傅里叶变换离子回旋共振质谱技术在稠油高低温氧化评价中的应用

为了认识稠油开发过程中低温氧化与高温氧化阶段原油变化规律,利用静态氧化釜开展稠油的高低温氧化实验,借助傅里叶变换离子回旋共振质谱分析技术对高低温氧化前后的原油分子量及O、N、S杂原子化合物特征开展研究,结果表明:原油低温氧化阶段分子量分布特征与原样相似,相对分子量分布范围在200~750,整体呈平缓状单峰型分布,高温氧化阶段分子量分布范围前移,呈明显的前峰单峰型分布;杂原子化合物中的O元素在低温氧化阶段主要以无环的饱和二元酸形式存在,在高温氧化阶段受环化、芳构化及脱甲基作用的影响,伴随着侧链烷基及杂原子基团的断裂和芳构化过程,造成原油中杂原子化合物向着碳数更小、双键当量(double bond equivalents,DBE)值更低的方向演化。该研究探索了温度与原油结构及化学组成之间的关系,对于指导稠油开发现场具有重要意义。

超高效液相色谱-傅里叶变换离子回旋共振质谱法解析溶解性有机质的化学多样性

采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)结合四极检测技术,对水体、气溶胶和土壤样品中溶解性有机质(DOM)进行在线超高效液相色谱(UPLC)-质谱分析。3种环境样品主要组成为强极性含盐化合物、富氧低饱和度的单宁酸类化合物、低氧高饱和度的木质素类化合物及蛋白/氨基糖类化合物。UPLC-FT-ICR MS适合分析DOM的分子组成,在水体、气溶胶和土壤DOM中能够有效匹配分子式的质谱峰数目分别为12 027、15 593和8 029个。质谱数据经可视化处理后发现,水体样品的特有组分主要出现在0.1<O/C<0.5、1.0<H/C<1.7区域,为低氧高饱和度的木质素组分;气溶胶样品的特有组分主要出现在0.4<O/C<1.0、1.5<H/C<2.0区域,属于碳水化合物的分布范围;土壤样品在不同极性洗脱段有不同的特有组分,亲水段的特有组分主要出现在0.6<O/C<1.0、0.5<H/C<1.0区域,为单宁酸类化合物,而疏水段的特有组分主要为木质素类化合物。本研究以探索的方式,提出了采用UPLC-FT-ICR MS分析环境体系DOM的方法,选用不同极性的流动相利用UPLC对环境样品中的DOM进行分离,并结合高分辨质谱分析,表征了DOM分离为不同极性组分后的分子组成以及其可能的化合物类型,为揭示更全面的DOM分子组成提供了技术支持。

傅里叶变换离子回旋共振质谱分子表征^(15)N同位素标记羟胺衍生化天然有机质

羟胺化合物是地球氮循环过程中的重要中间产物.天然有机质(NOM)作为环境中普遍存在的复杂有机混合物,对羟胺的环境转化有重要影响.本研究采用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICRMS)在分子层面表征羟胺与NOM的相互作用产物,采用^(15)N同位素标记羟胺作为反应物以排除NOM本身存在的化合物的质谱峰干扰,特异性识别^(15)N同位素标记羟胺衍生化NOM的质谱信号;同时考察了反应时间对NOM与羟胺反应活性的影响.结果表明,NOM与过量^(15)N同位素标记羟胺在室温条件反应下10 h,可以鉴定到2137个^(15)N同位素标记羟胺衍生化NOM产物分子式,其中包括,1个^(15)N同位素标记羟胺分子与1个仅含C、H、O元素的NOM分子反应形成的产物分子式1346个(CHO^(15)N_(1),约占产物分子式总数63%),两个^(15)N同位素标记羟胺分子与一个仅含C、H、O元素的NOM分子反应形成的产物分子式194个(CHO^(15)N_(2),约占产物分子式总数9%),一个^(15)N同位素标记羟胺分子与一个仅含C、H、O和一个S元素的NOM分子反应形成的产物分子式376个(CHOS1^(15)N_(1),约占产物分子式总数18%),一个^(15)N同位素标记羟胺分子与一个仅含C、H、O和一个N元素的NOM分子反应形成的产物分子式221个(CHON_(1)^(15)N_(1),约占产物分子式总数10%).这些羟胺衍生化NOM产物主要属于维管植物源多酚类和高不饱和酚类化合物,86%以上的产物很可能通过羟胺与NOM分子所含的羰基基团发生肟化反应形成.CHO^(15)N_(1)类产物的形成具有高度的时间依赖性,高氧化高饱和度的NOM化合物需要较长的反应时间才能形成羟胺衍生化NOM产物,表明此类化合物与羟胺的反应活性较弱;而低氧化高不饱和度的NOM化合物仅需要较短的时间便能形成羟胺衍生化产物,且随着反应时间延长,其中的部分化合物可以进一步生成多肟化产物或不稳定的其他产物,此结果表明这类NOM化合物对羟胺的反应活性较强.本研究采用FTICR-MS首次在分子水平全面表征了羟胺与FTICR-MS相互作用产物信息,可为羟胺在地球氮循环过程中的迁移转化机制研究提供全新视角和信息.

