Nestekromatografia-massaspektrometrisen analyysimenetelmän kehitys lyhytketjuisille karboksyylihapoille vesi- ja bioöljypohjaisista näytteistä

Abstract

Opinnäytetyö suoritettiin Neste Oilin Tutkimus- ja kehitysosaston Kemia-osastolla Tutkimusanalytiikka-ryhmässä Porvoon jalostamossa. Työn tavoitteena oli kehittää LC-MS-analyysimenetelmä lyhytketjuisille karboksyylihapoille vesi- ja bioöljypohjaisista näytteistä.

Menetelmän kehityksessä käytettiin Shimadzun LCMS-2020-laitteistoa. Yhdisteiden erottamisessa käytettiin ioniekskluusiokromatografiaa ja analysoinnissa nestekromatografin ja massaspektrometrin kombinaatiota. Sähkösumutuksella ionisoitiin analyytit käyttäen negatiivi-ionisaatiomoodia. Näytteiden puhtauden arvioinnissa käytettiin nestekromatografin diodirividetektoria ja kvantitoinnissa massaspektrometrista detektointia. Kvantitointi perus-tui isotooppileimausmassaspektrometriaan. Kalibroinnissa sovellettiin kiinteää kalibrointia ja kalibrointisuorille tehtiin toisen asteen sovitus.

Menetelmän kehityksessä optimoitiin ajo-olosuhteet ja näytteen esikäsittely. Menetelmän toimivuutta testattiin ja se todennettiin validoinnilla. Näyteajojen yhteydessä ajettiin referenssinäyte, jolla kalibroinnin pätevyys varmistettiin.

Menetelmän kehityksen tuloksena saatiin poikkeuksellisen selektiivinen menetelmä yksin-kertaisella näytteenkäsittelyllä. Menetelmää sovelletaan rutiininomaisesti Neste Oilin tutki-musanalytiikassa.

This thesis project was carried out in the Research Analytics Team at the Chemistry De-partment of Neste Oil Research and Development in Porvoo, Finland. The purpose of the project was to develop a LC-MS method for the determination of short chain carboxylic acids in aqueous and bio-oil based samples.

Shimadzu LCMS-2020 instrument was used for the development of the analytical method. Compounds were separated using ion exclusion chromatography and analyzed with Liquid Chromatograph and Mass Spectrometry (LC-MS). Ionization of the analytes was conduct-ed by Electrospray Ionization (ESI) using negative ion mode. Diode-array detector was used to evaluate the complexity of the sample matrix. Mass spectrometric detection was used for the quantitation of the analytes. Quantitativity of the method was based on the application of stable isotope labelled internal standards. Fixed quadratic calibration was used as the calibration method.

The LC-MS analytic method was developed by optimizing acquisition parameters and sample preparation. The method operability was tested and established with a method validation. Reference sample was run on daily basis to verify the method performance and the validity of the calibration.

Development of the method produced a selective method with a simple sample prepara-tion. The method is applied in everyday procedures in Research analytics at Neste Oil.