一种类异戊二稀烷烃中姥鲛烷非对映异构体快速分离方法转让专利
申请号 : CN202110030435.0
文献号 : CN112649540B
文献日 : 2021-12-14
发明人 : 吴应琴 , 刘艳红 , 王彤 , 王作栋 , 原陇苗 , 王之语
申请人 : 中国科学院西北生态环境资源研究院
摘要 :
本发明涉及一种类异戊二稀烷烃中姥鲛烷非对映异构体快速分离方法，该方法是：首先将姥鲛烷标准品配制成浓度为0.05mg/mL的样品；然后采用Agilent 7890气相色谱仪连接7000B三重四极杆质谱仪进行GC/MS/MS分析，每次进样量为2ul；其中色谱柱采用30m×0.32mm×0.25um的Rt‑bDEXcst手性色谱柱，化合物的鉴定结合标样的特征离子、相对保留时间及NIST 11谱库的检索而确定，每个样品间进一个空白样。本发明操作简单，几乎完全达到了姥鲛烷非对映异构体的分离，从而保证了计算生物型和地质型姥鲛烷非对映异构体的比值的准确性，解决了海相高‑过成熟烃源岩由于镜质体缺乏而无法判识其成熟度的难题，为深层‑超深层海相油气探索提供了技术支持。
权利要求 :
1.一种类异戊二稀烷烃中姥鲛烷非对映异构体快速分离方法，其特征在于：首先将姥鲛烷标准品配制成浓度为 0.05mg/mL的样品；然后采用Agilent 7890气相色谱仪连接
7000B 三重四极杆质谱仪进行GC/MS/MS分析，每次进样量为2μL；其中色谱柱采用30 m ×
0.32 mm × 0.25 um 的Rt‑bDEXcst手性色谱柱，化合物的鉴定结合标样的特征离子、相对保留时间及NIST 11谱库的检索而确定，每个样品间进一个空白样；色谱条件是指：以氦气为载气，采用恒流模式；恒定流速0.8 mL/min；进样口温度 280℃，色谱柱柱箱升温程序为：初始温度100℃恒定5 min，以1℃/min 的升温速率升至 120℃ 并保持20 min；质谱条件是指质谱电离能为70 eV，离子源温度为230℃，采集方式为SCAN及MRM两种方式，扫描的质量范围为80 300 amu。
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说明书 :
一种类异戊二稀烷烃中姥鲛烷非对映异构体快速分离方法
技术领域
[0001] 本发明涉及分析技术领域，尤其涉及一种类异戊二稀烷烃中姥鲛烷非对映异构体快速分离方法。
背景技术
[0002] 由于中国下古生界海相高‑过成熟烃源岩镜质体缺乏，其成熟度评价成为目前油气勘探过程中的一个难点问题。类异戊二稀烷烃中姥鲛烷是烃源岩可溶有机质中的常规组
分，申请人前期研究发现姥鲛烷非对映异构体（如图1所示）的异构化指数可作为判识有机
质高‑过成熟度的新指标（如图2所示），为高‑过成熟烃源岩热成熟度判识的研究提供一个
新的途径。遗憾的是，目前仍然缺乏对类异戊二稀烷烃非对映异构体有效、快速的分离检测
方法，常规的分离检测仍是运用普通色谱柱进行分离，常规分离效果不理想，最大分离度仅
为64%， 且分析需要经不同的程序升温控制并且完成一个样品分析至少198 min。这样由于
分离技术的局限性，使得姥鲛烷非对映异构体的分离不完全，从而造成计算结果准确性存
在一定的偏差，进而对所得烃源岩成熟度的评价就会不准确。
分，申请人前期研究发现姥鲛烷非对映异构体（如图1所示）的异构化指数可作为判识有机
质高‑过成熟度的新指标（如图2所示），为高‑过成熟烃源岩热成熟度判识的研究提供一个
新的途径。遗憾的是，目前仍然缺乏对类异戊二稀烷烃非对映异构体有效、快速的分离检测
方法，常规的分离检测仍是运用普通色谱柱进行分离，常规分离效果不理想，最大分离度仅
为64%， 且分析需要经不同的程序升温控制并且完成一个样品分析至少198 min。这样由于
分离技术的局限性，使得姥鲛烷非对映异构体的分离不完全，从而造成计算结果准确性存
在一定的偏差，进而对所得烃源岩成熟度的评价就会不准确。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种有效提供准确度的类异戊二稀烷烃中姥鲛烷非对映异构体快速分离方法。
