Waiting
Login processing...

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

Bioengineering

Kwalitatieve Karakterisering van de waterfractie van hydrothermale liquefactie van algen gebruiken 2D gaschromatografie met Time-of-flight massaspectrometrie

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

Abstract

Tweedimensionale gaschromatografie gekoppeld aan time-of-flight massaspectrometrie is een krachtig hulpmiddel voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten in complexe mengsels. Het wordt vaak gebruikt om benzine, kerosine, diesel, biodiesel en de organische fractie van bio-ruwe / bio-olie te analyseren. In de meeste van deze analyses, de eerste dimensie van scheiding niet-polaire, gevolgd door een polair scheiding. De waterige fracties van bio-ruwe olie en andere waterige monsters uit de productie van biobrandstoffen zijn onderzocht met gelijkaardige kolom combinaties. Echter, monstervoorbereiding technieken zoals derivatisatie, oplosmiddelextractie, en vaste-fase-extractie waren noodzakelijk voorafgaand aan de analyse. In deze studie, waterige fracties verkregen uit de hydrothermische vloeibaar algen werden gekenmerkt door tweedimensionale gaschromatografie gekoppeld aan time-of-flight massaspectrometrie zonder voorafgaande staalvoorbereidingstechnieken behulp van een polair scheiding in de eerste dimensie gevolgddoor een niet-polaire scheiding in de tweede. Tweedimensionale plots van deze analyse werden vergeleken met die verkregen uit de meer traditionele kolomconfiguratie. Resultaten van kwalitatieve karakterisering van de waterfractie van algen bio-ruwe worden besproken. De voordelen van een polaire scheiding gevolgd door een niet-polair scheiding ter karakterisering van organische stoffen in waterige monsters door tweedimensionale gaschromatografie gekoppeld aan time-of-flight massaspectrometrie worden gemarkeerd.

Introduction

Gestage groei in de vraag naar vloeibare brandstoffen, eindige fossiele brandstoffen, de onzekerheid van de fossiele brandstoffen, en bezorgdheid over de toenemende concentratie van broeikasgassen in de atmosfeer zijn wereldwijde bewustwording verhoogd voor hernieuwbare energiebronnen 1. Zonne-energie (waaronder zonne-energie en zonne-thermische), windenergie, waterkracht, aardwarmte en biomassa zijn de primaire hernieuwbare bronnen die potentieel uit fossiele energie 2 kunnen vervangen. Hiervan biomassa de enige koolstofhoudende alternatieve energiebron voor de productie van vloeibare transportbrandstoffen en hoogwaardige chemicaliën 3. Biomassa omvat alle organisch materiaal zoals bossen, landbouw residuen, algen, oliehoudende zaden, vast stedelijk afval, en koolstof-rijke industrieel afval (bijvoorbeeld van de pulp- en papierindustrie of van voedselverwerking) 1. Biomassa wordt ingedeeld in twee grote categorieën: lignocellulosische en niet-houtachtige grondstoffen op basis compositionele eigenschappen. Lignocellulose bestaat uit koolhydraten en lignine, terwijl niet-houtachtige grondstoffen hebben eiwitten, koolhydraten en vetten / oliën 4. Lignocellulose grondstoffen, afkomstig van landplanten, kan alleen aan 30% van de huidige vloeibare brandstof (benzine, kerosine en diesel) de vraag of duurzaam geteeld en geoogst 5,6. Vandaar niet-houtachtige levende micro-organismen, zoals algen en schimmels, worden beschouwd als potentiële grondstoffen voor de productie van duurzame vloeibare brandstoffen lignocellulosische middelen vullen.

