&#39;플랑드르 정부가 장기 구조 Methusalem 자금&#39;플랜더스의 과학 기술을 통한 혁신 추진 연구소 (IWT) 및 지원하는 SBO 프로젝트 &quot;Bioleum&quot;(IWT-SBO 130039)이 인정된다.

주의 : 사용하기 전에 모든 화합물에 문의하시기 바랍니다 관련 물질 안전 보건 자료 (MSDS). 적절한 안전 관행을 권장합니다. 개인 보호 장비를 사용하는 동안 솔루션 및 샘플, 흄 후드에서 준비를해야합니다. 가장 좋은 방법은 안전 안경, 보호 실험실 장갑, 실험실 코트, 전체 길이 바지와 폐쇄 발가락 신발의 사용을 의미한다. 몇몇 반응물 및 반응 생성물 급성 독성 및 발암 수있는 바와 같이 반응기를 적절하게 밀봉되어야한다. 1. 오프라인 GC × GC-NCD 분석 <ol><li> GC 분석 × 오프라인 GC의 샘플 준비 <ol><li> 내부 표준 2- 클로로을 선택합니다. 준비된 시료 중의 내부 표준 물질의 농도는 분석 혼합물에 존재하는 질소 함유 화합물의 농도의 범위 내인지 확인. 내부 표준 용액의 농도는 검출 한계 O보다 적어도 10 배 이상이어야NCD 바. 또한, 내부 표준 물질의 농도는 시료의 최고 농도의 질소 화합물의 농도보다 2 배 이상이어야한다. </li><li> 준비 및 분석 균형을 사용하여 두 개의 유리 병의 무게. </li><li> 분석 균형을 사용하여 첫 번째 유리 병 2 클로로의 20.498 ​​mg을 추가합니다. </li><li> 첫 번째 유리 병에 균형을 용기와 셰일 오일 샘플 1024.287 mg을 추가합니다. 부드럽게 유리 병 컨텐츠를 혼합한다. </li><li> 두 번째 유리 병에 준비된 혼합물의 23.369 mg을 이동하고 원래 셰일 오일 샘플의 435.195 mg을 추가합니다. 시료 중의 내부 표준 얻어진 농도는 약 1000 중량 ppm이다. </li></ol></li><li> GC-NCD 분석 및 운영 조건 × GC <ol><li> 듀얼 스테이지 극저온 액체 CO 2 변조기 (45)가 장착 GC × GC로를 사용하여 분석을 수행합니다. <ol><li> 첫 번째 차원 비극성 기둥, 트러스, 빔 연결직접 두 번째 차원의 중간 극성 컬럼 백만 (PONA, 0.5 μm의 d 개의 F × 0.25 mm의 ID × 50m의 L) (BPX-50, 0.25 μm의 d 개의 F × 0.25 mm의 ID × 2m의 L). 표 1에 나타난 파라미터로, 셰일 오일 중의 질소 함유 화합물의 검출을 위해 최적화 된 GC 작동 조건 × GC의 적용. </li><li> 보충 표에 명시된 설정 오토 샘플러를 이용하여 샘​​플을 주입한다. </li></ol></li><li> 1198 K. 사용하여 100 Hz의 데이터 획득 속도 버너 온도를 유지하면서 NCD를 들어, 흐름 율을 5 ml의 11 분 -1 H 2 O를 각각 2 세트. 검출기의 설정은 표 1에 제시되어있다. </li></ol></li><li> 결과의 재 처리 <ol><li> NCD 대한 데이터 시스템을 이용하여 데이터 수집을 수행한다. 분석 소프트웨어 (예를 들어, GC에 .cdf 파일 및 수입에 대한 원시 데이터를 내보내기영상). </li><li> 윤곽 플롯을 구성하는 유지 시간을 결정하기 위해, 소프트웨어 프로토콜에 따른 피크 피팅 블롭 통합을 수행하는 해석 소프트웨어를 사용한다. 특정 탄소수 질소 특정 그룹의 화합물로서 각 블롭을 식별한다. 참고 : NCD의 응답 신호가 몰 6,46,47,48, 샘플을 간단 질소 함유 화합물의 정량 따라서 절차입니다. </li><li> 다음 식을 이용하여 검출 된 화합물의 농도를 계산한다 : <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq1.jpg" /> V I 및 V ST는 질소 함유하는 화합물 I 및 내부 표준의 피크 볼륨 각각 어디. 세인트 내부 표준 화합물의 농도이고, N 제가 화합물 중의 질소 원자의 수 (W) I, I 및 M 세인트 M </서브&gt; 함유 화합물의 질소와 질소 내부 표준을 각각 (6)의 몰 질량이다. </li></ol></li></ol> 2. 온라인 분석 <ol><li> 파일럿 플랜트 증기 분해 장치 주 : 공급부, 노 / 반응기 부와 분석 부 : 시험 공장 증기 분해기는 세 부분으로 구성된다. 이 장치는 다른 18,49,50,51 상세히 설명한다. 설정의 개략적 인 설명은 보충에서 찾을 수 있습니다. <ol><li> 헵탄은 프로그래머블 로직 컨트롤러 (PLC)를 사용하여 유량을 설정하여 컴퓨터 제어 회전 펌프를 이용하여 공급 될 때 실험 동안 수동 피스톤 펌프의 속도를 설정하여 반응기 대류 영역에 피리딘을 소개한다. 사용되는 희석제는 시험의 목적에 따라 다양 할 수있다. 실험 조건에 따라 헬륨 및 질소 가스 dilutio위한 컨트롤러를 사용N, 스팀 희석 용 물 공급 펌프 주파수를 조절한다. </li><li> 노의 반응 구역에 앞서 증발 두 별도로 가열 구역에서 공급 원료를 혼합하여 773 K.의 온도로 유지 </li><li> PLC의 사용 다섯 가열 영역의 온도를 설정하여 인코 로이 800HT 12.4 m 길이 9mm 내경 반응기 온도 프로파일을 부과. 프로세스 조건을 변화와 다양한 실험을 수행 할 수있다. 