Эглинтон Дж., Мэрфи М.Т.Дж. (ред.) Органическая геохимия

Подождите немного. Документ загружается.

ГЛАВА II

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

М. Т. Дж. Мэрфи

Химический отдел,

колледж Св. Иосифа,

Западный Хартфорд,

Коннектикут

I. ВВЕДЕНИЕ

Из многих объектов исследования геохимики-органики особое внимание

уделяют геологическим образцам с целью установления природы присут-

ствующих в них органических веществ, их участи после захоронения и ис-

ходной формы в живых организмах. Так как соединения, экстрагируемые

из пород и осадков, очень сложны, то для получения хороших результатов

и правильных выводов необходимо сочетать методы аналитической химии

с применением современного оборудования. По типам и относительному

содержанию веществ различных классов геохимик воссоздает историю гео-

логического образца. Ценность каждого вывода зависит от точности и кор-

ректности примененных для анализа методов. Прежде чем установить,

как попало в образец обнаруженное в нем вещество, геохимик пы-

тается выяснить, сколько этого вещества присутствует. Часто важно

узнать количество компонента до того, как удастся объяснить, почему он

присутствует в образце.

Органическая геохимия обычно использует методики, пока еще не приз-

нанные стандартными. Многие методики исходят из более ранних методов,

разработанных химиками, занимающимися исследованием нефти и липидов

[1, 2]. Сложность соединений, малые количества свободных от примесей

экстрактов и продолжительность анализа требуют очень внимательной и

вдумчивой работы при выполнении всех аналитических операций.

Используемый аналитический метод вкратце сводится к следующему.

Органическое вещество любого природного образца сначала экстрагируют

из породы, затем разделяют на классы компонентов и идентифицируют

с помощью подходящих методов.

ЭКСТРАКЦИЯ

Метод экстракции выбирают в соответствии с природой самого образца

и типом извлекаемых компонентов. Экстракцию органического вещества

можно проводить простым встряхиванием пробы с растворителями, поме-

щением образца в растворитель вблизи источника ультразвука или с по-

мощью аппарата Сокслета. Таким образом, экстракт представляет собой

растворимое или свободное органическое вещество в отличие от нераствори-

мой керогенной части породы. Так как многие геологические образцы содер-

жат мало органического вещества, очень важны выбор и чистота раствори-

теля. Для выделения углеводородов, в том числе тритерпанов, часто приме-

няют гексан. Возможно, еще чаще используют смесь бензола с метанолом

(4 : 1 по объему), которая растворяет намного больше классов соединений,

чем гексан [3]. В общем, степень извлечения соединений из образца будет

определяться полярностью экстрагирующего растворителя. Если первая

экстракция проводится при повышенных температурах, из породы обычно

извлекается больше органического вещества, чем в ходе экстракции при

комнатной температуре.

Опыт автора по экстракции с помощью аппарата Сокслета ароматиче-

ских углеводородов из глинистого сланца Ист-Берлин (Коннектикут) пока-

зывает, что при первой экстракции размолотой породы (200 мкг) раствори-

телем с использованием ультразвука выделяется большая часть раствори-

мого органического вещества и лишь небольшое его количество остается

связанным с частицами глины и извлекается по методу Сокслета. Методы

с применением ультразвука являются более быстрыми, чем другие. Так,

при правильном проведении экстракции с применением ультразвука в те-

чение 1 ч дает такие же результаты, как сокслетская экстракция при повы-

шенной температуре за 72 ч. Для полного выделения растворимых веществ

из образца, богатого органикой, например из нефтенасыщенного сланца,

проводят вторую и третью экстракции свежими порциями растворителя.

Методы выделения связанного вещества, или керогена, более разнообразны

и не столь широко применимы к любым образцам [4, 5].

У. Ван-Хоэвен с соавторами [4], модифицировав старую методику

Квестро и Виссера, разработали простой метод выделения из породы свя-

занного органического вещества. Порода растворяется в свободном от при-

месей концентрированном растворе плавиковой кислоты, в результате чего

"!высвобождается связанный кероген.

