Investigating Source, Age, Maturity, and Alteration Characteristics of Oil Reservoirs Using APGC/MS/MS Analysis of Petroleum Biomarkers
Aplikace | 2013 | WatersInstrumentace
Biomarkery ropy jsou molekulární fosilie, jež uchovávají klíčové informace o původu, deposičním prostředí a termální historii organické hmoty v sedimentárních horninách. Analýza těchto biomarkerů je zásadní pro průzkum ropných ložisek, korelaci ropy se zdrojovými horninami a odhad potenciálu geologických struktur.
Studie představuje novou aplikaci kombinace atmosférické tlakové plynové chromatografie (APGC) s tandemovou hmotnostní spektrometrií (MS/MS) na platformě Xevo TQ-S. Cílem je ukázat vyšší selektivitu a citlivost této metody při identifikaci a kvantifikaci klíčových petrolejových biomarkerů (steranů a hopanů) ve vzorcích z ropných a zdrojových hornin.
Pro přípravu vzorků byly z ropy odstraněny asfaltény vyloužením nadbytkem n-heptanu a izolovány saturátové frakce. Chromatografie probíhala na nemodifikované silikagelu kolonce typu Rxi-5Sil MS (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm) s programem 50 °C → 180 °C (10 °C/min) → 315 °C (2,5 °C/min, 11 min držení). Nosným plynem byl helium (1 mL/min), vstřik splitless (1 µL), makeup plyn dusík (400 mL/min).
Instrumentace:
APGC vytváří hojné radikálové kationty molekulární hmotnosti s výrazně nižším fragmentačním rozpadem než EI, což umožňuje výběr silných prekurzorových iontů pro MS/MS:
Nová metoda poskytuje:
Očekává se rozšíření databází MRM přechodů pro širší škálu biomarkerů, integrace APGC-MS/MS s kapalinovou chromatografií (UPLC, UPC2) pro komplexní petroleomiku a automatizace workflow pro vysokoprůtokové geochemické screeningy. Další oblastí je aplikace v oblasti environmentální monitorace organických zbytků a forenzní petroleární analýzy.
APGC-MS/MS na platformě Xevo TQ-S významně zvyšuje schopnost detekce a kvantifikace petrolejových biomarkerů. Tato kombinace přináší lepší selektivitu, reprodukovatelnost a rychlejší analýzu ve srovnání s klasickým GC-MS/EI, což umožňuje přesnější geochemické závěry a podporuje ekonomické rozhodování v těžbě ropy.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Biomarkery ropy jsou molekulární fosilie, jež uchovávají klíčové informace o původu, deposičním prostředí a termální historii organické hmoty v sedimentárních horninách. Analýza těchto biomarkerů je zásadní pro průzkum ropných ložisek, korelaci ropy se zdrojovými horninami a odhad potenciálu geologických struktur.
Cíle a přehled studie / článku
Studie představuje novou aplikaci kombinace atmosférické tlakové plynové chromatografie (APGC) s tandemovou hmotnostní spektrometrií (MS/MS) na platformě Xevo TQ-S. Cílem je ukázat vyšší selektivitu a citlivost této metody při identifikaci a kvantifikaci klíčových petrolejových biomarkerů (steranů a hopanů) ve vzorcích z ropných a zdrojových hornin.
Použitá metodika a instrumentace
Pro přípravu vzorků byly z ropy odstraněny asfaltény vyloužením nadbytkem n-heptanu a izolovány saturátové frakce. Chromatografie probíhala na nemodifikované silikagelu kolonce typu Rxi-5Sil MS (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm) s programem 50 °C → 180 °C (10 °C/min) → 315 °C (2,5 °C/min, 11 min držení). Nosným plynem byl helium (1 mL/min), vstřik splitless (1 µL), makeup plyn dusík (400 mL/min).
Instrumentace:
- Hmotnostní spektrometr Xevo TQ-S s univerzálním zdrojem APGC
- Ionizace atmosférickým tlakem za suchých podmínek, corona proud 2 µA, teplota zdroje 150 °C
- MRM režim sledování specifických přechodů pro C26–C35 hopany a sterany
- Software MassLynx a nástroje pro optimalizaci kuželového napětí a kolizní energie
Hlavní výsledky a diskuse
APGC vytváří hojné radikálové kationty molekulární hmotnosti s výrazně nižším fragmentačním rozpadem než EI, což umožňuje výběr silných prekurzorových iontů pro MS/MS:
- Ukázky spekter C30 hopanu: v režimu APGC je molekulární iont base-peak, v EI převládají nízkonákladové fragmenty.
- Detekce C26–C30 steranů v UK North Sea: MRM přechody umožnily jednoznačné stanovení poměru C28/C29 (0,41) a NDR poměru (0,20), potvrzující jurský marinní původ.
- Analýza smíšeného ropného vzorku z Pobřeží Slonoviny: konvenční GC-MS SIR neprokázalo C30 sterany, APGC-MS/MS potvrdilo jejich přítomnost a tedy i marinní přísun.
- Rozlišení oleananu a lupanu: sekundární MRM přechod 412→369 pro lupane byl absenci v chromatogramu, čímž se potvrdila přítomnost pouze oleananu.