표 2에 요약 된 방법에 테스트를 수행하도록 적용되는 공정 조건을 사용한다. </li></ol></li><li> 분석 방법 <ol><li> 세 검출기 가능한 많은 화합물을 검출하기 위해 병렬 채널에서 작동 구비 정유 가스 분석기 (RGA)를 사용한다. 두개의 TCD 및 FID는 반응 생성물을 분리하기위한 세 가지 항목을 사용하여, 네 개의 탄소 원자를 CO, CO 2, H 2, 및 탄화수소의 검출을 허용한다. RGA 설정은 홍보입니다표 3에 esented. </li><li> GC 셋업 × GC의 경우, 첫 번째 차원과 0.15 mm의 ID × 중간 극성 BPX-50 (2 미터 L의 열 (0.5 μm의 d 개의 F × 0.25 mm의 ID × 50m의 L) 비극성 PONA를 사용 두 번째 차원의 0.15 μm의 D f를) 열 ×. 오븐 온도가 GC 오븐 내부의 액체 질소를 첨가하여 233 K로 저하 될 수 있음을 보장한다. 온라인 분석은 표 4에 주어진 GC 설정 × GC의를 사용합니다. </li><li> 그 TOF-MS 전자 충격 이온화를 확인하여 소프트웨어에이 값을 설정하여 70 eV로, 검출기 전압 1700 V이다. 또한 동일한 소프트웨어에서 15-400 AMU의 질량 범위에서 30 스펙트럼 / 초에 인수 주파수를 설정합니다. </li><li> 데이터 수집 속도가 100 Hz로 할 필요가 1198에서 K. 버너 온도를 유지하면서 NCD 들어 수동 유량을 5 등급 및 H 2 O를 각각 2 분 -1 11 mL로 설정한다. </li> &lt;FID H 2, 공기 및 N 2 (메이크업 가스)의 유량에 대한 리&gt;는 각각 35, 350, 35 ml의 분 -1. FID 온도를 100 Hz의 데이터 수집 속도 573 K로 설정되어 있는지 확인합니다. </li><li> 파일럿 플랜트 운전시에 라인, 즉, 파일럿 플랜트 유출 물 샘플 및 고온 (673-773 K). 오븐을 573 K로 유지 샘플링에 위치 밸브 기반 샘플링 시스템을 사용하여, 그림 1을 참조하십시오. <ol><li> PLC의 사용도 1a에 도시 된 위치로 공압 6 포트 2 방향 밸브를 돌려서 적어도 2 분 동안 시료 루프 플러시. </li><li> PLC의 샘플 루프로부터 기체 샘플 헬륨 운반하고 GC × 선택된 GC에 주입을 사용하여도 1B에 도시 된 위치로 공압 6 포트 2 방향 밸브를 돌려. 20 초 동안 분사 위치에 밸브를 유지한다. 그림 1a에 도시 된 위치에서 다시 공압 6 포트 2 방향 밸브를 돌립니다. </li> &lt;/ OL&gt; </li></ol></li><li> 내부 표준 추가 <ol><li> NCD에 대한 내부 표준 분석으로 2 클로로을 사용합니다. 이 화합물의 도입량은 실험 (표 2에 나타낸 값)의 용도에 따라 다르다. 정밀하고 균일 -2- 클로로 피리딘을 추가하려면, n- 헥산 (표 2에 나타낸 값)의 화합물을 용해 부드러운은 제조 후, 혼합물을 교반한다. </li><li> 중앙 샘플링 시스템 전의 생성물 스트림에 위치 모세관 전송선을 통해 제조 된 혼합물을 펌핑하여 연속적으로 내부 표준 2- 클로로 추가. 이러한 목적으로 연동 펌프를 사용하여 유량을 안정 (값은 표 2에 나타냄) 유지한다. </li></ol></li><li> 데이터 수집 및 정량화 <ol><li> TOF-MS로 얻어지는 데이터를 취득하고, 상품 식별의 결과를 사용하여 확립 retenti반응 생성물의 시간에. 섹션 1.3.2에 설명 된대로 결과는 NCD를 이용하여 수집의 절차가 재 처리에 적용에 수집 및 FID에서 얻은 정보의 재 처리는 비슷합니다. </li><li> 내부 표준 (18)을 사용하여 제품의 수율을 계산. 생성물 스트림 (N 2) 연속적으로 질소 일정량 도입하고도 2에 도시 된 바와 같이, 기준 화합물로서 사용. </li><li> 다른 악기 된 데이터를 결합한다. 검출기에 따라 각각의 화합물에 대한 교정 계수를 적용한다. <ol><li> 1로 메탄 보정 계수를 설정합니다. </li><li> 교정에 의해 RGA에 검출 영구 가스 메탄에 대해 응답 요소를 가져옵니다. 상대 반응 계수가 교정에 의해 결정된다 GC × GC의에서 발견 된 주요 화합물을 확인하십시오. 작은 제품의 경우 디 에츠 (52)에 의해보고 된 FID 보정 계수를 사용합니다. AC의 응답 인자 만약ompound 사용할 수 없습니다, Dierickx 등. (53)에 의해 개발 그룹 기여 방법을 사용하여 값을 계산합니다. </li><li> 메탄 보조 내부 표준으로서 기능하고, 그 농도는 GC-FID 크로마토 × GC에의 피크에 기초하여 농도를 결정하기 위해 필요하다. 따라서, 수학 식 2를 이용하여 메탄 가스의 유량을 결정 : <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq2.jpg" /> 여기서, F CH4 및 N2는 각각 TCD에 메탄 및 질소의 보정 요인은 바. CH4 및 N2는 분석에서 수득 된 피크 영역이다 반면 <img alt="식 (3)" src="/files/ftp_upload/54236/54236eq3.jpg" /> 배출 스트림에 첨가 된 질소의 질량 유량이다. </li></ol></li><li> 절차를 적용하여 질소 함유 제품의 정량을 수행 섹션 1.3.3에 설명했다. </li></ol></li></oL&gt;

The authors have nothing to disclose.

