Name: Caracterização qualitativa da fração aquosa de Hydrothermal Liquefação de algas por cromatografia gasosa 2D com Time-of-flight Espectrometria de Massa (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 44 s
Description: Aprenda a caracterizar frações aquosas de bio-óleo de algas por liquefação hidrotermal usando cromatografia gasosa 2D acoplada a espectrometria de massas. Este método avançado melhora a resolução e capacidade de pico para análise de compostos orgânicos complexos em biorrefinarias.

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Este manuscrito foi de autoria do Battelle Memorial Institute no âmbito do contrato n ° DE-AC05-76RL01830 com o Departamento de Energia dos EUA. O governo dos EUA mantém e do editor, ao aceitar o artigo para publicação, reconhece que o governo dos Estados Unidos mantém uma licença não exclusiva, paga-up, irrevogável, mundial para publicar ou reproduzir o formulário publicado deste manuscrito, ou permitir que outros façam assim, para fins do governo dos EUA.

Preparação 1. Amostra <ol><li> Gerar um fluxo misto aquoso / orgânico do produto através de HTL fluxo contínuo de algas de acordo com o desenho do reactor e procedimento experimental encontrada na literatura 10,11. </li><li> Utilizar um separador por gravidade para separar a corrente de produto para uma fase aquosa e a fase orgânica. </li><li> Filtro de 10 ml da fase aquosa HTL utilizando um filtro de seringa de 0,45 um e guardar num frigorífico mantida a 4 ° C durante GC × análise por GC-TOF-MS. </li></ol> 2. Componentes Instrument <ol><li> Use um cromatógrafo a gás (GC) equipado com um duplo estágio modulador jet-quad refrigeração à base e time-of-flight (TOF) espectrômetro de massa (MS) para estes experimentos. </li><li> Configurar o amostrador automático para injectar 1 ml de cada amostra ou padrão para a GC. Use um delineamento em blocos casualizados da amostra e injeções padrão para a sequência de auto-amostrador como descrito na literatura 13. o randomiblocos zed é comumente usado em estudos quantitativos para controlar a operação do instrumento. Nosso laboratório utiliza o design rotineiramente, mesmo em estudos comparativos para verificar o funcionamento do aparelho. </li><li> Ligue a coluna primária e secundária através de um conector de imprensa estanque antes do modulador. Certifique-se que ambas as bordas de ambas as colunas primárias e secundárias são cortadas em linha reta, sem bordas afiadas antes de ligar ao conector de press-apertado. </li><li> Coloque virola na coluna de GC e, em seguida, ligar coluna primária para o injector de CG, de forma que 5 milímetros de coluna está dentro do injector. </li><li> Certifique-se que revestimento de vidro, non-stick forro O-ring e septos para injector GC são novos e livres de contaminação. </li><li> Use 1/16 x 0,5 mm virolas linha de transferência ID para conectar a linha da coluna e transferência secundária. Coloque uma porção de 0,2 m de coluna secundária na linha de transferência. </li><li> Assegure-se que uma porção da coluna secundária é de 0,1 m no modulador. </li><li> Use ultra pureza de héliogás como um gás de transporte para a GC, a uma taxa de fluxo de 1,5 ml min -1. </li><li> Assegurar que existe azoto líquido suficiente no vaso Dewar, que actua como um fluido de arrefecimento no modulador. O nível de azoto líquido no vaso Dewar pode ser previsto utilizando um manómetro ligado à sua saída. A 69 kPa a leitura do medidor de pressão indica que o Dewar é cheio, enquanto que 0 indica que kPa ela está vazia. </li></ol> 3. Protocolos antes de analisar amostras <ol><li> Garantir que não haja grandes vazamentos no instrumento. Se a leitura do indicador de vácuo do MS-TOF é maior do que 2,7 x 10 5 Pa durante 1,5 ml caudal da coluna min -1 GC, isto indica uma grande fuga no sistema. </li><li> Set-up o método de controle de qualidade (QC) e correr embutido protocolo &quot;de aquisição de ajustes no sistema &#39;para obter uma resposta máxima do sinal usando o protocolo do fabricante. </li><li> Execute embutido protocolos &#39;otimização instrumento&#39; de método QC, em série - FILAMfoco ent, foco ion óptica e testes de calibração de massa usando o protocolo do fabricante. Certifique-se de que o teste de calibragem de massa passa. Este método QC garante que todos os parâmetros do instrumento de hardware está no nível óptimo. </li><li> Executar uma &quot;verificação de vazamento&quot;, usando o protocolo do fabricante. Analisar gera automaticamente relatório de verificação de vazamento. Certifique-se de que a concentração relativa de 28 (N 2), 32 (O 2) e 18 (humidade) iões deve ser inferior a menos de 10%, 