Name: 비행 시간 형 질량 분석과 2D 가스 크로마토 그래피를 사용하여 조류의 열수 액화에서 수성 분수의 질적 특성 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 44 s
Description: 배우세요 조류 열수 액화 수성 분획의 2차원 가스 크로마토그래피-비행 시간 질량 분석법을 이용한 정성적 특성 분석 방법입니다. 이 기법은 피크 용량과 분해능을 향상시켜 바이오 정제 공정의 폐수 관리에 필수적인 데이터를 생성합니다.

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이 원고는 미국 에너지 부와 계약 번호 DE-AC05-76RL01830에서 바텔 기념 연구소에 의해 작성되었습니다. 미국 정부는 유지하고 출판사, 출판 문서를 수락하여, 미국 정부가해야 할 다른 사람을 게시하거나이 원고의 게시 된 양식을 재현하거나 허용하는 비 독점적, 납입, 취소 불능, 전세계 라이센스를 보유하고 있음을 인정 그래서, 미국 정부의 목적.

1. 샘플 준비 <ol><li> 문헌 10,11 검색된 반응기 설계 및 실험 절차에 따른 조류 연속 흐름 HTL 통해 혼합 수성 / 유기 생성물 스트림을 생성한다. </li><li> 수상과 유기상에 제품 스트림을 분리하는 중력 분리기를 사용합니다. </li><li> GC-TOF-MS 분석 GC × 4 ° C로 유지 냉장고 0.45 μm의 주사기 필터를 사용하여 저장소 HTL 성상을 10 ml의 필터. </li></ol> 2. 악기 구성 요소 <ol><li> 쿼드 - 젯 듀얼 스테이지 냉각 기반 변조기 및 비행 시간 (TOF) 질량 분석 (MS)이 실험에 구비하는 가스 크로마토 그래피 (GC)를 사용한다. </li><li> GC에 각 시료 또는 표준의 1 μl를 주입 할 수있는 오토 샘플러를 구성합니다. 문헌 (13)에 설명 된대로 자동 샘플러 시퀀스에 대한 샘플 및 표준 주사의 무작위 블록 디자인을 사용합니다. randomi평탄화 블록 설계는 일반적으로 장비 동작 제어 정량적 연구에 사용된다. 우리 실험실은 기기 작동을 확인도 비교 연구에서 일상적으로 디자인을 사용합니다. </li><li> 변조기 전에 기자 기밀 커넥터를 사용하여 기본 및 보조 열을 연결합니다. 모두 기본 및 보조 열 양쪽 가장자리가 프레스 꽉 커넥터에 연결하기 전에 날카로운 모서리없이 직선 절단되어 있는지 확인합니다. </li><li> GC 컬럼 페룰을 놓고 열 5mm가 인젝터 내부가되도록 한 다음 GC 주입기 1 차 열을 연결합니다. </li><li> GC 인젝터에 대한 그 유리 라이너, 비 스틱 라이너 O 링 및 격막 새로운 오염의 무료 확인합니다. </li><li> 보조 열 및 전송 라인을 연결하는 1/16 X 0.5 mm ID 전송 라인 페룰을 사용합니다. 전송 라인에 보조 기둥의 0.2 m 부분을 놓습니다. </li><li> 보조 열의 0.1 m 부분이 변조기에 있는지 확인하십시오. </li><li> 초 고순도 헬륨을 사용하여1.5 ml의 분 -1의 유속 GC 용 캐리어 가스로서 가스. </li><li> 변조기의 냉각제 역할을 듀어에 충분한 액체 질소가 있는지 확인하십시오. 듀어 액체 질소 수준의 출구에 연결된 압력 게이지를 사용하여 예측 될 수있다. 0 kPa의가 비어 있음을 나타냅니다 동안 압력 게이지의 69 kPa의 독서는, 듀어가 가득 함을 나타냅니다. </li></ol> 3. 프로토콜 샘플을 분석하기 전에 <ol><li> 악기에 더 큰 누수가 없는지 확인합니다. TOF-MS의 진공 게이지 판독 1.5 ml를 분 -1 GC 컬럼 유속 이상 2.7 × 10-5 파의 경우,이 시스템의 주요 누출을 나타낸다. </li><li> 품질 관리 (QC) 방법을-설정하고 제조 업체의 프로토콜을 사용하여 최대 신호 응답을 달성하기 위해 내장 &#39;수집 시스템 조정&#39;프로토콜을 실행합니다. </li><li> 내장 품질 관리 방법의 &#39;악기 최적화&#39;프로토콜, 직렬로 실행 - filam을천만에 초점, 이온 광학 초점 및 제조 업체의 프로토콜을 사용하여 질량 교정 테스트합니다. 질량 교정 검사를 통과했는지 확인하십시오. QC이 방법은 기기의 모든 하드웨어 파라미터를 최적 레벨에있는 것을 보장한다. </li><li> 제조자의 프로토콜을 이용하여 &quot;누출 검사&quot;를 수행한다. 