Přínosy a praktické využití metody
Nová metoda poskytuje:
- Vyšší citlivost a selektivitu při nízkých koncentracích biomarkerů v maturitních olejích
- Možnost přímého nasazení na stávající platformu bez nutnosti rozsáhlých úprav
- Rychlejší a přesnější korelaci rop se zdrojovými horninami a stanovení depozičních podmínek
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření databází MRM přechodů pro širší škálu biomarkerů, integrace APGC-MS/MS s kapalinovou chromatografií (UPLC, UPC2) pro komplexní petroleomiku a automatizace workflow pro vysokoprůtokové geochemické screeningy. Další oblastí je aplikace v oblasti environmentální monitorace organických zbytků a forenzní petroleární analýzy.
Závěr
APGC-MS/MS na platformě Xevo TQ-S významně zvyšuje schopnost detekce a kvantifikace petrolejových biomarkerů. Tato kombinace přináší lepší selektivitu, reprodukovatelnost a rychlejší analýzu ve srovnání s klasickým GC-MS/EI, což umožňuje přesnější geochemické závěry a podporuje ekonomické rozhodování v těžbě ropy.
Reference
- Holba A.G., Dzou L.I.P., Masterson W.D., Hughes W.B., Huizinga B., Singletary M.M., Moldowan J.M., Mello M.R., Tegelaar E.W. Application of 24-norcholestanes for constraining source age of petroleum. Advances in Organic Geochemistry 1997, Org. Geochem. 29(5/7):1269–1284, 1998.
- Nytoft H.P., Jørgensen A., Koefoed B., Christiansen F.G., Fowler M.G. Oleanane or Lupane? Reappraisal of the presence of oleanane in Cretaceous-Tertiary oils and sediments. Org. Geochem. 33:1225–1240, 2002.
- Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. The Biomarker Guide. Cambridge University Press, ISBN 0-521-83763-4, 2005.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Benefits and Characteristic Applications of High Resolution GC/MS and LC/MS
|Agilent Technologies|Prezentace
Benefits and Characteristic Applications of High Resolution GC/MS and LC/MS. Frank David RIC and Ghent University Mass Spectrometry Structure Elucidation Identification Selective and Sensitive Detection Target Compound Analysis Mass Spectrometry Structure Elucidation Identification (NIST, Wiley) Selective and Sensitive Detection Target…
Klíčová slova
dopé, dopéextrait, extraitformula, formulastructure, structuremass, masstof, tofhopanes, hopanescrude, crudeanalysis, analysissulfadiazine, sulfadiazinelikely, likelycandidate, candidateapci, apciqtof, qtofconfirm
Nutritive Benefits – Determination of Phenolic Compounds in Virgin Olive Oil Using the Agilent 1290 Infinity 2D-LC Solution
2014|Agilent Technologies|Aplikace
Quality Analysis of Extra Virgin Olive Oils – Part 7 Nutritive Benefits – Determination of Phenolic Compounds in Virgin Olive Oil Using the Agilent 1290 Infinity 2D-LC Solution Application Note Food Testing & Agriculture Authors Abstract Sonja Krieger and Virgin…
Klíčová slova
olive, olivevirgin, virginphenols, phenolshydrophilic, hydrophilicoils, oilsapigenin, apigeninoil, oilhydroxytyrosol, hydroxytyrosololeuropein, oleuropeinluteolin, luteolinphenol, phenolaglycon, aglyconacid, acidphenolic, phenolicdimension
METHOD FOR HEART-CUT ANALYSIS USING NANOACQUITY UPLC WITH 2D TECHNOLOGY FOR PROTEOMIC SAMPLES
2009|Waters|Aplikace
M ET HOD FO R H EA RT-CUT ANALYSIS USING nanoACQUIT Y U P LC W IT H 2D T EC HNOLOGY FO R P ROT EOMIC SAM P L ES Martha D. Stapels, Keith E. Fadgen, and James I.…
Klíčová slova
bpi, bpinanobsm, nanobsmpeptide, peptideintensity, intensitypeptides, peptidesdimension, dimensionheart, heartcut, cuthtm, htmphos, phosadh, adhenolase, enolasevalve, valvefraction, fractionbsa
USING CHROMATOGRAPHIC RESOLUTION TO INCREASE SENSITIVITY AND SPECTRAL INFORMATION IN LC/MS PEPTIDE MAPPING
2006|Waters|Postery
USING CHROMATOGRAPHIC RESOLUTION TO INCREASE SENSITIVITY AND SPECTRAL INFORMATION IN LC/MS PEPTIDE MAPPING Ziling Lu, Beth L. Gillece-Casto, Thomas E. Wheat and Jeffrey R. Mazzeo Waters Corp., Milford MA 19.65 14.41 32.5033.23 25.29 25.76 21.68 3 54.71 34.26 25.87 56.34…
Klíčová slova
peptide, peptidebeh, behmapping, mappingtfa, tfachromatographic, chromatographictime, timeacquity, acquityinterpreted, interpretedresolution, resolutionmobile, mobiledependednce, dependedncemodifier, modifieraqcuity, aqcuitybecause, becausephase