3% e 5% de espectros de massa do padrão interno de 69 iónica, respectivamente. </li><li> Sintonize o TOF-MS usando o protocolo do fabricante. </li><li> método de executar controle de qualidade, bem como protocolo de sintonia TOF-MS antes e depois da verificação de vazamento e também ao analisar as amostras e padrões. </li></ol> 4. protocolo para determinar o Optimum Modulation Período de modulador <ol><li> Arbitrariamente selecionar um longo período de modulação (por exemplo, 10 segundos ou 13 segundos). Injectar uma amostra, conforme descrito no ponto 2.2. </li><li&gt; Identificar o tempo de retenção na segunda dimensão do gráfico de contorno após o qual há picos elui. Selecione o tempo de retenção dimensão segunda identificada como período de modulação ideal. Figura 2 claramente elucidar a identificação do tempo de retenção na segunda dimensão do gráfico de contorno. </li><li> Aumentar o período de modulação utilizado no passo 4.1 e executar a análise novamente se &quot;envolvente&quot; é observada 18. Envolver em torno de fenômenos ocorre se os picos na segunda dimensão elui abaixo da linha de base da primeira dimensão. Gráfico de contorno Exemplo para &#39;envolvente&#39; é mostrado em informações suplementares Figura 3. </li><li> Repita os passos 4.2 e 4.3 até que o valor ideal é determinado. </li></ol> 5. Parâmetros experimentais de Instrumento Set-up <ol><li> Instalar um (60 mx 0,25 mm x 0,5 mm de espessura de filme) coluna capilar como a coluna principal e um não-polar (2,3 mx 0,25 mm x 0,5 mm de espessura de filme) Capilla polarRY coluna como a coluna secundária. Cozer a coluna primária e secundária, durante pelo menos 2 horas, para remover quantidades vestigiais de humidade, do ar e contaminantes associados com novas colunas de GC. </li><li> Use ultra pureza gás hélio como gás de transporte para a GC, a uma taxa de fluxo de 1,5 ml min -1. </li><li> Definir o injector de GC para uma temperatura de 260 ° C e a uma razão de divisão de 1: 250. </li><li> Empregar o seguinte programa de temperatura para a coluna primária: uma temperatura constante de 40 ° C durante 0,2 minutos, seguido de uma rampa de temperatura de 260 ° C a 5 ° C min-1, seguida de uma temperatura constante de 260 ° C durante 5 min. </li><li> Manter o modulador de temperatura 5 ° C mais elevada do que a da coluna secundária e a temperatura da coluna secundária a 5 ° C mais elevada do que a da coluna primária. </li><li> Use um período de modulação ideal de 4 segundos com 0,8 seg de pulso quente e 1.2 seg de pulso frio. Este valor é determinado com base no protocolo descrito no section 4. </li><li> Ajuste a temperatura linha de transferência a 270 ° C. </li><li> Definir o atraso de aquisição ou atraso solvente a 0 seg. </li><li> Defina o intervalo inferior e superior de m / z de 35 e 800, respectivamente. </li><li> Definir a taxa de aquisição de detector MS em 400 espectros / seg. </li><li> Manter a tensão detector MS a 150 V superior ao valor otimizado. </li><li> Manter a temperatura da fonte MS de iões a 225 ° C. </li></ol> Análise 6. Os dados <ol><li> Executar o processamento de dados usando o software fornecido pelo fabricante do instrumento. </li><li> Selecione as seguintes tarefas no método de análise de dados - Compute linha de base, encontrar picos acima da linha de base, pesquisa de biblioteca e calcular são / altura. </li><li> Acompanhe a linha de base por meio do arquivo de dados. Enter base deslocamento como 0,5. Entre largura do pico esperado de 15 segundos na primeira dimensão e 0,15 segundos na segunda dimensão. </li><li> Definir a relação sinal-ruído como 5.000 e similaridade valores de&gt; 850 para identificação de compostos. </li><li> Selecione uma biblioteca de espectros de massa disponíveis comercialmente para identificar compostos químicos presentes em amostras e definir o modo de busca da biblioteca de transmitir. </li><li> Processar os arquivos de dados usando este método de análise de dados utilizando o protocolo do fabricante. Ele requer pelo menos 1 hora para processar um arquivo de dados. </li></ol>

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Os resultados ilustram claramente a capacidade da combinação de coluna × polar não-polar para resolver os compostos polares e de materiais voláteis leves presentes na fracção aquosa de algas bio-bruto, sem técnicas de preparação da amostra antes. Drástica distorção de picos foi observado para os ácidos orgânicos e compostos N-possível, usando a combinação × coluna polar não-polar. Este tailing pico não foi observado para os primeiros produtos orgânicos leves de eluição. Este comportamento foi reprodutível quando a verif...