기술 된 실험 절차는 연구 샘플에서 오프 라인 및 온라인 식별 및 질소 함유 화합물의 정량 성공적으로 종합 할 수 있었다. 도 3에 도시 된 바와 같이 NCD가 식별을 위해 사용될 수 없기 때문에 셰일 오일 중의 질소 함유 화합물의 분리는., GC-NCD × GC를 사용하여 수행하고, 관찰 된 종의 체류 시간은 분석을 행함으로써, 사전에 설정 될 필요 각각의 검출 방법 18,54...

경질유 오일의 매장량이 점차 감소하고, 따라서, 다른 화석 자원 에너지 및 석유 화학 산업에서 사용되는 것으로 고려되고있다. 또한, 이러한 미생물의 빠른 열분해에 의해 생성 된 바이오 오일 등의 재생 에너지를 기반 바이오 연료와 화학 물질의 매력 자원이되고있다. 그럼에도 불구하고, 무거운 원유 때문에 캐나다와 베네수엘라 1-3의 큰 매장량의 논리 첫번째 선택이다. 후자는 세계에서 가장 큰 원유 매장량으로 인식되고 있으며, 그 조성물은 천연 역청의 구성과 유사하다. 바이오 오일과 유사하게, 무거운 원유는 저장 온도, 높은 밀도 (낮은 API 중력), 질소, 산소의 중요한 내용 및 황 함유 화합물 4,5에서 높은 점도 경질유 오일 다릅니다. 또 다른 유망한 대안은 오일 셰일에서 파생 된 셰일 오일입니다. 오일 셰일은 세분화 된 퇴적암 콘입니다이닝 케로 겐 1000 다 6의 높은 몰 질량과 유기 화학 화합물의 혼합물. 케로 겐은 탄화수소 매트릭스 유기 산소, 질소 및 황을 함유 할 수있다; 원점, 나이 및 추출 조건에 따라서. 글로벌 특성화 방법 셰일 오일 무거운 원유의 헤테로 원자 (S, O 및 N)의 농도는 전형적으로 상당히 높은 예컨대 석유 화학 산업 6에서 사용되는 제품에 설정된 사양 이상임을 보여준다. 또한 종래의 무거운 원유 및 셰일 오일에 존재하는 질소 함유 화합물이 수소화 분해, 촉매 분해 및 개질 공정 7의 촉매 활성에 부정적인 영향을 미칠 것으로 설명된다. 그들은 증기 분해기 (8)의 초기 상자 껌 형성을 촉진하기 때문에, 질소 함유 화합물의 존재는 안전성 문제 있음 마찬가지로,이보고되었다. 이러한 처리 및 안전 chal문제점들 복잡한 탄화수소 행렬의 질소 함유 화합물의 특성을 오프라인 및 온라인 현재의 방법을 개선하기 위해 강력한 드라이버이다. 질소 화학 발광 검출기 (NCD)와 결합 이차원 가스 크로마토 그래피 (GC × GC)는 종래의 디젤 또는 액화 석탄 시료 7을 분석 일차원 가스 크로마토 그래피 (GC)에 비해 우수한 특성을 기술한다. 최근에 방법이 개발 셰일 오일 6 질소량의 오프라인 특성에 적용된 중간 증류 물 (9)에 존재하는 압축 질소 화합물의 동정 및 폐 플라스틱 열분해 오일 (10)의 상세한 구성의 결정. 이는 GC 분석은 GC × 11-17 복잡한 혼합물의 분석을위한 강력한 오프라인 프로세싱 기술이라고 따라서 분명하다. 그러나, 온라인 응용 인해 신뢰할 A에 대한 필요성을 더 도전ND 샘플링 방법을 비 판별. 광범위한 온라인 특성화 처음 개발 된 방법 중 하나는 TOF-MS 및 FID (18)를 이용하여 스팀 크래킹 반응기 유출 물을 분석하여 입증 하였다. GC의 설정을 최적화하고 적절한 열 조합 폴리 방향족 탄화수소 류 (PAHs에) 18 메탄까지 범위의 탄화수소로 이루어지는 샘플을 분석 할 수 있었다. 본 작품은 복잡한 탄화수소 혼합물에 존재하는 질소 화합물의 식별 및 정량에 확장하여 새로운 수준에이 방법을합니다. 이러한 방법은 이들 화합물은 여러 프로세스 및 애플리케이션에서의 역할의 기초적인 이해를 위해 필요한 그 중에서도이다. 저자들의 가장 기술에 질소 함유 화합물 전환 공정의 동역학에 관한 정보를 식별하고, 질소 함유 화합물을 정량하기 위해 부분적으로 적절한 방법의 부족으로 품귀 19반응기 유출 물 (S). 오프라인 및 온라인 분석 방법론을 설정하면 따라서 하나에도 원료 재건 20-27과 운동 모델링을 시도하기 전에 전제 조건입니다. 질소 함유 화합물의 정확한 식별 및 정량화 혜택 것이다 필드 중 하나는 증기 분해 또는 열분해된다. 바이오 무거운 화석은 증기 분해 나 열분해 반응기는 탄화수소 및 헤테로 원자를 함유하는 화합물의 수천을 포함 피드. 또한 때문에 공급의 복잡성 및 발생하는 라디칼 화학 성질, 반응의 수만은 수천 더욱 복잡한 원료보다 반응기 유출하게 유리기 종 (28) 사이에서 발생할 수있다. 탄화수소 혼합물에서 질소 피리딘 또는 피롤 등의 방향족 구조, 예를 들어, 주로 존재; 따라서 대부분의 실험적인 노력이 구조체의 분해에 전념하고있다URES. 시안화 수소 및 에틴은 소량 (29)에서 검출 예컨대 방향족 및 비 휘발성 타르 등 1,148-1,323 K. 다른 제품의 온도 범위에서 조사 피리딘 열분해 주요 생성물로서보고되었다. 피롤의 열분해는 충격파 실험을 사용 1,050-1,450 K의 넓은 온도 범위에서 조사 하였다. 주요 제품 -3- butenenitrile, 시스 및 트랜스 -2- butenenitrile, 시안화 수소, 아세토 니트릴, 2- propenenitrile, 프로판 및 propiolonitrile 30이었다. 또한 열분해 충격 관 실험은 유사한 제품 스펙트럼 (31, 32)에서 생성 된 고온에서 피리딘 수행 하였다. 이러한 연구의 제품 수율이 GC의 FID 갖추고, 질소 - 인 검출기 (NPD) (31), 질량 분석기 (MS) (32) 및 푸리에 변환 적외선 (FTIR) 분광기 (32) 변환을 적용하여 결정된 </suP&gt;. FID와 NPD를 구현하는 방법과 유사한 연속 유동 반응기 8 셰일 오일 열분해 제품을 분석하기 위해 적용 하였다. 273.15 K에 냉각 트랩을 이용하여 GC-MS, 윙클러 외. 33 피리딘 열분해 중에 헤테로 원자 함유 방향족 화합물이 형성되는 것으로 나타났다. 장 등. 34 Debono 외. 35 윙클러 등의 방법을 적용 하였다. 유기 폐기물의 열분해 공부. 질소 풍부 반응 생성물 열전도 검출기 (TCD) (34)에 결합 된 GC를 사용하여 온 - 라인 분석 하였다. 수집 된 타르는 GC-MS (34, 35)를 사용하여 오프라인 분석 하였다. 톨루엔 및 피리딘 동시 열분해는 자유 라디칼 반응을 31, 36의 복잡한 특성을 나타내는 피리딘 열분해에 비해 그을음 형성 경향의 차이를 보였다. 가장 포괄적 인 분석 방법 중 하나는 N에 의해​​ 개발되었다ATHAN 및 동료 37. 그들은 자유 라디칼 종을 추적하는 피리딘 및 디아 진 및 전자 스핀 공명 (EPR) 분광법 분해물을 FTIR 분석, 핵 자기 공명 (NMR) 및 GC-MS를 사용 하였다. FTIR 분석은 제품의 큰 범위의 식별을위한 매우 효과적인 방법도 38-40의 PAHs 수 있으며, 그럼에도 불구하고 정량은 매우 도전적이다. 교정은 특정 온도와 압력 (41)에서 각 대상 종에 대해 서로 다른 농도의 적외선 스펙트럼의 전체 세트가 필요합니다. 홍 외. 최근 연구는 피롤, 피리딘 분해 42,43 동안 제품 및 중간체의 결정을위한 분자 빔 질량 분석법 (MBMS) 및 가변 싱크로트론 진공 자외선 광 이온화를 사용하는 가능성을 입증 하였다. 이 실험 방법은 inf를하지 않고 라디칼의 이성질체 중간체 및 가까운 임계 값 감지 선택적으로 식별 할 수 있습니다분석 된 종 (44)의 분열을 licting. 그러나, MBMS를 분석을 사용하여 측정 된 농도에 대한 불확실성은 상당하다. 본 연구에서는 복잡한 셰일 오일의 첫 번째 오프라인 포괄적 인 특성화 결과가보고된다. 다음으로, 복잡한 탄화수소 행렬의 질소 화합물의 분석을 위해 GC-TOF-MS / FID × 온 - 라인 GC를 사용하는 제한이 논의된다. 마지막으로, GC-NCD × GC에 의한 질소 함유 화합물의 온라인 정량 새롭게 개발 된 방법이 설명된다. FID 및 NCD가 정량화에 사용하는 동안 제품의 정성 분석은 TOF-MS를 사용하여 수행 하였다. NCD의인가 때문에 더 높은 선택성 낮은 검출 한계와 등몰 반응을 FID를 사용하는 것에 비해 상당한 개선이다.