자동으로 누출 검사 보고서를 생성 분석합니다. 그 확인의 상대적 농도가 28 (N 2), 32 (O 2) 및 18 (수분) 이온이 각각 10 % 미만, 3 %, 69 이온의 질량 스펙트럼을 내부 표준 5 % 미만이어야한다. </li><li> 조정 TOF-MS는 제조 업체의 프로토콜을 사용하여. </li><li> 실행 품질 제어 방법뿐만 아니라, TOF-MS 조정 프로토콜 전에 누설 검사 후도 시료와 표준 분석있다. </li></ol> 변조기의 최적 변조 기간을 결정 4. 프로토콜 <ol><li> 임의로 긴 변조주기 (예를 들어 10 초 또는 13 초)을 선택합니다. 2.2에 기술 된 바와 같이 샘플을 주입. </li><l난&gt;에는 피크가 용출되지 후 윤곽 플롯의 두 번째 차원의 체류 시간을 확인합니다. . 최적의 변조 기간으로 확인 된 두 번째 차원 보존 시간을 선택 윤곽 플롯의 두 번째 차원에서 유지 시간의 식별을 명확하게 도표 2 해명. </li><li> 단계 4.1에서 사용되는 변조 기간을 늘리고 다시 &quot;랩 어라운드&quot;경우 18 관찰 분석을 수행합니다. 두 번째 차원의 피크가 첫 번째 차원의 기준선 아래로 용출 경우 주위에 감싸 현상이 발생합니다. &#39;랩 어라운드&#39;에 대한 예 등고선 플롯은 추가 정보를 그림 3에 표시됩니다. </li><li> 최적의 값이 결정될 때까지 반복 4.2 및 4.3 단계를 반복합니다. </li></ol> 장비 셋업 5. 실험 매개 변수 <ol><li> 극성 (60 MX 0.25 mm X 0.5 ㎛의 막 두께) 차 칼럼과 비극성 (MX 2.3 0.25 mm X 0.5 ㎛의 막 두께)와 같은 모세관 컬럼 카필라 설치보조 열로 공예 열입니다. 수분, 공기 및 새로운 GC 컬럼과 관련된 오염 물질의 미량을 제거하기 위해 적어도 2 시간 동안 주 및 보조 열 모두 굽는다. </li><li> 1.5 ml의 분 -1의 유속 GC위한 캐리어 가스로서 초 고순도 헬륨 가스를 사용한다. </li><li> 250 : 260 ° C의 온도 (1)​​의 분할 비를 GC 인젝터를 설정한다. </li><li> 5 ° C의 분 -1에서 260 ° C로 승온 한 다음, 0.2 분 동안 40 ° C의 일정 온도에서 5 분 동안 260 ° C의 항온 하였다 : 차 열의 다음의 온도 프로그램을 사용한다. </li><li> 보조 칼럼 차 칼럼의보다 5 ° C에서 보조 칼럼 온도보다 변조기 온도 5 ° C 높게 유지한다. </li><li> 뜨거운 펄스의 0.8 초 차가운 펄스의 1.2 초와 4 초 최적의 변조주기를 사용합니다. 이 값은 종파에 기재된 프로토콜에 기초하여 결정된다이온 4. </li><li> 270 ° C로 설정 전송 라인 온도. </li><li> 0 초에 인수 지연 또는 용매 지연을 설정합니다. </li><li> 각각 35와 800으로 m / z의 낮은 및 높은 범위를 설정합니다. </li><li> 400 스펙트럼 / 초에서 MS 검출기 수집 속도를 설정합니다. </li><li> 최적화 된 값이 150 V 이상에서 MS 검출기 전압을 유지한다. </li><li> 225 ℃에서 MS 이온 소스 온도를 유지한다. </li></ol> 6. 데이터 분석 <ol><li> 장비 제조자에 의해 제공된 소프트웨어를 사용하여 데이터 처리를 수행한다. </li><li> 데이터 분석 방법에서 다음 작업을 선택합니다 -베이스 라인, 라이브러리 검색 위의 피크를 찾아, 계산 기준 및 계산은있다 / 높이입니다. </li><li> 데이터 파일을 통해베이스 라인 추적. 베이스 라인 0.5로 오프셋 입력합니다. 첫 번째 차원에서 15 초와 두 번째 차원에서 0.15 초 예상 피크 폭을 입력합니다. </li><li> 식별자에 대한&gt; 850의 설정 신호 대 잡음 5,000 비율과 유사 값화합물의 문법을 없애는. </li><li> 샘플에 존재하는 화학 화합물을 식별하고 전달하는 라이브러리 검색 모드를 설정하기 위해 시중에서 판매하는 질량 스펙트럼 라이브러리를 선택합니다. </li><li> 제조자의 프로토콜을 사용하여이 데이터를 분석 방법을 이용하여 데이터 파일을 처리한다. 이는 데이터 파일을 처리하는, 적어도 1 시간을 필요로한다. </li></ol>