Crescimento constante da procura de combustíveis líquidos, finitos recursos de combustíveis fósseis, a incerteza do abastecimento de combustíveis fósseis e as preocupações com o aumento da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera têm aumentado a consciência global por recursos renováveis ​​1. A energia solar (incluindo energia fotovoltaica e termo-solar), energia eólica, hidráulica, geotérmica e biomassa são as fontes renováveis ​​primárias que poderiam substituir a energia derivado de energia fóssil 2. Destes, a biomassa é a única fonte de energia alternativa à base de carbono para a produção de combustíveis de transporte de líquidos e produtos químicos de alto valor 3. A biomassa inclui qualquer material orgânico, como recursos florestais, resíduos agrícolas, algas, sementes oleaginosas, resíduos sólidos urbanos e resíduos industriais ricos em carbono (por exemplo, da indústria de celulose e papel ou de processamento de alimentos) 1. A biomassa é classificados em duas grandes categorias: matérias-primas lignocelulósicas e não-lenhosas com base em COMcaracterísticas posicionais. A biomassa lignocelulósica é composta de carboidratos e lignina, enquanto matérias-primas não-lenhosas têm proteínas, hidratos de carbono e lípidos / óleos 4. Matérias-primas lignocelulósicas, derivados de plantas terrestres, só pode satisfazer 30% do combustível atual líquido (gasolina, combustível de aviação e diesel) a demanda se sustentavelmente cultivadas e colhidas 5,6. Assim, os microorganismos aquáticos não-lenhosas, como microalgas e fungos, são consideradas matérias-primas potenciais para a produção de combustíveis líquidos renováveis ​​para complementar os recursos lignocelulósicos. Matérias-primas de microalgas têm o potencial para satisfazer transporte de combustíveis líquidos atual exigir 7,8. As algas têm muitas vantagens: alta produtividade areal 8, a capacidade de crescer em baixa qualidade, salobra ou água do mar 9, e a capacidade de acumular triglicérides ou hidrocarbonetos 7,8 densos em energia. liquefação hidrotermal (HTL) é uma co viável e escalávelnVersão processo que utiliza água naturalmente associado com matérias-primas de algas ou aquáticos 10,11. É um processo de termo-química com temperaturas de operação de 250-400 ° C e pressões de funcionamento de 10-25 MPa, o que produz um produto líquido, ou bio-bruto, o qual pode ser transformada numa mistura de estoque de combustível. Bio-HTL em bruto produzido a partir de algas tem fracções orgânicas e aquosas distintas e facilmente separáveis. A fracção orgânica dos bio-crude podem ser eficientemente convertido em um estoque de mistura pronta refinaria via catalíticos processos de hidro-tratamento 11. A fracção aquosa de bio-bruto contem ~ 30% do total de carbono presente na matéria-prima de algas. Apesar de milhares de compostos foram identificados na corrente aquosa HTL, as fracções predominantes consistem em produtos oxigenados de baixo peso molecular (incluindo os ácidos, álcoois, cetonas e aldeídos) formados pela degradação de hidratos de carbono e lípidos, e heterociclos de azoto (incluindo pirroles, piridinas , pirazines, e imidazoles) derivados da decomposição de proteínas 12. Estudos sobre a utilização da fracção aquosa para melhorar a economia global do processo, bem como a sustentabilidade estão em andamento. O gás de síntese pode ser produzido a partir da fracção aquosa de algas bio-catalítico em bruto através hidrotérmica gaseificação 10,13, 14. Alternativamente, compostos orgânicos na fracção aquosa pode também ser cataliticamente convertido em aditivos para combustíveis e produtos químicos especiais. A pesquisa sobre otimização de estudos de gaseificação hidrotermal e triagem catalisador catalíticos para a conversão de orgânicos na fase líquida aquosa está em andamento no Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico (PNNL). Para este trabalho, tanto qualitativa como quantitativa caracterização da fracção aquosa de algas bio-bruto é necessária. Desde a fração aquosa de algas bio-crude é considerado um fluxo de resíduos, há muito poucos estudos que analisaram a fração aquosa de algas bio-crude 13,15. Além disso, a recenteestudos concluíram que converter essa água algas HTL para de alto valor bio-produtos melhoraria a sustentabilidade, bem como a economia de uma baseada em HTL bio-refinaria 11. Portanto, este estudo centrou-se no desenvolvimento de um método para a caracterização qualitativa da fracção aquosa de bio-em bruto obtido a partir de HTL de algas por meio de cromatografia gás-bidimensional acoplada a espectrometria de massa de tempo-de-voo (GC × GC-TOF-MS). GC × GC-TOF-MS é a técnica mais promissora cromatográfica analítica para aumentar a resolução de (ou separação de compostos químicos numa amostra), a capacidade de pico (isto é, número de picos resolvidos), a relação sinal-para-ruído (para a identificação de compostos químicos com alta confiança), e para evitar a co-eluição de 16 compostos químicos. A fim de maximizar a resolução, a capacidade de pico, e o sinal e o ruído, duas colunas de GC com diferentes fases estacionárias são ligados em série através de um encaixe à pressão connector ou micro-união 17 (ver Figura 1 que é um diagrama de blocos de sistema GC × GC-TOF-MS encontrado utilizada neste estudo). Um modulador está localizada entre o conector de encaixe por pressão e colunas secundárias a armadilha, reorientar e re-injectar-se os efluentes da coluna primária na coluna secundária 18. Modulação ocorre na coluna secundária no presente estudo, como mostrado na Figura 1. A coluna secundária é então ligado ao TOF-MS por meio de um conjunto de linha de transferência. GC × GC-TOF-MS foi utilizada anteriormente para qualitativa, bem como análise quantitativa de amostras orgânicas tais como petróleo bruto 16,19, gasolina, jet-fuel, diesel, bio-diesel, e da fracção orgânica do bio-combustível 20- 22 produzida a partir de termo-química bem como a conversão catalítica processos termo-23,24. Para caracterização destas amostras orgânicos em GC × instrumentos GC-TOF-MS, uma longa coluna não polar Wcomo utilizada como a coluna principal, enquanto uma coluna curta polar foi utilizada como a coluna secundária. Esta configuração de coluna convencional resolve compostos químicos baseados nas diferenças de volatilidade ao longo da primeira dimensão, seguido de polaridade na segunda dimensão 18. Amostras aquosas ou água de processos biológicos, processamento de alimentos e resíduos ambientais também foram caracterizados usando configurações similares primário / secundário coluna após a amostra tinha sido através da preparação passos 17,25-30. Técnicas de preparação de amostras, tais como a derivatização, de extracção em fase sólida, e extracção com solvente orgânico ter sido utilizada antes de GC × análise por GC-TOF-MS 17,27-29,31,32. Estas técnicas foram destinadas a diminuir a polaridade dos compostos na amostra para análise utilizando uma coluna de configuração convencional 33. Uma estratégia alternativa foi empregada no presente estudo baseado na natureza da amostra (compostos orgânicos polares aqui em água)utilizando a configuração / primário inverso secundário coluna de GC × análise por GC-TOF-MS. Uma vez que a fracção aquosa da bio-em bruto produzido a partir de HTL tem compostos polares 13, uma combinação de coluna de uma coluna polar primária e uma coluna não polar secundária foi usada no GC × GC-TOF-MS, sem qualquer preparação da amostra a montante. Esta combinação coluna primário / secundário resolve compostos químicos baseados nas diferenças de polaridade sobre a primeira dimensão, seguido pela volatilidade na segunda dimensão. Existem métodos analíticos limitada na literatura para a caracterização de amostras aquosas utilizando cromatografia gasosa bidimensional sem processamento da amostra 15 antes. O objetivo deste estudo foi determinar os compostos químicos presentes na fração aquosa de algas bio-crude. Para atingir este objectivo, a GCxGC-TOF-MS método de aquisição de dados foi desenvolvido com uma combinação coluna de coluna polar (primAry) × não polar (secundária). Klenn et ai. (2015) sugeriram que o aumento do comprimento da coluna principal (especialmente 60 m colunas de GC) e reduzindo o desvio de temperatura da coluna secundária em relação à coluna primária seria maximizar a capacidade de pico e resolução 16-18. Portanto, uma coluna de 60 m primário e 5 ° C compensada temperatura da coluna secundária em relação à coluna primária foram utilizados neste estudo. O período de modulação óptima foi determinada seguindo um protocolo descrito neste estudo (ver secção 4). A taxa óptima rampa de temperatura da coluna de GC foi determinada por um método de tentativa e erro e é semelhante ao valor sugerido na literatura 16-18. Para discutir as vantagens desta combinação coluna para amostras aquosas, analisamos amostras de água algas HTL com a combinação de coluna convencional de × não polares polares. Os parâmetros de operação sugeridas na literatura foram utilizados para analisar a aquosafração de algas bio-crude com um × não-polar combinação coluna polar 18.