<table><tbody><tr><td>2-Chloropyridine, 99%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>C69802</td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Shale oil</td><td>Origin Colorado, US</td><td>Piceance Basin in&lt;br/&gt; Colorado, USA</td><td>Toxic</td></tr><tr><td>Pyridine, 99.8%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>270970</td><td>Highly toxic</td></tr><tr><td>Carbon Dioxide, industrial grade refrigerated liquid</td><td>PRAXAIR</td><td>CDINDLB0D</td><td>Wear safety gloves and glasses</td></tr><tr><td>Helium, 99.99%</td><td>PRAXAIR</td><td>6.0</td><td></td></tr><tr><td>Hydrogen, 99.95%</td><td>Air Liquide</td><td>695A-49</td><td>Flammable</td></tr><tr><td>Oxygen</td><td>Air Liquide</td><td>905A-49+</td><td>Flammable</td></tr><tr><td>Air</td><td>Air Liquide</td><td>365A-49X</td><td></td></tr><tr><td>Nitrogen</td><td>Air Liquide</td><td>765A-49</td><td></td></tr><tr><td>Hexane, 95+%</td><td>Chemlab</td><td>CL00.0803.9025</td><td>Toxic</td></tr><tr><td>Heptane, 99+%</td><td>Chemlab</td><td>CL00.0805.9025</td><td>Toxic</td></tr><tr><td>Nitrogen, industrial grade refrigerated liquid</td><td>PRAXAIR</td><td>P0271L50S2A001</td><td>Wear safety gloves and glasses</td></tr><tr><td>Autosampler</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>AI/AS 3000</td><td></td></tr><tr><td>High temperature 6 port/2 position valve</td><td>Valco Instruments Company Incorporated</td><td>SSACGUWT</td><td></td></tr><tr><td>Gas chromatograph</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>Trace GC ultra</td><td></td></tr><tr><td>Rafinery Gas Analyzer</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>KAV00309</td><td></td></tr><tr><td>rtx-1-PONA column</td><td>Restek Pure Chromatography</td><td>10195-146</td><td></td></tr><tr><td>BPX-50 column</td><td>SGE Analytical science</td><td>54741</td><td></td></tr><tr><td>TOF-MS</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>Tempus Plus 1.4 SR1 Finnigan</td><td></td></tr><tr><td>NCD</td><td>Agilent Technologgies</td><td>NCD 255</td><td></td></tr><tr><td>Chrom-card</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>HyperChrom 2.4.1</td><td></td></tr><tr><td>Xcalibur software</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>1.4 SR1</td><td></td></tr><tr><td>Chrom-card software</td><td>Thermo Scientific, Interscience</td><td>HyperChrom 2.7</td><td></td></tr><tr><td>GC image software</td><td>Zoex Corporation</td><td>GC image 2.3</td><td></td></tr></tbody></table>