[0004] 为解决上述问题，本发明所述的一种类异戊二稀烷烃中姥鲛烷非对映异构体快速分离方法，其特征在于：首先将姥鲛烷标准品配制成浓度为 0.05mg/mL的样品；然后采用
Agilent 7890气相色谱仪连接 7000B 三重四极杆质谱仪进行GC/MS/MS分析，每次进样量
为2ul；其中色谱柱采用30 m × 0.32 mm × 0.25 um 的Rt‑bDEXcst手性色谱柱
（Agilent，USA），化合物的鉴定结合标样的特征离子、相对保留时间及NIST 11谱库的检索
而确定，每个样品间进一个空白样。
Agilent 7890气相色谱仪连接 7000B 三重四极杆质谱仪进行GC/MS/MS分析，每次进样量
为2ul；其中色谱柱采用30 m × 0.32 mm × 0.25 um 的Rt‑bDEXcst手性色谱柱
（Agilent，USA），化合物的鉴定结合标样的特征离子、相对保留时间及NIST 11谱库的检索
而确定，每个样品间进一个空白样。
[0005] 所述色谱条件是指：以氦气为载气，采用恒流模式；恒定流速0.8 mL/min；进样口温度 280℃，色谱柱柱箱升温程序为：初始温度100℃恒定5 min，以1℃/min 的升温速率升
至 120℃ 并保持20 min。
至 120℃ 并保持20 min。
[0006] 所述质谱条件是指质谱电离能为70 eV，离子源温度为230℃，采集方式为SCAN及MRM两种方式，扫描的质量范围为80 300 amu。
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[0007] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0008] 1、本发明采用Rt‑bDEXcst手性色谱柱（30 m × 0.32 mm × 0.25 um，Agilent，USA）联合GC/MS/MS色谱双重四极杆质谱联用仪器在一定的条件下，几乎完全达到了姥鲛烷
非对映异构体的分离，从而保证了计算生物型和地质型姥鲛烷非对映异构体的比值的准确
性，解决了海相高‑过成熟烃源岩由于镜质体缺乏而无法判识其成熟度的难题，为深层‑超
深层海相油气探索提供了技术支持。同时，本发明也完全可以运用于常规含镜质体的烃源
岩成熟度的判识，并且可避免在显微镜下计数镜质体个数的过程中因人为因素造成的计数
误差。因此，姥鲛烷非对映异构体异构化指数不仅可作为海相高‑过成熟烃源岩成熟度判识
新指标，为海相高‑过成熟原油和烃源岩热成熟度判识的研究提供一个新的途径，同时也为
常规陆相正常烃源岩成熟度的判识提供了另一条途径。
非对映异构体的分离，从而保证了计算生物型和地质型姥鲛烷非对映异构体的比值的准确
性，解决了海相高‑过成熟烃源岩由于镜质体缺乏而无法判识其成熟度的难题，为深层‑超
深层海相油气探索提供了技术支持。同时，本发明也完全可以运用于常规含镜质体的烃源
岩成熟度的判识，并且可避免在显微镜下计数镜质体个数的过程中因人为因素造成的计数
误差。因此，姥鲛烷非对映异构体异构化指数不仅可作为海相高‑过成熟烃源岩成熟度判识
新指标，为海相高‑过成熟原油和烃源岩热成熟度判识的研究提供一个新的途径，同时也为
常规陆相正常烃源岩成熟度的判识提供了另一条途径。
[0009] 2、本发明提高了类异戊二稀烷烃非对映异构体的分离度，达到了两个姥鲛烷非对映异构体的几乎完全分离，分离度达到了93%（参见图3，表1）。
[0010] ⑴可完全解决海相高‑过成熟烃源岩成熟度判识及油源关系的对比研究；⑵操作简单，样品不用特殊处理；⑶提高了准确度：如图3相对于图2达到了更高的分离度，这样可
以准确地计算姥鲛烷非对映异构体的比值，从而可更加准确地判识烃源岩的成熟度，解决
了海相高‑过成熟烃源岩成熟度判识难的问题；⑷分析速率提高，分析时间短：Rt‑bDEXcst
手性30m色谱柱相对于常规的HP‑5 100m色谱柱大大缩短了分析时间，节约了成本，大大提
高了工作效率。Rt‑bDEXcst手性30m色谱柱升温速率：1℃/min，所需时间仅为45 min，而HP‑
5 100m色谱柱升温速率为0.3℃/min，所需时间长达 198min。