<table><tbody><tr><td>GC &vezes; GC&#8211; TOF/MS</td><td>Leco</td><td>PEG4D11DLN15</td><td>Comercial Pegasus 4D</td></tr><tr><td>ChromaTOF versão 4.50&nbsp;</td><td>Leco</td><td></td><td>Software de análise de dados</td></tr><tr><td>Rxi-5MS GC coluna</td><td>Restek</td><td>13420</td><td>coluna de 2,3 m foi utilizada a partir desta coluna.</td></tr><tr><td>Coluna Stabilwax GC</td><td>Restek</td><td>10626</td><td></td></tr><tr><td>HP-5 Coluna GC</td><td>Agilent</td><td>19091J-416</td><td></td></tr><tr><td>Coluna Stabilwax GC</td><td>Restek</td><td>15121</td><td></td></tr><tr><td>Conector Presstight</td><td>Restek</td><td>20430</td><td></td></tr><tr><td>Revestimento do injetor GC</td><td>Restek</td><td>23305.5</td><td></td></tr><tr><td>Virolas do injetor GC</td><td>Agilent</td><td>5181-3323</td><td></td></tr><tr><td>Anéis de vedação de revestimento antiaderente</td><td>Agilent</td><td>5188-5365</td><td></td></tr><tr><td>Virulas de linha de transferência</td><td>Restek</td><td>20212</td><td></td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>459844</td><td>Grau de cromatografia</td></tr><tr><td>Acetona</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>414689</td><td>Grau de cromatografia</td></tr><tr><td>Ácido acético</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>320099</td><td>Cromatografia grau</td></tr><tr><td>2-butanona</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>360473</td><td>Grau de cromatografia</td></tr><tr><td>Ácido propanóico</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>402907</td><td>Grau de cromatografia</td></tr><tr>Ácido<td>butanóico</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>19215</td><td>Grau de cromatografia</td></tr><tr><td>Piridina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>270970</td><td>Grau de cromatografia</td></tr><tr><td>Pirazina</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>65693</td><td>Grau</td></tr> <tr>de cromatografia<td>Acetamida</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>695122</td><td>Cromatografia grau</td></tr><tr><td>2,5-pirrolididiona</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9381</td><td>Cromatografia grau</td></tr><tr><td>N-metilsuccinimida</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>325384</td><td>Cromatografia grau</td></tr><tr><td>N-(2-hidroxietil)succinimida</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>444073</td><td>Cromatografia grau</td></tr></tbody></table>