저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

결과는 명확 전에 시료 전처리 기술없이 조류 바이오 미정 수성 분획에 존재 극성 화합물 및 광 휘발를 해결 극성 × 비극성의 열 결합 능력을 나타낸다. 급격한 피크 테일링 유기산 및 N-화합물 비극성 × 극성 열의 조합을 사용하는 동안 관찰되었다. 이 피크 테일링은 초기 용출 빛 유기물에 대한 관찰되지 않았다. 장비를 확인하는 것은 (TOF-MS에서 진공 1.5 ml의 분 -1 GC 캐리어 가스 유량 2.7 × 10-5 아빠 아래에 있었다) 누출이없는 경우이 문제가 재현되고있다. 꽉 눌러 커넥터 또는 데드 볼륨 경우에 문제가 발생했을 경우 동작은 크로마토 그램에 걸쳐 관찰 될 것이라는 냉 분사 유량이 과잉이 될 것으로 예상된다. 그러나 (그림에서 식별되지 않음)도 늦게 용출 화합물은 꼬리하지 않습니다. 그러므로, 우리는이 aque의 결과라고 결론OU에 샘플 주입 / 열 구성 조합입니다. 분할 비율은 분할 흐름 손실 양 대 열 입력 샘플의...

액체 연료, 유한 한 화석 연료 자원, 화석 연료 공급의 불확실성 및 대기 중 온실 가스의 농도 증가 우려에 대한 수요가 꾸준히 증가 재생 자원에 대한 글로벌 한 인식이 증가하고있다. 태양 광, 풍력 에너지, 수력, 지열 (태양 광 및 태양열 포함) 에너지, 바이오 매스는 잠재적으로 화석에서 파생 된 에너지 (2)를 대체 할 수있는 기본 재생 에너지 원이다. 이들 바이오 매스 액체 수송 연료 및 고가의 화학 물질 3 제조에만 탄소 계 대체 에너지 원이다. 바이오 매스는 산림 자원, 농업 잔류 물, 조류, 종자, 도시 고형 폐기물 및 탄소가 풍부한 산업 폐기물로 유기 물질을 포함한다 (예, 펄프 및 제지 산업이나 식품 가공) 1. COM을 기반으로 리그 노 셀룰로오스 및 비 목질 원료 : 바이오 매스는 크게 두 가지 범주로 분류된다위치 특성. 비 목질 원료는 단백질, 탄수화물 및 지질 / 오일 4있는 동안 리그 노 셀룰로오스 바이오 매스는 탄수화물과 리그닌으로 구성되어 있습니다. 지속 재배 및 5,6 수확 경우 육상 식물에서 파생 된 리그 노 셀룰로오스 원료는, 단지 현재의 액체 연료 (가솔린, 제트 연료, 디젤) 수요의 30 %를 만족시킬 수 있습니다. 재생 액체 연료의 제조 따라서, 이러한 미세 조류 및 곰팡이와 같은 비 - 목질 수생 미생물, 고려 전위 공급 원료 목질 자원을 보완한다. 미세 조류 원료 전류 액체 수송 연료가 7,8 요구 만족시킬 가능성이있다. 조류는 많은 장점을 가지고 : 높은 면적 생산성 (8), 낮은 품질, 맛 없은, 또는 바다 물 (9), 에너지 밀도가 중성 지방 또는 탄화수소 7, 8을 축적 할 수있는 능력에서 성장 할 수있는 능력. 열수 액화 (HTL)는 실용적이고 확장 성이 공동자연 조류 나 수중 원료 10, 11과 관련된 물을 이용하여 n 버전 프로세스입니다. 이는 연료 블렌드 재고로 업그레이드 할 수 액상 제품 또는 바이오 원유 생산 10-25 MPa로 250-400 ℃로 운영 압력 작동 온도와 열 화학적 공정이다. 바이오 원유 조류의 HTL에서 생산은 구별 쉽게 분리 유기 및 수성 분수가있다. 바이오 미정 유기 분획을 효율적으로 촉매 하이드로 처리 공정 (11)을 통해 정제 준비 블렌드 재고로 전환시킬 수있다. 바이오 원유의 수성 분획 ~ 조류 원료의 전체 존재하는 탄소의 30 %가 포함되어 있습니다. 화합물 수천 HTL 수성 스트림에서 식별되었지만, 주된 분획 탄수화물 및 지질 및 피롤을 포함 질소 헤테로 (피리딘의 분해에 의해 형성 (지방산, 알콜, 케톤, 알데히드 류를 포함), 저 분자량 네이트 이루어져 , 피라진단백질 분해 (12)로부터 유래 된 말이지, 및 이미 다졸). 수성 전체 공정의 경제성을 개선하기위한 부분뿐만 ​​아니라 지속 가능성을 활용에 대한 연구가 진행 중이다. 합성 가스는 촉매 수열 가스화 10,13, 14 통해 조류 바이오 미정 수성 분획으로부터 제조 될 수있다. 다르게는, 수성 분획 유기물은 촉매 연료 첨가제 및 특수 화학 제품으로 전환 될 수있다. 수성 액상 유기물의 변환 촉매 열수 가스화 및 촉매 스크리닝 연구를 최적화에 대한 연구는 퍼시픽 노스 웨스트 국립 연구소 (PNNL)에서 현재 진행 중입니다. 이 작품, 질적뿐만 아니라 조류 바이오 원유의 수성 부분의 양적 특성이 필요합니다. 