Summary
कच्चे तेल की कम ऊर्जा पानी समायोजित अंश (LEWAF) एक चुनौतीपूर्ण प्रणाली, विश्लेषण करने के लिए, क्योंकि समय के साथ, इस जटिल मिश्रण रासायनिक परिवर्तनों से गुजरता है। इस प्रोटोकॉल LEWAF नमूना तैयार करने के लिए और फंस आयन गतिशीलता स्पेक्ट्रोमेट्री-फुट आईसीआर एमएस द्वारा फोटो विकिरण और रासायनिक विश्लेषण के प्रदर्शन के लिए तरीकों को दिखाता है।
Abstract
कई रासायनिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित कैसे कच्चे तेल समुद्री पानी में रासायनिक प्रतिक्रियाओं है कि अतिरिक्त समय घटित शामिल है और यह भी जाता है। इस प्रणाली का अध्ययन आदेश में सही-पानी समायोजित अंश है कि प्रकृति में होता है की प्राकृतिक संरचना को दोहराने के लिए नमूना से सावधान तैयारी की आवश्यकता है। कम ऊर्जा पानी समायोजित भिन्न (LEWAF) ध्यान से एक सेट के अनुपात में कच्चे तेल और पानी के मिश्रण से तैयार किया जाता है। Aspirator बोतलें तो किरणित रहे हैं, और निर्धारित समय बिंदुओं पर, पानी जांचा और मानक तकनीक का उपयोग कर निकाला जाता है। एक दूसरी चुनौती नमूना है, जो ध्यान में रासायनिक परिवर्तन समय के साथ होती है कि रखना चाहिए की प्रतिनिधि लक्षण वर्णन है। LEWAF के खुशबूदार अंश के एक लक्षित विश्लेषण एक वायुमंडलीय दबाव लेजर आयनीकरण स्रोत एक कस्टम निर्मित फंस आयन गतिशीलता स्पेक्ट्रोमेट्री-फूरियर आयन साइक्लोट्रॉन प्रतिध्वनि मास स्पेक्ट्रोमीटर (TIMS फुट तक युग्मित का उपयोग किया जा सकता है-ICR एमएस)। TIMS-फुट आईसीआर एमएस विश्लेषण उच्च संकल्प आयन गतिशीलता और अति उच्च संकल्प एमएस विश्लेषण है, जो आगे उनकी टक्कर पार वर्गों (सीसीएस) और रासायनिक सूत्र द्वारा समाजिक घटकों की पहचान की अनुमति प्रदान करता है। परिणाम बताते हैं के रूप में तेल-पानी के मिश्रण प्रकाश के संपर्क में है, वहाँ है कि महत्वपूर्ण पानी में सतह तेल की तस्वीर-solubilization। समय के साथ, solubilized अणुओं की रासायनिक परिवर्तन की तुलना में आम तौर पर बेस तेल में मनाया गया एक बड़ा ऑक्सीजन सामग्री के साथ उन लोगों के पक्ष में नाइट्रोजन और सल्फर असर प्रजातियों की पहचान की संख्या में कमी के साथ जगह लेता है।
Introduction
दोनों प्राकृतिक कारणों से और मानवीय संपर्क से कच्चे तेल के लिए पर्यावरण जोखिम के कई स्रोतों कर रहे हैं। पर्यावरण के लिए रिहाई पर, विशेष रूप से समुद्र में, कच्चे तेल विभाजन की सतह पर एक तेल चालाक के गठन, वातावरण को अस्थिर घटकों की हानि, और अवसादन के साथ गुजरना कर सकते हैं। हालांकि, खराब घुलनशील तेल और पानी होती है, और इस मिश्रण है, जो प्रतिष्ठित solubilized नहीं है, कम ऊर्जा मिश्रण रूपों क्या कम ऊर्जा पानी समायोजित अंश (LEWAF) के रूप में जाना जाता है। पानी में तेल घटकों के solubilization आम तौर पर सौर विकिरण के तेल-पानी इंटरफेस के प्रदर्शन के दौरान बढ़ाया है। सागर में कच्चे तेल की यह तस्वीर-solubilization enzymatic गिरावट 1, 2 को सौर विकिरण के लिए और / या कारण इस प्रदर्शन के कारण महत्वपूर्ण रासायनिक परिवर्तन से गुजरना कर सकते हैं। इन रासायनिक परिवर्तन को समझना और कैसे वे थोक मैट्रिक्स (यानी, कच्चे तेल) की उपस्थिति में घटित प्रभाव इस जोखिम को कम करने के लिए पर्यावरण पर है मौलिक है।