В. Робинсон в гл. XVIII описал методы выделения керогена из таких

проб, как сланец свиты Грин-Ривер. Для выделения некоторых керогенных

веществ из древних, в особенности докембрийских, пород, содержащих

очень мало растворимого органического вещества, обычно используется

озон. Применяемую химиками стандартную методику озонолиза М. Битц

и Б. Наги модифицировали для исследования геологических образцов [6].

По их способу растворимое органическое вещество удаляется в аппарате

Сокслета до озонолиза. Ф. Эйблсон и Т. Хоэринг также применяли озон

для разрушения органического вещества нескольких образцов [7]. Пред-

полагают, что даже при сольвентной экстракции при повышенных темпе-

ратурах органическое вещество пород не изменяется, тогда как при озоно-

лизе структура керогена резко нарушается из-за взаимодействия озона

с двойными связями, причем из исходного вещества, возможно изменив-

шегося вследствие озонолиза, высвобождаются молекулы меньшего размера.

Продукты пиролиза также представляют собой фрагменты или пере-

группировавшиеся молекулы исходного вещества. Этот метод резко изме-

няет исходный органический материал, но практически он значительно

проще, чем озонолиз. Пиролитические приставки установлены перед систе-

мой напуска некоторых масс-спектрометров.

Экстракционные методы дают относительное содержание органического

вещества в породе. Во многих опубликованных работах эти величины не

указываются, поэтому трудно объяснить значение отдельных классов со-

единений, например свободных жирных кислот, если неизвестна общая масса

экстракта или породы. Содержание соединений углерода в породах, бога-

тых органическим веществом, например в сланце свиты Грин-Ривер, дости-

гает 33%, растворимые же составляют менее 10% [8].

III

МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ

Идентификация компонентов экстракта и выводы об их происхождении

становятся правильнее, если до спектроскопического анализа соединения

разделены на классы. Наиболее важными геохимическими методами разде-

ления сложных смесей органических соединений являются хроматография,

клатратообразование и специфические химические реакции. Многие методы

разделения, используемые современной геохимией в качестве аналитических,

разработаны нефтехимиками.

Аналитическая тонкослойная хроматография (TCX) экстракта дает

много сведений о природе и сложности смеси, особенно о том, какие химиче-

ские классы присутствуют, а какие отсутствуют. На хроматограмме 100—

200 мкг экстракта, полученной на силикагеле G (0,25 мм) с помощью рас-

творяющей смеси гексана, эфира и уксусной кислоты (95 : 5 : 1), углеводо-

роды, эфиры, кислоты и спирты отделяются друг от друга, а также от азо-

тистых соединений, остающихся у точки старта. Распределение в смеси

углеводородов выясняется по тонкослойной хроматограмме, полученной

с использованием гексана в качестве растворителя. Такие первичные хрома-

тограммы выявляют относительное распределение классов соединений в пробе

экстракта. Это полезно при обсуждении значимости каждого компонента

природного образца. Например, при интерпретации аналитических резуль-

татов важно, являются ли изопреноидные углеводороды основным или

малым компонентом экстракта [8, 9].

Для фракционирования сложных экстрактов широко используются

хроматографические методы, основанные на принципах адсорбции и распре-

деления. Газовая [10] или жидкостная [11] хроматография, включая коло-

ночную [12] хроматографию на бумаге и в тонком слое [13—15], может

проводиться в аналитическом или препаративном масштабе в зависимости

от размера пробы [16, 17]. Особыми типами хроматографии являются ионо-

обменная и хроматография с проникновением в гель. При ионообменной

хроматографии стационарной фазой служит полимерная цепь, содержащая

кислотные или основные функциональные группы, которые по-разному

притягивают ионные компоненты подвижной фазы (кислоты, основания,

соли), обусловливают различия в миграционных характеристиках компо-

нентов смеси [18]. Гель-фильтрационная хроматография делит молекулы

в соответствии с их размерами при использовании в качестве стационарной

фазы пористых сит, например пространственно связанного полидекстрана

(Сефадекса) [19]. Его поры впускают лишь молекулы определенного раз-

мера, тем самым вызывая разделение [20].