조류 바이오 미정 수성 분획을 폐기 스트림을 고려하기 때문에, 조류 바이오 조 (13, 15)의 수성 분획을 분석 한 소수의 연구가있다. 또한, 최근연구는 고 부가가치 바이오 제품에이 HTL 조류 물을 변환하는 HTL 기반의 바이오 정유 (11)의 지속 가능성과 경제성을 향상시킬 것이라고 결론을 내렸다. 따라서, 본 연구에서는 (GC-TOF-MS × GC) 비행 시간 형 질량 분광 분석으로 결합 이차원 가스 크로마토 조류 HTL로부터 얻은 바이오 미정 수성 분획 질적 특성화 방법 개발에 초점을 맞추었다. GC-TOF-MS × GC는 (시료 또는 화학적 화합물의 분리)의 해상도를 증가시키는 가장 유망한 크로마토 그래피 분석 기술, 최대 용량 (해결 피크 예 번호) 화학 화합물을 식별하기위한 신호 대 잡음비 (인 ) 높은 자신감을 가지고, 화학 화합물 (16)의 공동 용출을 방지 할 수 있습니다. 해상도, 최대 용량 및 잡음비 신호대을 최대화하기 위해 상이한 고정상 두 GC 컬럼은 압입 C를 사용하여 직렬로 연결된onnector 또는 마이크로 유니온 (17) (본 연구에 사용 된 GC-TOF-MS × GC 시스템의 블록도도 1 참조). 변조기 집중할 트랩에 압입 커넥터와 보조 열 사이에 배치하고, 보조 열 (18)에 차 컬럼으로부터 유출 물을 다시 분사된다. 도 1에 도시 된 바와 같이 변조는 본 연구에서 보조 열을 발생한다. 보조 열은 다음 전송 라인 조립체를 통해 TOF-MS에 연결된다. GC-TOF-MS × GC는 원유 16, 19, 가솔린, 제트 연료, 디젤, 바이오 디젤, 바이오 연료, 유기 분획 질적으로뿐만 아니라 유기 샘플의 정량 분석을 위해 이전에 사용 된 20- 열 화학 물질뿐만 아니라 열 촉매 변환에서 생산 (22)는 23, 24를 처리합니다. GC-TOF-MS 장비, 긴 비극성 열 w × GC에서 이러한 유기 샘플의 특성화단 극성 열 보조 열로서 사용하면서, 차 컬럼으로 사용되는. 종래 열 구성 번째 차원 18 극성이어서 제 차원 이상의 휘발성의 차이에 기초한 화학적 화합물을 해결한다. 준비 17,25-30 단계를 통해 시료가 된 후 생물학적 과정, 식품 가공, 환경 폐기물에서 수성 또는 물 샘플 유사한 주 / 보조 열 구성을 사용하는 것을 특징으로 하였다. 이러한 유도체 화, 고체상 추출하고, 유기 용매 추출 등의 시료 전처리 기술은 모든 GC-TOF-MS 분석 17,27-29,31,32 × (GC)에 종래 이용되어왔다. 이들 기술은 종래의 열 (33)을 구성하여 분석 시료 화합물의 극성을 감소시키는 목적으로 하였다. 다른 전략이 샘플의 특성에 기초하여이 연구에 사용 하였다 (여기에서 물 극성 유기 화합물)GC-TOF-MS 분석을위한 GC × 역방향 주 / 보조 열 구성을 이용. 바이오 조 HTL로부터 제조의 수성 분획 때문에 극성 화합물 (13)을 가지며, 주 극성 칼럼 및 2 비극성 열의 열 조합은 상류 시료 전처리없이 GC-TOF-MS × GC에 사용 하였다. 이 주 / 보조 열 조합은 두 번째 차원에서 변동성 다음에 첫 번째 차원을 통해 극성의 차이에 따라 화학 물질을 해결합니다. 한정 분석 방법은 종래의 샘플 (15)없이 처리 이차원 가스 크로마토 그래피를 이용하여 수성 샘플 특성화 문헌에 존재한다. 이 연구의 목적은 조류 바이오 원유의 수성 부분에 존재하는 화학 물질을 확인하는 것이 었습니다. 이 목표, GC-TOF-MS 데이터 수집 방법 × GC를 달성하기 위해 열 극성 열의 조합 (프림 개발되었다워)) 비극성 (보조 ×. Klenn 등은. (2015)는 기본 항목에 대하여 차 컬럼 (특히 60m GC 컬럼) 및 보조 칼럼의 오프셋 온도 저하의 길이를 증가 시키면 피크 용량 해상도 16-18을 최대화한다고 제안했다. 따라서, 60m 차 칼럼 5 ° C는 본 연구에서 사용 된 주요 항목에 대하여 보조 칼럼의 온도 오프셋. 최적의 변조 기간이 연구에 기술 된 프로토콜에 따라 측정 하였다 (섹션 4 참조). GC 칼럼 온도의 최적의 램프 속도는 시행 착오 법에 의해 결정되고 문헌 16-18에 제시된 값과 비슷 하였다. 수성 샘플이 열 조합의 장점을 설명하기 위해, 우리는 극성 비극성 × 종래 열 조합 HTL 조류 물 샘플을 분석 하였다. 문헌에서 제안 된 동작 파라미터는 수성을 분석에 이용 하였다비극성 × 극성 열 조합 (18)와 조류 바이오 원유의 비율.