傅里叶变换-离子回旋共振质谱法在蛋白质翻译后修饰研究中的应用

蛋白质翻译后修饰几乎参与了细胞所有的正常生命活动,并发挥十分重要的调控作用,目前已成为国际上蛋白质研究的一个极其重要的领域。常见的蛋白质翻译后修饰包括类泛素化、乙酰化、磷酸化、甲基化、糖基化等。傅里叶变换-离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)具有超高分辨率、高质量测量准确度、质量范围宽、速度快、性能可靠等显著优点,在确定蛋白质翻译后修饰位置以及修饰的结构研究方面具有独特优势,对其在蛋白质翻译后修饰方面的应用进行了较全面的综述和讨论。

基于傅里叶变换-离子回旋共振质谱的离子碰撞截面测量方法及应用

傅里叶变换-离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)具有较高的分辨率和串联质谱分析能力。离子在分析池中做回旋运动时,镜像电流会因离子与中性分子发生碰撞而逐渐衰减。基于此,通过选择合适的理论模型,并结合相应的算法,可推算出离子的碰撞截面(CCS)。该方法无需增加仪器硬件成本,可通过直接分析高分辨质谱数据获取离子结构信息。近年来,随着FT-ICR MS仪器的发展和推广,该方法得到快速发展。本文综述了此类方法使用的碰撞模型、利用时域和频域信号进行数据分析的不同方法及特点,虽然提供的离子CCS数据的可靠性和准确度有待进一步提高,但在离子的动态CCS测量以及离子异构化的研究中表现出独特优势。该方法可进一步与离子淌度技术相结合,借助FT-ICR MS较高的质量分辨能力和离子操控能力,提供多维度的离子结构信息。

液相基质辅助激光解吸电离-傅里叶变换离子回旋共振质谱研究

选用液相基质制样 ,考察了激光强度、回旋池开门时间等因数对基质辅助激光解吸电离 傅里叶变换离子回旋共振质谱 (MALDI FT ICR MS)检测结果的影响 ,优化了实验条件。使用液相制样方法对 5类实际样品进行了MALDI FT ICR MS检测 ,结果表明 :液相基质具有很好的通用性 ,质谱信号稳定、持久。利用FT ICR MS特有的超高分辨率与准确度 。

傅里叶变换-离子回旋共振质谱

本文介绍了傅里叶变换-离子回旋共振质谱(FT-ICRMS)的基本原理、发展历史、仪器特点。与其它类型质谱相比较,FT-ICRMS具有超高质谱分辨率、高质量测量准确度、回旋池内现场反应等显著优点,有望在多种学科的研究中得到更广泛的应用。

