Waiting
Login processing...

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

Environment

Kemisk analyse af vand-indkvarteret Brøkdele af Crude olieudslip Brug TIMS-FT-ICR MS

Published: March 3, 2017 doi: 10.3791/55352

Summary

Den lavenergi vand-indkvarteret fraktion (LEWAF) af råolie er en udfordrende system til at analysere, fordi over tid, dette kompleks blanding undergår kemiske omdannelser. Denne protokol illustrerer fremgangsmåder til fremstilling af LEWAF prøven og til at udføre foto-bestråling og kemisk analyse ved fanget ionmobilitetsspektronomi-FT-ICR MS.

Abstract

Flere kemiske processer styre, hvor råolie er indarbejdet i havvand og også de kemiske reaktioner, der opstår overtid. Studere dette system kræver omhyggelig forberedelse af prøven for nøjagtigt kopiere den naturlige dannelse af vand-indkvarteret fraktion, der forekommer i naturen. Lavenergi-vand-indkvarteret fraktioner (LEWAF) er omhyggeligt fremstillet ved at blande råolie og vand ved et sæt forhold. Emhætte flaskerne derefter bestråles, og på sæt tidspunkter, vandet samplet og ekstraheres ved hjælp af standard teknikker. En anden udfordring er den repræsentative karakterisering af prøven, som skal tage hensyn til de kemiske forandringer, der sker over tid. En målrettet analyse af den aromatiske del af den LEWAF kan udføres under anvendelse af en atmosfærisk-tryk laser ionisering kilde koblet til en specialbygget fanget ionmobilitetsspektronomi-Fouriertransformation-ion-cyklotron-resonans massespektrometer (TIMS-FT-ICR MS). Den TIMS-FT-ICR MS analyse giver høj opløsning ion mobilitet og ultrahøj opløsning MS-analyse, hvilket yderligere gør det muligt at identificere isomere komponenter ved deres sammenstød tværsnit (CCS) og kemiske formel. Resultater viser, at som blandingen olie-vand udsættes for lys, der er betydelig foto-solubilisering af overfladen olie i vandet. Over tid, den kemiske omdannelse af de solubiliserede molekyler finder sted, med et fald i antallet af identifikationer af nitrogen- og svovlholdige arter til fordel for dem med en større iltindhold end der typisk observeres i basisolien.

Introduction

Der er mange kilder til miljømæssig eksponering for råolie, både fra naturlige årsager og fra menneskeskabte eksponering. Ved udledning til miljøet, især i havet, kan råolien undergå partitionering, med dannelsen af ​​en oliepøl på overfladen, et tab af flygtige stoffer til atmosfæren, og sedimentation. Imidlertid lavenergi blanding af dårligt opløselige olie og vandet sker, og denne blanding, som ikke klassisk solubiliseret, danner, hvad der betegnes som den lavenergi- vand-rummes fraktion (LEWAF). Solubiliseringen af ​​oliekomponenter i vandet typisk forstærket under eksponering af olie-vand-grænsefladen for solstråling. Dette foto-opløsning af råolien i havet kan undergå betydelige kemiske ændringer på grund af denne udsættelse for solstråling og / eller på grund af enzymatisk nedbrydning 1, 2. Forståelsen af ​​disse kemiske ændringer og hvordan de opstår i overværelse af bulk matrix (dvs. den rå olie) er fundamental for at afbøde virkningerne denne eksponering har på miljøet.

Tidligere undersøgelser har vist, at råolie undergår iltning, især de polycykliske aromatiske kulbrinter (PAH'er), som repræsenterer en meget giftig forureningskilde, der skader organismer, gennemgår bioakkumulering, og er bioaktive 3, 5, 6. Forståelse produkterne af de forskellige iltnings- processer er udfordrende, fordi de forekommer kun i nærværelse af bulk matrix. Derfor kan en enkelt, standard analyse ikke være repræsentative for de ændringer, der forekommer i naturen. Forberedelsen af ​​LEWAF skal kopiere de naturlige processer, der finder sted i en miljømæssig omgivelser. Af særlig interesse er iltningen af ​​PAH'er, der opstår på grund af solstråling.