<table><tbody><tr><td>GC &시간; GC&#8211; TOF/MS</td><td>Leco</td><td>PEG4D11DLN15</td><td>상업용 Pegasus 4D</td></tr><tr><td>ChromaTOF 버전 4.50&nbsp;</td>이 칼럼에서 <td>Leco</td><td></td><td>데이터 분석 소프트웨어</td></tr><tr><td>Rxi-5MS GC 컬럼</td><td>Restek</td><td>13420</td><td>2.3m 컬럼을 사용했습니다.</td></tr><tr><td>Stabilwax GC 컬럼</td><td>Restek</td><td>10626</td><td></td></tr><tr><td>HP-5 GC 컬럼</td><td>Agilent</td><td>19091J-416</td><td></td></tr><tr><td>Stabilwax GC 컬럼</td><td>Restek</td><td>15121</td><td></td></tr><tr><td>Presstight Connector</td><td>Restek</td><td>20430</td><td></td></tr><tr><td>GC 주입기 라이너</td><td>Restek</td><td>23305.5</td><td></td></tr><tr><td>GC 주입기 페룰</td><td>Agilent</td><td>5181-3323</td><td></td></tr><tr><td>붙지 않는 라이너 O-링</td><td>Agilent</td><td>5188-5365</td><td></td></tr><tr><td>트랜스퍼 라인 페룰</td><td>Restek</td><td>20212</td><td></td></tr><tr><td>에탄올</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>459844</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>아세톤</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>414689</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>아세트산</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320099</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>2-부타논</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>360473</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>프로판산</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>402907</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>부탄산</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>19215</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>피리딘</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>270970</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>피라진</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>65693</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>아세트아미드</td><td>시그마-알드리치</td><td>695122</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>2,5-피롤리디온</td><td>시그마-알드리치</td><td>S9381</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr><tr><td>N-methylsoxynimide</td><td>시그마-알드리치</td><td>325384</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr> <tr><td>N-(2-hydroxyethyl)succinimide</td><td>시그마-Aldrich</td><td>444073</td><td>크로마토그래피 등급</td></tr></tbody></table>

비행 시간 형 질량 분석과 2d 가스 크로마토 그래피를 사용하여 조류의 열수 액화에서 수성 분수의 질적 특성

Qualitative Characterization of the Aqueous Fraction from Hydrothermal Liquefaction of Algae Using 2D Gas Chromatography with Time-of-flight Mass Spectrometry

비행 시간 형 질량 분광 분석으로 결합 이차원 기체 크로마토 식별하고 복잡한 혼합물의 화학 성분을 정량화하기위한 강력한 도구이다. 종종 가솔린, 제트 연료, 디젤, 바이오 디젤, 바이오 - 조 / 바이오 오일, 유기 분획을 분석하기 위해 사용된다. 이러한 분석의 대부분에서, 제 1 분리 차원 극성 분리 한 후, 비극성이다. 바이오 연료 생산에서 바이오 원유 및 기타 수성 샘플의 수성 분획 유사한 열 조합으로 조사되었다. 그러나, 이러한 유도체 화, 용매 추출, 및 고체상 추출 등의 시료 전처리 기술이 필요했다 분석에 앞서. 본 연구에서는 조류의 열수 액화 얻은 수성 분획을이어서 제 차원 극성 분리하여 이전 샘플 제조 기술없이 비행 시간 형 질량 분광 분석으로 결합 이차원 기체 크로마토 그래피에 의해 특징했다두 번째의 비극성 분리에 의해. 이 분석에서 이차원 플롯 전통적인 열 구성에서 수득 된 것과 비교 하​​였다. 조류 바이오 원유의 수성 분수의 질적 특성의 결과가 자세히 설명되어 있습니다. 비행 시간 형 질량 분광 분석으로 결합 이차원 가스 크로마토 수성 샘플 유기물 특성화 비극성 분리 하였다 극성 분리를 사용하는 장점이 강조된다.

국가에 대해 검색하여 확인 된 화합물의 비극성 극성 ×는 그림에 표시됩니다의 열 조합으로 분석 조류 바이오 원유의 수성 부분에 대해 얻어진 총 이온 크로마토 그램 (TIC) 4. 체류 시간과 유사 또는 일치 계수 값 표준 기술 (NIST) 라이브러리 연구소는 표 1에 정리 하였다. 옥시 게 네이트는 AND (아세트산, 프로판 산, 부 탄산을 포함), 유기산 (예 cyclopenatanone, furanic 화합물 dianhydromannitol 등) HTL 조류 물 (34)에서 관찰되었다. 이러한 화학 물질은 HTL (13) 중 조류 탄수화물 부분의 분해로부터 형성 될 수있다. 네이트에 더하여, 성상 피리딘, 피라진, 아세트 아미드, 숙신이 미드 및 그 알킬 유도체 등의 질소 함유 화합물 (N-화합물)을 갖는다. 아마도, 이들 화합물은 보호...

