Enhanced Sensitivity for Biomarker Characterization in Petroleum Using Triple Quadrupole GC/MS and Backflushing

Aplikace | 2009 | Agilent TechnologiesInstrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/QQQ
Zaměření
Životní prostředí, Průmysl a chemie
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Biomarkery představují molekulární fosilie organických látek, které poskytují klíčové informace o původu ropného materiálu, jeho biologickém původu, míře biodegradace, geotermální historii a dalších geochemických procesech. Jejich analýza je zásadní pro praxi ropného průmyslu, včetně hledání ložisek, charakterizace rezervoárů, identifikace zdrojových hornin a řešení provozních problémů.

Cíle a přehled studie


Cílem práce bylo vyvinout rychlou a spolehlivou metodu pro rutinní detekci a kvantifikaci souboru klíčových biomarkerů v ropných vzorcích při koncentracích již od 2 ppm. Metoda kombinuje plynovou chromatografii Agilent 7890A s triple kvadrupólovým detektorem Agilent 7000A a techniku zpětného proplachu (backflushing) pomocí Pressure Controlled Tee konfigurace. Studie prokázala možnost současné detekce, potvrzení identifikace a kvantifikace různorodých biomarkerů s vysokou přesností (<5 % RSD) a širokým dynamickým rozsahem.

Použitá metodika


Pro kalibraci a ověřovací testy byl použit nový externí standard STANFORD-1, obsahující směs čistých standardů biomarkerů a saturátních frakcí parafin-free z různých geologických období. Frakce C30 steranů se připravovaly běžnými technikami normální fáze LC a vlastními postupy pro odstranění interferujících sloučenin.
  • GC podmínky: dvě konfigurace s kolonkami DB-1MS (60 m×0,25 mm×0,25 µm a 40 m×0,18 mm×0,18 µm), program teplot, pulsed splitless injekce.
  • Carrier gas: helium (60 m kolona) vs. vodík (40 m kolona) pro výrazné zkrácení analýz.
  • Backflush: PCT konfigurace s ultranízkomrtvým objemem Purged Ultimate Union a pomocným EPC modulem.
  • MS v režimu EI-SRM, 17 přechodů, dwell time 50 ms, kolizní energie 5 eV.

Použitá instrumentace


  • Plynový chromatograf Agilent 7890A se split/splitless injektorem.
  • Triple kvadrupólový MS Agilent 7000A Triple-Axis Detector.
  • Automatický vzorkovač Agilent 7683B ALS.
  • Capillary Flow Technology moduly, Pressure Controlled Tee (PCT) a EPC modul.
  • Kolonky Agilent DB-1MS Ultra Inert.

Hlavní výsledky a diskuse


Implementace backflushingu umožnila výrazné snížení trvání běhů z více než 100 min na méně než 30 min při plném odstranění vysokomolekulárních zbytků a minimalizaci zdrojového šumu. Přechodem na vodík a užší kolony se doba analýzy zkrátila téměř dvojnásobně bez ztráty rozlišení. Precision experimenty na standardu STANFORD-1 prokázaly RSD většiny biomarkerů pod 5 %, detekční limity kolem 2 ppm a vynikající linearitu across široký rozsah koncentrací. Pomocí SRM poměru stigmastanu a n-propylcholestanu bylo možné dekonvolvovat laboratorní směsi ropy ze dvou různých zdrojových hornin s rozlišením stopových podílů (až 0,2 % obj.).

Přínosy a praktické využití metody


Metoda nabízí:
  • Rychlou a robustní analýzu biomarkerů s vysokou přesností a selektivitou.
  • Sníženou dobu údržby systému a vyšší propustnost laboratoře.
  • Možnost spolehlivého fingerprintingu ropných vzorků a dekonvoluce komplexních směsí.
  • Využití při prieskumu ropných ložisek, mapování rezervoárů a geochemickém modelování.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další zrychlení analýz lze dosáhnout menšími ID kolony a optimalizovanými dwell časy (až 1 ms) pro kratší cykly. Integrace s vysokorozlišovacími technikami, automatizace přípravy vzorků a nasazení v plně průmyslových QA/QC workflow otevírá nové možnosti pro rozsáhlé geochemické studie a 3D basin modeling.

Závěr


Agilent 7890A/7000A Triple Quadrupole GC/MS s PCT backflushingem poskytuje vysoce citlivé, selektivní a rychlé řešení pro rutinní analýzu ropných biomarkerů. Metoda kombinuje nízké detekční limity, vynikající přesnost a flexibilitu pro fingerprinting i dekonvoluci komplexních směsí.

Reference


  • Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. The Biomarker Guide. Vol. 2: Biomarkers and Isotopes in Petroleum Exploration and Earth History. Cambridge University Press, 2005.
  • Prest H., Foucault C., Aubut Y. Capillary Flow Technology for GC/MS: Efficacy of the Simple Tee Configuration for Robust Analysis Using Rapid Backflushing for Matrix Elimination. Agilent Technologies Publication 5989-9359EN.
  • Prest H. Capillary Flow Technology for GC/MS: A Simple Tee Configuration for Analysis at Trace Concentrations with Rapid Backflushing for Matrix Elimination. Agilent Technologies Publication 5989-8664EN.
  • Prest H. The Pressure Controlled Tee (PCT): Configurations, Installation and Use. Agilent Technologies Technical Document G1472-90001.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Investigating Source, Age, Maturity, and Alteration Characteristics of Oil Reservoirs Using APGC/MS/MS Analysis of Petroleum Biomarkers
Implementation of the Pressure Controlled Tee for Backflushing for the 7000 Series Triple Quadrupole Mass Spectrometer: Implications for Sensitivity
TOOLS AND TECHNIQUES THAT KEEP YOU PRODUCTIVE, PROFITABLE, AND COMPLIANT
A New Test Method for the Determination of Derivatized Chemical Species in Marine Fuel Oil by Multidimensional GC/MS