t "> Den anden udfordring i studiet af vand-rummes fraktion er den molekylære identifikation af de forskellige kemiske bestanddele i prøven. På grund af kompleksiteten af ​​prøven, der skyldes dets høje masse og graden af ​​oxygen, iltningen produkter er typisk uegnet til den traditionelle analyse ved gaschromatografi kombineret med MS-analyse 7, 8. En alternativ fremgangsmåde er at karakterisere ændringerne i den kemiske formel af prøven ved anvendelse af ultra-høj masse løsnings MS-teknikker (f.eks FT-ICR MS ). Ved at koble TIMS til FT-ICR MS, foruden den isobarisk adskillelse i MS domæne, den ionmobilitetsspektronomi (IMS) dimension giver separation og karakteristiske informationer for de forskellige isomerer til stede i prøven 9, 10, 11. Kombineret med et atmosfærisk tryk laserionisering (APLI) kilde, kan analysen være selektiv med de konjugerede molekyler, der findes i prøven, så de ændringer, de PAH'er undergår at være præcist karakteriseret 12, 13.

I dette arbejde beskriver vi en protokol til forberedelse af LEWAFs udsat for foto-bestråling for at studere de forandringsprocesser i oliekomponenter. Vi illustrerer også de forandringer, der sker på foto-bestråling, samt proceduren for prøveudtagning. Vi vil også præsentere brugen af ​​APLI med TIMS kombineret med FT-ICR MS at karakterisere de PAH'er i LEWAF som en funktion af udsættelse for lys.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Forberedelse af Lavenergi-Vand-indkvarteret Brøker (LEWAF)

  1. Ren 2-L emhætte flasker ved at skylle flasker med methylenchlorid for at fjerne eventuelle potentielle kontaminanter.
  2. Fyld flasker med 50 ml methylenchlorid, lukke dem, og agitere for 30 s. Dræn dem i passende affaldsbeholder. Gentag for i alt tre vaske.
  3. Brug en emhætte flaske til at bestråle eksponering og den anden flaske som en kontrolprøve (udføre duplikerede sæt af hver, hvis muligt).
  4. Forbered kunstigt havvand ved blanding 35 g saltblanding havet hvert 1. I vand anvendt til en endelig salinitet på 33 dele pr tusinde. Opløsningen filtreres under ringe eller ingen negativt tryk for at forhindre tab af flygtige forbindelser under anvendelse et filtreringsapparat udstyret med en porestørrelse filter på 0,45 pm eller mindre.
  5. Fyld emhætte flasker med den kunstige havvand, efterlader ~ 20%, eller 400 ml af headspace. Tilsæt råolie til forud afmålt havvand under anvendelse af en gastæt sprøjte ved en nominel koncentration på 1 g olie / L.
    BEMÆRK: Mere viskose olier skal leveres efter vægt.
  6. Efter tilsætningen af ​​olien, bland opløsningerne i 24 timer i mørke (eller ved at dække aspiratoren flasker med aluminiumfolie) med en omrøring plade drives ved lav hastighed uden frembringelse af en hvirvel (ca. 100 rpm) for at give alle de vandopløselige komponenter går i opløsning og for at undgå optagelse af partikelformet olie.

