Petroleum Research - Curated Compilation of Articles Employing GCxGC and TOFMS Technology
Příručky | 2022 | LECOInstrumentace
Moderní dvourozměrná plynová chromatografie (GCxGC) v kombinaci s časem letu hmotnostní spektrometrií (TOFMS) představuje špičkovou metodu pro detailní analýzu komplexních ropných vzorků. Díky vysoké separační schopnosti a rychlému snímání hmotnostních spekter lze identifikovat i stopové složky, které jsou klíčové pro environmentální forenzní aplikace, hodnocení jakosti paliv či studium paleoekologických podmínek.
Tento přehled shrnuje čtyři vybrané studie a praktické aplikace GCxGC-TOFMS v oblasti ropného průmyslu a environmentální chémie:
Pro všechny případy byla nasazena dvourozměrná GCxGC spojená s různými detektory:
GCxGC-TOFMS umožňuje:
GCxGC-TOFMS se etablovala jako klíčová metoda pro detailní analýzu ropných produktů i jejich účinků na životní prostředí. Díky kombinaci vysoké separační kapacity, rychlého hmotnostního detektoru a podpůrných chemometrických nástrojů poskytuje hluboké poznatky, které podporují rozhodování v průmyslu i ochraně životního prostředí.
GCxGC, GC/MSD, GC/HRMS, GC/SQ
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceLECO
Souhrn
Význam tématu
Moderní dvourozměrná plynová chromatografie (GCxGC) v kombinaci s časem letu hmotnostní spektrometrií (TOFMS) představuje špičkovou metodu pro detailní analýzu komplexních ropných vzorků. Díky vysoké separační schopnosti a rychlému snímání hmotnostních spekter lze identifikovat i stopové složky, které jsou klíčové pro environmentální forenzní aplikace, hodnocení jakosti paliv či studium paleoekologických podmínek.
Cíle a přehled studie / článku
Tento přehled shrnuje čtyři vybrané studie a praktické aplikace GCxGC-TOFMS v oblasti ropného průmyslu a environmentální chémie:
- Metoda vizualizace chromatogramů jako topografických map pro identifikaci zdrojů ropných výluhů (WHOI).
- Použití chemometrického modelování (PLS) ke korelaci složení leteckých paliv s jejich fyzikálními vlastnostmi.
- Objev a struktura nové třídy 2α-methyl biomarkerů v ropných vzorcích z Blízkého východu.
- Charakterizace úniku velmi nízkosirnatého paliva z vraku MV Wakashio a potvrzení původu ropných skvrn.
Použitá metodika a instrumentace
Pro všechny případy byla nasazena dvourozměrná GCxGC spojená s různými detektory:
- LECO Pegasus GCxGC-TOFMS (rychlé spektrální snímání, vysoké rozlišení hmotového spektra).
- GCxGC-FID (plamenová ionizační detekce pro kvantitativní profilaci uhlovodíků).
- HR-TOFMS (přesná měření m/z s chybou pod 1 ppm pro potvrzení sumárních vzorců).
Hlavní výsledky a diskuse
- WHOI demonstrovalo, jak strukturované 2D chromatogramy usnadňují vyhledávání individuálních sloučenin a určování geografického původu ropných komponent prostřednictvím „molekulárních fosilií“.
- Výzkum Univerzity ve Washingtonu ukázal, že PLS modely založené na podpisech GCxGC-TOFMS dokážou predikovat viskozitu, hustotu i výhřevnost leteckých paliv s vysokou přesností.
- Studie z června 2022 odhalila dosud neznámou skupinu 2α-methyl biomarkerů v odnesech středovýchodních rop, jejichž identifikace byla možná díky kombinaci GCxGC-FID, GCxGC-TOFMS a vysokorozlišující hmotnostní spektrometrie.
- Analýza úniku VLSFO z MV Wakashio potvrdila původ ropy v terénních vzorcích, identifikovala biomarkery i polyaromatické uhlovodíky a poskytla data pro environmentální management zasažené oblasti.
Přínosy a praktické využití metody
GCxGC-TOFMS umožňuje:
- Rozlišení složitých směsí uhlovodíků, které nelze separovat standardní jedno-dimenzí.
- Spolehlivou identifikaci biomarkerů pro forenzní fingerprinting ropných úniků.
- Podporu chemometrických modelů pro predikci vlastností paliv bez náročných fyzikálních testů.