Microalgen grondstoffen hebben het potentieel om te voldoen aan de huidige vloeibare transportbrandstoffen te eisen 7,8. Algen hebben vele voordelen: hoge productiviteit areal 8, het vermogen om te groeien in lage kwaliteit, brak of zeewater 9, en de mogelijkheid om energierijke triglyceriden of koolwaterstoffen 7,8 accumuleren. Hydrothermale liquefactie (HTL) is een levensvatbare en schaalbaar conVersie proces dat water op natuurlijke wijze geassocieerd met algen of aquatische grondstoffen 10,11 gebruikt. Het is een thermo-chemische proces bedrijfstemperaturen van 250-400 ° C en werkdrukken van 10-25 MPa waarbij een vloeibaar product, of bio-ruwe olie, die kan worden uitgebreid tot een brandstofmengsel voorraad produceert. Bio-ruwe olie geproduceerd uit algen HTL heeft onderscheiden en eenvoudig te scheiden organische en waterige fracties. De organische fractie van bio-ruwe efficiënt worden omgezet in een raffinaderij klaar gemengde voorraad via katalytische hydro-behandeling 11 processen. De waterfractie van bio-ruwe bevat ~ 30% van de totale koolstof in de grondstof algen. Hoewel duizenden verbindingen zijn geïdentificeerd in de HTL waterige stroom, de belangrijkste fracties uit lichtgewicht oxygenaten molecuulgewicht (waaronder zuren, alcoholen, ketonen en aldehyden) gevormd door de afbraak van koolhydraten en vetten en stikstof heterocyclische verbindingen (zoals pyrrolen, pyridinen , pyrazinees, en imidazolen), afkomstig van eiwitafbraak 12. Studies over het gebruik van de waterige fractie totale proces economie verbeteren en duurzaamheid zijn gaande. Synthesegas kan worden geproduceerd uit de waterige fractie algen bio-ruwe via katalytische vergassing hydrothermische 10,13, 14. Als alternatief, organische stoffen in de waterige fractie kan ook worden katalytisch omgezet in brandstof additieven en specialistische chemicaliën. Onderzoek op het optimaliseren van katalytische hydrothermale vergassing en katalysator screening studies voor het omzetten van organische stoffen in de waterige vloeistof fase is momenteel aan de gang in het Pacific Northwest National Laboratory (PNNL). Voor dit werk, zowel kwalitatieve als kwantitatieve karakterisering van de waterfractie algen bio-ruwe vereist. Aangezien de waterfractie algen bio-ruwe product wordt beschouwd als een afvalstroom, er weinig studies die de waterfractie algen bio-ruwe 13,15 geanalyseerd. Voorts blijkt uit recentestudies concludeerden dat het omzetten van deze HTL algen water in hoogwaardige bio-producten van de duurzaamheid, evenals de economie van een HTL-gebaseerde bio-raffinaderij 11 zou verbeteren. Daarom is deze studie gericht op het ontwikkelen van een methode voor kwalitatieve karakterisering van de waterfractie van bio-ruwe verkregen HTL algen door tweedimensionale gaschromatografie gekoppeld aan time-of-flight massaspectrometrie (GC × GC-TOF-MS).

GC × GC-TOF-MS is de meest veelbelovende chromatografische analytische techniek resolutie (of scheiden van chemische verbindingen in een monster) te verhogen, piekvermogen (dwz het aantal gescheiden pieken), signaal-ruisverhouding (voor de identificatie van chemische verbindingen met hoge betrouwbaarheid) en co-elutie van chemische verbindingen 16 te voorkomen. Om de resolutie, piekvermogen, en signaal-ruisverhouding te maximaliseren, zijn twee GC-kolommen met verschillende stationaire fasen in serie geschakeld met behulp van een press-fit connector of micro-eenheid 17 (zie figuur 1 waarin een blokschema van GC × GC-TOF-MS systeem gebruikt in deze studie). Een modulator ligt tussen de press-fit connector en secundaire kolommen te vangen, te heroriënteren, en opnieuw injecteren van de mest uit de eerste kolom in de secundaire kolom 18. Modulatie treedt op de secundaire kolom in deze studie zie figuur 1. De secundaire kolom wordt dan op de TOF-MS via een overdrachtsleiding samenstel.

GC × GC-TOF-MS werd vroeger gebruikt voor zowel kwalitatieve als kwantitatieve analyse van biologische monsters zoals ruwe olie 16,19, benzine, jet-brandstof, diesel, bio-diesel, en de organische fractie van bio-brandstof 20- 22 geproduceerd thermochemische en thermo-katalytische omzetting processen 23,24. Voor karakterisering van deze biologische monsters GC × GC-TOF-MS instrumenten, lange apolaire kolom wzoals gebruikt als de primaire kolom, terwijl een korte polaire kolom werd gebruikt als secundaire kolom. Deze conventionele kolomconfiguratie lost chemische verbindingen op basis van verschillen in vluchtigheid in de eerste dimensie, gevolgd door de polariteit in de tweede dimensie 18. Waterige of water monsters van biologische processen, voedselverwerkende industrie, en milieu-afval werden ook gekenmerkt met vergelijkbare primaire / secundaire kolom configuraties nadat het monster was geweest door middel van de voorbereiding stappen 17,25-30. Monstervoorbereiding technieken zoals derivatisatie, vaste-fase-extractie, en organische extractie-oplosmiddel zijn allemaal gebruikt Voordat de GC × GC-TOF-MS analyse 17,27-29,31,32. Deze technieken waren gericht op de polariteit van verbindingen in het te analyseren monster met een gebruikelijke kolomconfiguratie 33. Een alternatieve strategie werd in deze studie op basis van de aard van het monster (hier polaire organische verbindingen in water)gebruik te maken van het omgekeerde secundaire configuratie primaire / kolom voor GC × GC-TOF-MS analyse. Aangezien de waterfractie van biologisch geproduceerde ruwe HTL polaire verbindingen 13, een kolom combinatie van een primaire polaire kolom en secundaire niet-polaire kolom werd gebruikt in de GC × GC-TOF-MS zonder upstream monstervoorbereiding. Deze primaire / combinatie secundaire kolom lost chemische verbindingen op basis van verschillen in de polariteit over de eerste dimensie, gevolgd door de volatiliteit in de tweede dimensie. Beperkt analysemethoden bestaan ​​in de literatuur voor de karakterisering van waterige monsters met behulp van tweedimensionale gaschromatografie zonder voorafgaande monster verwerking 15.