2. LEWAF Foto-bestråling, Prøvetagning og håndtering

  1. Forbered to sæt flasker til hvert foto-bestråling eksperiment.
  2. Dæk et sæt emhætte flasker med aluminiumsfolie; dette vil være den mørke kontrol.
  3. Placer aspiratoren flasker i et temperaturkontrolleret vandbad indstillet til at holde aspiratoren flasker ved en temperatur på 25 ° C inde i sol strålerøret udstyret with en 1.500-W xenon bue lampe ved en lysintensitet på 765 W / m2.
  4. Bestråle prøverne kontinuerligt for den ønskede (dette eksperiment varede 115 h); der er ingen maksimal tid.
  5. Efter faste tidspunkter, (15, 24, 48 og 115 timer i dette forsøg) indsamle 150 ml vand fra bunden af ​​glasset aspirator ved uncorking aspiratoren flaske og åbning af drænventilen.
  6. Udnytte en skilletragt udføre en væske-væske-ekstraktion med methylenchlorid ved tilsætning af 50 ml portioner af methylenchlorid, omrystning i 2 min regelmæssigt udluftning tragten for at undgå proppen fra blæser væk.
  7. Når faserne er adskilt, og fjern det nederste organiske fase ved at fjerne proppen fra tragten og langsomt åbne aftapningsventilen. Dræne prøven i en fladbundet kolbe udstyret med en tragt fyldt med 100 g Na 2 SO 4. Skyl tragt med yderligere methylenchlorid Udfør ekstraktionen 3 gange for at i stigendee udvinding effektivitet.
    BEMÆRK: Flere ekstraktioner udføres for at øge ekstraktionseffektiviteten af ​​proceduren.
  8. Fjern tragten, tilføje en Snyder kolonne og placere den flade bund kolbe i et varmt vandbad indstillet på 58 ° C. Der inddampes til 15 ml prøve tilbage.
  9. Overfør prøven i en koncentrering rør og tør prøverne under anvendelse af en forsigtig strøm af nitrogen omhyggelig med at undgå tab af prøven ved oversprøjtning.

3. Forberedelse af analyseprøven

BEMÆRK: Prøve forberedelse til analyse er nøglen, og skal være omhyggelig med at undgå indførelse af fremmede forureninger, navnlig gennem brug af plast, hvilket vil forårsage udvaskning i prøven.

  1. Der fremstilles en blanding af 1: 1 v: v methanol: toluen anvender LC-MS optima-grade opløsningsmidler.
  2. Ved hjælp af en volumetrisk mikropipette, tilføje opløsningsmiddel til hætteglas og derefter tilføje prøverne i et forhold på 1: 100,først ved at tilsætte 990 pi opløsningsmiddel og derefter ved at tilsætte 10 pi af prøven.
    BEMÆRK: Glas mikropipetter anvendes med henblik undgå udvaskning på grund af methylenchlorid eller toluen.
  3. Valgfrit: Brug tuning mix at kalibrere ion mobilitet.
    BEMÆRK: En API kilde vil ofte udvaskes, hvis det regelmæssigt bliver brugt som en kalibrering standard. Hvis kalibreringen ioner ikke er til stede i spektrene, så en blanding kan fremstilles ved at tilsætte nogle af standardopløsningen til prøven ved en 1: 1.000 fortynding.

4. Fourier Transform-Ion Cyklotron Resonans massespektrometri (FT-ICR MS) Analyse

  1. Indstil instrumentet til "Operate" mode ved at klikke på knappen betjene.
  2. Læg prøven i en prøve sprøjte.
  3. Under fanen API kilde, indstille infusionshastigheden på 200 uL / ​​h sats.
  4. Indstil nebulizer tryk til 1 bar og fordamperen temperaturen til 300 ° C.
  5. Sæt tør gas sats på 1,2L / min, og temperaturen til 220 ° C.
    BEMÆRK: Denne procedure gælder for både Appi og APCI.
  6. Indstil instrumentet til "Tune" mode ved at klikke på knappen melodi. Et spektrum skal vises på skærmen.
    BEMÆRK: Om nødvendigt, kan instrumentet optimeres for at forbedre ion transmission og detektion i m / z vifte af analytterne ved at ændre de instrumentale parametre såsom spændinger, RF frekvenser og amplituder. Bemærk, at massespektrometret vil skulle rekalibreres.
  7. Stop "Tune" mode ved at klikke på stopknappen.
  8. Indstil antallet af scanninger til gennemsnit, typisk mellem 20-200 scanninger pr massespektrum, og tryk på knappen erhvervelse at erhverve en masse spektrum.
    BEMÆRK: Gennemsnitsberegnings flere spektre forbedrer det samlede signal-til-støj-forhold ved at reducere støj og øge signalet for lav overflod arter 14.