基质辅助激光解吸电离-傅里叶变换离子回旋共振质谱技术用于食用油中甘油三酯的快速分析

食用油中甘油三酯(Triacylglycerols,TAGs)的含量及种类快速高效的检测方法对保障人体健康具有重要意义。本研究基于基质辅助激光解吸电离-傅里叶变换离子回旋共振质谱(MALDI-FTICR-MS)技术建立了一种用于食用油中TAG的直接快速定性分析方法。采用2,5-二羟基苯甲酸(DHB)的丙酮溶液作为基质,二氯甲烷作为食用油的溶剂,在激光能量为15%、频率为100 Hz、辐照次数为100 Shots条件下可以获得重复稳定的信号(RSD<9%)。利用一级质谱和二级质谱对食用油中TAG进行了初步的分类分析。在置信度为95%的条件下,采用主成分分析(PCA)方法可对34种食用油进行很好的分类。利用本方法可以直接识别出橄榄油中掺杂5%的菜籽油,表明本方法可以用于食用油样品的快速筛查分析。

傅里叶变换离子回旋共振质谱的最新进展和展望

对傅里叶变换离子回旋共振(FT-ICR)质谱的基本原理进行了简要介绍,从离子回旋频率、回旋半径、离子速度、离子能量等几个方面阐明其基本概念,阐述了离子激发、检测原理。对离子回旋共振质谱与近年来新兴的常压离子化技术联用的最新进展进行了评述,对其发展趋势进行展望。由于常压离子化技术能够将复杂样品进行直接离子化,无需样品预处理或只需少量样品处理过程,常压离子化方法与FT-ICR质谱的联用必将拓宽其应用领域并成为质谱技术研究的新热点。

傅里叶变换离子回旋共振质谱测定复杂表面活性剂组分

利用傅里叶变换离子回旋共振质谱 (FT ICR MS) ,分析了两类复杂的离子型表面活性剂样品。实验结果表明 :高分辨FT ICR MS ,可以简单、快速、准确地获得两类化合物的结构信息 ,利用其高准确度的质量测定数据 ,计算出复杂样品中各组分的元素组成 ,鉴定出具体化合物 ,显示了FT ICR

傅里叶变换离子回旋共振质谱仪表征伊朗减压渣油中的钒卟啉

采用索氏抽提结合固相萃取(SPE)技术对伊朗减压渣油中的钒卟啉化合物进行了分离,并且使用具有超高分辨率的大气压光致电离傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(APPI FT-ICR MS)对伊朗减压渣油中的钒卟啉进行了鉴定。结果表明,SPE分离技术能够实现索氏抽提抽出物中镍卟啉、钒卟啉的有效分离,并使钒卟啉得到富集;乙腈为索氏抽提溶剂时,缺氢数(Z)范围为-28^-46、碳数分布范围为25~55的共10类钒卟啉得到了鉴定;伊朗减压渣油中的钒卟啉以脱氧叶红初卟啉(DPEP)型为主,其次为初卟啉(ETIO)型。采用样品预处理技术与APPI FT-ICR MS的结合,有效鉴定了伊朗减压渣油中的钒卟啉。

新型植物激素独角金内酯类化合物的电喷雾傅里叶变换离子回旋共振串联质谱研究

利用电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱仪对新型植物激素独角金内酯(SLs)中具有代表意义的3种化合物进行串联质谱表征。通过多级串联质谱分析,系统地比较了GR24、5-DS和Strigol的二级质谱图,发现D环、H2O和CO中性丢失碎裂途径是SLs类化合物的共同质谱碎裂特征;此外,SLs类化合物还能够产生ABC环自由基离子,其三级谱能够提供与AB环结构相关的丰富碎片离子信息,为将来SLs类植物激素的定性和定量研究奠定了基础。

