Accurate Mass Analysis of Hydraulic Fracturing Waters: Identification of Polyethylene Glycol Surfactants by LC/Q-TOF-MS
Aplikace | 2015 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Detekce polyethylenglykolů v odpadních vodách z hydraulického štěpení je klíčová pro identifikaci kontaminace podzemních i povrchových vod. PEGy slouží jako spolehlivé indikátory přítomnosti frakčních tekutin neobsahujících se běžně v přírodních podmínkách, což usnadňuje rychlou odezvu na environmentální rizika.
Cílem studie bylo vyvinout a demonstrovat rychlou metodu pro rozpoznání a charakterizaci komplexních směsí PEG surfaktantů ve vratných vodách z frackingu. Kombinací UHPLC separace a vysoce přesné Q-TOF hmotnostní spektrometrie autoři vytvořili databázi přesných hmotností a retenčních časů pro více než 40 řetězců PEG a jejich aduktů.
Metoda byla založena na ultra vysokovýkonném kapalinovém chromatografu Agilent 1290 Infinity LC spojeném s Agilent 6540 UHD Accurate-Mass Q-TOF MS
Chromatogram odhalil bimodální rozdělení polymerních šarží s polární zónou eluce 4–12 minut a méně polární zónou 12–14 minut. Rozdíly m/z mezi sousedními řetězci činily průměrně 44,0266, odpovídající jednotce CH2CH2O. Aplikace Kendrickovy hmotnostní škály umožnila snadnou diferenciaci protonových, sodíkových a amonných aduktů a potvrzení řetězcové struktury MS/MS fragmenty s.lossy po 44,026 u.
Rychlá identifikace více než 40 PEG sloučenin včetně jejich aduktů během dvou minut počítačového zpracování zajišťuje efektivní monitoring frakčních operací. Vytvořená databáze podporuje rutinní screening vodních vzorků a usnadňuje regulaci a ochranu zdrojů pitné vody.
Metoda je perspektivní pro rozšíření na další typy etoxylovaných surfaktantů a kontaminantů. Očekává se automatizace zpracování dat, integrace s novými databázemi a nasazení v terénních mobilních laboratořích pro okamžitý screening.
Kombinace UHPLC a vysoce přesné Q-TOF MS spolu s Kendrickovou hmotnostní škálou představuje výkonný nástroj pro rychlou a spolehlivou identifikaci PEG surfaktantů ve frakčních vodách. Postavená databáze usnadňuje opakovatelné a rychlé analýzy s minimem lidské intervence.
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Detekce polyethylenglykolů v odpadních vodách z hydraulického štěpení je klíčová pro identifikaci kontaminace podzemních i povrchových vod. PEGy slouží jako spolehlivé indikátory přítomnosti frakčních tekutin neobsahujících se běžně v přírodních podmínkách, což usnadňuje rychlou odezvu na environmentální rizika.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo vyvinout a demonstrovat rychlou metodu pro rozpoznání a charakterizaci komplexních směsí PEG surfaktantů ve vratných vodách z frackingu. Kombinací UHPLC separace a vysoce přesné Q-TOF hmotnostní spektrometrie autoři vytvořili databázi přesných hmotností a retenčních časů pro více než 40 řetězců PEG a jejich aduktů.
Použitá metodika a instrumentace
Metoda byla založena na ultra vysokovýkonném kapalinovém chromatografu Agilent 1290 Infinity LC spojeném s Agilent 6540 UHD Accurate-Mass Q-TOF MS
- Kolona ZORBAX Eclipse XDB-C8 4,6×150 mm 3,5 μm při 25 °C
- Mobilní fáze A 0,1 % kyseliny mravenčí ve vodě, B acetonitril, gradient 10 % B na 100 % B za 25 minut, průtok 0,6 mL/min
- MS ESI pozitivní režim, rozsah m/z 50–1000, rozlišovací schopnost 30 000 při m/z 1522
- Referenční kalibrace v reálném čase s purinem a HP-921
Hlavní výsledky a diskuse
Chromatogram odhalil bimodální rozdělení polymerních šarží s polární zónou eluce 4–12 minut a méně polární zónou 12–14 minut. Rozdíly m/z mezi sousedními řetězci činily průměrně 44,0266, odpovídající jednotce CH2CH2O. Aplikace Kendrickovy hmotnostní škály umožnila snadnou diferenciaci protonových, sodíkových a amonných aduktů a potvrzení řetězcové struktury MS/MS fragmenty s.lossy po 44,026 u.