5. Trapped Ion Mobility spectrometry (TIMS) Analyse

  1. Aktiver "Chromatography" mode på FT-ICR erhvervelse program.
  2. Aktiver "TIMS" mode ved at dreje kontakten på eksterne breaker til TIMS.
    BEMÆRK: De spændinger, der bruges i TIMS styres eksternt fra instrumentet. En anden software vil styre indgangen tragt af instrumentet at udføre IMS analyse.
  3. Tænd for supplerende skrub pumpen og ved hjælp af styreventilen af ​​TIMS, justere indløbs- og ud- tryk til ønskede områder (i dette eksperiment, P1 blev indstillet til 2,8 mbar og P2 til 1,4 mbar).
    BEMÆRK: ekstern pumpe skal være tændt et par timer før analyse for at sikre, at pumpen er varm, og at resultater ensartet under IMS analyse, da ændringer i gashastighed vil forårsage fejl i spektrene.
  4. Først identificere spændingsområde, der er nødvendig for at udføre IMS analyse; dette gøres med en hurtig, overfladisk søgning over et bredt spændingsområde (250 V) ved enlav IMS opløsning (1 V / ramme).
  5. Hvis spændingerne anvendte er tilstrækkelige til at analysere hele spektret, derefter gentage eksperimentet, justere TIMS til højere opløsning analyse. For at gøre dette, mindske V / ramme til 0,1 V og ændre antallet af frames til at omfatte alle de AV rampen.
    BEMÆRK: Brugeren kan være nødvendigt at optimere antallet af Tims eksperimenter, der akkumuleret i kollisionen celle forud for FT-ICR MS-analyse.

6. Data Analysis

  1. Åbn MS-data i en dataanalyse software.
  2. Indstil peak-picking kriterier for udvælgelse af de ovenfor 6 signal-til-støj og bruge "Find Peaks" funktion.
    BEMÆRK: Det resulterende spektrum er internt rekalibreres hjælp standarder stede i opløsningen. Dette bruges til at identificere kemiske serie og derefter rekalibreres igen for at forbedre nøjagtigheden for bredspektret elementært opgave.
  3. Udfør elementært opgave ved anvendelse af en formel tildelement værktøj eller software.
    BEMÆRK: Formel grænser for C 1-100 H 1-100 N 0-2 O 0-7 S 0-2, lige og ulige elektron konfigurationer, er tilladt, og en masse tolerance på 0,5 ppm M + og [M + H] + ioner formularer
  4. Importer IMS-MS-data til en dataanalyse software og generere en gennemsnitlig masse spektrum for hele analytiske rækkevidde.
  5. Vælg toppe over 6 signal-støj. Brug af serien, der blev identificeret i ultrahøj opløsning MS-analyse, internt kalibrere spektret
  6. Ved hjælp af formlen identifikationer fra FT-ICR MS-analyse, generere en liste over alle de mål m / z, og gemme det som "Flist.txt" i data mappen. Denne liste vil blive brugt i det første trin af databehandling
  7. Belastning og køre forudsat script for at udtrække en ekstraheret ion kromatogram (EIC) for hver target m / z på listen.
  8. Rediger python script til input filen direktøry, start spænding, trin størrelse, og antallet af skridt i den target-analyse 11.
  9. Kør IMS deconvolution script.
    BEMÆRK: Dette åbner hver EIC og identificere toppene af iterativ Gaussisk montering. Resultaterne vil blive udsendt i Excel-filformat 13.
    BEMÆRK: Efter montering, er toppe under en vis kriterium udelukket, typisk baseret på højde, bredde og areal af toppen (toppe under en vis bredde er typisk udelukket fra analysen på grund af tilfældige støj pigge).
  10. Ved hjælp af tuning toppe, kalibrere ion mobilitet fra spænding til mobilitet for ionerne 11. Dette kan omdannes til en kollision tværsnit ved hjælp af Mason-Schamp ligning.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

LEWAF analyse ved TIMS-FT-ICR MS resulterer i et todimensionalt spektrum baseret på m / z og TIMS trapping spænding. Hver af prøverne, taget på forskellige tidspunkter, kan derfor karakteriseres baseret på skiftende kemiske sammensætning, som anført af fordelingen af kemiske formler og det isomere bidrag identificeret af IMS (se figur 1). Typisk kan m / z information anvendes til at tildele elementært formler til de analyserede toppe. Brugen af APLI muliggør analysen af molekyler med aromatiske og dobbeltbindinger med større følsomhed 15, ioniserende en bred vifte af molekylære klasser (f.eks, HC, O 1-4, NO 0-4, og SO 0-4) 13. Denne information er organiseret i plots, som viser fordelingen af ​​punkter som en funktion af heteroatomet indhold i formlen, carbonatomer, og DBE med formlen. Dette tillader ændringer i den kemiske formel, der skal observeres som forskelle, som en funktion af carbon nummer og det antal ring og dobbeltbindinger i molekylet (se figur 2).

