대기압 화학 이온화와 결합 된 휘발성 유기 화합물의 탄산염 추출 4 극자 질량 분광법

이 추출 절차의 전반적인 목표는 액체 시료로부터 휘발성 화합물을 유리시켜, 이를 검출을 위해 질량 분석기로 전달하는 것입니다. 이 방법은 음료나 폐수 속에 어떤 휘발성 화합물이 존재하는지와 같이 과학 또는 환경 화학 분야의 핵심적인 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 분석 속도가 빠르며 질량 분석 검출과 온라인으로 연동되어 수행된다는 점입니다.

저는 어느 햇살 좋은 날 탄산음료 병을 땄을 때 이 방법에 대한 아이디어를 처음 얻었습니다. 이산화탄소 기포가 음료의 향을 방출하는 것을 보았고, 실험실에서도 이 과정을 쉽게 재현할 수 있을 것이라고 생각했습니다.

이 절차를 시작하려면, 10 µL의 limonene을 990 µL의 ethanol과 혼합하여 ethanol에 용해된 limonene 표준 용액을 준비합니다. 실제 시료를 준비하려면, 먼저 주방용 착즙기를 사용하여 신선한 라임 열매를 짜내어 라임 즙을 얻습니다. 그다음, 2 mL의 라임 즙을 500 µL의 ethanol과 혼합합니다.

최종 부피가 10 milliliters가 되도록 LC-MS 등급의 물을 추가하고 부피 플라스크를 충분히 흔들어 섞습니다. 준비된 희석 라임 주스 시료를 격막 캡이 있는 20 milliliter 스크류 캡 헤드스페이스 유리 바이알로 옮깁니다. 이제 라임 주스 2 milliliters, 리모넨 표준 용액 10 microliters, 에탄올 490 microliters를 혼합하여 스파이크 시료를 준비합니다.

최종 부피가 10 milliliters가 되도록 LC-MS 등급의 물을 추가하고 부피 플라스크를 충분히 흔들어 섞어줍니다. 이산화탄소 가스 실린더를 fizzy 추출 시스템의 가스 공급 입구에 연결합니다. 가스 조절기의 밸브를 엽니다.

그 다음 출력 압력을 1.5 bar로 설정하십시오. 이어서 추출 챔버 배출구를 이온원 입구에 연결하십시오. 그런 다음 fizzy 추출 시스템을 12 volt 전원 공급 장치에 연결하십시오.

피지(fizzy) 추출 시스템에 연결된 삼중 사중극자 질량분석기의 데이터 수집 소프트웨어를 설정합니다. 탈용매 라인 온도를 250 °C로, 건조 가스 유량을 15 L/min으로 설정하십시오. 그런 다음 MS 데이터 수집 방법 파일을 선택합니다.

충돌 전압이 -20 V인지, 전구 이온 마스터 전하비가 137인지, 그리고 파편 이온 마스터 전하비가 81 및 95인지 확인하십시오. 그런 다음 Start Single Run 버튼을 클릭하십시오. 나사 마운트를 사용하여 샘플 바이알을 fizzy 추출 시스템에 배치하십시오.

fizzy 추출 시스템의 LCD 쉴드에 있는 시작 버튼을 누릅니다. 자동 fizzy 추출 과정이 진행되는 동안, 삼중 사중극자 질량 분석기 화면에서 이온 신호의 발현을 관찰합니다. 먼저 샘플 챔버 내에 이산화탄소가 가압된 후, 샘플 챔버가 감압되면서 발포 현상이 일어납니다.

발포 추출 과정이 완료되면 시스템에서 샘플 바이알을 돌려 분리합니다. 셀룰로오스 티슈로 샘플 교반 스핀들을 닦아냅니다. 그다음 스핀들을 에탄올로 세척하고 셀룰로오스 티슈로 닦아냅니다.

전원 공급 장치를 끈 후, 이온원으로부터 fizzy 추출 배출 튜브를 분리하십시오. 그런 다음 가스 실린더의 밸브를 잠그고 가스 튜브를 분리하십시오. 트리플 쿼드러폴 질량 분석기의 데이터 수집 소프트웨어에서 마스터 전하 비율 81에 대한 추출 이온 크로마토그램(extracted ion currents)을 ASCII 파일로 내보내십시오.

먼저, Select Folder를 클릭하고 데이터 파일을 선택합니다. File 탭을 클릭하고 Export Data를 선택한 다음 Export Data as ASCII를 선택합니다. Output File을 선택하고 파일 경로를 지정한 후 Open을 클릭합니다.

그 다음 MS 크로마토그램(MC)을 선택합니다. 데이터를 피크 적분 소프트웨어로 가져와 피크 면적을 측정하려면 파일(File) 탭에서 가져오기(Import) 옵션을 선택하십시오. 데이터 파일을 열고 '예(Yes)' 버튼을 클릭한 뒤, X 및 Y 열의 데이터를 선택합니다. 이어서 '확인(OK)'을 클릭하고 '잔차 기준 피크 자동 맞춤(Auto Fit Peaks One Residuals)' 옵션을 선택하십시오.

이제 적합된 곡선이 실험 데이터 지점을 따르는지 확인하며 추출 피크를 반자동으로 피팅하십시오. List Peak Estimates 옵션을 선택한 다음 ASCII Editor를 선택하십시오. 피팅 결과를 클립보드에 복사하십시오.

데이터 분석 소프트웨어에 피크 면적을 입력하려면, 먼저 Y 열에 피크 면적 값을 입력하고 X 열에 농도 값을 입력하십시오. Plot 탭에서 Symbol과 Scatter를 선택합니다. 그런 다음 Analysis 탭에서 Fitting과 Fit Linear를 선택하십시오.

추출 이벤트의 시간적 피크 면적은 fizzy extraction이 적용된 액체 시료 내 분석물의 농도와 상관관계가 있으며, 이를 통해 정량 분석이 가능합니다. 본 실험에서는 이 기술의 정량 분석 능력을 입증하기 위해 이중 표준물질 첨가법을 수행하였습니다. 희석된 라임 주스 시료에 첨가된 limonene 표준물질의 농도와 시간적 피크 면적 간의 관계를 나타낸 그래프가 여기에 제시되어 있습니다.

얻어진 기울기와 절편 값을 바탕으로, 희석된 라임 주스 시료 내 limonene의 농도는 8.51 × 10⁻⁵ moles per liter였습니다. 희석 배수를 곱한 후, 원래 라임 주스 시료 내 limonene의 농도는 4.26 × 10⁻⁴ moles per liter였습니다. 이 기술을 숙달하고 적절하게 수행한다면 10분 이내에 완료할 수 있습니다.

이 절차를 수행할 때는 실험 매개변수를 정확하게 설정하는 것이 중요합니다. 이 영상을 시청한 후에는 발포 추출 장치를 설정하고 실제 시료의 추출을 수행하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 압축 가스를 다루는 것은 매우 위험할 수 있으며, 이 절차를 수행하는 동안에는 항상 보안경 착용과 같은 예방 조치를 취해야 한다는 점을 잊지 마십시오.