Природа смеси определяет тип колоночной хроматографии, необходи-

мой для разделения классов индивидуальных соединений [21, 22]. Первич-

ная тонкослойная хроматограмма, выявляя относительное распределение

классов, указывает на то, какой адсорбент и какие растворители надо взять

для эффективного разделения компонентов [23, 24]. Для отделения ненасы-

щенных веществ от насыщенных пригоден силикагель G, 60—80 меш, обычно

активируемый при 120° С; для разделения алифатических и ароматических

углеводородов рекомендуется окись алюминия. При отношении пробы

к адсорбенту 1 : 250 смеси обычно разделяются без образования хвостов

[25]. Типичным элюотропным рядом растворителей для колоночной хромато-

графии является следующий: гексан ->- четы^ххлористый углерод ->- бен-

зол -*• эфир -> метанол -> вода.

Так как на выпущенном промышленностью силикагеле остаются следы

примесей, важно промыть колонку гексаном или более полярным раствори-

телем, чтобы удалить их из геля до ввода в колонку пробы. Необходимый

объем колонки зависит от степени измельченности адсорбента и качества на-

бивки. Для определения объема набивки полезно правило «большого пальца»,

состоящее в том, что в 1 мл ее должен содержаться 1 г адсорбента*. Перед

анализом образца на любой колонке проводят холостой опыт с целью опре-

деления величины загрязнений или потерь. Такая же промывка до нане-

сения пробы требуется и при TGX. Большинство растворителей, применя-

ющихся в геохимии, требуют перегонки. В работе К. Квенвольдена

и Дж. Хейеса [26] указывается, что растворители высших марок свободны

от примесей и могут использоваться прямо из бутыли.

Для ряда разделений ароматических углеводородов, например на окиси

алюминия марки I, может потребоваться некоторая дезактивация. Прибав-

ляя к адсорбенту марки I 3, 6, 10, 15% воды, можно получить алюмогель

марок II, III, IV и У (индексы Брокмана). По одной из методик нужное

количество воды прибавляется к адсорбенту, находящемуся в круглодонной

колбе, периодически вращаемой в течение короткого времени; равновесие

достигается за 2 ч. В ряде лабораторий найдено, что для разделения аромати-

ческих углеводородов окись алюминия, активированная в течение 2 ч при

170° С, так же эффективна, как и дезактивированная. Обнаружение момента

начала вымывания ароматических углеводородов облегчается при облучении

вытекающего из колонки потока ультрафиолетовыми лучами.

Вслед за колоночной хроматографией обычно проводят аналитическую

(для проверки эффективности колонки), а при необходимости препаративную

TCX [14]. Часто бывает полезным включать в схему анализа TCX на сили-

кагеле, импрегнированном ионами серебра, для определения ненасыщенных

соединений. Для приготовления исходной суспензии применяется 2% -ный

водный раствор AgNO

[29]. Ненасыщенные соединения можно выделять

с помощью импрегнированного ионами серебра адсорбента как в тонком слое,

так и в колонках. Среди геохимиков более общеупотребительна первая

методика. Проведя после такого разделения газохроматографический ана-

лиз, можно выявить присутствие нескольких компонентов в каждой фракции

из колонки или тонкого слоя. Подробно применение газовой хроматографии

в геохимии описано А. Г. Дугласом в гл. IV.

Лучшей записью тонкослойного разделения является сама хромато-

грамма (рис. II-1), а для последующего изучения легко сохраняются спе-

циально обработанные хроматографические пластинки на пластиковой

основе. Для будущих сравнений представляют интерес также фотоснимки

хроматограмм на стеклянных пластинках. Для получения черно-белых или

цветных снимков легко устанавливаются любые поляроидные камеры с руч-

ным управлением и линзами для съемок крупным планом. Если хромато-

грамма фотографируется в ультрафиолетовых лучах, то для эффективного

поглощения излишних синих лучей применяют фильтр Wratten 2Е. Очень

хорошее разрешение (даже следов соединений на хроматограммах) дает мел-

козернистая пленка PoIa Pan типа 200, а для идентификации компонентов

* Это правило, очевидно, справедливо лишь для адсорбентов, имеющих большую

насыпную массу. — Прим. ред.