on-line analysis of nitrogen containing compounds in complex hydrocarbon matrixes

무거운 미정 제 오일로의 전환 및 셰일 오일로서 다른 화석 자원의 사용은 석유 화학 산업에 대한 도전이다. 무거운 미정 제 오일 및 셰일 오일의 조성은 사실상 혼합물의 기원에 따라 달라진다. 특히, 이들은 통상적으로 사용되는 중질유 오일에 비해 질소 함유 화합물의 증가 된 양을 함유한다. 질소 화합물 코커 유닛 스팀 크래커에서 발생하는 열 처리의 동작에 영향을, 일부 종과 같은 환경 적으로 유해한 것으로 간주되므로, 열분해 조건 하에서 질소 함유 화합물을 포함하는 반응에 대한 상세한 분석은 유용한 정보를 제공하고있다. 때문에 새로운 방법을 개발하고, 즉, 높은 질소 함량, 셰일 오일을 함유하는 원료로 검증되었다. 먼저, 공급 물은 nitr 결합 광범위한 이차원 가스 크로마토 그래피 (GC × GC)에 의해 오프라인으로 나타내었다ogen의 화학 발광 검출기 (NCD). 제 2 단계에서, 온 - 라인 분석 방법을 개발하고, 헵탄에 용해시키고, 피리딘을 공급하여 스팀 크래킹 파일럿 플랜트에서 시험했다. 전자는 셰일 오일 중 본 화합물의 가장 풍부한 클래스 중 하나에 대한 대표되는 화합물. 반응기 유출 물의 조성은 FID (비행 시간 형 질량 분석계 (TOF-MS), 불꽃 이온화 검출기에 결합 GC × GC로에 샘플을 즉시 주입 하였다 사내 개발 자동 샘플링 시스템을 통해 결정되었다 ) 및 NCD. 내부 표준으로 NCD 및 2- 클로로 피리딘을 사용하여, 질소 함유 화합물의 정량 분석​​을위한 새로운 방법을 개발하고 입증되었다.

. 크로마토 그램은도 3에 제시되는 셰일 오일 샘플의 질소 함유 화합물의 특성에 대해 GC-NCD × 오프라인 GC를 사용하여 획득 된 다음의 클래스가 확인되었다 : 피리딘, 아닐린, 퀴놀린, 인돌, 아 크리 딘 및 카바 졸. 또한, 개별 화합물의 상세한 정량이 가능했다. 수집 된 데이터는 개별 화합물의 농도를 결정하는데 사용하고, 얻어진 값을 표 5에 나타...

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On-line Analysis of Nitrogen Containing Compounds in Complex Hydrocarbon Matrixes

질소 화학 발광 검출 포괄적 이차원 가스 크로마토 그래피를 조합하는 방법이 개발되고 복잡한 탄화수소 매트릭스 형 질소 함유 화합물의 온라인 분석에 적용되었다.

복잡한 탄화수소 행렬에 질소 함유 화합물의 온라인 분석

The shift to heavy crude oils and the use of alternative fossil resources such as shale oil are a challenge for the petrochemical industry. The ...

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Research

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Chemistry

10.6K 조회수.  Ghent University.  질소 화학 발광 검출 포괄적 이차원 가스 크로마토 그래피를 조합하는 방법이 개발되고 복잡한 탄화수소 매트릭스 형 질소 함유 화합물의 온라인 분석에 적용되었다. 

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A General Method for Detecting Nitrosamide Formation in the In Vitro Metabolism of Nitrosamines by Cytochrome P450s

N-nitrosamines are a well-established group of environmental carcinogens, which require cytochrome P450 oxidation to exhibit activity. The accepted mechanism of metabolic activation involves formation of &#945;-hydroxynitrosamines that spontaneously decompose to DNA alkylating agents. Accumulation of DNA damage and the resulting mutations can ultimately lead to cancer. New evidence indicates that &#945;-hydroxynitrosamines can be further oxidized to nitrosamides processively by cytochrome P450s. Because nitrosamides are generally more stable than &#945;-hydroxynitrosamines and can also alkylate DNA, nitrosamides may play a role in carcinogenesis. In this report, we describe a general protocol for evaluating nitrosamide production from in vitro cytochrome P450-catalyzed metabolism of nitrosamines. This protocol utilizes a general approach to the synthesis of the relevant nitrosamides and an in vitro cytochrome P450 metabolism assay using liquid chromatography-nanospray ionization-high resolution tandem mass spectrometry for detection. This method detected N&#8242;-nitrosonorcotinine as a minor metabolite of N&#8242;-nitrosonornicotine in the example study. The method has high sensitivity and selectively due to accurate mass detection. Application of this method to a wide variety of nitrosamine-cytochrome P450 systems will help determine the generality of this transformation. Because cytochrome P450s are polymorphic and vary in activity, a better understanding of nitrosamide formation could aid in individual cancer risk assessment.