Het doel van deze studie was om de chemische verbindingen in de waterfractie algen bio-ruwe bepalen. Om dit doel, een GC × GC-TOF-MS data-acquisitie-methode te bereiken werd ontwikkeld met een kolom combinatie van polaire kolom (primAry) × niet-polaire (secundaire). Klenn et al. (2015) gesuggereerd dat het verhogen van de lengte van de eerste kolom (60 m vooral GC kolommen) en het verlagen van de temperatuur compensatie van de secundaire kolom met betrekking tot de primaire kolom piekvermogen en oplossing 16-18 zou maximaliseren. Daarom is een 60 m kolom primaire en 5 ° C offset temperatuur van de secundaire kolom ten opzichte van de eerste kolom werden gebruikt in deze studie. De optimale modulatie periode werd vastgesteld naar aanleiding van een protocol beschreven in deze studie (zie hoofdstuk 4). De optimale toenamesnelheid GC kolomtemperatuur werd bepaald door een proefondervindelijke methode en is vergelijkbaar met de waarde in de literatuur 16-18 voorgesteld. De voordelen van deze kolom combinatie voor waterige monsters bespreken wij HTL algen watermonsters geanalyseerd met conventionele kolom combinatie van niet-polaire × polair. Operationele parameters in de literatuur aangehaald werden gebruikt voor de analyse van waterigefractie van algen bio-ruwe olie met een niet-polair × polaire kolom 18 combinatie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Monstervoorbereiding

  1. Genereer een gemengd waterig / organisch productstroom via continue stroom HTL algen volgens het reactorontwerp en experimentele procedure uit de literatuur 10,11.
  2. Gebruik zwaartekracht separator de productstroom te scheiden in een waterige fase en organische fase.
  3. Filter 10 ml van het LKP waterige fase met behulp van een 0,45 pm spuitfilter en bewaar in de koelkast voor GC × GC-TOF-MS analyse gehandhaafd op 4 ° C.

2. Instrument Components

  1. Gebruik een gaschromatograaf (GC) uitgerust met een quad-jet tweetraps-koeling op basis van modulator en time-of-flight (TOF) massaspectrometer (MS) voor deze experimenten.
  2. Configureren autosampler tot 1 pl van elk monster of standaard in de GC geïnjecteerd. Gebruik een willekeurig blokontwerp van monster en standaard injecties voor de autosampler sequentie zoals beschreven in de literatuur 13. de randomized blokontwerp wordt vaak gebruikt in kwantitatieve studies te controleren voor gebruik instrument. Ons laboratorium maakt gebruik van het ontwerp routinematig zelfs in vergelijkende studies om het apparaat in werking te controleren.
  3. Sluit de primaire en secundaire kolom met behulp van een pers-tight connector voor de modulator. Zorg ervoor dat beide randen van zowel primaire als secundaire kolommen recht worden afgesneden, zonder scherpe randen voordat u aan de pers-tight connector.
  4. Leg ring op de GC-kolom en sluit vervolgens de primaire kolom aan de GC injector zodat de 5 mm van de kolom in de injector.
  5. Zorg ervoor dat de glazen voering, non-stick liner O-ring en septa voor GC injector zijn nieuw en vrij van verontreiniging.
  6. Gebruik 1/16 x 0,5 mm ID transportleiding adereindhulzen naar de secundaire kolom en de overdracht aan te sluiten. Plaats een 0,2 m deel van de secundaire kolom in de transportleiding.
  7. Zorgen dat een 0,1 m gedeelte van de secundaire kolom in de modulator.
  8. Gebruik ultrahoge zuiverheid heliumgas als dragergas voor GC met een stroomsnelheid van 1,5 ml min -1.
  9. Zorg dat er voldoende vloeibare stikstof in het Dewar die als koelmiddel in de modulator. Het niveau van de vloeibare stikstof in het Dewar kunnen worden voorspeld met behulp van een drukmeter aangesloten op de uitlaat. Een 69 kPa lezing van de manometer het Dewar vol, terwijl 0 kPa aangeeft dat het leeg is.

3. Protocollen Voor het analyseren van monsters

  1. Zorg ervoor dat er geen grote lekken in het instrument. Als de vacuümmeter lezing van de TOF-MS hoger is dan 2,7 x 10 -5 Pa gedurende 1,5 ml min -1 GC-kolom stroomsnelheid, duidt dit op een groot lek in het systeem.
  2. Set-up van de kwaliteitscontrole (QC) methode en run ingebouwde protocol 'acquisitie systeem aanpassingen "om een ​​maximale signaal respons te bereiken met behulp van het protocol van de fabrikant.
  3. Run ingebouwde protocollen van QC methode 'instrument optimalisatie', in serie - Filament focus, ion optische focus en massa kalibratie testen met behulp van het protocol van de fabrikant. Zorg ervoor dat de massa kalibratietest passeert. Deze QC methode garandeert dat alle hardware parameters van het instrument op het optimale niveau.
  4. Voer een 'lek check "met behulp van het protocol van de fabrikant. Analyseer genereert automatisch lek controlerapport. Waarborgen dat de relatieve concentratie van 28 (N 2), 32 (O 2) en 18 (vocht) ionen moet minder dan 10%, 3% en 5% van de interne standaard massaspectra van 69 ion, respectievelijk.
  5. Stem de TOF-MS met behulp van het protocol van de fabrikant.
  6. Run kwaliteitscontrole methode evenals TOF-MS tune protocol voor en na de lektest en ook tijdens het analyseren van monsters en standaarden.