2차원 가스 크로마토그래피-비행 시간 질량 분석 방법은 조류의 열수 액화에서 생성된 바이오 원유의 수성 분획을 특성화하기 위해 설명됩니다. 이 프로토콜은 또한 빠른 열분해, 촉매 빠른 열분해, 촉매 탈산소화 및 수소 처리에서 액체 생성물의 수성 분획을 분석하는 데 사용할 수 있습니다.

비행 시간 형 질량 분석과 2D 가스 크로마토 그래피를 사용하여 조류의 열수 액화에서 수성 분수의 질적 특성

Two-dimensional gas chromatography coupled with time-of-flight mass spectrometry is a powerful tool for identifying and quantifying chemical components in ...

이 2D 가스 크로마토그래피 데이터 수집 방법의 전반적인 목표는 조류의 열수 액화(HTL)에서 얻은 수성 부산물을 특성화하는 것입니다. 이 방법은 조류의 유체역학적 패션 동안 수성 단계에 보고하는 유기 종의 식별과 같은 바이오 연료 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 피크 용량, 분리능 및 화합물의 광범위한 결합을 개선한다는 것입니다.이 방법은 연료 및 화학 물질로 처리하거나 추가 처리해야 하는 상당한 양의 폐수를 생산하는 바이오 정제소에 대한 데이터를 생성하는 데 중요합니다. 이 방법은 1차원 가스 크로마토그래피 또는 액체 크로마토그래피와 같은 다른 분석 기술로는 생성할 수 없는 특성화 데이터를 제공할 수 있습니다. 이 방법에 대한 아이디어는 바이오 연료 생산 공정에서 매우 복잡한 유기 혼합물을 분석할 때 처음 떠올랐습니다.이러한 실험을 위해 쿼드 제트 이중 스테이지 냉각 기반 변조기 및 비행 시간 질량 분석기가 장착된 가스 크로마토그래프를 사용하십시오. 각 시료 또는 표준물질을 1마이크로리터씩 가스 크로마토그래프 또는 GC에 주입하도록 자동 시료 주입기를 구성합니다. 문헌에 설명된 대로 자동 샘플러 시퀀스에 대해 샘플 및 표준물질 주입의 무작위 블록 설계를 사용합니다. 기본 기둥과 보조 기둥의 양쪽 모서리가 날카로운 모서리 없이 똑바로 절단되었는지 확인합니다.그런 다음 변조기 전에 단단히 조여진 커넥터를 사용하여 1차 및 2차 컬럼을 연결합니다. GC 주입기의 유리 라이너, 논스틱 라이너 O-링, 인셉터가 새 제품이고 오염이 없는지 확인합니다. 다음으로, GC 컬럼에 feral을 놓고 1차 컬럼을 GC 주입기에 연결하여 5mm의 컬럼이 주입기 내부에 있도록 합니다.1/16인치 및 0.5mm 내경의 전사선 페럴을 사용하여 2차 컬럼과 전사선을 연결합니다. 보조 기둥의 0.2미터 부분을 이송 라인에 놓습니다. 보조 컬럼의 0.1미터 부분이 변조기에 있는지 확인합니다.초고순도 헬륨 가스를 분당 1.5밀리리터의 유속으로 GC의 캐리어 가스로 사용합니다. 듀어 배출구에 부착된 압력계를 사용하여 액체 질소 수준을 판독하여 변조기에서 냉각수 역할을 하는 듀어에 충분한 액체 질소가 있는지 확인하십시오. 압력 게이지의 69킬로파스칼 판독값은 듀어가 가득 찼음을 나타내고 0킬로파스칼은 비어 있음을 나타냅니다.기기에 큰 누출이 없는지 확인하십시오. TOF-MS의 진공 게이지 판독값이 분당 1.5밀리리터 GC 컬럼 유속에 대해 음의 5파스칼에 대해 2.7 곱하기 10보다 높으면 시스템에 심각한 누출이 있음을 나타냅니다. 품질 관리 또는 QC 방법을 설정하고 내장된 수집 시스템 조정 프로토콜을 실행하여 제조업체의 프로토콜을 사용하여 최대 신호 응답을 달성합니다.그런 다음 QC Method의 내장 기기 최적화 프로토콜을 실행합니다. 직렬로 Filament focus, ion optic focus 및 mass calibration 테스트를 제조업체의 프로토콜을 사용하여 실행합니다. 질량 교정 테스트를 통과했는지 확인하십시오.이 QC 방법은 기기의 모든 하드웨어 매개변수가 최적의 수준인지 확인합니다. 기기에는 누출이 없어야 합니다. 이는 이 절차의 중요한 측면입니다.제조업체의 프로토콜을 사용하여 재검사를 수행해야 합니다. 내부 표준물질에 대한 특정 이온의 상대적 농도를 확인하여 생성된 누출 점검 보고서를 분석합니다. 변조기의 최적 변조 기간을 결정하려면 긴 변조 기간을 임의로 선택하고 이전과 같이 샘플을 주입합니다.등고선 플롯의 두 번째 차원에서 머무름 시간을 식별하고, 그 이후에는 피크가 용리되지 않습니다. 식별된 2차원 머무름 시간을 최적의 변조 기간으로 선택합니다. 변조 기간을 늘리고 랩어라운드가 관찰되면 분석을 다시 수행합니다.랩어라운드 현상은 이 등고선 플롯에서 볼 수 있듯이 두 번째 차원의 피크가 첫 번째 차원의 기준선 아래로 용리되는 경우 발생합니다. 최적 값이 결정될 때까지 이 단계를 반복합니다. 이 연구에서 사용된 구성은 독특하고 중요합니다.