A General Method for Detecting Nitrosamide Formation in the In Vitro Metabolism of Nitrosamines by Cytochrome P450s

&#945;-hydroxylation of carcinogenic nitrosamines by cytochrome P450s is the accepted metabolic pathway that produces DNA-damaging intermediates, which cause mutations. However, new data indicates further oxidation to nitrosamides can occur. We describe a general method for detecting nitrosamides produced from in vitro cytochrome P450-catalyzed metabolism of nitrosamines.

체 외에 대사 시 토 크롬 P450s에 의해 니트로의 Nitrosamide 형성을 탐지 하기 위한 일반적인 방법

N-nitrosamines are a well-established group of environmental carcinogens, which require cytochrome P450 oxidation to exhibit activity. The accepted ...

연구

암 연구학

Improved In-gel Reductive &#946;-Elimination for Comprehensive O-linked and Sulfo-glycomics by Mass Spectrometry

Separation of proteins by SDS-PAGE followed by in-gel proteolytic digestion of resolved protein bands has produced high-resolution proteomic analysis of biological samples. Similar approaches, that would allow in-depth analysis of the glycans carried by glycoproteins resolved by SDS-PAGE, require special considerations in order to maximize recovery and sensitivity when using mass spectrometry (MS) as the detection method. A major hurdle to be overcome in achieving high-quality data is the removal of gel-derived contaminants that interfere with MS analysis. The sample workflow presented here is robust, efficient, and eliminates the need for in-line HPLC clean-up prior to MS. Gel pieces containing target proteins are washed in acetonitrile, water, and ethyl acetate to remove contaminants, including polymeric acrylamide fragments. O-linked glycans are released from target proteins by in-gel reductive &#946;-elimination and recovered through robust, simple clean-up procedures. An advantage of this workflow is that it improves sensitivity for detecting and characterizing sulfated glycans. These procedures produce an efficient separation of sulfated permethylated glycans from non-sulfated (sialylated and neutral) permethylated glycans by a rapid phase-partition prior to MS analysis, and thereby enhance glycomic and sulfoglycomic analyses of glycoproteins resolved by SDS-PAGE.

In order to comprehensively explore the diversity of O-linked glycans, a new procedure for in-gel reductive &#946;-elimination, combined with permethylation and a rapid phase-partition method, is applied to the analysis of O-linked glycans directly released from glycoproteins resolved by SDS-PAGE and amenable to subsequent glycomic analysis by mass spectrometry.

질량 분석에 의해 - 겔 개선 환원 적 β-제거 포괄적 인 O가 연결된과에 대한 설포 글라 이코믹스

Separation of proteins by SDS-PAGE followed by in-gel proteolytic digestion of resolved protein bands has produced high-resolution proteomic analysis of ...

화학

Analysis of Volatile and Oxidation Sensitive Compounds Using a Cold Inlet System and Electron Impact Mass Spectrometry

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The analysis of volatile and oxidation sensitive compounds by mass spectrometry is not easily achieved, as all state-of-the-art mass spectrometric methods require at least one sample preparation step, e.g., dissolution and dilution of the analyte (electrospray ionization), co-crystallization of the analyte with a matrix compound (matrix-assisted laser desorption/ionization), or transfer of the prepared samples into the ionization source of the mass spectrometer, to be conducted under atmospheric conditions. Here, the use of a sample inlet system is described which enables the analysis of volatile metal organyls, silanes, and phosphanes using a sector field mass spectrometer equipped with an electron impact ionization source. All sample preparation steps and the sample introduction into the ion source of the mass spectrometer take place either under air-free conditions or under vacuum, enabling the analysis of compounds highly susceptible to oxidation. The presented technique is especially of interest for inorganic chemists, working with metal organyls, silanes, or phosphanes, which have to be handled using inert conditions, such as the Schlenk technique. The principle of operation is presented in this video.

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The presented technique is especially of interest for inorganic chemists, working with metal organyls, silanes, or phosphanes which have to be handled using inert conditions, such as the Schlenk technique.

콜드 입구 시스템 및 전자 충격 질량 분석법을 사용하여 휘발성 및 산화에 민감한 화합물의 분석

This video presents a protocol for the mass spectrometrical analysis of volatile and oxidation sensitive compounds using electron impact ionization. The ...

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence the oxidizing capacity of the atmosphere through interactions with ozone and hydroxyl radicals. The main sink of NOx is the formation and deposition of nitric acid, a component of acid rain and a bioavailable nutrient. NOx is emitted from a mixture of natural and anthropogenic sources, which vary in space and time. The collocation of multiple sources and the short lifetime of NOx make it challenging to quantitatively constrain the influence of different emission sources and their impacts on the environment. Nitrogen isotopes of NOx have been suggested to vary amongst different sources, representing a potentially powerful tool to understand the sources and transport of NOx. However, previous methods of collecting atmospheric NOx integrate over long (week to month) time spans and are not validated for the efficient collection of NOx in relevant, diverse field conditions. We report on a new, highly efficient field-based system that collects atmospheric NOx for isotope analysis at a time resolution between 30 min and 2 hr. This method collects gaseous NOx in solution as nitrate with 100% efficiency under a variety of conditions. Protocols are presented for collecting air in urban settings under both stationary and mobile conditions. We detail the advantages and limitations of the method and demonstrate its application in the field. Data from several deployments are shown to 1) evaluate field-based collection efficiency by comparisons with in situ NOx concentration measurements, 2) test the stability of stored solutions before processing, 3) quantify in situ reproducibility in a variety of urban settings, and 4) demonstrate the range of N isotopes of NOx detected in ambient urban air and on heavily traveled roadways.