4. Protocol bij de Optimum Modulatie periode Modulator Bepaal

  1. Selecteert willekeurig een lange modulatie periode (bijvoorbeeld 10 sec of 13 sec). Injecteren van een monster zoals beschreven in 2.2.
    2. figuur 2 duidelijk te helderen de identificatie van de verblijftijd in de tweede dimensie van de contour plot.
  2. Verhoog de ​​modulatie periode gebruikt in stap 4.1 en de analyse opnieuw als "wrap around" wordt waargenomen 18 uit te voeren. Afgeschermde fenomeen treedt op als de pieken in de tweede dimensie elueert onder de basislijn van de eerste dimensie. Voorbeeld contour plot voor 'wraparound' wordt weergegeven in aanvullende informatie figuur 3.
  3. Herhaal de stappen 4,2 en 4,3 tot optimale waarde wordt bepaald.

5. Experimentele Parameters van Instrument Set-up

  1. Installeer een polair (60 x 0,25 mm x 0,5 urn filmdikte) capillaire kolom als primaire kolom en een niet-polaire (2,3 x 0,25 mm x 0,5 urn filmdikte) capillary kolom als secundaire kolom. Bak zowel de primaire en secundaire kolom voor ten minste 2 uur om sporen van vocht, lucht en verontreinigingen in verband met nieuwe GC kolommen te verwijderen.
  2. Gebruik ultrahoge zuiverheid heliumgas als draaggas voor GC met een stroomsnelheid van 1,5 ml min -1.
  3. Stel de GC injector tot een temperatuur van 260 ° C en een splitsingsverhouding van 1: 250.
  4. Gebruik van de volgende temperatuurprogramma voor de primaire kolom: een constante temperatuur van 40 ° C gedurende 0,2 min gevolgd door een temperatuurstijging tot 260 ° C bij 5 ° C -1 min, gevolgd door een constante temperatuur van 260 ° C gedurende 5 minuten.
  5. Handhaaf de modulator temperatuur 5 ° C hoger dan die van de secundaire kolommen en de secundaire kolomtemperatuur bij 5 ° C hoger dan die van de eerste kolom.
  6. Gebruik een optimale modulatie periode van 4 sec met 0,8 sec van hot pols en 1,2 sec koud puls. Deze waarde wordt bepaald op basis van de in par beschreven protocolion 4.
  7. Stel overdracht lijn temperatuur tot 270 ° C.
  8. Stel de overname vertraging of oplosmiddel vertraging van 0 sec.
  9. Stel de lagere en hogere bereik van m / z als 35 en 800, respectievelijk.
  10. Stel de MS detector overname snelheid 400 spectra / sec.
  11. Handhaving van de MS-detector spanning bij 150 V hoger dan de optimale waarde.
  12. Handhaving van de MS ionenbron temperatuur op 225 ° C.

6. Data Analysis

  1. Voer gegevensverwerking met behulp van de door de fabrikant van het instrument meegeleverde software.
  2. Selecteer de volgende taken in de data-analyse methode - Compute basislijn, vind pieken boven de basislijn, bibliotheek zoeken en te berekenen zijn / hoogte.
  3. Volg de basislijn door het gegevensbestand. Voer basislijn 0,5.
    Voer verwachte piekbreedte van 15 seconden in de eerste dimensie en 0,15 sec in de tweede dimensie.
  4. Set signaal-ruisverhouding als 5000 en overeenkomstwaarden van> 850 voor identicatie van verbindingen.
  5. Selecteer een commercieel verkrijgbaar massaspectrale bibliotheek van chemische verbindingen die aanwezig zijn in monsters te identificeren en stel de bibliotheek zoekmodus doorsturen.
  6. Verwerken gegevensbestanden gebruikt deze informatie analysemethode gebruikt protocol van de fabrikant. Het vereist ten minste 1 uur tot een gegevensbestand te verwerken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Een totaal ionenchromatogram (TIC) verkregen voor de waterfractie algen bio-ruwe geanalyseerd met een kolom combinatie van polaire x apolair is weergegeven in figuur 4. De retentietijden en soortgelijkheid of matchfactor waarden bestanddelen wordt geïdentificeerd door te zoeken tegen een nationale Institute of Standards and Technology (NIST) bibliotheek zijn in tabel 1. oxygenaten (zoals cyclopenatanone, furanic verbindingen en dianhydromannitol) en organische zuren (zoals azijnzuur, propaanzuur en butaanzuur) werden HTL algenwater 34 waargenomen. Deze chemicaliën kunnen worden gevormd bij de afbraak van de algen koolhydraatfractie tijdens HTL 13. Naast oxygenaten, de waterfase stikstofhoudende verbindingen (N-verbindingen) zoals pyridine, pyrazine, aceetamiden, succinimide en alkylderivaten-derivaten. Vermoedelijk zijn deze verbindingen de afbraakproducten van proteins in algenbiomassa 4,35.