caracterização qualitativa da fração aquosa de hydrothermal liquefação de algas por cromatografia gasosa 2d com time-of-flight espectrometria de massa

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

cromatografia gasosa bidimensional acoplada a espectrometria de massa de tempo de voo é uma ferramenta poderosa para a identificação e quantificação de componentes químicos em misturas complexas. Ele é frequentemente usado para analisar a gasolina, querosene de aviação, diesel, bio-diesel e da fracção orgânica do bio-crude / bio-óleo. Na maioria destas análises, a primeira dimensão de separação é não polar, seguido de uma separação polar. As fracções aquosas de bio-crude e de outras amostras aquosas de produção de biocombustíveis foram examinados com combinações de colunas semelhantes. No entanto, as técnicas de preparação de amostras, tais como a derivatização, extracção por solventes e extracção em fase sólida foram necessárias antes da análise. Neste estudo, as fracções aquosas obtidas a partir da liquefacção hidrotérmica de algas foram caracterizados por cromatografia em fase gasosa bidimensional acoplada a espectrometria de massa de tempo-de-voo, sem técnicas de preparação da amostra anterior usando uma separação polar na primeira dimensão, seguidopor uma separação de não-polar no segundo. parcelas bidimensionais desta análise foram comparados com os obtidos a partir da configuração da coluna mais tradicional. Os resultados de caracterização qualitativa das fracções aquosas de algas bio-em bruto são discutidos em detalhe. As vantagens da utilização de uma separação polar seguido por uma separação de não-polar para a caracterização de produtos orgânicos em amostras aquosas por cromatografia em fase gasosa bidimensional acoplada a espectrometria de massa de tempo-de-voo são realçados.

Um cromatograma iónico total (TIC) obtido para a fracção aquosa de algas bio-bruto analisada com uma combinação de coluna de × polar não polar é mostrado na Figura 4. Os tempos de retenção e os valores de semelhança ou factor de partida de compostos identificados através de pesquisa contra um Nacional Instituto de Padrões e Tecnologia biblioteca (NIST) estão tabelados na Tabela 1. oxigenados (tais como cyclopenatanone, compostos furânicos e dianhydromann...