पिछले अध्ययनों से पता चला है कि कच्चे तेल की ऑक्सीजन, विशेष रूप से पॉलीसाइक्लिक सुरभित हाइड्रोकार्बन (PAHS) है, जो संदूषण कि जीवों को हानि पहुँचाता है, से होकर गुजरती है जैव-संचय की एक बेहद जहरीला स्रोत का प्रतिनिधित्व से होकर गुजरती है, और बायोएक्टिव 3, 5, 6 है। अलग ऑक्सीजन प्रक्रियाओं के उत्पादों को समझना चुनौती दे रहा है, क्योंकि वे केवल थोक मैट्रिक्स की उपस्थिति में होते हैं। इसलिए, एक एकल, मानक विश्लेषण प्रकृति में होने वाली परिवर्तन के प्रतिनिधि नहीं हो सकता है। LEWAF की तैयारी प्राकृतिक प्रक्रियाओं है कि एक पर्यावरण की स्थापना में जगह ले दोहराने चाहिए। खास रुचि PAHs के ऑक्सीजन, जो सौर विकिरण की वजह से होता है।
टी "> पानी समायोजित अंश के अध्ययन में दूसरी चुनौती नमूना की जटिलता, इसकी उच्च द्रव्यमान और ऑक्सीजन की डिग्री की वजह के कारण नमूने में विभिन्न रासायनिक घटकों के आणविक पहचान है।, ऑक्सीजन उत्पादों रहे हैं आम तौर पर पारंपरिक विश्लेषण के लिए अनुपयुक्त गैस एमएस विश्लेषण 7, 8 के साथ संयुक्त क्रोमैटोग्राफी द्वारा किया जाता है। एक वैकल्पिक दृष्टिकोण अति उच्च सामूहिक संकल्प एमएस तकनीक (उपयोग जैसे, एफटी-आईसीआर एमएस द्वारा नमूना के रासायनिक सूत्र में परिवर्तन को चिह्नित करने के लिए है )। एफटी-आईसीआर एमएस करने के लिए TIMS युग्मन, एमएस डोमेन समदाब रेखीय जुदाई के अलावा करके, आयन गतिशीलता स्पेक्ट्रोमेट्री (आईएमएस) आयाम नमूना 9, 10, 11 में मौजूद विभिन्न isomers के लिए जुदाई और विशेषता जानकारी प्रदान करता है। एक वायुमंडलीय दबाव लेजर के साथ संयुक्तआयनीकरण (APLI) स्रोत, विश्लेषण के नमूने में पाया संयुग्मित अणुओं को चयनात्मक हो सकता है, की अनुमति परिवर्तन है कि PAHs होने की गुजरना सही 12 की विशेषता, 13।इस काम में, हम तेल घटकों के परिवर्तन की प्रक्रिया का अध्ययन करने के क्रम में तस्वीर-विकिरण के संपर्क में LEWAFs की तैयारी के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन है। हम यह भी परिवर्तन है कि तस्वीर विकिरण पर पाए जाते हैं, साथ ही नमूना निकासी के लिए प्रक्रिया को दर्शाते हैं। हम यह भी प्रकाश के लिए जोखिम के एक समारोह के रूप में LEWAF PAHs को चिह्नित करने के लिए फुट आईसीआर एमएस के साथ मिलकर TIMS साथ APLI के उपयोग को पेश करेंगे।
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Protocol
1. कम ऊर्जा जल समायोजित भागों की तैयारी (LEWAF)
- किसी भी संभावित दूषित पदार्थों को दूर करने के क्रम में क्लोराइड की बोतलों के साथ rinsing द्वारा स्वच्छ 2-एल Aspirator बोतलें।
- क्लोराइड के 50 एमएल के साथ बोतलों को भरने, उन्हें बंद, और 30 एस के लिए आंदोलन। उन्हें उचित अपशिष्ट कंटेनर में नाली। तीन washes के एक कुल के लिए दोहराएँ।
