Анализ природных полимеров с использованием пиролиза-GCxGC-MS - анализ «Уруши» с помощью GCxGC/EI и GCxGC/PI - [Применение GC-TOFMS]

Введение

Японская лаковая пленка под названием «Уруши» представляет собой природный полимер, который использовался в качестве краски и клея для предметов быта и ремесел примерно 8,000 лет. «Уруши» имеет сложную структуру, которую исследователи пытаются понять, используя систему пиролизного газового хроматографа/масс-спектрометра (Py/GC/MS). Недавно мы разработали новую систему газового хроматографа/времяпролетного масс-спектрометра высокого разрешения (ГХ/ВР-ВПМС), которую можно использовать для комплексных измерений двумерной ГХ (ГХхГХ). Кроме того, мы разработали уникальный комбинированный источник ионов электронной ионизации/фотоионизации (EI/PI), который можно использовать с этой системой GC/HR-TOFMS. В этой работе мы измерили образцы «Urushi», используя эту уникальную систему Py/GCxGC/HR-TOFMS в сочетании с нашим новым комбинированным источником ионов EI/PI.

Результат и обсуждение

В этом исследовании мы первоначально проверили температуру термического разложения японской лаковой пленки. Урушиолы наблюдались в качестве основного компонента в лаковой пленке при 400°С. Однако компоненты термического разложения, указывающие на лаковую пленку, наблюдались на гораздо более высоких уровнях при 500°C. В результате мы решили использовать 500°C в качестве температуры разложения для измерений GCxGC/EI и GCxGC/PI.
ГХ-ГХ — это мощный метод хроматографического разделения, обеспечивающий одновременное разделение как по температуре кипения, так и по полярности при измерении одного образца. Мы обнаружили основные компоненты «Урушиолс» как в данных EI, так и в данных PI. Мы также наблюдали примерно 1,000 соединений в образце лака, используя функцию автоматического поиска пиков для данных ГХ/ГХ/ЭУ. Кроме того, эти данные показали несколько легко идентифицируемых рядов соединений, таких как углеводороды, карбоновые кислоты, ароматические кетоны, алкилфенолы.

Таблица 1 Условия измерения
[Условие Py-GCxGC-TOFMS]

Двумерная хроматограмма извлеченных ионов (GCxGC EIC) была построена для м / г 123.044 (С₇H₇O₂), который является общим фрагментным ионом для алкилкатехинов (RC₆H₃(ОЙ)₂). Этот 2D-EIC позволил нам легко идентифицировать две серии соединений, которые включали алкилкатехины и алкилорцины. В предыдущих исследованиях в ходе анализа основное внимание уделялось только 3-насыщенным алкилкатехолам как основным соединениям термического разложения лаковой пленки. Алкилорцины были второстепенными компонентами, которые элюировались совместно с 3-насыщенными алкилкатехолами при использовании обычной одномерной ГХ. Эти серии соединений имеют разные характеристики полярности, поэтому они разделены 1^nd колонка ГХ. Следовательно, метод GCxGC позволил нам легко отделить эти характерные соединения друг от друга.
Мы также проверили масс-спектры PI для основных компонентов, т.е. 3-пентадецилкатехола и 3-пентадеценилкатехола. Масс-спектры PI показали наличие молекулярных ионов многих соединений в образце. PI — это гораздо более мягкий метод ионизации, поэтому его можно использовать для получения информации о молекулярных ионах для анализа целевых соединений.

• Система Py/GCxGC/HRTOFMS позволяет легко разделить алкилкатехины и алкилфенолы, которые являются важными характеристиками компонентов для исследования лаковой пленки, с помощью 2D-EIC с общими фрагментными ионами.
• Мы обнаружили основные компоненты «Урушиолс» как в данных EI, так и в данных PI. И мы получили превосходную точность массы для этих молекулярных ионов в данных EI/PI.
• PI — это метод мягкой ионизации, который можно использовать для анализа углеводородов, поскольку он генерирует молекулярные ионы для углеводородов.

Рис.1 Хроматограммы GCxGC/EI и PI TIC

Рис.2 Хроматограмма GCxGC/EI EIC с использованием м / г 123.0441 (С₇H₇O₂)±0.01

Рис.3 Масс-спектры для 3-пентадецилкатехола (слева) и 3-пентадеценилкатехола (справа)

Если вы хотите увидеть печатную версию,
пожалуйста, щелкните этот файл PDF.

PDF 1.01 МБ