Um método bidimensional de cromatografia gasosa e espectrometria de massa por tempo de voo é descrito para caracterização da fração aquosa de bio-crude produzido a partir da liquefação hidrotermal de algas. Este protocolo também pode ser empregado para analisar a fração aquosa de produtos líquidos de pirólise rápida, pirólise rápida catalítica, desoxigenação catalítica e hidrotratamento.

Caracterização qualitativa da fração aquosa de Hydrothermal Liquefação de algas por cromatografia gasosa 2D com Time-of-flight Espectrometria de Massa

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

O objetivo geral deste método de aquisição de dados de cromatografia gasosa 2D é caracterizar os subprodutos aquosos obtidos da liquefação hidrotermal, ou HTL, de algas. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo dos biocombustíveis, como a identificação das espécies orgânicas que se reportam à fase aquosa durante a forma hidrodinâmica das algas. A principal vantagem dessa técnica é que ela melhora a capacidade de pico, a resolução e uma ampla combinação de compostos químicos.Este método é importante para gerar dados para biorrefinarias, que produzem volumes consideráveis de águas residuais que devem ser tratadas ou posteriormente processadas em combustíveis e produtos químicos. Este método pode fornecer dados de caracterização que não podem ser produzidos a partir de outras técnicas analíticas, como cromatografia gasosa unidimensional ou cromatografia líquida. Tivemos a ideia desse método pela primeira vez quando estávamos analisando misturas orgânicas muito complexas de processos de produção de biocombustíveis.Use um cromatógrafo gasoso equipado com um modulador de base de resfriamento de estágio duplo de jato quádruplo e espectrômetro de massa de tempo de voo para esses experimentos. Configure o amostrador automático para injetar um microlitro de cada amostra ou padrão no cromatógrafo gasoso ou GC. Utilizar um delineamento de blocos casualizados de amostra e injeções padrão para a sequência de amostradores automáticos, conforme descrito na literatura. Certifique-se de que ambas as arestas das colunas primárias e secundárias sejam cortadas retas, sem arestas vivas.Em seguida, conecte as colunas primária e secundária usando um conector apertado antes do modulador. Certifique-se de que o revestimento de vidro, o anel de vedação do revestimento antiaderente, o receptor do injetor GC sejam novos e livres de contaminação. Em seguida, coloque um feral na coluna GC e conecte a coluna primária ao injetor GC de modo que cinco milímetros de coluna fiquem dentro do injetor.Use ferais de linha de transferência de 16 polegadas e 0,5 milímetro de diâmetro interno para conectar a coluna secundária e a linha de transferência. Coloque uma porção de 0,2 metro da coluna secundária na linha de transferência. Certifique-se de que uma porção de 0.1 metro da coluna secundária esteja no modulador.Use gás hélio de pureza ultra-alta como gás de arraste para GC a uma taxa de fluxo de 1,5 mililitros por minuto. Certifique-se de que haja nitrogênio líquido suficiente no dewar, que atua como refrigerante no modulador, lendo o nível de nitrogênio líquido usando um manômetro conectado à saída do dewar. Uma leitura de 69 quilopascal do manômetro indica que o dewar está cheio, enquanto zero kilopascals indica que está vazio.Certifique-se de que não haja grandes vazamentos no instrumento. Se a leitura do medidor de vácuo do TOF-MS for superior a 2,7 vezes 10 elevado aos quintas pascais negativos para uma taxa de fluxo de coluna GC de 1,5 mililitros por minuto, isso indica um grande vazamento no sistema. Configure o controle de qualidade ou método de controle de qualidade e execute o protocolo de ajustes do sistema de aquisição embutido para obter a resposta máxima do sinal usando o protocolo do fabricante.Em seguida, execute protocolos de otimização de instrumentos embutidos do método QC. Em série, execute testes de foco de filamento, foco óptico de íons e calibração de massa usando o protocolo do fabricante. Certifique-se de que o teste de calibração de massa seja aprovado.Este método de controle de qualidade garante que todos os parâmetros de hardware do instrumento estejam no nível ideal. O instrumento deve estar livre de vazamentos. Este é um aspecto importante deste procedimento.Uma nova verificação deve ser realizada usando o protocolo do fabricante. Analise o relatório de verificação de vazamento gerado verificando a concentração relativa de íons específicos ao padrão interno. Para determinar o período de modulação ideal do modulador, selecione arbitrariamente um longo período de modulação e injete uma amostra como antes.Identifique o tempo de retenção na segunda dimensão do gráfico de contorno, após o qual nenhum pico é eluido. Selecione o tempo de retenção de segunda dimensão identificado como o período de modulação ideal. Aumente o período de modulação e execute a análise novamente se for observado envolvimento.Os fenômenos