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沉积物中的脂肪酸作为一类重要的生烃母质,可提供丰富有效的地球化学信息,可以作为如母质来源、成熟度、生物降解以及油气运移的指标。上世纪八十年代以来未熟-低熟油气的发现,更是引起石油地质学家们对脂肪酸赋存形式和与成烃关系的重视。同时,脂肪酸作为气候信息携带者的身份,也广泛受到了环境科学家们的广泛关注。所以脂肪酸的研究已成为各研究领域内的热点。那么,如何能将脂肪酸组分从样品中科学有效、快捷充分的提取出来就显得尤为重要。 目前国内外通常使用的脂肪酸提纯方法有很多,最为经典和常用的方法是皂化萃取法和柱层析法。经过大量实验摸索,这两种方法均会造成大量脂肪酸,尤其是中长链脂肪酸的流失,且由于流失比例不同,对脂肪酸系列构成造成了人为改变,严重影响了脂肪酸组分在地球化学领域内的利用,比如对样品母质来源的误判。因此,亟需探索一种损失小、能真实反映样品中脂肪酸系列原始构成、并满足定性定量以及同位素分析等要求的提取方法。 本文主要研究内容: (1)以几种脂肪酸标准物质及实际地质样品(泥炭及沼泽淤泥)为目标物,用传统的皂化萃取法及柱层析法进行脂肪酸组分的提取,并利用GC/MS对所得脂肪酸组分进行定性定量对比。实验表明,在传统的皂化萃取法中,由于脂肪酸盐分子的双亲性,大量中长链脂肪酸其实是分布于有机相和过渡相中的。但通常这两部分都是被丢弃的,这是导致传统皂化萃取法损失大量中长链脂肪酸的根本原因;柱层析法最大的不足在于那些“滞留”在柱填料微孔结构中的中长链脂肪酸,无法单纯依靠淋洗液洗脱下来,造成了测试样品中脂肪酸峰型多以C16、 C18脂肪酸分布为主。本文均从机理上对这两种方法造成脂肪酸组分损失的原因做出了理论分析。 (2)提出了传统脂肪酸皂化萃取法的改进方法。本文在深入理解脂肪酸盐特殊物理化学特性的基础上,从过渡相产生的机理出发,对传统的皂化萃取方法提出了改进。实验证明改进后的方法能完全获取分布在过渡相中的中长链脂肪酸,回收率达70%以上,较大程度上提高了实验室分析脂肪酸的真实性和准确性,同时也为寻求抑制或减少过渡相产生的方法提供了思路或途径。 (3)建立了一套从沉积物(岩)中提取脂肪酸的新方法。通过与传统皂化萃取法以及柱层析法定性定量对比所得脂肪酸组分发现,从定性方面看,新方法检测到的脂肪酸组分碳数范围广,均以C24、 C26或C28脂肪酸为主峰分布,明确指示出样品(泥炭及沼泽淤泥)以陆源高等植物输入的母质特性。从定量方面看,不管是脂肪酸总量还是单个脂肪酸,新方法较皂化萃取法以及柱层析法,所得中长链脂肪酸都有数十倍,甚至数百倍的增长,且这种增长并不是以短链脂肪酸(C16、 C18)损失为代价的。 (4)对比了三种方法所得单体一元脂肪酸C/H同位素的组成。结果表明,新方法较传统皂化萃取法以及柱层析法,检测到的脂肪酸同位素组成碳数范围宽,规律性较明显。