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2024.Aug.12

质谱仪-Mass 原油只用一种分析法怎么会够!高解析气相层析质谱仪结合AI人工智能的油品成分鉴定

 

  高解析气相层析质谱仪结合多元离子源的油品成分鉴定

JEOL JMS T2000 GC(高解析气相层析质谱仪)可以在不打破真空的情况下通过使用EI/FI/FD(EI: 电子游离 / FI: 场游离 / FD: 场脱附)组合离子源来切换游离方法。利用这些游离法进行油品分析,图一呈现了在这个实验中使用的四种分析方法的示意图,在 ①GC-EI 和 ②GC-F I中,样品被注入GC注射口,通过GC管柱分离,并使用硬性游离源EI和软性游离源FI进行测量。这两个测量数据可以通过自动化分析软件msFineAnalysis AI来做分析。在 ③空管-FI 中,样品被注入GC注射口,通过空管,并使用软性游离源FI进行测量。在 ④FD 中,样品直接应用到发射器上,并使用软性游离源FD进行测量。通过软电离获得的这些质谱可以很容易地使用msRepeatFinder进行分析。表一显示了不同分析方法之特性。
 
使用四种分析方法之示意图
▲图一 使用四种分析方法之示意图

不同分析方法之特性
▲表一 不同分析方法之特性
 
本实验样品使用由NIST认证之标准品2779;GC-EI和GC-FI的GC条件基于美国材料和检验协会所制定的标准测试方法D6730。在这种方法中,为使用两种不同管柱做串联以获得高度分离的色谱图。结果显示有检测到大量的峰值,包括碳数从C5到C32的直链烷烃(图二)。
 
GC-EI和GC-FI的总离子(TIC)质谱图
▲图二 GC-EI和GC-FI的总离子(TIC)质谱图
 
分析结果之主要成分是仅由C和H组成的简单碳氢化合物,但还检测到了硫化合物烷基化二苯并噻吩(alkylated dibenzothiophenes)的微量成分。然而此化合物未注册在NIST数据库中,此情况更可以使用AI人工智能结构分析方法获得其完整结构式(图三)。
 
利用msFineAnalysis AI对GC-EI和GC-FI进行的综合分析结果 
▲图三 利用msFineAnalysis AI对GC-EI和GC-FI进行的综合分析结果

Blank tube-FI和FD这两种方法中,可以在不到1分钟的短时间内确认分子量分布。Blank tube-FI可以测量从低至高质量广泛范围的成分。尽管FD可以测量较高质量的成分,但当离子源探针进入离子源时,较低质量的成分会因挥发而消失。因此,根据待检测之样品类型和目的不同,有必要选择适当的方法(图四)。
 
Blank tube-FI和FD的TIC质谱图
▲图四 Blank tube-FI和FD的TIC质谱图
 
使用KMD(Kendrick Mass Defect)图,可以很直观以及方便评估主要成分烃类之特性,如不饱和度和聚合度的分布。类似的分析也可以用于Blank tube-FI(图五)。
 
msRepeatFinder创建的FD的KMD图和群组数据
▲图五 显示了由msRepeatFinder创建的FD的KMD图和群组数据
 
原油是一种非常复杂的混合物,仅使用单一的分析方法很难获得所有信息。JEOL JMS-T2000GC(高解析气相层析质谱仪)通过切换不同游离法实现全方面的分析。在空管-FI和FD中,可以轻松评估主要成分的烃类;在GC-EI和GC-FI中,可以轻松分析微量成分。此外,还可以使用msFineAnalysis AI人工智能,有效进行未知化合物的结构分析。
 
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