高分辨质谱在石油组学研究中的应用.doc

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1、第29卷增刊2010年11月分析试验室sisLaboratoVoI-・29・Supp1・2010—11高分辨质谱在石油组学研究中的应用史权（中国石汕大学（北京）重质汕国家垂点实验室，昌平102200）数系列，一旦确定了一个质谱峰的分子式，根据同类化合物的规律性分和可以快速鉴定出一个质星系列，如果将质量数转换成KendrickMass，同一类化合物具有相同的质量亏损（KMD）或等效双键（DHE）。鉴定结杲通常以DBF对碳数分布作图，以点的直径大小或颜色表示该质量点（化合物）在质谱图中的相对丰度。3仪器条件分析石汕样品瑕通用的离了源是场电离（FT/FD）,目前并没有成熟的可以安

2、装在FT—ICRMS仪器上的商业化产胡。ESI是比较常见的电离源，可以选择性地电离石汕中微量的极性化合物，特别适合石汕酸及含氮化合物的分析。APPT可以实现对石汕是--种纽成十分复杂的可溶于有机溶剂的混合物.未经加工处理的石汕称为原汕，到目前为止，对原汕及重质石汕纽.分的描述-•般仅限于宏观物性的表征，如密度、黏度、平均分子量、有机元素纽成及四纽分族组成等。石汕化学领域的研究方法通常将石汕的不同物性以及反应性能建立关联模烈，但模烈的晋适性较差，根本原因是物性并不能全而准确地反映汕品的化学组成，而后者才是汕品物理、化学性质的决定因素。近年來，新型电离技术及超高分辨质谱仪的使用

3、为石汕组学的研究提供了有效方法,基于电喷雾（EST）和大气压光致电离（APPT）等离子化技术,结合窩分辨傅立叶变换离子冋旋共振质谱（Fr-〔CRMS）,可以从石汕中翳定出超过3万种不同元部分非极性化合物的电离，主要用于芳坯和含硫化素纽成的化合物。含有S、N、O等杂原子魅类化合物在石汕中含量很低，但対石汕及石汕产品的性质产生重大影响，研究这些化合物纽成一直是分析化学的一大挑战，址近通过高分辨质谱技术取得了很大突破。主要解决两个方面的问题：（1）石汕中大分子极性化合物的分子量分布；（2）复杂坯类基质中微量杂原子化合物的分子组成。1分子元素组成曾经出现过一些石汕中存在大分子的研究

4、报道，分子量上限达到儿力甚至儿十万，但最近越來越多的证拯表明那些大分子是小分子化合的缔合合物的分析。质量分辨率是石汕纽学分析对质谱技术提出的垠大挑战，磁场强度在9.4T以下的町一ICRMS根本无法满足石汕组分的分离，即使是15T磁体的仪器也不能解决高丿贞量端的完全分离。由于石汕组分电离效率较低，弱的离子流强度通常并不能维持足够的冋旋时间，另一方而，检测池屮离了过多时由于相互干扰影响质星检测的准确度。d前处理方法使用FTr—TCRMS分析石汕组成的一大优势是不必x,—1样品进行烦琐的预分离，使用ESI电离源还可以选择性地电离极性化合物，需耍强调的是溶剂环境対体。石油山CHON

5、S等元素组成,其中坯类占绝大ES1分析结果影响很大,一般采用甲苯和另一种极性部分，化合物分子量分布在几十到2000之间，一般不大于1000Da,主耍集中在500Da附近。杂原子化合物以N。、0。、0：、S。类型为主，存在含有两个或三个杂原子的化合物，但相对丰度较低。2数捌处理重质汕品的高分辨质谱图中一般存在数千甚至数力•个质谱峰，通过限定元素纽成范囤，根据精确质最，结合13C同位索丰度等条件可以准确地确定大部分质谱峰进行元素组成。尽管石汕纽成十分复杂，但每一类化介物均存在一个连续的碳原子溶剂混合的方法同时解决非极性化合物的溶解以及EsI电离对溶剂极性的要求，由于石汕纽分中不

6、同类型化合物的性质差界较大，溶剂PH值会极大地影响质谱图中不同化合物类型的相对丰度。由于EST简单易用，非极性化合物可以通过化学转化，使其转化为可以在ESI中电离的极性化合物，从而实现ESIEr-ICRMS§卜析，如卅三极性含硫—12—化合物通过氧化转化为亚佩，或与卬其化试剂牛成铳盐，反应产物在EST源屮表现出较强的电离选择性.从而实现对含硫化合物组成与分布的表征。第29卷增刊分析试验宅2010年II月ChinesJournalofAnalvsisI^boratoi^■■_9.高分辨质谱在石油组学研究中的应用史权（中国石油大学（北京）竈质油国家重点实验室.昌平102200）

7、石油是一种组成十分复杂的可溶于有机溶剂的混合物•未经加工处理的石油称为原油，到目前为止，对原油及重质石油组分的描述一般仅限千宏观物性的表征•如密度、郭度、平均分子SL有机元索组成及四组分族组成尊。石油化学领域的研究方法通常将石油的不同物性以及反应性能建立关联模型，但模型的普适性较差，根本原因是物性并不能全面准确地反映油品的化学组成，而后者才是油晶物理、化学性质的决定因素。近年来•新型电离技术及超高分辨质谱仪的使用为石油组学的研究提供了有效方法•基于电吱雾（ESI）和大气压光致电离（APPI）等离子化技术，结合高分辨