5 Заказ 1039

12 3 4-5 6 1 2 3 4 5 6

Рис. II-I. Тонкослойные хроматограммы углеводородов (а), углеводородов на елое

импрегнированном 2%-ным нитратом серебра (б), и препаративная хроматограмма для

сланца свиты Ист-Берлин (в).

а, б — условия: силикагель G; растворитель н-гексан; проявитель — 0,0005% родамин 6G; наблюдение

под УФ-облучением. Образцы: 1 — октадекан; 2 — 1-октадекан; 3 — сквалан: 4 — сквален; 5 — холе-

стан; б — фенантрен. в — условия: силикагель G; растворитель н-гексан + бензол (9 : 1 по объему);

наблюдение под УФ-облучением. Компоненты А я Б выделены из адсорбента для анализа с помощью

FJKX и масс-спектрометрии (см. рис. II-5).

t а

V- ^Viv-Vc

2 3

; ©

12 3^56 12 3 4 5 6 7 8

Рис. II-2. Тонкослойные хроматограммы углеводородов и сернистых соединений (а, в)

и производных N-этилмалепмида (N-ЭМ) \б) [30].

Обозначе-

ние на

рисунке

Условия хроматографирования

Образцы

Кремневая кислота/силикат магния;

растворитель—н-гексан; прояви-

тель—серная кислота+бихромат

1—сквален; 2

—

p-каротин; 3

—

дотриакотан;

4—октадекан; 5— ди-н-октадецилтрисульфид;

в — октадецилтиол

Условия те же, что и для рис, II-2, а

1 —октадецилтиол; 2 — 3 -N-ЭМ

—

производные

октадецилтиола; 4 — N-ЭМ, пятна нет;

5 —N-ЭМ—производное октадецилтиола (реак-

ция проведена в тонком слое); в—смесь эле-

ментарной серы и октадецилтиола

Кремневая кислота/силикат магния;

растворитель—н-гексан + диэтило-

вый эфир (94 : 6 по объему); про-

явитель—фосфомолибденовая кис-

лота

1—дотриаконтан; 2 —октадекан; 3

—

элементар-

ная сера; 4—ди-н-октадецилтриеул фи;

5—октадецилтиол; 6—сквален; 7 — п. п'-дито-

лил; 8

—

ретен

служат карандашные пометки, опрысканные той же флуоресцентной крас-

кой, что и вся хроматограмма. Для цветного фотографирования собирается

стационарная установка и используется 35-миллиметровая пленка, которая

дешевле поляроидной (рис. И-2).

Предел детектирования компонентов на тонкослойных хроматограммах

зависит от чувствительности реагента-проявителя, его концентрации и ка-

чества нанесения. Так, для углеводородов родамин 6G втрое чувствитель-

нее, чем дихлорфлуоресцеин, а в 0,0005% -ном растворе родамин 6G чувстви-

тельнее, чем в обычно рекомендуемом 0,001%-ном растворе. Проявление

последним дает зеленый фон вместо слабопурпурного, контрастирующего

с желтыми пятнами липидов. С помощью родамина 6G в ультрафиолетовых

лучах можно обнаружить до 0,25 мкг углеводородов или жирных кислот.

Более темный фон на хроматограммах с ионом серебра снижает чувствитель-

ность вдвое и требует применения 0,001%-ной концентрации реагента.

При работе с окисью алюминия обычно достигается меньшая чувствитель-

ность, чем с силикагелем.