傅里叶变换离子回旋共振质谱仪:过去、现在与未来

对傅里叶变换离子回旋共振高分辨率质谱仪的发展历程、串联质谱解离技术及最新的应用进行了详细描述,并对其发展趋势进行了展望。

基质辅助激光解吸电离-傅里叶变换离子回旋共振质谱法快速测定全血及尿液中的百草枯

该文建立了一种利用基质辅助激光解吸电离-傅里叶变换离子回旋共振质谱(MALDI-FTICR-MS)快速测定全血及尿液中百草枯的分析方法。采用含1%甲酸的乙腈溶液从生物样品中提取百草枯,并与2,5-二羟基苯甲酸溶液混合后直接进样分析。结果表明,全血、尿液和水中的百草枯在10~5000μg/L质量浓度范围内线性良好,相关系数(r)为0.9955~0.9992;3种基质下的方法检出限(LOD,S/N=3)为0.6~3.0μg/L,定量下限(LOQ,S/N=10)为2.0~10μg/L;百草枯在全血和尿液中的平均回收率为85.2%~110%,相对标准偏差(RSD)为0.40%~7.3%。该方法具有所需样品和溶剂用量少,操作简单,分析速度快,灵敏度高,且稳定可靠等特点,可满足临床及司法鉴定相关的中毒快检需求。

基质辅助激光解吸电离-傅里叶变换离子回旋共振质谱法快速测定蔬菜中百草枯与敌草快

该文基于基质辅助激光解吸电离-傅里叶变换离子回旋共振质谱技术(MALDI-FTICR-MS)建立了冬瓜、黄瓜、小白菜、上海青、韭菜、芹菜和生菜共7种蔬菜中百草枯和敌草快的快速测定方法。研究对比了低浓度2,5-二羟基苯甲酸(2,5-DHB)和α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)两种MALDI基质对百草枯和敌草快响应的影响,同时考察了不同浓度CHCA分别与纯标准溶液和样品基质标准溶液等比例混合点样后的分析结果,并优化了样品提取条件。最优的前处理方法为:蔬菜样品匀浆后采用含1%甲酸的乙腈溶液快速超声提取,提取液与2 g/L CHCA溶液混合后直接进样分析。结果表明,不同浓度CHCA作MALDI基质对不同样品基质中百草枯和敌草快的离子化效率影响较大,当CHCA为2 g/L时,纯标液和样品基质配制的标液响应相近,更适用于检测方法的建立。百草枯和敌草快在2~200μg/L质量浓度范围内线性良好,相关系数(r)为0.9972~0.9996;在7种蔬菜基质中的方法检出限分别为1.0~1.5μg/kg和5.0~7.5μg/kg,定量下限分别为3.0~4.5μg/kg和15~23μg/kg;百草枯的回收率为73.0%~109%,相对标准偏差(RSD)为1.0%~8.2%;敌草快的回收率为81.7%~117%,RSD为1.0%~7.0%;该方法可在30 min内获得分析结果,具有分析速度快、灵敏度高、结果稳定可靠、所需溶剂用量少、操作简单等特点,可用于蔬菜中百草枯和敌草快的高通量快速分析和检测。

高效液相色谱串联傅里叶变换离子回旋共振质谱法鉴定二丁颗粒的化学成分

目的采用高效液相色谱串联傅里叶变换离子回旋共振质谱(HPLC-FT-ICR-MS)法鉴定二丁颗粒(紫花地丁、半边莲、蒲公英、板蓝根)的化学成分。方法采用Kinetex C18色谱柱(150 mm×4.6 mm,2.6μm),流动相A:乙腈,流动相B:0.1%甲酸水溶液,梯度洗脱,流速:1.0 mL·min^(-1),柱温:30℃,进样量:10μL。电喷雾电离源正、负离子模式检测,根据高分辨质谱信息结合对照品数据及相关文献对二丁颗粒化学成分进行快速鉴定。结果在二丁颗粒中共检测到106个化合物,准确鉴定出22个化合物,推测了84个化合物的结构,其主要化学成分为黄酮及其苷类、生物碱、有机酸、香豆素及其衍生物、倍半萜类、木质素类等。结论实验初步阐释了二丁颗粒的化学成分组成,为其质量控制和药效物质基础研究提供了依据。