De high-intensity pieken die in de contour plot voor de waterige fractie van algen bio-ruwe olie werd gevalideerd door het analyseren van de normen. Standaarden met organische zuren en N-verbindingen werden bereid en geanalyseerd met GC × GC-TOF-MS. Totale ionenchromatogram van de organische zuren standaard en N-verbinding standaarden zijn weergegeven in figuur 5. Retentietijd en overeenkomstwaarden van de normen in tabel 2 en corresponderen met de geïdentificeerde chemische verbindingen HTL algenwater. Kolom bloeding werd waargenomen voor beide standaarden en monsters bij hoge temperaturen (> 250 ° C). Deze kolom bloeden is eerder in de literatuur voor polaire GC kolommen 18. Kooldioxide (CO2) waargenomen bij HTL algenwater dat het niet werd waargenomen in de normen (zie figuren 4 en 5). dit indicates dat de waterfractie algen bio-ruwe CO 2, die in de HTL van algen voedingsmaterialen 11 worden geproduceerd opgelost.

De waterfractie van algen bio-ruwe stof werd geanalyseerd met de gebruikelijke kolom combinatie van niet-polaire × polaire die op grote schaal gebruikt in de literatuur 17. Het totale ionenchromatogram van HTL algen water uit een GC × GC-TOF-MS analyse met een apolaire primaire scheiding gevolgd door een polair secundaire scheiding wordt weergegeven in figuur 6. Zoals getoond in figuur 6, organische zuren en N-verbindingen aanwezig de waterfractie van algen bio-ruwe elueren met meer dan één piek. Azijnzuur en andere organische zuren elueren tijdens de duur van de analyse, met name in de eerste dimensie. Retentietijden en gelijkenis / vertrouwen waarden van de verbindingen geïdentificeerd door te zoeken tegen een NIST bibliotheek zijn in tabelvorm in tabel 3) lager is dan die van polaire x apolaire (50, zie Tabel 1) als u dezelfde gegevens analysemethode. Geconcludeerd kan worden dat de piekcapaciteit, piek vormen, en de resolutie van de LKP algen water waren slecht voor de analyse waar de niet-polaire is de primaire en de polaire is de secundaire scheiding. Daarom is deze kolom configuratie van niet-polaire × polaire niet geschikt voor zowel kwalitatieve als kwantitatieve karakterisering van waterige algen bio-ruwe zonder monstervoorbereiding voorafgaande.

Een lange modulatie periode (zie de nevenas van figuur 6) diende de waterfractie algen bio-ruwe kenmerkend voor de niet-polaire × polaire configuratie. Zoals eerder in Figuur 4 getoond, een korte modulatie van 4 sec volstond om de characterization van HTL algen water met behulp van een kolom combinatie van polaire × apolaire. Sinds korte tijd modulatie wordt aanbevolen voor GC × GC-analyse 16-18 de scheiding verkregen in de eerste dimensie te behouden, dit is een ander voordeel van het gebruik polaire x apolaire kenmerkend is voor HTL algenwater.

GC × GC-TOF-MS analyse van waterige algen bio-ruwe olie met een polair configuratie × apolaire kolom produceert symmetrische vorm van de piek, verbetert piekvermogen en hoge resolutie in vergelijking met een conventionele kolom configuratie van niet-polaire × polair. Daarom GC × GC-TOF-MS analyse beschreven middels polaire × apolaire kan worden toegepast voor kwantificering van chemische verbindingen die in waterfractie algen bio-ruwe zonder monstervoorbereidingstechnieken.