- विकिरण जोखिम और एक नियंत्रण नमूने के रूप में अन्य बोतल के लिए एक Aspirator बोतल का उपयोग करें (यदि संभव हो तो प्रत्येक की डुप्लीकेट सेट करते हैं)।
- प्रति 33 भागों प्रति हजार की अंतिम लवणता के लिए उपयोग किए गए पानी का 1 एल समुद्री नमक के मिश्रण की 35 ग्राम मिश्रण से कृत्रिम समुद्री जल को तैयार है। छोटी सी के तहत समाधान या एक निस्पंदन 0.45 माइक्रोन या छोटे के एक ताकना आकार फिल्टर से लैस उपकरण का उपयोग कर अस्थिर यौगिकों के नुकसान को रोकने के लिए कोई नकारात्मक दबाव फिल्टर।
- कृत्रिम समुद्री जल के साथ Aspirator बोतलों को भरने, headspace की, छोड़ने ~ 20%, या 400 एमएल। 1 ग्राम तेल / एल की एक मामूली एकाग्रता में एक गैस तंग सिरिंज का उपयोग premeasured समुद्री जल के लिए कच्चे तेल जोड़ें।
नोट: अधिक चिपचिपा तेल वजन द्वारा दिया जाना चाहिए। - तेल के अलावा के बाद, अंधेरे में (या एल्यूमीनियम पन्नी के साथ Aspirator बोतलों को कवर द्वारा) एक भंवर (लगभग 100 आरपीएम) की पीढ़ी के बिना एक भावप्रवण प्लेट कम गति से संचालित उपयोग के लिए अनुमति देने के लिए 24 घंटे के लिए समाधान मिश्रण सभी पानी में घुलनशील घटक समाधान में जाने के लिए और कण तेल के शामिल किए जाने से बचने के लिए।
2. LEWAF फोटो-विकिरण, नमूना संग्रह, और हैंडलिंग
- प्रत्येक तस्वीर विकिरण प्रयोग के लिए बोतलों के दो सेट तैयार करें।
- एल्यूमीनियम पन्नी के साथ Aspirator बोतलों में से एक सेट के कवर; इस अंधेरे नियंत्रण हो जाएगा।
- एक तापमान नियंत्रित पानी से स्नान सेट में खींचने की मशीन बोतलों की जगह सौर irradiator सुसज्जित वाई के अंदर 25 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर Aspirator बोतलें बनाए रखने के लिए765 डब्ल्यू / एम 2 के एक प्रकाश की तीव्रता में एक 1500-W क्सीनन चाप दीपक वें।
- वांछित समय के लिए लगातार नमूने चमकाना (इस प्रयोग चली 115 ज); कोई अधिकतम समय है।
- निर्धारित समय के बाद, (इस प्रयोग में 15, 24, 48, और 115 एच) खींचने की मशीन बोतल uncorking और नाली वाल्व खोलने के द्वारा कांच खींचने की मशीन के नीचे से पानी की 150 मिलीलीटर इकट्ठा।
- उपयोग एक जुदा कीप क्लोराइड के 50 एमएल aliquots जोड़ने, 2 मिनट के लिए नियमित रूप से कीप निकाल बंद उड़ाने से डाट से बचने के लिए नमूना झटकों से क्लोराइड के साथ एक तरल-तरल निष्कर्षण प्रदर्शन करते हैं।
- चरणों अलग करने के लिए, और कीप से डाट हटाने से नीचे जैविक चरण को हटाने और धीरे-धीरे नाली वाल्व खोलने की अनुमति दें। ना 2 अतः 4 की 100 ग्राम से भरा एक कीप के साथ सुसज्जित एक फ्लैट नीचे कुप्पी में नमूना नाली। अतिरिक्त क्लोराइड के साथ कीप कुल्ला बढ़ाने के क्रम में निष्कर्षण प्रदर्शन 3 गुनाई निकासी दक्षता।
नोट: एकाधिक एक्सट्रेक्शन आदेश प्रक्रिया की निकासी दक्षता बढ़ाने के लिए प्रदर्शन कर रहे हैं। - कीप निकालें, एक स्नाइडर स्तंभ जोड़ सकते हैं और एक गर्म पानी से स्नान 58 डिग्री सेल्सियस के लिए सेट में फ्लैट नीचे कुप्पी जगह है। लुप्त हो जाना जब तक नमूने के 15 एमएल बनी हुई है।