以准确地计算姥鲛烷非对映异构体的比值，从而可更加准确地判识烃源岩的成熟度，解决
了海相高‑过成熟烃源岩成熟度判识难的问题；⑷分析速率提高，分析时间短：Rt‑bDEXcst
手性30m色谱柱相对于常规的HP‑5 100m色谱柱大大缩短了分析时间，节约了成本，大大提
高了工作效率。Rt‑bDEXcst手性30m色谱柱升温速率：1℃/min，所需时间仅为45 min，而HP‑
5 100m色谱柱升温速率为0.3℃/min，所需时间长达 198min。
[0011] 表1 姥鲛烷非对映异构体在不同类型色谱柱、不同升温速率下的分离度：R
[0012]
[0013] 注：分离度R (R = 100% h1 / h2 ) ；h1 为姥鲛烷非对映异构体中RS洗脱峰的峰顶到SS+RR峰交叉处的距离； h2 为姥鲛烷非对映异构体中RS洗脱峰的峰高; “‑”表示分不
开。
开。
附图说明
[0014] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0015] 图1为姥鲛烷非对映异构体分子结构。
[0016] 图2为HP‑5（100 m×0.25 mm×0.25 um）色谱柱对黄县褐煤（HG）不同温度热模拟样姥鲛烷非对映异构体的分离，升温程序：初始温度80℃，保持1min；以 0.3℃/min升温到
130℃；以 5℃/min升温到280℃保持30 min。
130℃；以 5℃/min升温到280℃保持30 min。
[0017] 图3为本发明Rt‑bDEXcst （30 m×0.32 mm×0.25 um）色谱柱对类异戊二烯烷烃姥鲛烷非对映异构体的分离，升温程序：初始温度100℃，保持5min；以 1.0℃/min升温到
120℃，保持20 min。其中：上图为标样，下图为民勤油页岩。
120℃，保持20 min。其中：上图为标样，下图为民勤油页岩。
具体实施方式
[0018] 一种类异戊二稀烷烃中姥鲛烷非对映异构体快速分离方法：首先将姥鲛烷标准品配制成浓度为 0.05mg/mL的样品；然后采用Agilent 7890气相色谱仪连接 7000B 三重四
极杆质谱仪进行GC/MS/MS分析，每次进样量为2ul；其中色谱柱采用30 m × 0.32 mm ×
0.25 um 的Rt‑bDEXcst手性色谱柱（Agilent，USA），化合物的鉴定结合标样的特征离子、相
对保留时间及NIST 11谱库的检索而确定，每个样品间进一个空白样。
极杆质谱仪进行GC/MS/MS分析，每次进样量为2ul；其中色谱柱采用30 m × 0.32 mm ×
0.25 um 的Rt‑bDEXcst手性色谱柱（Agilent，USA），化合物的鉴定结合标样的特征离子、相
对保留时间及NIST 11谱库的检索而确定，每个样品间进一个空白样。
[0019] 色谱条件是指：以氦气为载气，采用恒流模式；恒定流速0.8 mL/min；进样口温度 280℃，色谱柱柱箱升温程序为：初始温度100℃恒定5 min，以1℃/min 的升温速率升至
120℃ 并保持20 min。
120℃ 并保持20 min。
[0020] 质谱条件是指质谱电离能为70 eV，离子源温度为230℃，采集方式为SCAN及MRM两种方式，扫描的质量范围为80 300 amu。
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[0021] 采用本发明方法对实际烃源岩样品（民勤油页岩）中的姥鲛烷非对映异构体进行了分析：色谱柱为Rt‑bDEXcst （30 m×0.32 mm×0.25 um），升温程序：初始温度100℃，保
持5min；以 1.0℃/min升温到120℃，保持20 min。然后计算其分离度。结果如图3所示，分离
度如表2所示。
持5min；以 1.0℃/min升温到120℃，保持20 min。然后计算其分离度。结果如图3所示，分离
度如表2所示。
[0022] 表2 烃源岩样品中姥鲛烷非对映异构体分离参数
[0023]
[0024] 由图3可以看出，本发明提高了类异戊二稀烷烃非对映异构体的分离度，达到了两个姥鲛烷非对映异构体的几乎完全分离，分离度达到了93%。