiklerin benzerlik değerleri ve tutma süresi5; polar. bileşikler NIST 2008 kitaplığı kullanılarak belirlendi. benzerlik değerleri ölçeği 0-999 olduğunu. Daha yüksek bir benzerlik değerleri, NIST veri tabanında bulunan bir bileşik için bu numune için elde edilen spektrum bir yakın eşlemeye karşılık gelmektedir. RT kimyasal bileşikler (birincil, ikincil) retansiyon zamanını temsil eder.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Sonuçlar açıkça öncesinde numune hazırlama teknikleri olmadan yosun biyo-ham sulu fraksiyonunda mevcut polar bileşikleri ve hafif uçucu çözmek için polar × polar olmayan kolon kombinasyonu yeteneğini göstermektedir. Sert pik atık organik asitler ve N-bileşikleri polar olmayan x polar kolon kombinasyonu kullanarak gözlendi. Bu zirve atık erken çıkan ışık organikler için gözlenmedi. Enstrüman doğrulama (TOF-MS vakum 1.5 ml dk -1 GC taşıyıcı gaz akış hızı için 2.7 × 10 -5 Pa altındaydı) sızıntı olduğunda bu davranış tekrarlanabilir olmuştur. Basın sıkı konnektörü ya da eğer ölü hacim ile ilgili bir sorun varsa davranış kromatogram genelinde gözlenen olacağını soğuk jet akış hızı aşırı olacağı beklenebilir. Ancak, (şekil üzerinde tespit değil) bile geç çıkan bileşikler kuyruk yok. Bu nedenle, bu mikrolitre bir sonucu olduğu sonucunalı numune enjeksiyon / sütun yapılandırma kombinasyonu.

split oranı bölünmüş akışına kaybedilen miktarın karşı sütun giren numunenin hacmi. kolonuna aktarılmış numune miktarı daha ayrılma oranı kadar yüksek olur. Genellikle bu zirve kapasiteyi artıracak daha verimli akım üretir. numuneler için uygun bölünmüş oranının tespitinde bileşik algılama (bölünmüş oranı çok yüksek) ile kolon aşırı yüklenme problemleri (split oranı çok düşük) ya da sorunları önleyebilir. Bu nedenle, 1 bir bölünme oranı: 250 sütun yüklenmesini engellemek için her iki sütun kombinasyonları için GC-TOF-MS veri toplama yöntemleri × GC kullanıldı ve aynı zamanda zirve kapasitesini artırmak için.

tanımlanan kimyasal bileşikleri için benzerlik değerleri, 850-999 aralığındadır. Bu kimyasal bileşikler,% 85'den fazla güven tanımlanır gösterir. Bu GC x GC 400 Spectra / saniye MS etme oranı kullanılarak elde edilmiştir211; TOF-MS verileri elde etme yöntemleri. 400 Spectra / saniye toplama oranı tanımlanan kimyasal bileşikleri 17 benzerlik değerlerini yükseltir tepe sinyal-gürültü oranını iyileştirir. Daha yüksek benzerlik değerleri yüksek güven ile kimyasal bileşiklerin belirlenmesi için bize sağlar. Ancak, uzun bir veri analizi süre bu yüksek MS alım hızı ile sonuçlanır. Nedenle, veri analizi süresini azaltır, bu numunelerin ölçülmesi için 200 Spectra / sn MS alma oranının kullanılması tavsiye edilir.

polar x polar olmayan başka sekonder kolonun uzunluğunu arttırarak geliştirilebilir sulu yosun biyo-ham olarak karakterize etmek için geliştirilmiş GC-TOF-MS verileri elde etme yöntemi x GC. İkinci kolonun uzunluğunu artırarak, çözünürlük örnek 16,17 mevcut izomerlerin ayrılmasına olanak ikinci boyutta geliştirilebilir. Tepe kapasitesi daha da artması ile daha iyi olabilirdiİkinci kolonun uzunluğu. Bu yazıda karakterize HTL yosun suları 11 (karbon yaklaşık 3 toplam ağırlık olarak%) ve daha uzun ikincil sütun gerekmeyebilir seyreltik vardır. Bununla birlikte, bu öneri, karmaşık ve konsantre sulu örneklerin karakterizasyon sırasında yararlı olabilir.