- एक ध्यान केंद्रित ट्यूब में नमूना हस्तांतरण और splashing द्वारा नमूना के नुकसान से बचने के लिए सावधान नाइट्रोजन की एक सौम्य धारा का उपयोग कर नमूने सूखी।
3. विश्लेषण के लिए नमूना की तैयारी
नोट: विश्लेषण के लिए नमूना तैयार की कुंजी है, और देखभाल, विदेशी प्रदूषणों से शुरूआत से बचने के लिए लिया जाना चाहिए, विशेष रूप से किसी भी प्लास्टिक, जो नमूना में leaching कारण होगा के उपयोग के माध्यम से।
- 1 वी: वी मेथनॉल: टोल्यूनि उपयोग नियंत्रण रेखा एमएस ऑप्टिमा ग्रेड सॉल्वैंट्स 1 का एक मिश्रण तैयार करें।
- एक सकारात्मक विस्थापन micropipette का प्रयोग, कांच की शीशियों को विलायक जोड़ने और फिर 1 के अनुपात में नमूने जोड़ें: 100,पहले विलायक के 990 μL जोड़कर और फिर नमूना के 10 μL जोड़कर।
नोट: कांच micropipettes क्लोराइड या टोल्यूनि के कारण क्रम में से बचने leeching में उपयोग किया जाता है। - वैकल्पिक: आयन गतिशीलता जांच करने के लिए ट्यूनिंग मिश्रण का प्रयोग करें।
नोट: एक एपीआई स्रोत अक्सर अगर यह नियमित रूप से एक अंशांकन मानक के रूप में प्रयोग किया जाता है नमकीन पानी होगा। 1,000 कमजोर पड़ने: अंशांकन आयनों स्पेक्ट्रा में मौजूद नहीं हैं, तो एक मिश्रण एक 1 पर नमूने के लिए मानक समाधान के कुछ जोड़कर तैयार किया जा सकता है।
4. फूरियर रूपांतरण-आयन साइक्लोट्रॉन अनुनाद मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एफटी-आईसीआर एमएस) विश्लेषण
- संचालित करने के लिए बटन पर क्लिक करके "संचालित" मोड में साधन सेट करें।
- एक नमूना सिरिंज में नमूना लोड।
- एपीआई स्रोत टैब के अंतर्गत, 200 μL / घंटे की दर से अर्क दर निर्धारित किया है।
- 1 बार करने के लिए छिटकानेवाला दबाव और 300 डिग्री सेल्सियस के लिए vaporizer तापमान सेट करें।
- 1.2 सूखी गैस की दर निर्धारितएल / मिनट और 220 डिग्री सेल्सियस के तापमान।
नोट: यह प्रक्रिया दोनों APPI और APCI के लिए लागू है। - धुन बटन पर क्लिक करके साधन "धुन" मोड सेट करें। एक स्पेक्ट्रम स्क्रीन पर दिखाई देनी चाहिए।
नोट: यदि आवश्यक हो, साधन ऐसे voltages, आरएफ आवृत्तियों, और आयाम के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई मापदंडों बदलकर आयन पारेषण और analytes की मी / z श्रेणी में पता लगाने में सुधार के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। ध्यान दें कि मास स्पेक्ट्रोमीटर recalibrated करने की आवश्यकता होगी। - स्टॉप बटन पर क्लिक करके बंद करो "ट्यून" मोड।
- जन स्पेक्ट्रम प्रति 20-200 स्कैन के बीच औसत करने, आम तौर पर स्कैन की संख्या सेट करें, और एक बड़े पैमाने पर स्पेक्ट्रम हासिल करने के लिए अधिग्रहण बटन दबाएँ।
नोट: कई स्पेक्ट्रा औसतन शोर को कम करने और कम बहुतायत प्रजातियों 14 के लिए संकेत वृद्धि से समग्र संकेत करने वाली शोर अनुपात में सुधार।
5. फंस आयन गतिशीलता Spectrometry (TIMS) विश्लेषण
- फुट आईसीआर अधिग्रहण कार्यक्रम पर "क्रोमैटोग्राफी" मोड सक्षम करें।
- TIMS के लिए बाहरी ब्रेकर पर स्विच बदल कर "TIMS" मोड सक्षम करें।