To-dimensionelle karakterisering af prøverne tillader prøver, der skal karakteriseres ved m / z, ion formel, og kollisionsdæmper tværsnit for hvert molekyle. Dette er illustreret som en afbildning af kulstof nummer versus mobilitet, hvor der i farveskalaen kan DBE af molekylet være repræsenteret. Dette giver mulighed for en korrelation af molekylstørrelse for specifikke kemiske familier (de samme heteroatomer og DBE, se figur 3). CCS oplysninger giver mulighed for analyse af den isomere indhold, der viser ændringer mellem analyser, og give oplysninger om mulige strukturer for molekylet.

tp_upload / 55352 / 55352fig1.jpg "/>
Figur 1. 2D-TIMS-FT-ICR MS af LEWAFs. Dette repræsenterer den typiske 2D spektrum erhvervet fra den TIMS-FT-ICR MS for opsamlet efter 24 timer fraktion. Bemærk hvordan en enkelt tendens observeres i dataene; signalet i disse data kommer fra højaromatiske kemiske strukturer, som er meget komprimeret. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 2
Figur 2. DBE versus carbontal. En typisk plot viser fordelingen af opgaver for seks forskellige kemiske klasser (HC, N, O, O 2, O 3, og OS). X-aksen er antallet af carbonatomer i strukturen, og y-aksen er den dobbeltbinding ækvivalens, der er beskrevet af52 / eq1.jpg "/>. Farven for hver prik er loggen af intensiteten. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3. Mobilitet versus carbontal. Dette plot viser ændringen i inverse mobilitet, som er lineær med størrelse, og carbonantallet plots, hvor farveskalaen er DBE. De samme seks heteroatom klasser er vist individuelt (HC, N, O, O 2, O 3, og OS). Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiske trin i protokollen

Den kemiske kompleksitet LEWAFs kræver præcis forberedelse, for at laboratorieforsøg til præcist afspejler, hvad der forekommer naturligt. En gyldig vurdering af data afhænger af tre kriterier: minimere indførelsen af artefakter i hele prøve håndtering (f.eks, forberedelse af LEWAF, prøvetagning, ekstraktioner, og forberedelse af prøven til analyse), validering af forsøgsprotokollen (dvs. ved hjælp af mørke kontrol til foto-bestråling eksperiment), og validering af instrumentets ydeevne (dvs. validering MS og IMS resultater gennem brug af standarder).

Databehandling og fortolkning kan også være en udfordring. Den første udfordring er tildelingen af ​​molekylære formler til de observerede toppe. Dette kræver høj masse nøjagtighed for at undgå den potentielle forkert tildeling af dataene. IMS fortolkning erogså kompleks og kræver validering. Det nuværende system karakteriserer de data som en serie af Gaussian toppe inden for 5% afvigelse af den eksperimentelle spektrum, og data er derefter filtreres for at fjerne toppe, der ikke opfylder kriterierne for Toppens bredde, areal, og signal-til-støj-forhold.

Ændringer og fejlfinding

Det fremstillede LEWAF kan anvendes til en række forskellige eksperimenter og analytiske teknikker, der udforsker potentialet for fotooxidation, mikrobiel nedbrydning, eller en kombination af begge. Disse kan derefter evalueres på forskellige kriterier, såsom den resulterende toksicitet, satsen for indtaget i en organisme, og den molekylære karakterisering, for at forsøge at identificere nye molekylære signaturer for den forringede olie.

En anden udfordring kan være lavere følsomhed, når du udfører høj IMS-opløsning analyse; dette kan løses ved at øge antallet af forekomster i kollisionscellen, increasing det samlede signal-til-støj-forhold af prøven. En alternativ løsning er at reducere trykforskellen ved indgangen og afgangen fra TIMS analysator, typisk stigende sensitivitet.