이 조합은 이전에는 바이오매스 전환에서 수성 분획을 분석하는 데 사용되지 않았습니다. polar capillary column을 기본 column으로 설치합니다. non-polar capillary column을 secondary column으로 설치합니다.초고순도 헬륨 가스를 분당 1.5밀리리터의 유속으로 GC의 운반 가스로 사용합니다. GC 주입기를 섭씨 260도의 온도와 1:250의 분할 비율로 설정합니다. 섭씨 40도의 일정한 온도에서 0.2분 동안 시작한 다음 분당 섭씨 5도에서 섭씨 260도까지 온도 램프를 한 다음 5분 동안 섭씨 260도의 일정한 온도로 온도를 올리는 기본 컬럼에 대한 온도 프로그램을 설정합니다.변조기 온도를 보조 컬럼보다 섭씨 5도 높게 유지하고 보조 컬럼 온도를 1차 컬럼보다 섭씨 5도 높게 유지합니다. 앞에서 결정한 대로 0.8초의 핫 펄스와 1.2초의 콜드 펄스로 4초의 최적 변조 기간을 사용하십시오. 그런 다음 전송 라인 온도를 섭씨 270도로 설정합니다.다음으로, 획득 지연 또는 용매 지연을 0초로 설정합니다. 전하의 하한 및 높은 질량 범위를 35 및 800으로 설정한 다음 MS 검출기 획득 속도를 초당 400 스펙트럼으로 설정합니다. MS 검출기 전압을 최적화된 값보다 150V 높게 유지합니다.마지막으로 MS 이온 소스 온도를 섭씨 225도로 유지합니다. 기기 제조업체에서 제공한 소프트웨어를 사용하여 데이터 처리를 수행합니다. 데이터 분석 방법에서 기준선 계산을 선택하고, 기준선 위의 피크를 찾고, 라이브러리를 검색하고, 면적과 높이를 계산합니다.데이터 파일을 통해 기준선을 추적합니다. 기준선 오프셋을 0.5로 입력한 다음 첫 번째 차원에서 15초, 두 번째 차원에서 0.15초의 예상 피크 너비를 입력합니다. 화합물 식별을 위해 신호 대 잡음비를 5000으로 설정하고 유사도 값을 850보다 크게 설정합니다.시중에서 판매되는 질량 스펙트럼 라이브러리를 선택하여 샘플에 존재하는 화합물을 식별하고 라이브러리 검색 모드를 forward로 설정합니다. 제조업체의 프로토콜을 사용하여 이 데이터 분석 방법으로 데이터 파일을 처리합니다. 데이터 파일을 처리하는 데 최소 1시간이 걸립니다.여기에 표시된 것은 조류 바이오 원유의 수성 분획에 대해 얻은 총 이온 크로마토그램으로, 극성과 비극성의 컬럼 조합으로 분석되었습니다. 산소와 유기산은 HTL 조류 물에서 관찰되었습니다. 산소산물 외에도, 수성상은 피리딘, 피라진, 아세트아미드, 숙신이미드 및 이들의 알킬 유도체와 같은 질소 함유 화합물을 가지고 있습니다.아마도 이러한 화합물은 조류 바이오매스에서 단백질과 탄수화물의 분해 산물일 것입니다. 여기에 표시된 것은 HTL 조류 물에 존재하는 화합물의 유사성 값과 머무름 시간을 표 형태로 극성과 비극성의 컬럼 조합을 사용하여 보여줍니다. 조류 바이오 원유의 수성 분획에 대한 등고선 플롯에서 확인된 고강도 피크는 표준 분석을 통해 검증되었습니다.유기산 및 최종 화합물을 포함하는 표준물질을 비행 시간 질량 분석법을 사용하여 2D 가스 크로마토그래피에서 준비 및 분석했습니다. 조류 바이오 조잡한 수성 분획은 또한 문헌에서 널리 사용된 non-polar와 polar의 기존 컬럼 조합으로 분석되었습니다. 여기에서 볼 수 있듯이, 조류 바이오 원유의 수성 분획에 존재하는 유기산과 말단 화합물은 하나 이상의 피크로 용리됩니다.이러한 화합물의 유사성 값과 체류 시간은 표 형식으로 나열되어 있습니다. 이 동영상을 시청한 후에는 질량 분석법이 장착된 2차원 기체 크로마토그래피를 사용하여 수성 시료를 분석하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 개발 후 이 기술은 바이오 연료 분야의 연구자들이 바이오매스의 생화학적, 열화학적 및 열촉매 변환에서 얻은 부산물의 수성 흐름을 분석할 수 있는 길을 열었습니다.이 절차에 따라 1차원 가스 크로마토그래피 및 액체 크로마토그래피와 같은 다른 방법을 수행하여 미확인 화합물의 농도를 정량적으로 결정하는 것과 같은 추가 질문에 답할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 비휘발성, 고화합물 및 무기염은 이 기기 구성을 사용하여 분석할 수 없다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

극지 지질 추출물의 조성과 개별 glycerolipids의 지방산 조성은 간단하고 강력한 지질 프로파일 실험에서 결정됩니다. 이를 위해 glycerolipids는 얇은 층 크로마 토그래피에 의해 격리되고 그들의 아실 그룹의 transmethylation를 받게. 지방산 아실 methylesters는 기체 - 액체 크로마 토그래피에 의해 계량입니다.

