Los científicos de la Universidad de Warwick han desarrollado un método más poderoso para analizar mezclas químicas, que ha sido capaz de asignar un número récord de 244,779 composiciones moleculares dentro de una sola muestra de petróleo.
Con casi un cuarto de millón de composiciones individuales asignadas dentro de una fracción no destilable de petróleo crudo, el nuevo método desarrollado por el Grupo Barrow dentro del Departamento de Química de la Universidad de Warwick y detallado en un documento para la revista Ciencia química allana el camino para el análisis de muestras desafiantes en diferentes campos.
Asignar las composiciones de moléculas en una mezcla compleja es una herramienta valiosa para varias industrias, donde determinar la composición elemental de esas moléculas puede proporcionar datos valiosos para la investigación, determinar la viabilidad de la mezcla, como en la industria petroquímica, o incluso 'huella digital'una mezcla compleja como aceite o muestras ambientales.
Los investigadores desarrollaron un nuevo método, llamado operación a resolución ultra alta constante OCULAR, que combina técnicas experimentales y de procesamiento de datos que les permitieron caracterizar la muestra más compleja en la que han trabajado.
Utilizando la espectrometría de masas por resonancia de ciclotrón iónico transformada de Fourier FT-ICR MS, los investigadores analizaron una muestra de petróleo pesado en solución. Las moléculas de la muestra se ionizaron, excitaron y detectaron para determinar las relaciones de masa a carga utilizandoun espectrómetro de masas FT-ICR solariX Bruker Daltonics en la Universidad de Warwick. El poder de resolución ultra alto y la precisión de masa de FT-ICR MS permite a los científicos determinar las composiciones elementales incluso en las muestras más complejas, con un alto grado de confianza.
El análisis tradicional realizado con una variedad de espectrómetros de masas por transformada de Fourier FTMS ofrece un poder de resolución decreciente y confianza en las asignaciones de las composiciones elementales a m / z más altas cuando se estudia un amplio rango m / z. En el nuevo método OCULAR, los iones sonanalizados utilizando segmentos de datos más pequeños basados en su masa, donde el experimento está diseñado para garantizar un poder de resolución casi constante en todo el rango de masa analizado; en el ejemplo publicado, se utilizó un poder de resolución constante de 3 millones para caracterizar un petróleo pesadomuestra.
Utilizando un algoritmo desarrollado por los investigadores, los datos segmentados pueden prepararse automáticamente y "unirse" para generar un espectro de masa completo abundancia relativa frente a m / z. Cada pico representa una composición molecular única, y por lo tanto la totalidaddel espectro de masas cubre el espacio compositivo de la muestra, lo que les permitió operar a una resolución mucho más alta y también abordó cuestiones relacionadas con los efectos de la carga espacial, donde un gran número de iones afectará la precisión de la medición de masa. El resultado fueresolución, detección y asignación del mayor número de picos dentro de una muestra hasta la fecha.
La técnica se puede utilizar para cualquier análisis de una mezcla compleja y tiene aplicaciones potenciales en áreas como la energía por ejemplo, petróleo y biocombustibles, ciencias de la vida y atención médica por ejemplo, proteómica, investigación del cáncer y metabolómica, materiales por ejemplo, polímeros,y análisis ambiental, incluido el uso para 'tomar huellas digitales' de derrames de petróleo por su composición molecular.
La autora principal, Dra. Diana Palacio Lozano, del Departamento de Química de la Universidad de Warwick, dijo: "Este método puede mejorar el rendimiento de una gama de instrumentos FTMS, incluidos los instrumentos FT-ICR MS de alto y bajo campo magnético e instrumentos Orbitrap. Nosotrosahora pueden analizar mezclas que, debido a su complejidad, son un desafío incluso para las técnicas analíticas más potentes. Esta técnica es flexible ya que el rendimiento se puede seleccionar de acuerdo con las necesidades de investigación ".
Las muestras de petróleo son inherentemente muy complejas y, por lo tanto, fueron una prueba ideal para este método. A medida que el uso mundial del petróleo estimula el paso a aceites más pesados, las muestras se están volviendo más complejas y, por lo tanto, también existe una mayor necesidad de este tipo de análisispor científicos petroquímicos.
La baja volatilidad del petróleo más pesado ahora puede explicarse por la composición elemental extraordinariamente compleja. La alta complejidad de los aceites pesados puede interferir con la catálisis y afecta los procesos de extracción, transporte y refinación. La técnica OCULAR también es lo suficientemente potente como para ser utilizada enmuestras que requieren el rendimiento más alto para asignar composiciones basadas en precisión de masa o patrones isotópicos finos.
El investigador principal, Dr. Mark Barrow, dijo: "El enfoque OCULAR nos permite superar los límites analíticos actuales para caracterizar las muestras más complejas. Extiende significativamente el rendimiento de todos los instrumentos FTMS sin costo adicional y funciona bien con los desarrollos en el campo,como diseños de hardware más nuevos, métodos de detección y métodos de procesamiento de datos. OCULAR es muy versátil, los experimentos y el procesamiento se pueden adaptar según sea necesario, y el enfoque se puede aplicar a muchas áreas de investigación, incluida la energía, la atención médica y el medio ambiente ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Warwick . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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