- Rychlou detekci toxických látek (PAH) a komplexní hodnocení environmentálních rizik.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Integrace strojového učení a pokročilých chemometrických algoritmů pro automatizované zpracování 2D chromatogramů.
- Nasazení vysoce rozlišujících hmotnostních analyzátorů (orbitrap, FTICR) pro ještě přesnější strukturální informace.
- Rozšíření aplikací na analýzu mikroplastů, biopaliv a emisních profilů v energetice a dopravě.
- Vývoj miniaturizované mobilní GCxGC-TOFMS pro terénní měření a rychlé zásahy při haváriích.
Závěr
GCxGC-TOFMS se etablovala jako klíčová metoda pro detailní analýzu ropných produktů i jejich účinků na životní prostředí. Díky kombinaci vysoké separační kapacity, rychlého hmotnostního detektoru a podpůrných chemometrických nástrojů poskytuje hluboké poznatky, které podporují rozhodování v průmyslu i ochraně životního prostředí.
Reference
- Nelson B. a Reddy C., Every Chromatogram Tells a Story, Oceanus, 2011.
- Autor A. a kol., Predictive Modeling of Aerospace Fuel Properties Using GCxGC-TOFMS and PLS, Energy & Fuels, 2020.
- Autor B. a kol., GCxGC Analysis of Novel 2α-Methyl Biomarker Compounds, Energy & Fuels, 2022.
- Autor C. a kol., MV Wakashio grounding incident in Mauritius 2020, Marine Pollution Bulletin, 2021.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Petroleum Forensics: Identifying Biomarkers in Crude Oil
2019|LECO|Aplikace
Application Note Instrument: Pegasus® BT 4D EMPOWERING RESULTS Petroleum Forensics: Identifying Biomarkers in Crude Oil LECO Corporation; Saint Joseph, Michigan USA Key Words: Petroleum, GCxGC, Flow Modulation, Biomarkers, FLUX Introduction Petroleum forensics is the art of tracing the geochemistry of…
Klíčová slova
bnh, bnhpris, prisphy, phygulf, gulfmexico, mexicoeast, eastnorthern, northerncoast, coastexxon, exxonixtoc, ixtocjackpot, jackpotkalamazoo, kalamazoomarlin, marlinvaldez, valdezzakum
Highly Sensitive TOF Mass Spectrometry Allows for New User-Friendly Flow Modulator Design for GCxGC
2019|LECO|Postery
Highly Sensitive TOF Mass Spectrometry Allows for New User-Friendly Flow Modulator Design for GCxGC David J. Borton1, Jonelle Shiel1, Mark Merrick1, Viatcheslav Artaev1, John V. Seeley2 | 1LECO Corporation; St. Joseph, MI | 2 Oakland University; Rochester, MI Overview Standards…
Klíčová slova
fwhh, fwhhmsec, msecthermal, thermalflux, fluxofn, ofnpegasus, pegasusmodulation, modulationflow, flowreddy, reddyoceanographic, oceanographicinstrument, instrumenttrue, truedimethylaniline, dimethylanilinetries, triesinstitution
Fingerprinting Crude Oils and Tarballs Using Biomarkers and Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography
2013|Agilent Technologies|Aplikace
Environmental Applications Fingerprinting Crude Oils and Tarballs Using Biomarkers and Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography By Michelle Misselwitz, Jack Cochran, Chris English, and Barry Burger Abstract Petroleum biomarkers are “molecular fossils” that can be analyzed with gas chromatography to fingerprint crude…
Klíčová slova
riser, riseroil, oilgcxgc, gcxgcabbec, abbeccrude, crudesum, sumdbts, dbtsspill, spillsec, secdiagnostic, diagnosticdbt, dbtaaaec, aaaecabbmec, abbmecchrys, chryslouisana
Petroleum Biomarkers Around the World: Fingerprinting Crude Oils
2019|LECO|Postery
Petroleum Biomarkers Around the World: Fingerprinting Crude Oils Christina N. Kelly1; Robert K. Nelson2; Christopher M. Reddy2; Joseph E. Binkley1; Lorne M. Fell1 1LECO Corporation, St. Joseph, MI ,USA; 2Woods Hole Oceanographic Institute, Woods Hole, MA, USA SUMMARY Petroleum forensics…
Klíčová slova
sterane, steranehopane, hopanezoomed, zoomedbiomarkers, biomarkerscharacteristic, characteristicmasses, massesview, viewsection, sectionflux, fluxleco, lecocommon, commonpetroleum, petroleumringed, ringedfragments, fragmentssteranes