Polar sütunun en programlanabilir sıcaklık 260 ° C olduğu için, bu yöntem, uzun zincirli yağ asitleri, mono- gliseridler, di-gliseridler, trigliseritler ve amino asitlerin oligomerleri gibi şekerler 16 gibi yüksek kaynama noktalı kimyasal bileşikler elüte olamaz. Bu bileşikleri içeren örnekler, analiz edildiğinde, GC enjektör ve sütunları kirletebilir. GC enjektör ve sütun kontaminasyon kuyruğu, kimyasal bileşiklerin tutma süresi değişiklik ve yüksek gürültü veya nitel hem de nicel karakterizasyon için istenmeyen MS detektörü düşük sinyal-gürültü oranı doruk yol açar. Bu nedenle, utilizin olduğundag uygun kalite kontrol yöntemlerini istihdam edilmelidir yüksek kaynama noktalı kimyasal bileşikler analistler içeren sulu örneklerinin analizi için bu sütun kombinasyonu.

yosun biyo-ham sulu fraksiyonda tanımlanan kimyasal bileşikleri geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. Piridin, pirazin ve bunların alkil türevleri ziraat kimyasalları üretimi için ara ürün kimyasal maddeler, ilaçlar 36,37, ve yaygın olarak homojen kataliz 38,39 çözücü madde olarak kullanılır. Benzer şekilde, sukkinimidden türevleri de polimer ara, deterjanlar 40, klinik ilaç 41,42, yakıt katkı maddeleri ve yağlama yağı katkı maddeleri 40 de dahil olmak üzere geniş bir uygulama yelpazesine sahiptir. HTL yosun su içinde bulunan organik asitler, sulu faz 43 kolay ayrılması için ketonlar veya esterler üretmek için katalitik işlemlerde bir besleme stok maddesi olarak kullanılabilir.

th için geliştirilmiş GC-TOF-MS metodu x GCBu yazıda polar olmayan kutupsal × e sütun kombinasyonu da biyolojik bir süreç, gıda işleme ve çevresel atıklardan su numunesi analiz için kullanılabilir. Araştırmacılar organik örneklerin 44-47 karakterizasyonu için bu sütun kombinasyonu kullanılır. Alifatik, aromatik maddeler, alkil benzen ve iki çekirdekli aromatikler 44-46 - sütun birleşimi hidrokarbonların farklı sınıfların etkili ayrılması için en iyi olduğu bildirilmektedir. Bu nedenle, ayırma ikinci boyut ayırma ve polar olmayan ilk boyut için bir polar ayırma kullanılarak, hem sulu karakterizasyonu için müsait kolon konfigürasyonları ve biyo-ham biyokütlenin hidrotermal sıvılaştırma üretilen organik fraksiyon olacaktır.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Bu el yazması, ABD Enerji Bakanlığı ile Sözleşme No. DE-AC05-76RL01830 altında Battelle Memorial Enstitüsü tarafından kaleme edilmiştir. ABD Hükümeti korur ve yayıncı, yayın için yazı kabul ederek, ABD Hükümeti başkalarını yayımlamak veya bu yazının yayımlanmış form yeniden, ya da izin vermek için münhasır olmayan, ödenmiş, geri alınamaz, dünya çapında lisans korur olduğunu kabul bu yüzden, ABD Hükümeti amaçlar için.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
GC × GC–TOF/MS Leco PEG4D11DLN15 Commercial Pegasus 4D
ChromaTOF version 4.50  Leco Data analysis software
Rxi-5MS GC column Restek 13420 2.3 m column was used from this column.
Stabilwax GC column Restek 10626
HP-5 GC column Agilent 19091J-416
Stabilwax GC column Restek 15121
Presstight Connector Restek 20430
GC injector liner Restek 23305.5
GC Injector ferrules Agilent 5181-3323
Non-stick liner O-rings Agilent 5188-5365
Transfer line ferrules Restek 20212
Ethanol Sigma-Aldrich 459844 Chromatography grade
Acetone Sigma-Aldrich 414689 Chromatography grade
Acetic acid Sigma-Aldrich 320099 Chromatography grade
2-butanone Sigma-Aldrich 360473 Chromatography grade
Propanoic acid Sigma-Aldrich 402907 Chromatography grade
Butanoic acid Sigma-Aldrich 19215 Chromatography grade
Pyridine Sigma-Aldrich 270970 Chromatography grade
Pyrazine Sigma-Aldrich 65693 Chromatography grade
Acetamide Sigma-Aldrich 695122 Chromatography grade
2,5-pyrrolididione Sigma-Aldrich S9381 Chromatography grade
N-methylsuccinimide Sigma-Aldrich 325384 Chromatography grade
N-(2-hydroxyethyl)succinimide Sigma-Aldrich 444073 Chromatography grade

