中国石化无锡石油地质研究所实验地质技术之全二维色谱飞行时间质谱分析技术

分析仪器为美国力可公司(LECO)的全二维气相色谱—飞行时间质谱联用系统(GC×GC-TOFMS)，由Agilent 7890 气相色谱仪和LECO公司的PEGASUS 4D飞行时间质谱仪组成。全二维色谱飞行时间质谱的分析原理为：将分离机理不同而又互相独立的两根色谱柱以串联的方式结合成二维色谱，经第一支色谱柱分离后的馏分，经调制器聚焦后以脉冲方式进入第二支色谱柱中进行进一步分离，通过温度和极性的改变实现气相色谱分离特性的正交化。与传统的气相色谱相比它具有更高的灵敏度，是通常的一维色谱的20～50倍，同时不同性质化合物在二维谱图上处于不同的区域，因而对化合物的定性更有规律可循。PEGASUS 4D飞行时间质谱仪每秒钟可以得到多达500幅的全谱质谱图，因而采集数据更为完整快捷。全二维气相色谱与飞行时间质谱的联用，给复杂样品的分离创造了有利条件，同时又可解决化合物结构鉴定的难题。

利用全二维色谱飞行时间质谱分析技术，石油地质样品无须进行族组分分离，原油样品或岩石抽提沥青A沉淀沥青质后样品，直接进样分析就能准确获取原油中链烷烃、环烷烃、苯系列、萘系列及菲系列等化合物的分布特征和组分含量，同时该技术能对原油中的C6—C10之间的各单体轻烃进行很好的分离和定性定量分析。全二维色谱飞行时间质谱分析技术对多环萜烷的分析具有独特的优势，三环萜、四环萜和五环萜呈区带分布，定性鉴别非常有规律，伽马蜡烷也实现完全分离。这不仅丰富了地化参数，且使分析结果更加稳定可靠。对石油地质样品中芳烃化合物如三芴系列化合物能进行有效的分离和定量分析，硫芴、氧芴及芴类化合物分布在不同区域，含硫芳烃DBTs 分离完全，各单体化合物可以直观比对，尤其是在氧芴化合物分析中，联苯系列对氧芴系列的干扰可以完全排除，因此三芴系列化合物的定性定量更加稳定可靠。

全二维色谱技术功能强大，可以进行石油地质样品的精细分析，包括原油的轻烃分析、石油地质样品的烃组成分析、芳烃化合物分析和生物标志物的分析等，比传统分析技术方法提供更为丰富的地球化学信息，为油气勘探提供了重要的技术支撑。