原油水容纳组分的化学分析泄漏使用TIMS-FT-ICR MS
Summary
原油的低能量水容纳部分（LEWAF）是一个具有挑战性的系统来分析，因为随着时间的推移，这种复杂的混合物发生化学转变。这个协议说明了LEWAF样品的准备和用于通过俘获离子迁移谱-FT-ICR质谱进行光照射和化学分析方法。
Abstract
多种化学过程控制石油原油是如何被纳入到海水中，也发生加班的化学反应。研究这种系统需要的样本，以准确的复制出现在自然界的水容纳部分的自然形成的精心准备。低能量水容纳部分（LEWAF）都是严格在设定的比例混合原油和水配制。然后抽吸瓶照射，并在设定的时间点，水进行采样，并使用标准技术提取。第二个挑战是样本，必须考虑到，随时间发生的化学变化的代表特性。可以使用耦合到定制的俘获离子迁移谱傅立叶变换离子回旋共振质谱（TIMS-FT常压激光电离源来执行LEWAF的芳烃馏分的目标分析-ICR MS）。所述TIMS-FT-ICR质谱分析提供的高分辨率离子迁移和超高分辨率MS分析，其中，还允许同分异构组分的鉴定可以通过碰撞截面（CCS）和化学式。结果表明，随着油 – 水混合物被暴露于光，有表面油的显著光溶解到水中。随着时间的推移，溶解的分子的化学转变发生时，在含氮和含硫物种的标识的数量有利于那些具有更大的氧含量比在基础油中典型地观察到的降低。
Introduction
有环境暴露原油的来源众多，无论是从自然原因和人为风险。在释放到环境中，特别是在海洋中，原油可经历分区，与浮油的表面上的形成，挥发性组分到大气中的损失，和沉积。然而，难溶油和确实发生的水，并将该混合物，这是不经典溶解，低能量混合形成什么作为低能量的水容纳部分（LEWAF）简称。在水中的油组分的增溶的油 – 水界面的暴露于太阳辐射中，通常提高。在海洋中的原油的照片增溶可以因此暴露于太阳辐射和/或由于酶促降解1,2经历显著化学变化。理解这些化学变化和他们是如何发生在散装矩阵（ 即，原油）的存在是为了减轻这种曝光，对环境的影响的基础。
以前的研究已经表明，原油经受氧化，特别是多环芳香烃（PAHs），这代表污染一个危害生物，经过生物积累的剧毒源，并且是生物活性3，5，6。因为它们只发生在本体基体的存在理解不同的氧合过程的产物是具有挑战性的。因此，一个单一的标准分析可能不具有代表性的天然存在的变化。该LEWAF的编制必须复制了发生在一个环境背景自然过程。特别感兴趣的是多环芳烃的充氧，发生由于太阳辐射。
T“>在水容纳部分的研究的第二个挑战是在样品中的不同的化学成分的分子鉴定。由于样品的复杂性，所造成的高的质量和氧气的程度，氧化产物是通常不适合于传统的分析用气相色谱法与质谱分析7,8结合进行。另一种方法是通过利用超高质量分辨率质谱技术（ 例如，FT-ICR质谱来表征样品的化学式中的变化），通过耦合TIMS到FT-ICR质谱，除了在MS域中的同量异序的分离，离子迁移光谱（IMS）的尺寸为存在于样品9，10，11中的不同的异构体的分离和特征信息。与大气压力激光组合电离（APLI）源，分析可以是选择性的样品中发现的共轭分子，允许改变该多环芳烃经受是准确特征12,13。在这项工作中，我们描述了为了研究油成分的变换处理暴露于光照射LEWAFs的制备的协议。我们还说明了在光照射时发生的变化，以及对样品提取的过程。我们也将呈现使用APLI与耦合用FT-ICR质谱表征在LEWAF多环芳烃作为曝光于光的功能TIMS。
Protocol
Representative Results
Discussion
该议定书中的关键步骤
LEWAFs的化学复杂性需要，以便使实验室实验来准确反映自然发生准确制剂。数据的有效评估取决于三个标准：尽量减少引进的文物在整个样品处理（ 例如，准备LEWAF，取样，提取，并准备样品进行分析的），验证实验方案（ 即使用暗控制对于光照射试验），并验证该仪器的性能（ 即，验证MS和IMS性能通过使用标准）。
<p class="jove_co…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作是由美国国立卫生研究院（批准号：R00GM106414到FFL）的支持。我们要感谢佛罗里达国际大学的高级质谱设备的支持。
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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