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Huber, G. W., Iborra, S., Corma, A. Synthesis of Transportation Fuels from Biomass: Chemistry, Catalysts, and Engineering. Chem. Rev. 106, 4044-4098 (2006).
  2. Mata, T. M., Martins, A. A., Caetano, N. S. Microalgae for biodiesel production and other applications: A review. Renew. Sustain. Energy Rev. 14, 217-232 (2010).
  3. Vispute, T. P., Zhang, H., Sanna, A., Xiao, R., Huber, G. W. Renewable Chemical Commodity Feedstocks from Integrated Catalytic Processing of Pyrolysis Oils. Science. 330, 1222-1227 (2010).
  4. Maddi, B., Viamajala, S., Varanasi, S. Comparative study of pyrolysis of algal biomass from natural lake blooms with lignocellulosic biomass. Bioresour. Technol. 102, 11018-11026 (2011).
  5. Kim, S., Dale, B. E. Global potential bioethanol production from wasted crops and crop residues. Biomass Bioenergy. 26, 361-375 (2004).
  6. von Blottnitz, H., Curran, M. A. A review of assessments conducted on bio-ethanol as a transportation fuel from a net energy, greenhouse gas, and environmental life cycle perspective. J. Clean. Prod. 15, 607-619 (2007).
  7. Hu, Q., et al. Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel production: perspectives and advances. Plant J. 54, 621-639 (2008).
  8. Georgianna, D. R., Mayfield, S. P. Exploiting diversity and synthetic biology for the production of algal biofuels. Nature. 488, 329-335 (2012).
  9. Amaro, H. M., Guedes, A. C., Malcata, F. X. Advances and perspectives in using microalgae to produce biodiesel. Appl. Energy. 88, 3402-3410 (2011).
  10. Elliott, D. C., Biller, P., Ross, A. B., Schmidt, A. J., Jones, S. B. Hydrothermal liquefaction of biomass: Developments from batch to continuous process. Bioresour. Technol. 178, 147-156 (2015).
  11. Elliott, D. C., et al. Process development for hydrothermal liquefaction of algae feedstocks in a continuous-flow reactor. Algal Res. 2, 445-454 (2013).
  12. Sudasinghe, N., et al. High resolution FT-ICR mass spectral analysis of bio-oil and residual water soluble organics produced by hydrothermal liquefaction of the marine microalga Nannochloropsis salina. Fuel. 119, 47-56 (2014).
  13. Panisko, E., Wietsma, T., Lemmon, T., Albrecht, K., Howe, D. Characterization of the aqueous fractions from hydrotreatment and hydrothermal liquefaction of lignocellulosic feedstocks. Biomass Bioenergy. 74, 162-171 (2015).
  14. Onwudili, J. A., Lea-Langton, A. R., Ross, A. B., Williams, P. T. Catalytic hydrothermal gasification of algae for hydrogen production: Composition of reaction products and potential for nutrient recycling. Bioresour. Technol. 127, 72-80 (2013).
  15. Villadsen, S. R., et al. Development and Application of Chemical Analysis Methods for Investigation of Bio-Oils and Aqueous Phase from Hydrothermal Liquefaction of Biomass. Energy Fuels. 26, 6988-6998 (2012).
  16. Klee, M. S., Cochran, J., Merrick, M., Blumberg, L. M. Evaluation of conditions of comprehensive two-dimensional gas chromatography that yield a near-theoretical maximum in peak capacity gain. J. Chromatogr. A. 1383, 151-159 (2015).
  17. Seeley, J. V., Seeley, S. K. Multidimensional Gas Chromatography: Fundamental Advances and New Applications. Anal. Chem. 85, 557-578 (2013).
