La petroleómica es la identificación de la totalidad de los constituyentes del petróleo natural y del petróleo crudo utilizando espectrometría de masas de alta resolución . [1] [2] [3] Además de la determinación de la masa , el análisis petroleómico clasifica los compuestos químicos en clases de heteroátomos ( nitrógeno , oxígeno y azufre ), tipo ( grado de instauración y número de carbonos ). [4] El nombre es una combinación de petróleo y - ómicas(caracterización y cuantificación química colectiva ).
La caracterización por espectrometría de masas del petróleo se ha realizado desde que se introdujeron los primeros espectrómetros de masas comerciales en la década de 1940. [5] [6] La espectrometría de masas temprana se limitaba a especies no polares de peso molecular relativamente bajo a las que se accedía principalmente mediante ionización electrónica con análisis de masas con espectrómetros de masas sectoriales . A finales del siglo XX, las separaciones combinadas con técnicas de espectrometría de masas como la cromatografía de gases-espectrometría de masas y la cromatografía de líquidos espectrometría de masas han caracterizado destilados de petróleo como la gasolina , el diésel y el gasóleo .. [7]
El primer análisis de petróleo con ionización por electropulverización fue demostrado en 2000 por Zhan y Fenn , quienes estudiaron las especies polares en destilados de petróleo con MS de baja resolución. [8] Marshall y colaboradores combinaron la ionización por electropulverización con FT-ICR de alta resolución . [1] Hasta la fecha, se han publicado muchos estudios sobre análisis petroleómico de petróleos crudos. La mayor parte del trabajo ha sido realizado por el grupo de Marshall en el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético (NHMFL) y la Universidad Estatal de Florida . [2]
La ionización de componentes no polares del petróleo se puede lograr mediante ionización por desorción de campo y fotoionización a presión atmosférica (APPI). [9] la desorción de campo FT-ICR MS ha permitido la identificación de una gran cantidad de componentes no polares en los petróleos crudos que no son accesibles por electropulverización, como benzo y dibenzotiofenos , furanos , cicloalcanos e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Un inconveniente de la desorción de campo es que es lenta, principalmente debido a la necesidad de aumentar la corriente al emisor para volatilizar e ionizar las moléculas. APPI puede ionizar tanto especies polares como no polares, [10]y se puede generar un espectro APPI en solo unos segundos. Sin embargo, APPI ioniza una amplia gama de clases de compuestos y produce picos de iones protonados y moleculares , lo que da como resultado un espectro de masas complejo. [2]
El análisis de datos de alta resolución de masas generalmente se lleva a cabo convirtiendo los espectros de masas a la escala de masas de Kendrick , en la que la masa de una unidad de metileno se establece en exactamente 14 (CH 2 = 14,0000 en lugar de 14,01565 Dalton ). [11] Este cambio de escala de los datos ayuda en la identificación de series homólogas según la alquilación, la clase (número de heteroátomos) y el tipo (equivalente de doble enlace, DBE, también llamado anillos más dobles enlaces o grado de insaturación). Luego, los datos escalados se utilizan para obtener el defecto de masa de Kendrick (KMD), que viene dado por
donde el Kendrick nominal es la masa de Kendrick redondeada al entero más cercano. El equivalente de doble enlace (DBE) se calcula de acuerdo con