Figuur 1 Figuur 1: Blok stroomdiagram van GC × GC-TOF-MS die in deze studie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 2
Figuur 2: Contour plot van HTL algen waterige fractie verkregen met behulp van kolom combinatie van polaire × apolaire voor het bepalen van de optimale modulatie keer 10 seconden werd willekeurig gekozen.. Geen pieken werden waargenomen> 4 sec in de tweede dimensie. Daarom werd 4 sec geïdentificeerd als optimale modulatie tijd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 3
FIGUUR 3:. contourgrafiek van HTL algen waterfractie die aangeeft "wrap around" verschijnselen Omwikkelafstand fenomeen treedt op als de pieken in de tweede dimensie elueert onder de basislijn van de eerste dimensie. lengte 3,5 m secundaire kolom werd gebruikt om deze contour plot te verkrijgen. Dit perceel werd verzameld om duidelijk uit te leggen wrap around verschijnselen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 4
Figuur 4: Contour plot van HTL algen waterige fractie verkregen met behulp van kolom combinatie van polaire × apolaire chemische verbindingen werden geïdentificeerd met behulp van NIST 2008 bibliotheek.. De eenheden van de primaire en secundaire as seconden. De overeenkomstwaarden van geïdentificeerde chemische verbindingen worden in tabel 1. 1 → 1-hydroxy-2-propanone; 2 → 2-cyclopenteen-1-on, 2-methyl; 3 → N, N-dimethyl acetamide; 4 → 2-cyclopente-1-on, 3-methyl; 5 → 2-cyclopenteen-1-on, 2,3-dimethyl; 6 → 3-penteenzuur, 4-methyl; 7 → 2-pyrrolidinon, 1-methyl; 8 → propaanamide; 9 → 1H-imidazool, 1-methyl-4-nitro; 10 → N-propyl succinimide; 11 → glycerine; 12 → 3-pyridinol; 13 → 2,5-pyrrolidinedion; 14 → aceetamide, N - (2-fenylethyl); 15 → N - (2-hydroxyethyl) succinimide. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 5
Figuur 5: (a) contourgrafiek standaard bevattende azijnzuur, propaanzuur, butaanzuur, en 2-butanon middels kolom combinatie van polaire × non-polaire. (B) contourdiagram standaard met aceton, ethanol, pyridine, pyrazine aceetamide, N -methylsuccinimide, succinimide en N - (2-hydroxyethyl) succinimide middels kolom combinatie van polaire x apolair. De gelijkenis waarden van de normen worden in tabel 2. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figuur 6
Figuur 6:. Contourgrafiek van HTL algen waterfractie verkregen middels kolom combinatie van niet-polaire × polaire Deze figuur toont slechte resolutie van licht organische, organische zuren en N-verbindingen. De overeenkomstwaarden van geïdentificeerde chemische verbindingen worden in tabel 3.34fig6large.jpg "target =" _ blank "> Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

</ Tr>

Tabel 1: Similarity waarden en de retentietijd van chemische verbindingen in HTL algenwater middels kolom combinatie van polaire x apolaire verbindingen werden geïdentificeerd met de NIST 2008 bibliotheek.. De omvang van de overeenkomst waarden 0-999. Hogere gelijkenis corresponderen met een betere afstemming van de spectra verkregen die monster dat de verbinding in de NIST database. RT vertegenwoordigt retentietijd van chemische verbindingen (primair, secundair).

Naam RT (sec) Gelijkenis
Kooldioxide 215, 1,64 999
Aceton 347, 1,89 967
2-butanon 435, 2,12 965
ethanol 467, 1,75 949
2-pentanon 539, 2,36 942 3-pentanon 539, 2,41 940
pyridine 887, 2,11 967
cyclopentanon 903, 2,25 962
pyrazine 939, 1,99 945
Pyridine, 2-methyl- 943, 2,28 950
Pyrazine, methyl- 1035, 2,16 964
Pyridine, 3-methyl- 1087, 2,25 947
2-propanon, 1-hydroxy- 1107, 1,71 950 </ Td>
Pyrazine, 2,5-dimethyl- 1131, 2,35 950
Pyrazine, 2,6-dimethyl- 1139, 2,33 953
Pyrazine, ethyl- 1151, 2,34 954
Pyrazine, 2,3-dimethyl- 1171, 2,32 963
2-cyclopenteen-1-on, 2-methyl- 1223, 2,19 960
Pyrazine, 2-ethyl-6-methyl- 1235, 2,54 926
Pyrazine, trimethyl- 1263, 2.49 944
N, N-dimethyl 1275, 1,97 957
Azijnzuur 1339, 1.53 963
pyrrool 1443, 1,65 970
propaanzuur 1475, 1,55 953
2-cyclopenteen-1-on, 3-methyl- 1475, 2,04 956
2-cyclopenteen-1-on, 2,3-dimethyl- 1503, 2,22 884
Propaanzuur, 2-methyl- 1515, 1,58 929
3 penteenzuur, 4-methyl- 1583, 1,95 897
Aceetamide, N-ethyl 1603, 1,71 950
butaanzuur 1607, 1,58 941
Aceetamide, N-methyl 1615, 1,63 963
Propanamide, N-methyl 1663, 1,70 956
Butaanzuur, 3-methyl- 1667, 1,60 928
2-pyrrolidinon, 1-methyl- 1703, 1,96 936
3,4-Dimethyldihydrofuran-2,5-dion 1759, 2,05 719
aceetamide 1783, 1.53 976
1,2-cyclopentaandion 1819, 1,67 888
propaanamide 1847, 1,57 870
1H-imidazool, 1-methyl-4-nitro- 1883, 1,88 671
2,5-pyrrolidinedion, 1-ethyl- 1975, 1,85 936
Piperidine-2,5-dion 1975, 1,98 798
2,5-pyrrolidinedion, 1-methyl- 2011, 1,76 960
2075, 1,92 861
2-pyrrolidinon 2175, 1,65 976
2-piperidinon 2295, 1,73 959
Dianhydromannitol 2419, 1,70 944
Glycerine 2463, 1,47 888
3-pyridinol 2586, 1.50 921
2,5-pyrrolidinedion 2646, 1.50 923
N - [2-hydroxyethyl] succinimide 2902, 1,69 941
Naam RT (sec) Gelijkenis
Aceton 347, 1,89 952
2-butanon 435, 2,12 934
ethanol 467, 1,76 952
pyridine 887, 2,10 947
pyrazine 939, 1,99 928
Azijnzuur 1339, 1.53 981
propaanzuur 1471, 1,56 948
butaanzuur 1603, 1,59 935
aceetamide 1783, 1,54 961
2011, 1,76 957
2,5-pyrrolidinedion 2642, 1,52 940
N - [2-hydroxyethyl] succinimide 2902, 1,71 935

