从微量炸药的擦拭取样测量收集效率的标准化方法
April 10th, 2017
通过对擦拭采样采集效率的标准化测量，可以促进优化的采样方案和新擦拭材料的开发。我们对痕量爆炸物进行采样的方法使用自动化设备来控制擦除采样过程中的速度、力和距离，然后提取收集的爆炸物。
这种擦除采样方法的总体目标是提供一种标准化的方法来衡量收集效率。这种方法可以帮助回答表面擦拭采样领域中的关键问题，例如如何最好地检测爆炸物的痕迹。该技术的主要优点是，与其他测量采样效率的技术相比，它最大限度地减少了作员的可变性。
测试设备设计有一个可移动的平面，用于固定准备好的测试擦拭。准备好设备以供使用后，配置擦除采样程序。首先，将平面移动到起始位置，并在测试平面上放置一个测试表面，不要粘附它。
然后，将纸质模板与测试表面的边缘齐平，并用胶带将其粘在那里。模板标记采样路径中的开始位置。接下来，在平面上来回移动表面和模板，直到当重新训练线拉紧时，擦除位于起始位置。
然后，左右移动曲面和模板，直到约束线在行进路径上居中。曲面在平面上的位置现在是正确的。标记此位置。
然后，使用双面胶带将表面粘附到平面上。现在，使用行程距离和行程速度对仪器软件控件进行编程。然后，启动飞机的移动。
检查擦除是否在整个行程距离内遵循采样路径，以及是否平滑。有时，测试表面会崎岖不平，或产生大量摩擦。虽然需要平稳的运动，但最关键的因素是擦拭穿过样品沉积位置。
为了潜在地提高行程的平稳性，请调整约束线的角度。最后，测量从样品沉积位置到行程边缘的行程距离。首先，确定测试所需的采样力。
首先，用乙醇等溶剂清洁测试表面，并让其干燥。对于织物，请使用加压空气而不是溶剂将表面吹干净。然后，将表面放在秤上。
将 Paper 模板放在其上，并将模板固定在一个角上。接下来，使用掠射照明检查 PTFE 颗粒样品的完整阵列，该照明提供垂直于颗粒样品的光线，以帮助可视化颗粒。验证阵列完成后，将样品沉积面朝下放在标记样品区域内的测试表面上。
现在，使用至少 10 牛顿的力（在秤上的读数约为 1， 000 克），用一根手指在采样路径内滑动颗粒样品，以干转移颗粒。如果测试表面具有条纹表面，如拉丝钢，请与条纹正交移动样品，即使这与采样路径垂直。现在，使用掠射照明，可以看到粒子阵列已被删除。
如果残留任何颗粒，请确保其在检测限范围内，或更改采样力。现在执行测试。将测试表面放在平面上的预定义位置，并使用双面胶带将其粘附在那里。
然后，将选定的抹布加载到支架中，并为选定的力附加适当的重量。在继续之前，记录实验附近的温度和湿度。然后将限制丝连接到擦拭架上。
将支架擦拭面朝下放在测试表面上，并立即开始测试过程。完成后，将擦拭架从测试表面提起，然后从支架上取下擦拭布。要提取和分析残留在 PTFE 转移基材上的任何颗粒，请将 1 毫升含内标的甲醇流过表面，然后流入 2 毫升玻璃瓶中。
在这里，同位素标记的 RDX 是内标。然后，使用电喷雾电离质谱法定量提取物中的 RDX，以确定未转移的 RDX 的质量。对未使用的基材总和执行相同的作，以建立基线。
为了确定擦拭上收集的 RDX 的质量，将擦拭材料切成直径为 30 毫米的圆形收集区域，并将其放入一个 2 毫升的玻璃瓶中。向样品瓶中加入 1 mL 含内标的甲醇。然后，盖上样品瓶并以每分钟 10， 000 转的速度涡旋 30 秒。
在一小时内，在 RDX 被擦除物重新吸收之前量化溶液中的 RDX 水平。该方案是使用由 7.5 牛顿的间位芳纶聚合物制成的商业 EDT 湿巾进行的。测试表面类似于行李的表面。
进行了两种类型的测试。要么同一区域擦除一次，要么擦除 3 次。较长的行进距离导致收集效率降低，这可能是由于样品颗粒的重新沉积。
相比之下，使用多次采样方法，由 PTFE 涂层编织玻璃纤维制成的商用 ETD 擦拭布比间位芳纶聚合物擦拭布具有更一致的收集效率，但收集的测试样品较少。观看此视频后，您应该对如何使用标准化方法测量样品检测擦拭的收集效率有一个很好的了解。
概述
本文介绍了一种用于测量微量爆炸物收集效率的标准化擦拭采样方法。使用的自动化设备最大限度地减少了操作员的变异，提高了结果的可靠性。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 爆炸物检测
- 采样方法论
背景
- 擦拭采样对于检测微量爆炸物至关重要。
- 标准化方法提高了准确性和重复性。
- 操作员的变异可能影响采样效率。
- 自动化设备可以提高采样精度。
研究目的
- 开发一种可靠的测量收集效率的方法。
- 减少擦拭采样技术中的操作员变异。
- 优化爆炸物检测的采样协议和材料。
使用的方法
- 控制速度、力和距离的自动化擦拭采样设备。
- 测试表面和擦拭材料的准备。
- 采样力和收集效率的测量。
- 使用质谱法对爆炸物进行定量。
主要结果
- 收集效率随行进距离和擦拭材料而变化。
- 多次采样可以提高收集效率的一致性。
- 由不同材料制成的商用擦拭布表现各异。
- 标准化方法为爆炸物检测提供了可靠的数据。
结论
- 开发的方法提高了擦拭采样的可靠性。
- 标准化是提高微量爆炸物检测的关键。
- 未来的研究可以在此方法基础上进行进一步优化。
常见问题
Executive Industry Relevance
Standardized measurement of wipe-sampling collection efficiency addresses a critical bottleneck in trace detection workflows, enabling reliable evaluation and optimization of sampling protocols. By minimizing operator variability and controlling key sampling parameters, this method enhances predictive confidence in surface residue detection. These capabilities are essential for robust assay development and cross-platform comparability in regulated environments.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables quantitative assessment of sampling efficiency for hypothesis-driven protocol optimization.