Přínosy a praktické využití metody
Rychlá identifikace více než 40 PEG sloučenin včetně jejich aduktů během dvou minut počítačového zpracování zajišťuje efektivní monitoring frakčních operací. Vytvořená databáze podporuje rutinní screening vodních vzorků a usnadňuje regulaci a ochranu zdrojů pitné vody.
Budoucí trendy a možnosti využití
Metoda je perspektivní pro rozšíření na další typy etoxylovaných surfaktantů a kontaminantů. Očekává se automatizace zpracování dat, integrace s novými databázemi a nasazení v terénních mobilních laboratořích pro okamžitý screening.
Závěr
Kombinace UHPLC a vysoce přesné Q-TOF MS spolu s Kendrickovou hmotnostní škálou představuje výkonný nástroj pro rychlou a spolehlivou identifikaci PEG surfaktantů ve frakčních vodách. Postavená databáze usnadňuje opakovatelné a rychlé analýzy s minimem lidské intervence.
Reference
- 1. D M Kargbo R G Wilhelm D J Campbell Natural gas plays in the Marcellus Shale Challenges and potential opportunities Environ Sci Technol 44 5679-5684 2010
- 2. E M Thurman I Ferrer J Blotevogel T Borch Analysis of hydraulic fracturing flowback and produced waters using accurate mass identification of ethoxylated surfactants Anal Chem 86 9653-9661 2014
- 3. E Kendrick A mass scale based on CH2 14.0000 for high resolution mass spectrometry of organic compounds Anal Chem 35 2146-2154 1963
- 4. I Ferrer E T Furlong E M Thurman Liquid Chromatography Mass Spectrometry MSMS and Time of Flight MS Analysis of Emerging Contaminants Ferrer I Thurman E M Eds ACS Symposium Series 850 American Chemical Society Washington DC pp 376-393
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Accurate Mass Analysis of Hydraulic Fracturing Waters
2019|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Environmental Accurate Mass Analysis of Hydraulic Fracturing Waters Using the Kendrick mass defect with the Agilent LC/Q-TOF MS Authors E. Michael Thurman and Imma Ferrer Department of Environmental Engineering, University of Colorado, Boulder, CO 80309 Jerry A. Zweigenbaum…
Klíčová slova
kendrick, kendrickfracturing, fracturinghydraulic, hydraulicmass, masspolypropylene, polypropyleneppgs, ppgsdefect, defectppg, ppgsurfactants, surfactantsglycol, glycoladduct, adductaccurate, accuratetof, tofflowback, flowbackscale
Accurately Identify Emerging Environmental Chemical Contaminants - Application Compendium
2018|Agilent Technologies|AplikacePříručky
Find More, Miss Less Accurately Identify Emerging Environmental Chemical Contaminants Application Compendium Identify Emerging Contaminants in Air, Water, and Soil Today’s environmental analysis must be done more reliably, more efficiently, and with higher quality results than ever before. Unfortunately, pharmaceuticals,…
Klíčová slova
tof, tofmass, masscounts, countscompounds, compoundsaccurate, accuratewere, werescreening, screeningagilent, agilentwater, waterusing, usingpcdl, pcdlmasshunter, masshunterenvironmental, environmentalions, ionscompound
Identification of Unknowns in Ground and Surface Water by LC/Q-TOF
2018|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Environmental Identification of Unknowns in Ground and Surface Water by LC/Q-TOF Authors E. Michael Thurman, Imma Ferrer University of Colorado, Center for Environmental Mass Spectrometry, Boulder, CO Jerry A. Zweigenbaum Agilent Technologies, Inc. Abstract Accurate mass analysis by…
Klíčová slova
platte, plattegroundwater, groundwaterpharmaceuticals, pharmaceuticalsalluvial, alluvialriver, riversuspect, suspectsouth, southtools, toolswater, watermass, masslamotrigine, lamotrigineaccurate, accuratesurface, surfacetransport, transportunknown
Comprehensive Investigation of Polymer Oxidation using Interactive Visualizations and User Modified Libraries in PolyMatchSuite
2025|Agilent Technologies|Postery
Poster Reprint ASMS 2025 Poster number ThP 752 Comprehensive Investigation of Polymer Oxidation using Interactive Visualizations and User Modified Libraries in PolyMatch Suite Wendi A Hale1; Jeremy P Koelmel2; Nicholas Oranzi3; David Weil4; Emma E. Rennie4; Paul Stelben2; Michael Kummer5;…
Klíčová slova
polymatch, polymatchyes, yespolysorbate, polysorbateoxidized, oxidizedgroups, groupspeg, pegpolyoxyethylene, polyoxyethylenepoe, poesuite, suitepolyethylene, polyethyleneoxidation, oxidationpolymer, polymerdefect, defectinteractive, interactivesurfactant