Сера, часто содержащаяся в природных пробах, особенно в современных

отложениях, обнаруживается на силикагеле G при проявлении родамином

6G в виде интенсивного пурпурного пятна [30, 31]. Значение R

для серы

несколько меньше, чем для насыщенных углеводородов, но больше, чем для

органических сульфидов и тиолов, которые с этим реагентом дают желтую

липидную окраску.

А. Клатратообразование

Для выделения углеводородов с прямой цепью и других аналогичных

липидов с успехом используется клатратообразование, с помощью которого

отдельные классы соединений эффективно разделяются в соответствии

с диаметром их молекул. Для препаративного разделения хроматографиче-

ских фракций применяются методы аддуктообразования с мочевиной и тио-

мочевиной, а также молекулярные сита [2, 32, 33]. Вероятно, единственным

фактором разделения при этом является то, что молекулярные сита и аддук-

тообразующие агенты не захватывают молекул повышенного диаметра.

Мочевина дает аддукты с к- и некоторыми изоалканами, а также с алкил-

бензолами; тиомочевина захватывает изопреноиды, соединения с небольшими

кольцами и такие стераны, как холестан и отчасти ситостан и эргостан.

Более крупные стераны не помещаются внутри гексагональной кристалли-

ческой решетки тиомочевины [34, 35]. Молекулярные сита 5 А эффективно

отделяют к-алканы от других соединений [36]. Имеются синтетические

цеолиты и с большим диаметром пор — типа 10Х и 13Х, но при работе с ними

до сих пор остается проблемой подбор растворителей [37—39]. Сита 7 А

выделяют ациклические изопреноидные углеводороды из смеси разветвлен-

ных и циклических; при необходимости можно провести дальнейшее разде-

ление циклических углеводородов с помощью тиомочевины (рис. II-3 и

I1-4).

Для разделения гексанового элюата, содержащего углеводороды, ре-

комендуются образования аддукта с мочевиной для выделения соединений

с прямой целью, а также некоторых разветвленных алканов и алкилбензо-

лов с последующим клатратообразованием с молекулярными ситами 5 А

для выделения чистых нормальных углеводородов. Компоненты, не давшие

аддукта с мочевиной, обрабатывают тиомочевиной для извлечения изопре-

ноидов и стеранов. Продукт, не образующий комплекса и с тиомочевиной,

содержит более крупные молекулы три- и тетратерпанов. Такими же

_J I I I I 1 I—I—I—I—I -J I I 1 I I I L-

60 MUH

го

Рис. 11-3. Гаво-жидкостные хроматограммы аддуктообразующей (а) и не

дающей аддукта (б) с тиомочевиной частей углеводородной (разветвленные

и циклические алканы) фракции экстракта из сланца свиты Грин-Ривер [34].

Условия: колонка 1,5 м X 2 мм, 4% SE на хромосорбе W. Температура повышается

от 100 до 300

G со скоростью 5 °С/мин.

100

50-

..111.. ,III. .Il I...

100

150

ZOO

440

500

Jiii

I LliiU I—

550

IOO-

50-

100

III JJUI

150 200

т/е

-t н—

440

I' Ii

500

550

Рис. II-4. Масс-спектры соединения C

из сланца свиты Грин-Ривер (а) и аутентич-

ного пергидро-р-каротина (б) [34].

Масс-спектрометр SKB-9000, 70 эв, ввод пробы непосредственный, температура испарения 125, ионного

источника — 300

методами разделяют жирные кислоты и их эфиры; однако геохимики пока еще

не очень широко применяют клатратообразование при анализе этих со-

единений.

Б. Образование производных

Образование производных в микромасштабе обусловливает возможность

разделения и идентификации в тех случаях, когда применение других мето-

дов трудно или невозможно. Часто в схеме анализа эти методы предшествуют

инструментальным. При геохимических исследованиях широко используют

как в макро-, так и в микромасштабах комплексообразование олефинов

с ионами ртути или серебра, а также метилирование жирных кислот. Выде-

ление ненасыщенных компонентов препаративной TCX на слоях, импрегни-

рованных серебром, часто является последним шагом, предшествующим

газовой хроматографии [29]. Кроме того, в литературе описаны методы

введения ионов серебра в колонки с силикагелем [40, 41].