de envolvimento ocorrem se os picos na segunda dimensão eluem abaixo da linha de base da primeira dimensão, conforme mostrado neste gráfico de contorno. Repita essas etapas até que o valor ideal seja determinado. A configuração usada neste estudo é única e importante.Essa combinação não foi usada anteriormente para analisar frações aquosas de conversões de biomassa. Instale uma coluna capilar polar como coluna primária. Instale uma coluna capilar não polar como coluna secundária.Use gás hélio de pureza ultra-alta como gás de arraste para GC a uma taxa de fluxo de 1,5 mililitros por minuto. Defina o injetor GC para uma temperatura de 260 graus Celsius e uma proporção de divisão de um para 250. Configure um programa de temperatura para a coluna primária que comece com uma temperatura constante de 40 graus Celsius por 0,2 minutos, seguida por uma rampa de temperatura para 260 graus Celsius a cinco graus Celsius por minuto, seguida por uma temperatura constante de 260 graus Celsius por cinco minutos.Mantenha a temperatura do modulador cinco graus Celsius mais alta que a da coluna secundária e a temperatura da coluna secundária cinco graus Celsius mais alta que a da coluna primária. Use um período de modulação ideal de quatro segundos com 0.8 segundos de pulso quente e 1.2 segundos de pulso frio, conforme determinado anteriormente. Em seguida, defina a temperatura da linha de transferência para 270 graus Celsius.Em seguida, defina o atraso de aquisição ou atraso do solvente para zero segundos. Defina a faixa inferior e superior de massa sobre carga para 35 e 800 e, em seguida, defina a taxa de aquisição do detector MS para 400 espectros por segundo. Mantenha a tensão do detector MS em 150 volts acima do valor otimizado.Finalmente, mantenha a temperatura da fonte de íons MS em 225 graus Celsius. Execute o processamento de dados usando o software fornecido pelo fabricante do instrumento. No método de análise de dados, selecione calcular linha de base, localizar picos acima da linha de base, pesquisar na biblioteca e calcular área e altura.Acompanhe a linha de base por meio do arquivo de dados. Insira o deslocamento da linha de base como 0,5 e, em seguida, insira a largura de pico esperada de 15 segundos na primeira dimensão e 0,15 segundos na segunda dimensão. Defina a relação sinal-ruído como 5000 e valores de similaridade superiores a 850 para identificação de compostos.Selecione uma biblioteca de espectrais de massa disponível comercialmente para identificar compostos químicos presentes nas amostras e defina o modo de pesquisa da biblioteca para encaminhar. Processe os arquivos de dados com este método de análise de dados usando o protocolo do fabricante. Requer pelo menos uma hora para processar o arquivo de dados.Aqui é mostrado um cromatograma de íons totais obtido para a fração aquosa de algas bio-brutas, analisado com uma combinação de coluna polar e apolar. Oxigenados e ácidos orgânicos foram observados na água de algas HTL. Além dos oxigenados, a fase aquosa possui compostos contendo nitrogênio, como piridina, pirazina, acetamidas, succinimida e seus derivados alquilados.Presumivelmente, esses compostos são os produtos de degradação de proteínas e carboidratos na biomassa de algas. Aqui são mostrados os valores de similaridade e tempo de retenção dos compostos químicos presentes na água de algas HTL, usando a combinação de colunas polares e não polares em forma de tabela. Os picos de alta intensidade identificados no gráfico de contorno para a fração aquosa de algas bio-crude foram validados por meio de padrões de análise.Padrões contendo ácidos orgânicos e compostos finais foram preparados e analisados em cromatografia gasosa 2D com espectrometria de massas por tempo de voo. A fração aquosa de bio-bruto de algas também foi analisada com a combinação de coluna convencional de apolar e polar, que foi amplamente utilizada na literatura. Como mostrado aqui, os ácidos orgânicos e compostos finais presentes na fração aquosa de algas bio-brutas eluem com mais de um pico.Os valores de similaridade e o tempo de retenção desses compostos químicos estão listados em forma de tabela. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como analisar as amostras aquosas usando cromatografia gasosa bidimensional equipada com espectrometria de massa. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para que pesquisadores da área de biocombustíveis analisassem o fluxo aquoso de subprodutos obtidos a partir de conversões bioquímicas, termoquímicas e termocatalíticas de biomassa.Após este procedimento, outros métodos, como cromatografia gasosa unidimensional e cromatografia líquida, podem ser realizados para responder a perguntas adicionais, como determinar quantitativamente a concentração de compostos químicos não identificados. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar que não voláteis, com alto teor de compostos e sais inorgânicos não puderam ser analisados usando esta configuração de instrumento.