Begrænsninger af denne teknik

TIMS-FT-ICR MS kan anvendes i LEWAF molekylvægt regionen (m / z = 100-900). ionisering kilde (APLI), kan dog begrænse den type molekylære ioner, der kan indføres til TIMS-FT-ICR MS. Derfor skal tilrettelægges for at tage hensyn til målet af interesse, den molekylære klasse ionisering trin. Denne særlige eksperiment fokuserer på de aromatiske produkter af iltning. Andre ionisering kilder, såsom elektrospray ionisering, atmosfærisk tryk foto-ionisering, atmosfærisk tryk kemisk ionisering, eller laser desorption ionisering, kan anvendes til at målrette komplementære molekylære klasser i LEWAF. På grund af den tidsplan for TIMS-FT-ICR MS-analyse, online Chromatoqraphic separation er ikke mulig; imidlertid offline fraktioneringstrin strategier er mulige.

Betydningen af ​​denne teknik med hensyn til alternative metoder

Anvendelsen af ​​APLI-TIMS-FT-ICR MS muliggør karakteriseringen af ​​heteroatom-PAH'er, vurdering af kemikaliet distribution samt den isomere bidrag af molekylerne. Typisk er dette blevet begrænset til PAH'er og ingen af ​​deres nedbrydningsprodukter. Men typiske resultater viser, at over tid, der er væsentlige ændringer i fordelingen af ​​molekyler, med rene kulbrinter reduceres over tid, mens der observeres et større antal iltet molekyler. Derfor kan den traditionelle PAH-analyse utilstrækkeligt karakterisere prøven. I modsætning til andre kromatografiske metoder, er der ingen begrænsning i molekylstørrelse skyldes krav flygtighed, såsom GC. Også den IMS målingen giver karakteristiske oplysninger om molekyler struktur, som er universelt til forskelLC metoder.

Yderligere anvendelser af denne teknik

Denne teknik er ikke begrænset til studiet af LEWAFs, og det kan også anvendes på ikke-målrettede analyse af komplekse blandinger, især dem med høje isobare interferenser, der kræver ultrahøj masse opløsning og dem med isomere interferenser, der skal løses. Dette kan anvendes på miljøprøver, både målrettet analyse af forureninger og den bredspektrede analyse af opløst organisk stof, olie, og endda biologisk materiale.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer nogen konkurrerende finansielle interesser.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af National Institute of Health (Grant nr R00GM106414 til FFL). Vi vil gerne anerkende Advanced massespektrometri Facility af Florida International University for deres støtte.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Reagents
methylene chloride, Optima Fisher Scientific DS-151-4 Used as received
methanol, Optima LC/MS Fisher Scientific A456-4 Used as received
toluene, Optima Fisher Scientific T291-4 Used as received
Na2SO4, Granular, Anhydrous Fisher Scientific S415-212 Combusted at 450 °C/Stored at 105 °C
Crude oil Various sources
Instant Ocean® Aquarium Systems SS1200 33 ppt salinity with 0.45 μm pore filtration
Name  Company Catalog Number Comments
Equipment
Suntext XLS+ Atlas Chicalo Ill, USA 1,500 W xeon arc lamp, light intensity of 765 W/m2
Atmospheric Pressure Laser Ionization Bruker Daltonics Inc, MA Note a 266 nm laser is used
TIMS-FT-ICR MS Instrument Bruker Daltonics Inc, MA The set up we had consisted of a 7 T magnet with an infinity cell
Name  Company Catalog Number Comments
Software
DataAnalysis 4.2 Bruker Daltonics Inc, MA
Python 2.7 Requires Numpy, Scipy, Pandas, glob, oct2py, and os
Octave 4.0