В. Омыление

Присутствующие в геологических образцах глицериды высших жирных

кислот превращают в калиевые соли перемешиванием с метанольным рас-

твором КОН. Омыление проводят одновременно с экстракцией, с использо-

ванием аппарата Сокслета и 10%-ного бензол-метанольного раствора KOH

[42]. При разделении водной и бензольной фаз кислоты или их калиевые

соли переходят в водную фазу, а углеводороды и другие менее полярные

соединения остаются в органической фазе. Жирные кислоты концентрируют

для хроматографического или спектроскопического анализа путем превра-

щения солей в свободные кислоты (с помощью соляной кислоты) и после-

дующей экстракции их эфиром.

Если органическое вещество уже экстрагировано из породы другими

подходящими способами, то последующее омыление 10%-ным метанольным

раствором KOH делает возможным отделение жирных кислот от других

экстрагированных компонентов.

Г. Этерификация

Так как полярность и температуры кипения жирных кислот очень

высоки, то для проведения газохроматографического анализа удобно пре-

вращать их в соответствующие метиловые эфиры. Классическим методом

получения метиловых эфиров является обычное перемешивание жирных

кислот с метанолом в присутствии следов серной кислоты с последующей

экстракцией эфиров бензолом [43].

Ряд исследователей предпочитает применять в качестве этерифициру-

ющего агента трифторид бора в метаноле [44]. Реакция заканчивается ,за

несколько минут вместо 2 ч, необходимых для этерификации метанолом,

и легко приспосабливается для обработки микроколичеств кислот. Благо-

даря высокой скорости реакции сразу после конверсии в эфиры может

проводиться газовая хроматография [45—47].

Д. Особые производные

Анализ многих полярных соединений, содержащих активный водород,

с помощью газо-жидкостной хроматографии облегчается при переводе этих

веществ в триметилсилильные эфирные производные посредством реакций

силилирования. Жирные кислоты, спирты, стеролы, стероиды, а также

сложные молекулы, содержащие полифункциональные группы (сахара,

аминокислоты, фенолы и т. д.), образуют производные с такими силилиру-

ющими агентами, как гексаметилдисилазан, триметилхлорсилан и бис-

диметилсилилацетамид. Эти силильные производные более летучи, обладают

пониженными температурами кипения и более пригодны для ГЖХ. Реакция

протекает очень быстро, хорошо идет в микроколичествах, и продукты ее

можно вводить в колонку сразу после конверсии в эфиры.

Д. Бойлан нашел интересное применение силильных производных для

замены металлического иона в порфиринах на кремниевый. Происходит

аналогичное снижение точек кипения, благодаря чему появляется возмож-

ность проведения ГЖХ. До разработки этой методики исследования порфи-

ринов, содержащихся в геологических образцах, ограничивались спектроско-

пией в ультрафиолетовой и видимой областях.

Выделять ароматические соединения из смесей можно комплексообразо-

ванием с 2, 4, 7-тринитрофлуореноном [52

53]:

I Il I! I

OaN/^/^/^^NOa (II-I)

Эти аддукты обладают характеристическими окрасками, что делает

реагент полезным в качестве проявителя при TCX ароматических углево-

дородов [54, 55].

Некоторые геологические образцы, в особенности современные осадки,

содержат серу, экстрагируемую рядом органических растворителей. Проис-

хождение этой серы можно установить, изучив содержание таких серни-

стых соединений, как сульфиды, тиолы, дисульфиды и т. д. N-этилмалеимид

(N-ЭМ) селективно реагирует с тиолами; образование таких производных легко

происходит со многими образцами до хроматографического разделения

[30, 31]:

RSH 4- ПН —

RS—

I I

ONO ONO

I I

Сернистые соединения в геологических пробах часто неопределимы

из-за сходства их с углеводородами по полярности и характеру взаимодей-

ствия с некоторыми окрашивающими проявителями. Элементарная сера,

пурпурная при ультрафиолетовом освещении, различима, но ее значения R

почти равны значениям для насыщенных углеводородов, причем непосред-

ственно вслед за ней перемещаются тиолы и сульфиды. Продукты взаимодей-

ствия тиолов с диэтилмалеиатом задерживаются рядом с точкой нанесения

пробы. Эту реакцию можно проводить в препаративном масштабе.

