加拿大油砂沥青中极性化合物的电喷雾——高分辨质谱研究

Molecular characterization of polar species in Canadian oil sand bitumens by electrospray ionization and high resolution mass spectrometry

刘鹏 黎茂稳 孙永革 蒋启贵 陶国亮 曹婷婷

Liu Peng Li Maowen Sun Yongge Jiang Qigui Tao Guoliang Cao Tingting

浙江大学 地球科学系, 杭州 310027 2. 中国石油化工集团公司 油气成藏重点实验室, 江苏 无锡 214126 3. 中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所, 江苏 无锡 214126

Department of Earth Science, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310027, China 2. SINOPEC Key Laboratory of Petroleum Accumulation Mechanisms, Wuxi, Jiangsu 214126, China 3. Wuxi Research Institute of Petroleum Geology, SINOPEC, Wuxi, Jiangsu 214126, China

目前，生物降解作用对饱和烃生物标志物、芳香烃生物标志物参数以及小分子含氮化合物参数影响的研究较多，而对大分子极性化合物组成影响的研究较少。采用负离子电喷雾—傅立叶变换离子回旋共振质谱（ESI FT-ICR MS）分析不同降解级别的加拿大油砂沥青中酸性及非碱性氮化合物分子组成，结果表明，加拿大油砂沥青中杂原子化合物组成非常复杂，共鉴定出10种不同杂原子类型（N1、N1O1、N1O2、N1S1、O1、O1S1、O2、O2S1、O3、O4）的化合物，其中以O2类化合物为主。随着生物降解程度的加深，N1、N1O1及O1类化合物的相对丰度逐渐降低，而O2及O2S1类化合物的相对丰度显现出逐渐增加的趋势；高分辨质谱分析在石油大分子杂原子化合物研究方面所独有的优势，为石油地球化学研究提供了新的思路。

At present, biodegradation effect on saturated hydrocarbon biomarkers, aromatic biomarker parameters and low molecular weight nitrogen compounds and their parameters is mostly studied, with less attention paid to the research of high molecular weight polar compounds. Four genetically related Canadian oil sand bitumens with various biodegradation levels have been analyzed by negative-ion electrospray ionization (ESI) and Fourier transform-ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS). The results show that the neutral nitrogen and acidic heteroatom compounds in the oil sand bitumens include N1,N1O1,N1O2,N1S,O1,O1S1,O2,O2S1,O3 and O4 heteroatom classes, among which the O2 class species are most abundant. With increasing biodegradation, the relative abundances of N1,N1O1 and O1 class species decrease slightly, while the relative abundances of O2 and O2S1 class species increase slightly. The advantage of high resolution mass spectrometry for analyzing high molecular weight polar compounds in crude oil indicates great potential for developing new petroleum geochemistry techniques.

国家重点基础研究发展计划（973计划）（2012CB214801）；中国石化科技部项目（P11062）；中国博士后科学基金资助项目（2012M520550）及中国石化油气成藏重点实验室基金资助。

https://doi.org/10.11781/sysydz201401089