原油の水を収容する画分の化学分析は、TIMS-FT-ICR MSを用いて流出します
Summary
時間をかけて、この複雑な混合物は、化学変換を受けるので、原油の低エネルギーの水収容フラクション（LEWAF）は、分析する困難なシステムです。このプロトコルはLEWAFサンプルの調製のために捕捉されたイオン移動度分光分析、FT-ICR MSにより光照射および化学分析を行うための方法を示す図です。
Abstract
複数の化学プロセスはまた、経時的に発生する化学反応を海水中に組み込まれ、どのように原油を制御します。このシステムを研究することは正確に自然界に存在する水を収容画分の自然形成を再現するために、サンプルの慎重な準備が必要です。低エネルギーの水収容フラクション（LEWAF）を慎重に設定された比率で原油と水とを混合することによって調製されます。吸引瓶は、次に照射され、設定された時点で、水を採取し、標準的な技術を用いて抽出しました。第二の課題を考慮に時間をかけて起こる化学的変化を取らなければならないサンプルの代表的な特性評価、です。 LEWAFの芳香族留分の標的分析は、特注のトラップされたイオン移動度分光分析、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計（TIMS-FTに接続された大気圧レーザーイオン化源を用いて行うことができます-ICR MS）。 TIMS-FT-ICR MS分析は、さらに、それらの衝突断面積（CCS）と化学式の異性体成分の同定を可能にする高解像度のイオン移動度と超高分解能MS分析を、提供します。結果は、油 – 水混合物が光に曝されるように、表面油のかなりの光可溶化は、水の中に存在することを示しています。時間が経つにつれて、可溶化された分子の化学変換は、典型的には、基油で観察されたよりも窒素と高い酸素含有量を有するものが有利で硫黄含有種の同定の数の減少で、行われます。
Introduction
原油への環境暴露の多数の供給源は、自然の原因からと人為的暴露からの両方があります。環境への放出の際に、特に海で、原油は、表面に油膜の形成、大気中への揮発性成分の損失、及び沈降して、パーティショニングを受けることができます。しかし、古典的可溶化しない難溶性油と水が発生し、そしてこの混合物を低エネルギーの混合は、低エネルギーの水収容フラクション（LEWAF）と呼ばれるものを形成します。水中の油成分の可溶化は、典型的には、太陽放射への油 – 水界面の露光中に増強されます。海の原油の写真可溶化は、太陽放射および/またはによる酵素分解1,2のこの曝露に起因する有意な化学変化を受けることができます。これらの化学的変化を理解し、彼らはバルクマトリックス（ すなわち、原油）の存在下で生じるどのようにこの暴露が環境に影響を緩和するための基本です。
以前の研究では、原油は、酸素、生物に害を与える汚染物質の毒性の高いソースを表し、特に多環式芳香族炭化水素（PAH）を受ける生物蓄積を受け、生物活性3、5、6であることを示しています。彼らは唯一のバルクマトリックスの存在下で生じるので、異なる酸素化プロセスの製品を理解することは困難です。したがって、単一の、標準的な分析は、自然界に起こる変化の代表ではないかもしれません。 LEWAFの製造は、環境設定で起こる自然のプロセスを複製する必要があります。特に興味深いのは、太陽放射による発生のPAHの酸素、です。
トン ">水収納フラクションの研究における第二の課題は、サンプル中の異なる化学成分の分子同定である。その高い質量と酸素の程度によって引き起こされるサンプルの複雑、に、酸素生成物であります例えば、FT-ICR MS（伝統的な分析は、MS分析7,8と組み合わせたガスクロマトグラフィーにより行った。別のアプローチは、超高質量分解能MS技術を利用することによって、試料の化学式の変化を特徴づけるために、典型的には不向き）。FT-ICR MSにTIMSを結合することにより、MSドメイン内のアイソバリック分離に加えて、イオン移動度分光分析（IMS）の寸法は、サンプル9、10、11中に存在する異なる異性体用分離及び特性情報を提供します。大気圧レーザーと組み合わせイオン化（APLI）ソース、分析がPAH類が正確に12、13を特徴とする受けることの変更を可能にする、サンプルで見つかった共役系分子に選択的であり得ます。この研究では、油成分の変換プロセスを研究するために、光照射をLEWAFsの調製のためのプロトコールを記載します。我々はまた、光照射時に生じる変化、ならびにサンプル抽出のための手順を示します。また、光への曝露の関数としてLEWAF中のPAHを特徴づけるためにFT-ICR MSと相まってTIMSとAPLIの使用を紹介します。
Protocol
Representative Results
Discussion
プロトコル内の重要なステップ
LEWAFsの化学的複雑さは正確に自然に発生するものを反映するために実験室での実験のための順序で正確な準備が必要です。データの有効性評価は、三つの基準にかかっ：（ 例えば、LEWAFの準備、サンプリング、抽出、および分析のための試料調製）を取り扱うサンプル全体のアーティファクトの導入を最小限に抑え、暗いコントロー?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、国立衛生研究所（FFLへの助成金番号R00GM106414）によってサポートされていました。私たちは、彼らのサポートのためにフロリダ国際大学の高度な質量分析施設を承認したいと思います。
Materials
| Reagents | |||
| methylene chloride | |||
| methanol | |||
| toluene | |||
| Na2SO4 | |||
| Crude oil | |||
| Instant Ocean® | Aquarium Systems | 33 ppt salinity with 0.45 μm pore filtration | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Suntext XLS+ | Atlas Chicalo Ill, USA | 1500 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 7T 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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