Е. Озонолиз

Количество экстрагируемого из породы органического вещества часто

составляет очень малую долю от общего содержания органики, включая

и могущий присутствовать графит. Нерастворимое вещество — кероген,

описанный В. Робинсоном в гл. XIX, можно частично выделить из породы,

обработав ее озоном, атакующим двойные связи C=C с образованием озо-

нидов, в последующем выделяемых в виде эфиров или кислот. Полученные

осколочные молекулы идентифицируют и с их помощью устанавливают

характеристику исходного керогенного вещества [6, 56].

Древние породы, особенно докембрийские, содержат лишь следы экстра-

гируемых органических веществ; взаимодействие озона с керогеном и в этом

случае дает сведения о присутствующем углеродном материале. Вскоре

эта методика станет еще более употребительной, так как интерес к самым

древним земным материалам возрастает. Соединения, выделяемые этим спо-

собом, различны и присутствуют в ничтожных количествах. Анализ озони-

рованного экстракта, вероятно, требует проведения газовой хроматографии

в сочетании с масс-спектроскопией. Однако даже при наличии масс-спектров

интерпретация результатов трудна.

IV. МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Органическая геохимия использует все основные аналитические методы,

пригодные для идентификации индивидуальных компонентов в смесях,

выделенных из геологических образцов. Самые важные из них — это спектро-

скопия в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях, ЯМР-

и масс-спектрометрия, оптическое вращение. Для анализа этими методами

(за исключением, может быть, только масс-спектрометрии высокого разреше-

ния) необходимы различные количества чистых образцов. Если доступный

объем пробы всего 1 мг, то ее можно проанализировать только с помощью

сочетания газовой хроматографии и масс-спектрометрии. Даже в тех случаях,

когда к решению геохимических проблем привлекаются детально изученные

методы идентификации, нельзя настоятельно рекомендовать использование

раз и навсегда установленных, стандартных схем анализа. Трудности воз-

никают при анализе изомеров; в этих случаях, прежде чем удастся иденти-

фицировать компоненты, приходится применять несколько методов.

Инфракрасный спектральный анализ позволяет легко определять функ-

циональные группы, но менее полезен для анализа углеводородов [57].

В инфракрасной области спектра наиболее характерные полосы поглощения

имеют эфиры, жирные кислоты, ненасыщенные и гетеросоединения. Эта

область полезна также для идентификации стеранов и тритерпанов. ИК-

анализ проводят на сравнительно небольших количествах образца (около

1 мг чистого вещества). Он не требует специальных микрометодик.

Соединения, содержащие хромофоры, поглощают в ультрафиолетовой

области спектра. Сильно поглощают многие ненасыщенные конъюгирован-

ные системы, что проявляется в интенсивности их спектров [58, 59]. Оле-

фины обладают ограниченным поглощением. Жирные кислоты поглощают

при длинах волн, меньших 200 мкм, что ниже рабочего предела большинства

спектрофотометров. Гетеро- и конъюгированные системы во многих случаях

хорошо поглощают УФ-излучение с высокими коэффициентами экстинкции

[60, 61]. Ароматические углеводороды обладают характерным поглощением,

а также флуоресцируют в ультрафиолетовой области, что часто помогает

идентифицировать эти соединения. Провести идентификацию только по флуо-

ресценции труднее, так как этот вид эмиссии обычно не имеет характеристи-

ческих полос; однако иногда он дает некоторые основания для идентификации.

Примеси сильно флуоресцирующего соединения могут замаскировать более

слабые компоненты, так что этот способ требует подтверждения другими

методами.