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. King, S. M., Leaf, P. A., Olson, A. C., Ray, P. Z., Tarr, M. A. Photolytic and photocatalytic degradation of surface oil from the Deepwater Horizon spill. Chemosphere. 95 (0), 415-422 (2014).
  2. Ray, P. Z., Chen, H., Podgorski, D. C., McKenna, A. M., Tarr, M. A. Sunlight creates oxygenated species in water-soluble fractions of Deepwater Horizon oil. J Hazard Mater. 280 (0), 636-643 (2014).
  3. Duesterloh, S., Short, J. W., Barron, M. G. Photoenhanced toxicity of weathered Alaska North Slope crude oil to the calanoid copepods Calanus marshallae and Metridia okhotensis. Environ Sci Technol. 36 (18), 3953-3959 (2002).
  4. Duxbury, C. L., Dixon, D. G., Greenberg, B. M. Effects of simulated solar radiation on the bioaccumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons by the duckweed Lemna gibba. Environmental Toxicology and Chemistry. 16 (8), 1739-1748 (1997).
  5. Faksness, L. G., Altin, D., Nordtug, T., Daling, P. S., Hansen, B. H. Chemical comparison and acute toxicity of water accommodated fraction (WAF) of source and field collected Macondo oils from the Deepwater Horizon spill. Mar Pollut Bull. 91 (1), 222-229 (2015).
  6. Wang, J., et al. Biodegradation of dispersed Macondo crude oil by indigenous Gulf of Mexico microbial communities. Science of The Total Environment. 557-558, 453-468 (2016).
  7. McKenna, A. M., et al. Expansion of the analytical window for oil spill characterization by ultrahigh resolution mass spectrometry: beyond gas chromatography. Environ Sci Technol. 47 (13), 7530-7539 (2013).
  8. Fernandez-Lima, F. A., et al. Petroleum crude oil characterization by IMS-MS and FTICR MS. Anal Chem. 81 (24), 9941-9947 (2009).
  9. Benigni, P., Marin, R., Fernandez-Lima, F. Towards unsupervised polyaromatic hydrocarbons structural assignment from SA-TIMS-FTMS data. Int J Ion Mobil Spectrom. 18 (3), 151-157 (2015).
  10. Benigni, P., Thompson, C. J., Ridgeway, M. E., Park, M. A., Fernandez-Lima, F. Targeted high-resolution ion mobility separation coupled to ultrahigh-resolution mass spectrometry of endocrine disruptors in complex mixtures. Anal Chem. 87 (8), 4321-4325 (2015).
  11. Benigni, P., Fernandez-Lima, F. Oversampling Selective Accumulation Trapped Ion Mobility Spectrometry coupled to FT-ICR MS: Fundamentals and Applications. Analytical Chemistry. , (2016).
  12. Castellanos, A., et al. Fast Screening of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons using Trapped Ion Mobility Spectrometry Mass Spectrometry. Anal Methods. 6 (23), 9328-9332 (2014).
  13. Benigni, P., DeBord, J. D., Thompson, C. J., Gardinali, P., Fernandez-Lima, F. Increasing Polyaromatic Hydrocarbon (PAH) Molecular Coverage during Fossil Oil Analysis by Combining Gas Chromatography and Atmospheric-Pressure Laser Ionization Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FT-ICR MS). Energy & Fuels. 30 (1), 196-203 (2016).
  14. Qi, Y., et al. Absorption-Mode Fourier Transform Mass Spectrometry: the Effects of Apodization and Phasing on Modified Protein Spectra. Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 24 (6), 828-834 (2013).
  15. Lababidi, S., Schrader, W. Online normal-phase high-performance liquid chromatography/Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry: Effects of different ionization methods on the characterization of highly complex crude oil mixtures. Rapid Communications in Mass Spectrometry. 28 (12), 1345-1352 (2014).

Tags

Environmental Sciences råolie råolie iltning i havet vand indkvarteret fraktioner fanget ionmobilitetsspektronomi FT-ICR MS foto-bestråling
Kemisk analyse af vand-indkvarteret Brøkdele af Crude olieudslip Brug TIMS-FT-ICR MS
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Benigni, P., Marin, R., Sandoval,More

Benigni, P., Marin, R., Sandoval, K., Gardinali, P., Fernandez-Lima, F. Chemical Analysis of Water-accommodated Fractions of Crude Oil Spills Using TIMS-FT-ICR MS. J. Vis. Exp. (121), e55352, doi:10.3791/55352 (2017).

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