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Previous work suggests that the nitrogen isotopic composition of atmospheric nitrogen oxides might distinguish the influence of different sources in the environment. We report on an automated, mobile, field-based method for the high collection efficiency of atmospheric NOx for N isotopic analysis at an hourly time resolution.

고해상도 모바일 콜렉션 시스템은 NO의 질소 동위 원소 분석, 자동화<sub&gt; X</sub

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

환경과학

Single-throughput Complementary High-resolution Analytical Techniques for Characterizing Complex Natural Organic Matter Mixtures

Natural organic matter (NOM) is composed of a highly complex mixture of thousands of organic compounds which, historically, proved difficult to characterize. However, to understand the thermodynamic and kinetic controls on greenhouse gas (carbon dioxide [CO2] and methane [CH4]) production resulting from the decomposition of NOM, a molecular-level characterization coupled with microbial proteome analyses is necessary. Further, climate and environmental changes are expected to perturb natural ecosystems, potentially upsetting complex interactions that influence both the supply of organic matter substrates and the microorganisms performing the transformations. A detailed molecular characterization of the organic matter, microbial proteomics, and the pathways and transformations by which organic matter is decomposed will be necessary to predict the direction and magnitude of the effects of environmental changes. This article describes a methodological throughput for comprehensive metabolite characterization in a single sample by direct injection Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FTICR-MS), gas chromatography mass spectrometry (GC-MS), nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS), and proteomics analysis. This approach results in a fully-paired dataset which improves statistical confidence for inferring pathways of organic matter decomposition, the resulting CO2 and CH4 production rates, and their responses to environmental perturbation. Herein we present results of applying this method to NOM samples collected from peatlands; however, the protocol is applicable to any NOM sample (e.g., peat, forested soils, marine sediments, etc.).

This protocol describes a single throughput for complementary analytical and omics techniques culminating in a fully-paired characterization of natural organic matter and microbial proteomics in different ecosystems. This approach permits robust comparisons for identifying metabolic pathways and transformations important for describing greenhouse gas production and predicting responses to environmental change.

복잡 한 자연 유기 물질 혼합물을 특성화에 대 한 단일 처리량 보완 고해상도 분석 기법

Natural organic matter (NOM) is composed of a highly complex mixture of thousands of organic compounds which, historically, proved difficult to ...

Analysis of Complex Molecules and Their Reactions on Surfaces by Means of Cluster-Induced Desorption/Ionization Mass Spectrometry

Desorption/Ionization Induced by Neutral SO2 Clusters (DINeC) is employed as a very soft and efficient desorption/ionization technique for mass spectrometry (MS) of complex molecules and their reactions on surfaces. DINeC is based on a beam of SO2 clusters impacting on the sample surface at low cluster energy. During cluster-surface impact, some of the surface molecules are desorbed and ionized via dissolvation in the impacting cluster; as a result of this dissolvation-mediated desorption mechanism, low cluster energy is sufficient and the desorption process is extremely soft. Both surface adsorbates and molecules of which the surface is composed of can be analyzed. Clear and fragmentation-free spectra from complex molecules such as peptides and proteins are obtained. DINeC does not require any special sample preparation, in particular no matrix has to be applied. The method yields quantitative information on the composition of the samples; molecules at a surface coverage as low as 0.1 % of a monolayer can be detected. Surface reactions such as H/D exchange or thermal decomposition can be observed in real-time and the kinetics of the reactions can be deduced. Using a pulsed nozzle for cluster beam generation, DINeC can be efficiently combined with ion trap mass spectrometry. The matrix-free and soft nature of the DINeC process in combination with the MSn capabilities of the ion trap allows for very detailed and unambiguous analysis of the chemical composition of complex organic samples and organic adsorbates on surfaces.

Neutral SO2 clusters of low kinetic energy (&#60; 0.8 eV/constituent) are used to desorb complex surface molecules such as peptides or lipids for further analysis by means of mass spectrometry using an ion trap mass spectrometer. No special sample preparation is required, and real-time observation of reactions is possible.

클러스터 유도 탈착/이온화 질량 분광법에 의한 표면에 대한 복잡한 분자 및 표면의 반응 분석

Desorption/Ionization Induced by Neutral SO2 Clusters (DINeC) is employed as a very soft and efficient desorption/ionization technique for mass ...

Nitrogen Compound Characterization in Fuels by Multidimensional Gas Chromatography

Certain nitrogen-containing compounds can contribute to fuel instability during storage. Hence, detection and characterization of these compounds is crucial. There are significant challenges to overcome when measuring trace compounds in a complex matrix such as fuels. Background interferences and matrix effects can create limitations to routine analytical instrumentation, such as GC-MS. In order to facilitate specific and quantitative measurements of trace nitrogen compounds in fuels, a nitrogen-specific detector is ideal. In this method, a nitrogen chemiluminescence detector (NCD) is used to detect nitrogen compounds in fuels. NCD utilizes a nitrogen-specific reaction that does not involve the hydrocarbon background. Two-dimensional (GCxGC) gas chromatography is a powerful characterization technique as it provides superior separation capabilities to one-dimensional gas chromatography methods. When GCxGC is paired with a NCD, the problematic nitrogen compounds found in fuels can be extensively characterized without background interference. The method presented in this manuscript details the process for measuring different nitrogen-containing compound classes in fuels with little sample preparation. Overall, this GCxGC-NCD method has been shown to be a valuable tool to enhance the understanding of the chemical composition of nitrogen-containing compounds in fuels and their impact on fuel stability. The % RSD for this method is &#60;5% for intraday and &#60;10% for interday analyses; the LOD is 1.7 ppm and the LOQ is 5.5 ppm.