Tabel 2: Retentietijd en overeenkomstwaarden standaarden geanalyseerd met polaire × apolair. De verbindingen werden geïdentificeerd met behulp van het NIST 2008 bibliotheek. De omvang van de overeenkomst waarden 0-999. Hogere gelijkenis corresponderen met een betere afstemming van de spectra verkregen voor de standaard die de verbinding in de NIST database. RT vertegenwoordigt retentietijd van chemische verbindingen (primair, secundair).

<tr height = "21">
Naam RT (s) Gelijkenis
Carbaminezuur, monoammoniumzout 234, 0,521 999
Carbaminezuur, monoammoniumzout 234, 0,653 981
trimethylamine 243, 0.540 922
Aceton 243, 0,648 927
dimethyl ether 243, 0.720 932
dimethylamine 252, 0,578 925
2-butanon 261, 0,684 933
Azijnzuur 261, 3,139 963
methaanthiol 306, 0.550 924
pyrazine 333, 1.157 949
pyridine 342, 1.063 950
cyclopentanon 378, 1.032 944
Pyrazine, methyl- 405, 1.217 954
Aceetamide, N-methyl 414, 4.850 887
2-cyclopenteen-1-on, 2-methyl- 504, 1.409 951
Pyrazine, 2,5-dimethyl- 513, 1,207 919
Pyrazine, 2,3-dimethyl- 522, 1,265 905
2,5-pyrrolidinedion, 1-methyl- 801, 4,178 955
Chinuclidine-3-ol 828, 2.750 680
2,5-pyrrolidinedion, 1-ethyl- 873, 3.058 889
2-piperidinon 954, 5,474 954
caprolactam 963, 2,458 746
N - [2-hydroxyethyl] succinimide 1089, 2,429 857
N - [2-hydroxyethyl] succinimide 1.260, 2.278 814
1-Fenethyl-pyrrolidine-2,4-dion 1791, 3,742 788
5,10-diethoxy-2,3,7,8-tetrahydro-1H, 6H-dipyrrolo [1,2-a, 1 ', 2'-d] pyrazine 2016 4,608 787

Tabel 3: Similarity waarden en de retentietijd van chemische verbindingen die in HTL algenwater middels kolom combinatie van niet-polaire5; polaire. De verbindingen werden geïdentificeerd met de NIST 2008 bibliotheek. De omvang van de overeenkomst waarden 0-999. Hogere gelijkenis corresponderen met een betere afstemming van de spectra verkregen voor het monster dat de verbinding in de NIST database. RT vertegenwoordigt retentietijd van chemische verbindingen (primair, secundair).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Resultaten illustreren duidelijk het vermogen van de kolom combinatie van polaire x apolaire tot polaire verbindingen en licht vluchtige stoffen aanwezig in de waterige fractie algen bio-ruwe zonder voorafgaande monstervoorbereidingstechnieken lossen. Drastische piek tailing werd waargenomen voor organische zuren en N-verbindingen tijdens het gebruik van de niet-polaire × combinatie polaire kolom. Deze piek tailing werd niet waargenomen voor de vroege eluerende licht organische stoffen. Dit gedrag is reproduceerbaar is geweest bij de controle van het instrument vrij is van lekkages (het vacuüm in TOF-MS was lager dan 2,7 × 10 -5 Pa voor GC draaggas debiet van 1,5 ml min -1). Men zou verwachten dat als er een probleem met dode volume in de pers strakke connector of was koud jet stroomsnelheid zou buitensporig dat het gedrag in het chromatogram worden waargenomen. Echter, zelfs laat eluerende verbindingen (niet vermeld op de figuur) niet staart. Daarom concluderen we dat dit het gevolg van de aquelende injecteren van een monster / kolom configuratie combinatie.

De splitsingsverhouding is het volume van het monster het invoeren van de kolom ten opzichte van de verloren aan de splitsing stroom bedrag. Hoe hoger de splitsingsverhouding hoe kleiner de hoeveelheid monster op de kolom geïntroduceerd. Over het algemeen levert dit efficiënter pieken die piekcapaciteit zou verbeteren. Het bepalen van de juiste split ratio voor monsters kunnen problemen uit kolom overbelasting (split-ratio te laag) of problemen met de verbinding detectie (split-verhouding te hoog) te voorkomen. Daarom is een splitsingsverhouding van 1: 250 werd gebruikt in de GC × GC-TOF-MS gegevensverzameling van de beide kolomcombinaties om beladingskolom voorkomen en ook om pieken te verbeteren.