  18. Mostafa, A., Edwards, M., Gòrecki, T. Optimization aspects of comprehensive two-dimensional gas chromatography. J. Chromatogr. A. 1255, 38-55 (2012).
  19. Zhu, S., et al. A simple model for separation prediction of comprehensive two-dimensional gas chromatography and its applications in petroleum analysis. Anal. Methods. 6, 2608-2620 (2014).
  20. Almeida, T. M., et al. Preliminary Studies of Bio-oil from Fast Pyrolysis of Coconut Fibers. J. Agric. Food Chem. 61, 6812-6821 (2013).
  21. Rathsack, P., et al. Analysis of pyrolysis liquids from scrap tires using comprehensive gas chromatography-mass spectrometry and unsupervised learning. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 109, 234-243 (2014).
  22. Tessarolo, N. S., et al. Assessing the chemical composition of bio-oils using FT-ICR mass spectrometry and comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry. Microchem. J. 117, 68-76 (2014).
  23. Djokic, M. R., Dijkmans, T., Yildiz, G., Prins, W., Van Geem, K. M. Quantitative analysis of crude and stabilized bio-oils by comprehensive two-dimensional gas-chromatography. J. Chromatogr. A. 1257, 131-140 (2012).
  24. Vendeuvre, C., Ruiz-Guerrero, R., Bertoncini, F., Duval, L., Thiebaut, D. Comprehensive two-dimensional gas chromatography for detailed characterisation of petroleum products. Oil Gas Sci. Technol. 62, 43-55 (2007).
  25. Guo, Q., et al. Comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry for the screening of potent swampy/septic odor-causing compounds in two drinking water sources in China. Anal. Methods. 7, 2458-2468 (2015).
  26. Ma, H., et al. Analysis of human breath samples of lung cancer patients and healthy controls with solid-phase microextraction (SPME) and flow-modulated comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC [times] GC). Anal. Methods. 6, 6841-6849 (2014).
  27. Lamani, X., Horst, S., Zimmermann, T., Schmidt, T. Determination of aromatic amines in human urine using comprehensive multi-dimensional gas chromatography mass spectrometry (GCxGC-qMS). Anal. and Bioanal. Chem. 407, 241-252 (2015).
  28. Skoczynska, E., Leonards, P., de Boer, J. Identification and quantification of methylated PAHs in sediment by two-dimensional gas chromatography/mass spectrometry. Anal. Methods. 5, 213-218 (2013).
  29. Tobiszewski, M., Bigus, P., Namiesnik, J. Determination of parent and methylated polycyclic aromatic hydrocarbons in water samples by dispersive liquid-liquid microextraction-two dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry. Anal. Methods. 6, 6678-6687 (2014).
  30. Freitas, L. S., et al. Analysis of organic compounds of water-in-crude oil emulsions separated by microwave heating using comprehensive two-dimensional gas chromatography and time-of-flight mass spectrometry. J. Chromatogr. A. 1216, 2860-2865 (2009).
  31. Gunatilake, S. R., Clark, T. L., Rodriguez, J. M., Mlsna, T. E. Determination of five estrogens in wastewater using a comprehensive two-dimensional gas chromatograph. Anal. Methods. 6, 5652-5658 (2014).
  32. Ljungkvist, G., Larstad, M., Mathiasson, L. Determination of low concentrations of benzene in urine using multi-dimensional gas chromatography. Analyst. 126, 41-45 (2001).
  33. Schummer, C., Delhomme, O., Appenzeller, B. M. R., Wennig, R., Millet, M. Comparison of MTBSTFA and BSTFA in derivatization reactions of polar compounds prior to GC/MS analysis. Talanta. 77, 1473-1482 (2009).