नोट: TIMS में इस्तेमाल voltages साधन से बाहर से नियंत्रित कर रहे हैं। एक दूसरा सॉफ्टवेयर आईएमएस विश्लेषण करने के लिए साधन के प्रवेश द्वार कीप को नियंत्रित करेगा। - अनुपूरक roughing पंप पर बारी और, TIMS के नियंत्रण वाल्व का उपयोग, वांछित पर्वतमाला के इनलेट और आउटलेट के दबाव को समायोजित (इस प्रयोग में, P1 2.8 मिलीबार और p2 1.4 मिलीबार करने के लिए स्थापित किया गया था)।
नोट: बाहरी पंप विश्लेषण करने से पहले कुछ घंटों के चालू किया जाना चाहिए कि यह सुनिश्चित करने पंप गर्म है और कहा कि प्रदर्शन, आईएमएस विश्लेषण के दौरान एक समान है के बाद से गैस वेग में परिवर्तन होगा स्पेक्ट्रा में त्रुटियों के कारण। - पहले वोल्टेज रेंज है कि आईएमएस विश्लेषण करने के लिए आवश्यक है की पहचान; यह एक पर एक व्यापक वोल्टेज रेंज पर एक तेज, सरसरी खोज (250 वी) के साथ किया जाता हैकम आईएमएस संकल्प (1 वी / फ्रेम)।
- इस्तेमाल किया voltages पूरे स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करने के लिए पर्याप्त हैं, तो प्रयोग को दोहराने के लिए एक उच्च संकल्प विश्लेषण के लिए TIMS समायोजन। ऐसा करने के लिए, 0.1 वी वी / फ्रेम कम होती है और फ्रेम की संख्या में परिवर्तन ΔV रैंप के सभी को कवर करने के लिए।
नोट: उपयोगकर्ता TIMS प्रयोगों है कि टक्कर सेल फुट आईसीआर एमएस विश्लेषण करने से पहले में जमा कर रहे हैं की संख्या का अनुकूलन करने की आवश्यकता हो सकती है।
6. डेटा विश्लेषण
- एक डेटा विश्लेषण सॉफ्टवेयर में एमएस डेटा खोलें।
- ऊपर 6 संकेत करने वाली शोर उन लोगों का चयन और "चोटियों का पता लगाएं," समारोह का उपयोग करने के लिए चोटी उठा मानदंड निर्धारित करें।
नोट: जिसके परिणामस्वरूप स्पेक्ट्रम आंतरिक रूप से समाधान में मौजूद मानकों का प्रयोग recalibrated है। इस रसायन श्रृंखला की पहचान के लिए प्रयोग किया जाता है और उसके बाद व्यापक रेंज मौलिक काम के लिए सटीकता में सुधार के क्रम में फिर से recalibrated है। - एक सूत्र का उपयोग कर असाइन मौलिक काम को पूरा करेंउपकरण या सॉफ्टवेयर बयान।
नोट: सी 1-100 का फॉर्मूला सीमा एच एन 1-100 0-2 हे 0-7 एस 0-2, अजीब और यहां तक कि इलेक्ट्रॉन विन्यास, अनुमति दी जाती है, और 0.5 पीपीएम एम + एक जन सहिष्णुता और [एम एच] + आयनों रूपों - एक डेटा विश्लेषण सॉफ्टवेयर के लिए आईएमएस एमएस डेटा आयात और पूरे विश्लेषणात्मक श्रृंखला के लिए औसत जन स्पेक्ट्रम उत्पन्न करते हैं।
- ऊपर 6 संकेत करने वाली शोर चोटियों का चयन करें। श्रृंखला है कि अति उच्च संकल्प एमएस विश्लेषण में पहचान की थी का उपयोग करना, आंतरिक रूप से स्पेक्ट्रम recalibrate
- फुट आईसीआर एमएस विश्लेषण से सूत्र पहचान का उपयोग करना, सभी लक्ष्य मी / z की एक सूची उत्पन्न, और डेटा फ़ोल्डर के रूप में "Flist.txt" इस बचाने के लिए। इस सूची में डाटा प्रोसेसिंग के पहले चरण में इस्तेमाल किया जाएगा
- लोड और आदेश सूची में हर लक्ष्य मी / z के लिए एक निकाले आयन chromatogram (ईआईसी) को निकालने के लिए में प्रदान की स्क्रिप्ट चलाएँ।
- इनपुट फ़ाइल निदेशक के अजगर स्क्रिप्ट को संशोधितवाई, वोल्टेज शुरू, कदम आकार, और उस लक्ष्य विश्लेषण 11 में चरणों की संख्या।