Here, we present a method utilizing two-dimensional gas chromatography and nitrogen chemiluminescence detection (GCxGC-NCD) to extensively characterize the different classes of nitrogen-containing compounds in diesel and jet fuels.

Certain nitrogen-containing compounds can contribute to fuel instability during storage. Hence, detection and characterization of these compounds is ...

Workflow Based on the Combination of Isotopic Tracer Experiments to Investigate Microbial Metabolism of Multiple Nutrient Sources

Studies in the field of microbiology rely on the implementation of a wide range of methodologies. In particular, the development of appropriate methods substantially contributes to providing extensive knowledge of the metabolism of microorganisms growing in chemically defined media containing unique nitrogen and carbon sources. In contrast, the management through metabolism of multiple nutrient sources, despite their broad presence in natural or industrial environments, remains virtually unexplored. This situation is mainly due to the lack of suitable methodologies, which hinders investigations.
We report an experimental strategy to quantitatively and comprehensively explore how metabolism operates when a nutrient is provided as a mixture of different molecules, i.e., a complex resource. Here, we describe its application for assessing the partitioning of multiple nitrogen sources through the yeast metabolic network. The workflow combines information obtained during stable isotope tracer experiments using selected 13C- or 15N-labeled substrates. It first consists of parallel and reproducible fermentations in the same medium, which includes a mixture of N-containing molecules; however,a selected nitrogen source is labeled each time. A combination of analytical procedures (HPLC, GC-MS) is implemented to assess the labeling patterns of targeted compounds and to quantify the consumption and recovery of substrates in other metabolites. An integrated analysis of the complete dataset provides an overview of the fate of consumed substrates within cells. This approach requires an accurate protocol for the collection of samples&#8211;facilitated by a robot-assisted system for online monitoring of fermentations&#8211;and the achievement of numerous time-consuming analyses. Despite these constraints, it allowed understanding, for the first time, the partitioning of multiple nitrogen sources throughout the yeast metabolic network. We elucidated the redistribution of nitrogen from more abundant sources toward other N-compounds and determined the metabolic origins of volatile molecules and proteinogenic amino acids.

This protocol describes an experimental procedure to quantitatively and comprehensively investigate the metabolism of multiple nutrient sources. This workflow, based on a combination of isotopic tracer experiments and an analytical procedure, allows the fate of consumed nutrients and the metabolic origin of molecules synthetized by microorganisms to be determined.

여러 영양소 소스의 미생물 대사를 조사 하기 위해 동위 원소 추적 실험의 조합에 따라 워크플로

Studies in the field of microbiology rely on the implementation of a wide range of methodologies. In particular, the development of appropriate methods ...

생체공학

MALDI-Mass Spectrometric Imaging for the Investigation of Metabolites in Medicago truncatula Root Nodules

Most techniques used to study small molecules, such as pharmaceutical drugs or endogenous metabolites, employ tissue extracts which require the homogenization of the tissue of interest that could potentially cause changes in the metabolic pathways being studied1. Mass spectrometric imaging (MSI) is a powerful analytical tool that can provide spatial information of analytes within intact slices of biological tissue samples1-5. This technique has been used extensively to study various types of compounds including proteins, peptides, lipids, and small molecules such as endogenous metabolites. With matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI)-MSI, spatial distributions of multiple metabolites can be simultaneously detected. Herein, a method developed specifically for conducting untargeted metabolomics MSI experiments on legume roots and root nodules is presented which could reveal insights into the biological processes taking place. The method presented here shows a typical MSI workflow, from sample preparation to image acquisition, and focuses on the matrix application step, demonstrating several matrix application techniques that are useful for detecting small molecules. Once the MS images are generated, the analysis and identification of metabolites of interest is discussed and demonstrated. The standard workflow presented here can be easily modified for different tissue types, molecular species, and instrumentation.

MALDI-Mass Spectrometric Imaging for the Investigation of Metabolites in Medicago truncatula Root Nodules

Mass spectrometric imaging (MSI) is a powerful tool that can be used to discover and identify various chemical species in intact tissues, preserving the compounds in their native environments, which can provide new insights into biological processes. Herein a MSI method developed for the analysis of small molecules is described.&#160;

의 대사 산물의 조사를위한 MALDI-질량 분석 이미징<em&gt; 개자리 truncatula</em&gt; 루트 결절

Most techniques used to study small molecules, such as pharmaceutical drugs or endogenous metabolites, employ tissue extracts which require the ...

생물학

Carbon and Nitrogen Analysis of Environmental Samples

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Elemental Analysis is a method used to determine elemental composition of a material. In environmental samples such as soils, scientists are particularly interested in the amounts of two ecologically important elements, nitrogen and carbon. Elemental analysis by the flash combustion technique works by oxidizing the sample with a catalyst through combustion in a high-temperature chamber. The products of combustion are then reduced to N2 and CO2 and detected with a thermal conductivity detector.
Unlike other methods for total nitrogen determination (Kjeldahl method) and total carbon determination (Walkley-Black, Heanes or Leco methods), the flash combustion technique does not use toxic chemicals and is therefore much safer to use.
This video will demonstrate combustion-based elemental analysis using the Flash EA 1112 instrument from Thermo Fisher Scientific.

환경 검체의 탄소 및 질소 분석

Source: Laboratories of Margaret Workman and Kimberly Frye - Depaul University
Elemental Analysis is a method used to determine elemental composition of a ...

복잡한 탄화수소 행렬에 질소 함유 화합물의 온라인 분석

요약

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