傅里叶变换离子回旋共振质谱技术简述及其在化工领域的应用

文章介绍了傅里叶变换离子回旋共振质谱技术的原理及优势,简述了傅里叶变换离子回旋共振质谱技术在化工领域的应用现状,最后对其应用前景进行了总结和展望。

基于激光拉曼和傅里叶变换质谱实验的高—过成熟有机质特征评价

如何准确评价沉积有机质特征是油气资源勘探开发工作的关键问题之一,勘探开发实践证实高—过成熟有机质特征评价尤其困难。为此,以松辽盆地下白垩统沙河子组、四川盆地下志留统龙马溪组和下寒武统筇竹寺组烃源岩为研究对象,运用激光拉曼和傅里叶变换质谱等方法对烃源岩样品进行了有机质特征评价,开展了超高分辨率的傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)实验,并从分子角度讨论了有机质热演化特征,计算了烃源岩样品的成熟度评价指标(MAT),表征了有机质分子化合物相对含量动态变化规律,实现了可连续量化的有机质成熟度评价。研究结果表明:①松辽盆地沙河子组、四川盆地龙马溪组和筇竹寺组烃源岩的有机质具有良好的生油气潜力,镜质体反射率(R_(o))大于1.30%,有机质的热演化程度为高—过成熟;②松辽盆地沙河子组烃源岩有机质化合物以碳氢类型为主,四川盆地龙马溪组和筇竹寺组以硫化合物和氧化合物为主,碳氢化合物、N_(1)、O_(1)、S_(1)化合物的单同位素离子总丰度呈现出随成熟度的增加而降低的趋势;③在R_(o)=0~2.50%、岩石热解高峰温度(T_(max))介于420~600℃时,烃源岩的MAT与成熟度正相关,而当R_(o)>2.50%、T_(max)>600℃时,MAT出现逐渐下降的现象,该现象可能与有机质分子化合物的热稳定性和沥青、石墨的生成有关;④激光拉曼光谱实验结果证实了基于FT-ICR MS的成熟度指标化合物中芳香环增加的现象。结论认为,激光拉曼和傅里叶变换质谱从不同角度揭示了热演化过程中有机质的结构变化,为高—过成熟烃源岩的有机质特征评价提供了启示。

基于FT-ICR MS表征达古冰川冬春季节表层雪中DOM分子组成变化

分析冰川中溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的迁移转化特征是评估冰川消融对下游生态环境效应的重要依据,但冰川表层雪中DOM在冬春季节的迁移转化特征尚不明确。本文以达古冰川冬春季节表层雪和春季冰川径流为研究对象,使用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)对表层雪和径流中DOM进行分子层次表征。结果显示:达古冰川冬春季节表层雪中DOM化学组成非常丰富,主要包括脂类、多肽类、不饱和烃类,还含有少量的酚类、多环芳烃类和糖类,来源包括微生物活动和陆源性输入。春季径流中DOM的主要来源是陆源性输入,受人类活动影响较大。分析不同季节表层雪DOM的分子组成变化,发现冬季低温环境有利于表层雪中脂类、多肽类和含S类DOM分子的富集,春季气温升高则有利于表层雪中多肽类、不饱和烃类和含N类DOM分子的富集。比较春季径流和表雪中DOM的分子组成变化,发现径流中杂原子类DOM含量降低,微生物来源的脂类和多肽类DOM含量降低,陆源性的酚类和多环芳烃类含量显著增加,说明径流中DOM的生物活性降低而光反应活性增加。因此随着冰川持续消融大量的冰川融水将DOM带入下游水环境,在微生物活动和光反应过程的共同作用下增加温室气体CO_(2)的排放,增强温室效应。

基于FT-ICR MS表征煤焦化废水处理过程有机物分子组成变化

有效去除水溶性有机质(DOM)是废水处理的一项重要内容,但DOM分子组成及其在处理过程中的变化规律并不明确。本文以一整套煤焦化废水为研究对象,通过液-液萃取和固相萃取分离得到不同极性的水相有机质组分,使用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)对所得的有机质进行分子层次表征。油相和水相有机质的水溶性总有机碳(TOC)比例基本一致,随着处理过程的进行,废水的“油性”越来越弱,能溶解在二氯甲烷中的有机质越来越少,最后所剩的主要是一些难以降解的腐殖质类物质;而水相有机质具有极其复杂的分子组成,在单一质谱图中共鉴定出70余种不同种类的化合物,这些化合物,尤其是O_(4)S_(1)类化合物,虽然在废水处理过程中有很好的去除效果,但在最终出水中仍有残留。