Overeenkomstwaarden chemische verbindingen die in het bereik van 850-999. Dit geeft aan dat chemische verbindingen geïdentificeerd met meer dan 85% vertrouwen. Dit werd bereikt door het gebruik van een MS overname snelheid van 400 spectra / seconde in GC × GC211, TOF-MS data-acquisitie methoden. Een spectra 400 / seconde opnamesnelheid verbetert de signaal-ruisverhouding van de pieken waarvan de overeenkomstwaarden geïdentificeerde chemische stoffen 17 toeneemt. Hogere gelijkenis waarden stellen ons in staat om chemische stoffen te identificeren met een hoog vertrouwen. Echter, deze hoge MS overname rate resulteert in een lange data-analyse tijd. Daarom wordt aanbevolen een 200 spectra / sec MS acquisitiesnelheid gebruikt voor het kwantificeren van deze monsters waarvan de gegevens analysetijd afneemt.

De GC × GC-TOF-MS data acquisitie methode ontwikkeld voor het karakteriseren waterige algen bio-ongezuiverde met polaire × apolaire kan verder worden verbeterd door de lengte van de secundaire kolom. Door het verlengen van de secundaire kolom, kan de resolutie worden verbeterd in de tweede dimensie die de scheiding van isomeren aanwezig in het monster mogelijk maakt 16,17. Piekvermogen kan verder worden verbeterd met toenamede lengte van de secundaire kolom. HTL algen wateren gekenmerkt in dit document zijn verdund 11 (bevatten ongeveer 3 totaal gew% van koolstof) en kan een langere secundaire kolom niet nodig. Dit kan echter aanbeveling nuttig bij van complexe en geconcentreerde waterige monsters.

Aangezien de maximale programmeerbare temperatuur van de polaire kolom 260 ° C, kan deze methode niet elueert hoog kookpunt chemische verbindingen zoals langketenige vetzuren, monoglyceriden, diglyceriden, triglyceriden en oligomeren van aminozuren en suikers 16. Monsters die deze verbindingen bevatten, bij analyse, kan de GC injector en kolommen verontreinigen. Verontreiniging van GC injector en kolommen leidt tot staart of verandering in de retentietijd van chemische verbindingen, en hoge of lage ruis signaal-ruisverhouding van de detector MS wat ongewenst voor zowel kwalitatieve als kwantitatieve karakterisering zijn piek. Wanneer dus utilizing deze kolom combinatie voor het analyseren van waterige monsters met hoog kookpunt chemische verbindingen analisten moeten passende kwaliteitscontrole methoden gebruiken.

De chemische verbindingen die in de waterfractie algen bio-ruwe olie hebben een breed toepassingsgebied. Pyridine, pyrazine en alkylderivaten daarvan zijn chemische tussenproducten voor de bereiding van landbouwchemicaliën, geneesmiddelen 36,37 en worden veel gebruikt als oplosmiddelen bij homogene katalyse 38,39. Ook derivaten van succinimide ook een breed scala aan toepassingen, waaronder polymere tussenproducten, detergentia 40, klinische geneesmiddelen 41,42, brandstofadditieven en smeerolietoevoegsels 40. De organische zuren die in HTL algen water kan worden gebruikt als grondstof in katalytische processen ketonen of esters te produceren voor eenvoudige scheiding van de waterfase 43.

De GC × GC-TOF-MS methode ontwikkeld vooe kolom combinatie van polaire × apolaire in dit document kan ook worden gebruikt om watermonster analyseren vanuit biologisch proces, voedselverwerkende industrie, en milieu-afval. Onderzoekers gebruikten deze combinatie column voor de karakterisering van de biologische monsters 44-47. Het is gemeld dat deze combinatie kolom beste effectieve scheiding van verschillende klassen koolwaterstoffen, - alifatische, aromatische, alkylbenzeen en binucleaire aromatische 44-46. Daarom zal het gebruik van een polair scheiding voor de eerste dimensie van de scheiding en apolaire de tweede dimensie scheiding zouden geschikte kolom configuraties voor karakterisering van zowel waterige als organische fractie van biologisch geproduceerde ruwe hydrothermische vloeibaar maken van biomassa.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Acknowledgments

Dit handschrift is geschreven door Battelle Memorial Institute onder Contract No. DE-AC05-76RL01830 met het Amerikaanse ministerie van Energie. De Amerikaanse regering behoudt en de uitgever, door het artikel voor publicatie te aanvaarden, erkent dat de Amerikaanse overheid behoudt een niet-exclusieve, volledig betaalde, onherroepelijke, wereldwijde licentie aan anderen openbaar maken of verveelvoudigen de gepubliceerde vorm van dit manuscript, of laten doen dus, voor de Amerikaanse overheid doeleinden.

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 Bio-ruw bio-olie bio-brandstof waterige product hydrothermale liquefactie microalgen biomassa aquatische biomassa GC × GC - TOF-MS katalytische snelle pyrolyse pyridine pyrazine organische zuren succinimide .
Kwalitatieve Karakterisering van de waterfractie van hydrothermale liquefactie van algen gebruiken 2D gaschromatografie met Time-of-flight massaspectrometrie
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