- आईएमएस deconvolution स्क्रिप्ट चलाएँ।
नोट: यह प्रत्येक ईआईसी खोलने के लिए और चलने का गाऊसी फिटिंग द्वारा चोटियों की पहचान करेगा। परिणाम एक्सेल फाइल प्रारूप 13 में उत्पादन किया जाएगा।
नोट: फिटिंग के बाद, एक निश्चित कसौटी नीचे चोटियों, बाहर रखा गया है आमतौर पर ऊंचाई, चौड़ाई, और चोटी के क्षेत्र के आधार पर (एक निश्चित चौड़ाई नीचे चोटियों आम तौर पर क्योंकि यादृच्छिक शोर spikes के विश्लेषण से बाहर रखा गया है)। - ट्यूनिंग चोटियों का उपयोग, आयनों 11 के लिए गतिशीलता के लिए वोल्टेज से आयन गतिशीलता जांचना। यह एक टक्कर पार अनुभाग मेसन-Schamp समीकरण का उपयोग करने के लिए परिवर्तित किया जा सकता है।
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Representative Results
द्वारा एक दो आयामी मी / z और TIMS फँसाने वोल्टेज के आधार पर स्पेक्ट्रम में TIMS-फुट आईसीआर एमएस परिणाम LEWAF विश्लेषण। नमूने के प्रत्येक, अलग अलग समय बिंदुओं पर ले लिया है, इसलिए आधारित बदलते रासायनिक संरचना पर, के रूप में रासायनिक फार्मूले के वितरण और समाजिक योगदान आईएमएस (चित्रा 1 देखें) द्वारा की पहचान से मनाया होती जा सकता है। आमतौर पर, मी / z जानकारी का विश्लेषण चोटियों को मौलिक फार्मूले आवंटित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। APLI के उपयोग आणविक वर्गों की एक विस्तृत रेंज ionizing, अधिक से अधिक संवेदनशीलता के साथ 15 खुशबूदार और डबल बांड के साथ अणुओं के विश्लेषण के लिए अनुमति देता है (जैसे, एचसी, हे 1-4, 0-4 सं, और इसलिए 0-4) 13। DBE भूखंडों कि सूत्र, कार्बन संख्या में heteroatom सामग्री के रूप में एक समारोह अंक का वितरण शो में यह जानकारी आयोजित किया जाता है, और सूत्र की। यह रासायनिक सूत्र में परिवर्तन, मतभेद के रूप में मनाया जा अणु (देखें चित्र 2) में कार्बन संख्या के एक समारोह और छल्ले की संख्या और डबल बांड के रूप में अनुमति देता है।
नमूने के दो आयामी लक्षण वर्णन नमूने मी / z, आयन सूत्र, और प्रत्येक अणु के लिए collisional पार अनुभाग द्वारा होती जा करने के लिए अनुमति देता है। यह जहां, रंग पैमाने में, अणु की DBE प्रतिनिधित्व किया जा सकता कार्बन संख्या बनाम गतिशीलता, के एक भूखंड के रूप में सचित्र है। यह विशिष्ट रासायनिक परिवारों के लिए आणविक आकार का एक संबंध के लिए अनुमति देता है (एक ही heteroatoms और DBE, चित्रा 3 देखें)। सीसीएस की जानकारी, समाजिक सामग्री के विश्लेषण के लिए अनुमति देता है विश्लेषण के बीच परिवर्तन दिखा रहा है, और अणु के लिए संभावित संरचनाओं के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं।
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LEWAFs की चित्रा 1. 2 डी-TIMS-फुट आईसीआर एमएस। यह ठेठ 2 डी स्पेक्ट्रम अंश 24 घंटे के बाद एकत्र लिए TIMS-फुट आईसीआर एमएस से अर्जित प्रतिनिधित्व करता है। नोट कैसे एक प्रवृत्ति डेटा में मनाया जाता है; इस डेटा में संकेत अत्यधिक खुशबूदार रासायनिक संरचना है, जो बहुत संघनित कर रहे हैं से आता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