  34. Yang, H. P., Yan, R., Chen, H. P., Lee, D. H., Zheng, C. G. Characteristics of hemicellulose, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel. 86, 1781-1788 (2007).
  35. Du, Z., et al. Microwave-assisted pyrolysis of microalgae for biofuel production. Bioresour. Technol. 102, 4890-4896 (2011).
  36. Scriven, E. F. V., Murugan, R. in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. , John Wiley & Sons, Inc. (2000).
  37. Higashio, Y., Shoji, T. Heterocyclic compounds such as pyrrole, pyridines, pyrrolidine, piperidine, indole, imidazol and pyrazines. Appl. Catal. A: Gen. 260, 251-259 (2004).
  38. Ndaji, F. E., Thomas, K. M. The kinetics of coal solvent swelling using pyridine as solvent. Fuel. 72, 1525-1530 (1993).
  39. Fillon, H., Gosmini, C., Nédélec, J. -Y., Périchon, J. Electrosynthesis of functionalized organodizinc compounds from aromatic dihalides via a cobalt catalysis in acetonitrile/pyridine as solvent. Tetrahedron Lett. 42, 3843-3846 (2001).
  40. Silin, M. A., Ivanova, L. V., Burov, E. A., Koshelev, V. N., Bordubanova, E. G. Synthesis and testing of polyalkenyl succinimides as components of detergent additives for motor fuels. Pet. Chem. 52, 272-277 (2012).
  41. Bialer, M. Chemical properties of antiepileptic drugs (AEDs). Adv. Drug Deliv. Rev. 64, 887-895 (2012).
  42. Bellina, F., Rossi, R. Synthesis and biological activity of pyrrole, pyrroline and pyrrolidine derivatives with two aryl groups on adjacent positions. Tetrahedron. 62, 7213-7256 (2006).
  43. Snell, R. W., Shanks, B. H. CeMOx-Promoted Ketonization of Biomass-Derived Carboxylic Acids in the Condensed Phase. ACS Catal. 4, 512-518 (2014).
  44. Manzano, C., Hoh, E., Simonich, S. L. M. Improved Separation of Complex Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Mixtures Using Novel Column Combinations in GC × GC/ToF-MS. Environ. Sci. Technol. 46, 7677-7684 (2012).
  45. van der Westhuizen, R., et al. Comprehensive two-dimensional gas chromatography for the analysis of synthetic and crude-derived jet fuels. J. Chromatogr. A. 1218, 4478-4486 (2011).
  46. Omais, B., et al. Investigating comprehensive two-dimensional gas chromatography conditions to optimize the separation of oxygenated compounds in a direct coal liquefaction middle distillate. J. Chromatogr. A. 1218, 3233-3240 (2011).
  47. Wildschut, J., Mahfud, F. H., Venderbosch, R. H., Heeres, H. J. Hydrotreatment of Fast Pyrolysis Oil Using Heterogeneous Noble-Metal Catalysts. Ind. Eng. Chem. Res. 48, 10324-10334 (2009).

Tags

Bioengineering Sayı 109 Bio-ham biyo-yağı biyo-yakıt sulu ürün hidrotermal sıvılaştırma mikroalg biyokütle su biyokütle GC x GC - TOF-MS katalitik hızlı piroliz piridin pirazin organik asitler sukkinimit .
Zaman-of-flight Kütle Spektrometre ile 2D Gaz Kromatografisi Kullanarak Alg Hidrotermal Sıvılaşma gelen Sulu Kesir Nitel Karakterizasyonu
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Maddi, B., Panisko, E., Albrecht,… More

Maddi, B., Panisko, E., Albrecht, K., Howe, D. Qualitative Characterization of the Aqueous Fraction from Hydrothermal Liquefaction of Algae Using 2D Gas Chromatography with Time-of-flight Mass Spectrometry. J. Vis. Exp. (109), e53634, doi:10.3791/53634 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter