定量检测痕量爆炸物蒸气通过程序升温脱附 - 气相色谱 - 电子捕获检测器

Summary

微量TNT和RDX的收集吸附剂填充热脱附管爆炸蒸汽是用连接到GC用电子捕获检测器程序升温脱附系统进行分析。仪器分析是结合直接液相沉积法，以减少样品变性和账户仪器漂移和损失。

Abstract

的解决方案标准的直接液体沉积到吸附剂填充的热脱附管用于跟踪爆炸性气体样品的定量分析。直接液体沉积方法产生蒸气样品的分析和解决方案的标准分析之间具有更高的保真度比使用单独的注射方法，蒸汽和溶液， 即 ，收集在小瓶中的溶液制备的蒸气收 ​​集管和标准样品。此外，该方法可占仪器仪表的损失，这使得它非常适合最大限度地减少可变性和定量的微量化学检测。气相色谱电子捕获检测器是一个仪表配置硝基能源，如TNT和RDX，由于其相对高的电子亲和势敏感。然而，这些化合物的蒸气定量是困难而不可行的蒸气的标准。因此，我们消除蒸气标准的要求，结合使用直接液体沉积协议分析跟踪爆炸性蒸气样品的仪器的灵敏度。

Introduction

气相色谱法（GC）是分析化学的核心仪器分析技术，可以说是一样普及，因为在一个化学实验室电热板或平衡。气相色谱仪，可用于制备，鉴定和定量多种化学化合物的组成，可被耦合到各种探测器，如火焰离子化检测器（FID的），光离子化检测器（PID），热导检测器（的TCD的），电子捕获检测器（ECD的），和质谱仪（MS），根据不同的被分析物，方法和应用。样品可以通过一个标准的分流/不分流进样口与小样本的解决方案，专业的顶空分析入口，固相微萃取（SPME）注射器，或热脱附系统时推出。 GC-MS往往是在可替代的或新出现，检测技术，因为它的效用，柔韧性的确认和验证的应用程序中使用的标准技术，与既定的化学数据库和图书馆¹识别电源^{- 7} GC和其相关的采样和检测元件是理想的常规化学分析和更专业的，具有挑战性的分析应用。

越来越多的关注军事，国土安全，和商业企业的分析应用是跟踪爆炸性气体的检测，以检测包括定性和定量。爆炸物痕量气体探测是一种独特的分析化学的挑战，因为分析物，如2,4,6 - 三硝基甲苯（TNT）和环三亚甲基三（RDX）的物理性质，使它们特别难以处理和单独使用更广泛的，更通用的化学分析方法。相对较低的蒸气压和分份每百万体积（ppm的_V）饱和蒸气浓度，结合相对高粘着系数，necessit吃了专项抽检协议，仪器仪表，定量方法^{8 - 12}耦合到电子捕获检测器（ECD）或质谱仪（MS）在气相色谱是一种有效的....

Protocol

1，仪器准备

1. 确保仪器，烤箱，和探测器都是在室温。关闭气流入口和检测器。
2. 从GC上取下的TDS。查阅制造商的用户手册，仪器专用程序。
3. 从独联体进口取出TDS适配器和独联体取出内胆。
4. 检查独联体国家进口的颗粒和碎片，而衬垫被删除。清洁任何可见的碎片用压缩空气，或优选氮气。
5. 附加一个新的石墨密封垫圈使用的套圈对班轮结合由制造商提供工具和说明新的独联体衬垫。
6. 将眼线用附带的石墨密封垫圈进入独联体。更换TDS适配器并重新安装TDS。
7. 从包装中取出新的列和删除列两端的硅胶保护。
8. 将螺母和密封垫圈柱的两端。使用ECD检测器螺母和ferrule表示该列的一端和一个CIS套箍柱的另一端。
9. 使用陶瓷柱切削工具中，从柱的每个端部除去约10厘米。确保螺母和卡套留在列，但离柱的末端，以避免堵塞和碎片。
10. 固定列到使用仪器制造商的指引烤箱。将色谱柱插入进样口。连接柱与检测器端口的另一端。插入的深度是特定仪器，进样口和检测器的制造商。请参见用户手册和规范的确切列的插入深度。
    注意：预烘烤可能需要的列的列的相对端连接到检测器端口之前。咨询柱和仪器制造商的文档，以确定是否需要进行预烘烤。
11. 轻轻用手拧紧螺母和卡套到各自的端​​口入口和检测器。用扳手拧紧无线TH约旋转四分之一圈的螺母和卡套。用力过猛或过度紧缩将破坏导致泄漏套圈或列来打破和堵塞。

Results

获得定量结果跟踪爆炸性气体样品开始建立的校准曲线使用的解决方案标准的直接液相沉积法到样品管占亏损仪器和解决方案的标准和蒸气样品之间的差异的TDS-CIS-GC-ECD检测仪器。在TDS-CIS-GC-ECD的仪器和方法，用于TNT和RDX微量分析进行了详细的先前描述的其他地方，但仪器参数列于表1中 ^。24,25在这里， 图1显示了使用一系列色谱图中得到的发表于表1的方法和参 ​​数。峰3,4-DNT，TNT，和RDX在4.16，4.49，4.95分钟的观察，分别。峰的高度和面积为内标是恒定的所有群众TNT和RDX，而峰高和面积增大与被分析物的质量。用于TNT和RDX各峰面积质量是由峰面积为3,4 - 二硝基甲苯占不可再现，并与样品管注射相关的损耗归一化。对于每个分析物的归一化的峰面积，然后绘制与质量上的样品管，以建立标准曲线。线性回归是进行以获得斜率，截距，和决心（R ^2）的系数。斜率和截距可用于将所述归一化的峰面积为蒸气样品的质量，或最终浓度， 图2示出了.......

Discussion

再现性对于使用直接液相沉积法与TDS-CIS-GC-ECD仪器仪表，相对标准偏差（RSD）跟踪易燃易爆气体的定量分析的一个关键属性是经常被用来作为衡量标准的重现性。我们经历了相对标准偏差之间和内部样本的TNT炸药约5％，而RDX 10％的重现性。 15％以上的任何RSD作为一个指标来检查变化，以减少该协议的有效性常见的来源。变异来源已导致不可接受的相对标准偏差在过去在下面的讨论中被突出显示。

变化的一个常见来源，可能会导致比较大的标准偏差的解决方案，标准和显著偏差重复测量从团结的R ²为溶液标准相一致的沉积和内标上样品管。我们已经发现了一个电子微量是理想的最小化沉积过程中的变化，而不是手动微量。在最近的几个项目，其中参与过采样集合几天定量爆炸性蒸气多个人员，变异的结果的来源主要是依赖于个人和他/她使用手动微量的。乍一看，手动微量的用法似乎比较简单，但在活塞抑郁症和用户之间释放的微小变化产生了变异的显著源爆炸性气体的定量分析。当手动微量被切换为电子微量移液器，用户之间的差异不能被仪器变化和采样噪音之间的区别。同样重要的是在溶液中的吸收和沉积到保持微量直立。该溶液.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
2,4,6-三硝基甲苯 （TNT）	Accu 标准品	M-8330-11-A-10X	10,000 ng &μ;l-1
环三亚甲基三硝胺 （RDX）	Accu-Standard	M-8330-05-A-10X	10,000 ng μl-1
3,4-二硝基甲苯 （3,4-DNT）	Accu-Standard	S-22988-01	1,000 ng &μ;l-1
Tenax®TA 蒸汽样品管	Gerstel	009947-000-00	Tenax® 60/80
CIS4 衬套	Gerstel	014652-005-00	或同等产品
传输线套圈	Gerstel	001805-008-00
入口衬套 套圈	Gerstel	001805-040-00
CIS4 套圈	Gerstel	007541-010-00
ECD 检测器套圈	安捷伦	5181-3323
DB5-MS 色谱柱	Res-Tek	12620