씬 크로마 토그래피 (TLC)에 의해 Arabidopsis thaliana 폴라 Glycerolipid의 프로파일은 기체 - 액체 크로마 토그래피 (GLC)와 결합

기계적 세포 파괴, 용매 기반 지질 추출, 에스테르 교환 반응 및 정량 가스 크로마토 그래피를 사용하여 지방산의 식별에 기초하여 미세 조류의 지방산 함량 및 조성의 결정을위한 방법을 설명한다. tripentadecanoin 내부 표준 물질은 추출과 불완전 에스테르 교환시 가능한 손실을 보상하기 위해 사용된다.

미세 조류의 지방산 콘텐츠 및 조성 분석

산화 적 변환에 대한 보조 인자 - 우리는 과산화수소의 광 촉매 작용으로 발생하는 프로토콜을 기술한다.

라이트 기반 효소 탈 카르 복 실화

진화 가스의 유량의 정확한 결정 반응의 세부 연구에 열쇠 이다. Thermogravimetry 질량 스펙트럼 분석에 대 한 동등한 특성 스펙트럼 분석의 소설 정량 분석 방법 특성 스펙트럼을 얻기 위해 상대 감도 보정 시스템을 구축 하 여 제공 하는 우리는 흐름 속도입니다.

Thermogravimetry 질량 스펙트럼 분석 진화 가스와 반응에 대 한 정량 분석

이 프로토콜 자연 유기 물질과 다른 생태계에서 미생물 단백질의 완전 한 쌍 특성에 culminating 보완 분석 및 omics 기술에 대 한 단일 처리량을 설명 합니다. 이 이렇게 강력한 비교 대사 경로 및 변환을 설명 하는 온실 가스 생산 및 환경 변화에 대 한 응답을 예측에 대 한 중요 한 식별 수 있습니다.

복잡 한 자연 유기 물질 혼합물을 특성화에 대 한 단일 처리량 보완 고해상도 분석 기법

다중 생체 분자의 시스템 전반의 분석은 생물학적 과정에 대한 기능적 및 기계적 통찰력을 얻는 데 매우 중요합니다. 따라서, 광범위한 프로토콜은 동기화된 클라미도모나스 배양으로부터 수확된 단일 샘플로부터 지질, 대사산물, 단백질 및 전분의 높은 처리량 추출에 대해 설명된다.

녹색 조류 클라미도모나스 린하르티의 동기화 된 배양의 심층 분석을위한 다중 Omics 추출 방법

천연 가스 발전소 연도 가스의 이산화탄소를 활용하여 열린 경마장 연못에서 미세 조류를 재배하는 프로토콜이 설명되어 있습니다. 연도 가스 주입은 pH 센서로 제어되며, 미세조류 성장은 광학 밀도의 실시간 측정으로 모니터링됩니다.

발전소의 탄소 포집과 미세조류 재배를 위한 반자동 개방형 경마장 연못 결합

여기에서는 가스 크로마토그래피-질량 분석 분석을 위해 산호 홀로비온트에서 극성 및 반극성 대사 산물의 추출 및 준비와 분리된 산호 숙주 조직 및 Symbiodiniaceae 세포 분획을 제시합니다.

가스 크로마토그래피 - 경산호 시료의 질량분석법 기반 표적 대사체학

대기 오염은 모든 유기체의 삶의 질에 영향을 미칩니다. 여기에서는 바이오가스 처리(이산화탄소와 황화수소의 동시 제거)를 위한 미세조류 생명공학의 사용과 준공업용 개방형 고속 조류 연못을 통한 바이오메탄 생산 및 처리 효율, pH, 용존 산소 및 미세조류 성장에 대한 후속 분석에 대해 설명합니다.

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보리의 대사체 분석 방법이 제시됩니다. 이 방법은 대사 산물의 분별 및 유도체화와 가스 크로마토그래피/질량 분석법(GC/MS)에 의한 분석을 수반합니다. 대사체 분석은 곡물에 대한 간작 및 가뭄 스트레스의 영향을 결정하는 데 사용할 수 있습니다.

가스 크로마토그래피/질량 분석법을 통한 보리의 대사체학 분석

배우세요 조류 열수 액화 수성 분획의 2차원 가스 크로마토그래피-비행 시간 질량 분석법을 이용한 정성적 특성 분석 방법입니다. 이 기법은 피크 용량과 분해능을 향상시켜 바이오 정제 공정의 폐수 관리에 필수적인 데이터를 생성합니다.

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