Menetelmänkehitys orgaanisten happojen analysoimiselle jatkuvatoimiselle onlineionikromatografi-massaspektrometrille

Abstract

Opinnäytetyö suoritettiin Ilmatieteen laitoksen ilmanlaadun tutkimuslaboratoriossa Helsingissä. Se on osa ilmanlaadun tutkimusta.

Orgaaniset hapot osallistuvat nukleaatioon eli pienhiukkasten syntyyn, jotka ovat osallisia pilvien muodostumiseen vaikuttaen ilmastoon ja ilmanlaatuun. Orgaanisista hapoista ja niiden vaikutuksesta ilmastoon on niukasti tutkimustietoa, mutta niillä uskotaan olevan ilmastoa viilentävä vaikutus.

Opinnäytetyön aikana kokeiltiin kahden eri analyysimenetelmän soveltuvuutta MARGA-MSlaitekokonaisuudelle. Ongelmaksi muodostui se, että valtaosa MARGA-laitteistolle soveltuvista menetelmistä käyttävät karbonaattipohjaisia ajoliuoksia, jotka eivät sovi massaspektrometrille.

Työtä suorittaessa kokeiltiin Dionex AS11 -kolonnia joka käyttää kaliumhydroksidiajoliuosta ja Dionex CRD 300 -karbonaatinpoistajamoduulia.

Kaliumhydroksidiajoliuoksen ongelmaksi muodostui sisäisenä standardina käytetyn bromidin ja nitraatin samanlaiset retentioajat. Karbonaatinpoistajamoduuli ei kyennyt poistamaan riittävästi karbonaatteja ajoliuoksesta. Laitekokonaisuudelle soveltuvaa menetelmää ei löydetty opinnäytetyön suorittamisen aikana. Menetelmänkehitystä tullaan jatkamaan.

This study was executed at the research laboratory of the Finnish Meteorological Institute. It is a part of an atmospheric composition research group.

The organic acids participate in nucleation. This process creates particles that are involved in the formation of clouds that affect the climate and the quality of air. There is not much research data about the organic acids and their effect on climate, but they likely have a cooling effect.

Two different methods were tested out for MARGA-MS. The main issue was that most of the methods that are suitable for MARGA use carbonate-based eluents that are not suitable for MS.

Two methods were given a trial run. The first one used potassium hydroxide based eluent and a Dionex AS11-column. The second method used a Metrohm column with carbonate eluent and the Dionex CRD 300-carbonate removal module.

The potassium hydroxide eluent was unsuitable as the retention time of the internal standard bromide had too similar retention time with nitrate. The carbonate removal module failed to remove enough carbonates from the carbonate-based eluent. No suitable method was found. The method development will be continued.