- Supports mechanistic de-risking by isolating the impact of force, speed, and surface on collection outcomes.
- Facilitates functional validation of wipe materials and test surfaces for downstream workflows.
Screening & Assay Development
- Provides standardized, reproducible sampling conditions for assay calibration and validation.
- Delivers quantitative outputs that inform assay sensitivity and specificity thresholds.
- Enables direct comparison of wipe materials and surface types for screening readiness.
Translational & Preclinical Research
- Aligns sampling protocols with real-world screening environments for translational continuity.
- Supports risk-adjusted advancement of sampling technologies into operational settings.
- Improves predictive value of preclinical residue detection models.
Pipeline & Workflow Integration
This standardized wipe-sampling method integrates at the interface of assay development and operational validation, supporting workflows from early discovery through preclinical evaluation.
- Discovery Biology: Quantifies the effect of controlled variables on sample recovery, informing protocol design.
- Screening: Establishes reproducible, quantitative benchmarks for wipe and surface performance.
- Analytics: Provides mass spectrometry-based measurement of collected analyte for robust data analysis.
- Translational Research: Bridges laboratory sampling protocols with field-relevant surfaces and materials.
- Enterprise Reuse: Offers a modular, adaptable framework for ongoing protocol optimization across projects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces ambiguity in sampling efficiency measurements.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible sampling protocols.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and efficient resource allocation in assay development.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of sampling technologies and materials.
Implementation Considerations
- Requires expertise in analytical chemistry and surface science for protocol setup and data interpretation.
- Needs access to automated sampling instrumentation and mass spectrometry infrastructure.
- Demands cross-team standardization of sampling parameters and environmental controls.
- Adaptable to a range of wipe materials and test surfaces relevant to operational settings.
- Practical limitations include surface variability and the need for precise force and speed control.