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Composição de extratos de lipídios polares e da composição de ácidos graxos de glycerolipids individuais são determinados em um experimento simples e robusto perfil lipídico. Para este fim, glycerolipids são isolados por cromatografia em camada delgada e submetido a transmetilação de seus grupos acil. Graxos methylesters acila são quantificados por cromatografia gás-líquido.

Arabidopsis thaliana Profiling Glycerolipid Polar por cromatografia em camada delgada (TLC) Juntamente com Cromatografia gás-líquido (GLC)

Um método para a determinação do teor de ácidos gordos e composição de microalgas baseado em ruptura mecânica da célula, a extracção de lípidos à base de solvente, a transesterificação, e quantificação e identificação de ácidos gordos por cromatografia em fase gasosa é descrito. Uma norma interna tripentadecanoin é usado para compensar as possíveis perdas durante a extração e transesterificação incompleta.

Análise do conteúdo de ácidos graxos e composição em Microalgas

Nós descrevemos um protocolo para a geração de luz catalisada de peróxido de hidrogênio - um co-fator para transformações oxidativas.

Claro conduzido enzimática descarboxilação

Determinação precisa da taxa de fluxo dos gases evoluída é a chave para estudar os detalhes das reações. Nós fornecemos um romance análise quantitativa método de análise de espectro característico equivalente para análise de espectro de massa termogravimetria estabelecendo o sistema de calibração do espectro característico e sensibilidade relativa, para a obtenção do taxa de fluxo.

Análise quantitativa por análise de espectro de massa termogravimetria para reações com Gases evoluídas

Este protocolo descreve uma única taxa de transferência de técnicas complementares, analíticas e omics, culminando em uma caracterização-pareado de matéria orgânica natural e proteomics microbiana nos diferentes ecossistemas. Esta abordagem permite comparações robustas para a identificação de vias metabólicas e transformações importantes para descrever a produção de gás de efeito estufa e prevendo respostas a mudanças ambientais.

Single-produção complementares técnicas analíticas de alta resolução para caracterização de misturas complexas de matéria orgânica Natural

A análise em todo o sistema de múltiplas biomoléculas é crucial para obter insights funcionais e mecanísticos em processos biológicos. Por este meio, um extenso protocolo é descrito para extração de alto débito de lipídios, metabólitos, proteínas e amido de uma única amostra colhida da cultura de Chlamydomonas sincronizada.

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Um protocolo é descrito para utilizar o dióxido de carbono no gás de usina de gás natural para cultivar microalgas em lagoas abertas de pista. A injeção de gás de flue é controlada com um sensor de pH, e o crescimento das microalgas é monitorado com medições em tempo real da densidade óptica.

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Aqui, apresentamos a extração e preparação de metabólitos polares e semipolares de um holobionte de coral, bem como tecido hospedeiro coral separado e frações celulares de Symbiodiniaceae, para análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas.

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A poluição do ar impacta a qualidade de vida de todos os organismos. Aqui, descrevemos o uso da biotecnologia de microalgas para o tratamento de biogás (remoção simultânea de dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio) e a produção de biometano através de lagoas de algas semi-industriais abertas de alta taxa e subsequente análise da eficiência do tratamento, pH, oxigênio dissolvido e crescimento de microalgas.

Purificação de Biogás através do Uso de um Sistema Microalga-Bacteriano em Lagoas Semi-Industriais de Algas de Alta Taxa

Um método para análise metabolômica de cevada é apresentado. O método envolve fracionamento e derivatização de metabólitos e sua análise por cromatografia gasosa/espectrometria de massa (GC/MS). A análise metabolômica pode ser usada para determinar o efeito do consórcio e do estresse hídrico no grão.

Análise Metabolômica de Cevada por Cromatografia Gasosa/Espectrometria de Massas

Aprenda a caracterizar frações aquosas de bio-óleo de algas por liquefação hidrotermal usando cromatografia gasosa 2D acoplada a espectrometria de massas. Este método avançado melhora a resolução e capacidade de pico para análise de compostos orgânicos complexos em biorrefinarias.

Caracterização qualitativa da fração aquosa de Hydrothermal Liquefação de algas por cromatografia gasosa 2D com Time-of-flight Espectrometria de Massa (Vídeo) | JoVE Journal

Caracterização qualitativa da fração aquosa de Hydrothermal Liquefação de algas por cromatografia gasosa 2D com Time-of-flight Espectrometria de Massa

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