बनाम कार्बन नंबर आंकड़ा 2 DBE। एक ठेठ छह विभिन्न रासायनिक वर्गों (एचसी, एन, हे, हे 2, 3 हे, और ओएस) के लिए कार्य का वितरण दिखा साजिश है। एक्स अक्ष संरचना में कार्बन की संख्या है, और y अक्ष डबल बंधन तुल्यता, द्वारा वर्णित है52 / eq1.jpg "/>। प्रत्येक डॉट के लिए रंग तीव्रता का लॉग है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
बनाम कार्बन नंबर चित्रा 3. गतिशीलता। इस साजिश उलटा गतिशीलता में परिवर्तन है, जो आकार के साथ रैखिक है, और कार्बन नंबर भूखंडों, जहां रंग पैमाने DBE है पता चलता है। एक ही छह heteroatom कक्षाओं दिखाए जाते हैं, व्यक्तिगत रूप से (एचसी, एन, हे, हे 2, 3 हे, और ओएस)। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम
LEWAFs की रासायनिक जटिलता प्रयोगशाला प्रयोगों के लिए आदेश में सही प्रतिबिंबित करने के लिए क्या स्वाभाविक रूप से होता में सटीक तैयारी की आवश्यकता है। डेटा का एक वैध मूल्यांकन तीन मानदंडों पर टिका है: हैंडलिंग नमूना भर में कलाकृतियों की शुरूआत को कम करने (जैसे, LEWAF, नमूने, एक्सट्रेक्शन, और विश्लेषण के लिए नमूने की तैयारी की तैयारी), प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल मान्य (यानी, अंधेरे नियंत्रण का उपयोग कर फोटो-विकिरण प्रयोग), और साधन प्रदर्शन मान्य (के लिए यानी, मानकों के उपयोग के माध्यम से एमएस और आईएमएस प्रदर्शन मान्य)।
डाटा प्रोसेसिंग और व्याख्या भी एक चुनौती पेश कर सकते हैं। पहली चुनौती मनाया चोटियों को आणविक फार्मूले का काम है। इस क्रम में डेटा के संभावित गलत काम से बचने के लिए उच्च जन सटीकता की आवश्यकता है। आईएमएस व्याख्या हैयह भी जटिल और सत्यापन की आवश्यकता है। मौजूदा प्रणाली प्रयोगात्मक स्पेक्ट्रम के 5% विचलन के भीतर गाऊसी चोटियों की एक श्रृंखला के रूप में डेटा की विशेषता है, और डेटा तो चोटियों है कि शिखर चौड़ाई, और संकेत करने वाली शोर अनुपात क्षेत्र मानदंडों को पूरा नहीं करते दूर करने के लिए फ़िल्टर किया जाता है।
संशोधन और समस्या निवारण
तैयार LEWAF विभिन्न प्रयोगों और विश्लेषणात्मक तकनीकों है कि तस्वीर ऑक्सीकरण, माइक्रोबियल गिरावट, या दोनों के संयोजन के लिए क्षमता का पता लगाने की एक श्रृंखला के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। ये तो ऐसे परिणामस्वरूप विषाक्तता, सेवन की दर एक जीव में है, और आणविक लक्षण वर्णन के रूप में अलग-अलग मापदंड है, पर मूल्यांकन किया जा सकता है, अपमानित तेल के लिए उपन्यास आणविक हस्ताक्षरों की पहचान करने की कोशिश।
जब उच्च आईएमएस संकल्प विश्लेषण प्रदर्शन एक और चुनौती संवेदनशीलता को कम किया जा सकता है; इस टक्कर सेल में राशि की संख्या बढ़ रही है, increasi से संबोधित किया जा सकताएनजी नमूना के समग्र संकेत करने वाली शोर अनुपात। एक वैकल्पिक समाधान के प्रवेश द्वार और TIMS विश्लेषक के बाहर निकलने पर दबाव अंतर कम करने के लिए, आम तौर पर संवेदनशीलता बढ़ रही है।
इस तकनीक की सीमाओं
TIMS-फुट आईसीआर एमएस LEWAF आणविक वजन क्षेत्र में लागू किया जा सकता है (मी / z = 100-900)। हालांकि, आयनीकरण स्रोत (APLI) आणविक आयनों कि TIMS-फुट आईसीआर एमएस के लिए शुरू की जा सकती है के प्रकार सीमित कर सकते हैं। इसलिए, आयनीकरण कदम आदेश को ध्यान में आणविक वर्ग लक्ष्य के हित में लेने के लिए सिलवाया की जरूरत है। यह विशेष रूप से प्रयोग ऑक्सीजन के खुशबूदार उत्पादों पर केंद्रित है। ऐसे electrospray आयनीकरण, वायुमंडलीय दबाव तस्वीर-आयनीकरण, वायुमंडलीय दबाव रासायनिक आयनीकरण, या लेजर desorption आयनीकरण के रूप में अन्य स्रोतों आयनीकरण, LEWAF के पूरक आणविक वर्गों को लक्षित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। क्योंकि TIMS-फुट आईसीआर एमएस विश्लेषण के समय के पैमाने का, ऑनलाइन chromatographic जुदाई संभव नहीं है; हालांकि, ऑफ़लाइन विभाजन रणनीतियों संभव हो रहे हैं।
वैकल्पिक तरीकों के संबंध में इस तकनीक का महत्व
APLI-TIMS-फुट आईसीआर एमएस के उपयोग रासायनिक वितरण के साथ ही अणुओं के समाजिक योगदान का मूल्यांकन, heteroatom-PAHs के लक्षण वर्णन के लिए अनुमति देता है। सामान्यतया, यह PAHs तक ही सीमित है और उनके गिरावट उत्पादों में से कोई भी कर दिया गया है। हालांकि, ठेठ परिणाम बताते हैं कि समय के साथ, वहाँ अणुओं के वितरण में महत्वपूर्ण परिवर्तन, समय के साथ कम है, जबकि ऑक्सीजन के अणुओं की अधिक से अधिक संख्या में मनाया जाता है शुद्ध हाइड्रोकार्बन के साथ कर रहे हैं। इसलिए, पारंपरिक पीएएच विश्लेषण अपर्याप्त नमूना विशेषताएँ सकता है। अन्य chromatographic विधियों के विपरीत, वहाँ इस तरह के रूप में उतार-चढ़ाव जीसी आवश्यकताओं की वजह से आणविक आकार में कोई सीमा नहीं है। इसके अलावा, आईएमएस माप, अणु संरचना है, जो सार्वभौमिक है पर जानकारी प्रदान करता है विशेषता के विपरीतनियंत्रण रेखा तरीकों।
इस तकनीक के आगे अनुप्रयोगों
इस तकनीक LEWAFs के अध्ययन तक सीमित नहीं है, और यह भी जटिल मिश्रण, विशेष रूप से उच्च समदाब रेखीय हस्तक्षेप अति उच्च सामूहिक संकल्प और समाजिक हस्तक्षेप हल करने की जरूरत है कि के साथ उन लोगों की आवश्यकता होती है कि उन लोगों के साथ अलक्षित विश्लेषण के लिए लागू किया जा सकता है। यह पर्यावरण के नमूनों के लिए लागू किया जा सकता प्रदूषणों से लक्षित विश्लेषण दोनों और भंग कार्बनिक पदार्थ, पेट्रोलियम की व्यापक रेंज विश्लेषण, और यहां तक कि जैविक सामग्री।
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Disclosures
लेखकों ने प्रतिस्पर्धी वित्तीय हितों की अनुपस्थिति की घोषणा की।
Acknowledgments
इस काम के स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थान (FFL को अनुदान सं R00GM106414) द्वारा समर्थित किया गया। हम उनके समर्थन के लिए फ्लोरिडा अंतर्राष्ट्रीय विश्वविद्यालय की उन्नत मास स्पेक्ट्रोमेट्री सुविधा को स्वीकार करना होगा।
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 |
References
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