Eine zweistufte Pyrolysis-Gas-Chromatographie-Methode mit Massenspektrometrische Erkennung zur Identifizierung von Tattoo-Ink-Inhaltsstoffen und gefälschten Produkten

Tattoo-Tinten und andere Tinten sind komplexe Mischungen von Zutaten. Unsere Methode bietet eine schnelle und einfache Möglichkeit, mehrere Komponenten gleichzeitig zu analysieren. Die Pyrolyse und dann gekoppelt mit der Gaschromatographie mit massenspektrometrischer Detektion ermöglicht die Analyse nichtflüchtiger und flüchtiger Verbindungen in zwei aufeinanderfolgenden Durchläufen.

Neben der reinen Analyse von Tinteninhaltsstoffen kann diese Methode auch zur Unterscheidung von Original- und gefälschten Produkten verwendet werden. Im Allgemeinen kann diese Methode für alle Arten von flüssigen Proben verwendet werden. Der Datenauswertungsansatz kann auch für jede andere Art von Pyrolysedaten verwendet werden.

Wie bei den meisten analytischen Techniken ist die Dateninterpretation von Pyrogrammen die Achillesferse dieser Methode. Daher bieten wir Bibliotheken von Pyrogrammen und einanalysierten Spektren, um die Interpretation der Daten zu erleichtern. Halten Sie zunächst ein 25-Millimeter-Hohlglas-Pyrolyserohr mit spezieller Pinzette und legen Sie die notwendige Menge Quarzwolle mit spitzen Pinzette in das Rohr.

Legen Sie an jeder Seite des Pyrolyserohrs zwei Stahlstäbe ein und komprimieren Sie die Wolle in einen ein bis zwei Millimeter dicken Stopfen. Der Stopfen muss im unteren Drittel des Pyrolyserohrs positioniert werden, um während des Pyrolysevorgangs eine ausreichende Erwärmung zu erzielen. Zünden Sie einen Gasbrenner und backen Sie das Pyrolyserohr und füllen Sie für zwei bis drei Sekunden von jeder Seite, um Verunreinigungen zu entfernen.

Als nächstes schütteln Sie die Tätowierfarbenflaschen eine Minute lang kräftig, um die Homogenität zu gewährleisten. Tauchen Sie eine Zwei-Mikroliter-Mikrokapillarspitze in die Tinte und aspirieren Sie etwa einen Mikroliter Tinte, indem Sie die Hälfte der Kapillare füllen. Die Kapillare in das Pyrolyserohr geben und den Quarzwollestopfen mit der Tinte färben.

Eine klare Farbfärbung muss sichtbar sein, ohne der Probe zu viel Tinte hinzuzufügen. Mit der speziellen Pinzette das vorbereitete Pyrolyserohr an einem Stahltransportadapter für die automatisierte Einspritzeinheit befestigen und überprüfen, ob das Pyrolyserohr perfekt vertikal ist und beim Schütteln nicht abfällt. Stellen Sie den Transportadapter in das Fach der automatisierten Einspritzeinheit an der gewünschten Position für die Pyrolyse-GCMS-Analyse.

Für die Datenauswertung flüchtiger Verbindungen starten Sie die Suchsoftware der GCMS-Analyse-MS-Bibliothek, und öffnen Sie das Chromatogramm des Desorptionslaufs. Wählen Sie kommerzielle Bibliotheken aus, indem Sie auf Spectrum klicken" und Bibliothek auswählen. Laden Sie dann die Bibliothek von Interesse.

Wählen Sie Integrationsparameter aus, und führen Sie eine Bibliothekssuche durch, indem Sie auf Spektrum" und Bibliothekssuchbericht klicken. Für die Auswertung von Pyrolysedaten öffnen Sie das Chromatogramm des Pyrolyselaufs. Markieren Sie das gesamte Chromatogramm in der GCMS-Evaluierungssoftware.

Drücken Sie mit der rechten Maustaste nach unten, um ein durchschnittliches Massenspektren oder AMS zu erhalten. Um eine selbst erstellte Bibliothek einzurichten, klicken Sie auf Spectrum" und Edit Library. Wählen Sie die Bibliothek aus, gefolgt von Neuer Eintrag hinzufügen, und geben Sie alle Informationen aus, die von Interesse sind.

Generieren Sie ein AMS des untersuchten Tintenpyrogramms und verwenden Sie die Bibliothekssuche für den Vergleich mit der selbst gebauten AMS-Bibliothek. Ausschließen von Massen von Spaltenblutungen oder anderen Spaltengeräuschen. Um nichtflüchtige Verbindungen mit einer speziellen Pyrogramm-Evaluierungssoftware zu identifizieren, erstellen Sie einen Ordner mit allen Pyrogrammeinträgen, die als Bibliothek dienen sollten, wie z. B. eine Pigmentpyrogrammbibliothek zur Pigmentidentifikation oder Pyrogramme einer Originaltinte, um sie mit vermeintlich gefälschten Produkten zu vergleichen.

Laden Sie das unbekannte Pyrogramm in die Suche in der Registerkartenbibliothek, indem Sie auf Durchsuchen klicken. Als Nächstes laden Sie den Bibliotheksordner und wählen Sie nur MS Matching"und RT matching"in den Suchoptionen, da die Gesamtfülle im Vergleich zum Pyrogramm von Referenzpigmenten variiert. Klicken Sie in den Suchoptionen auf Erweitert.

Wählen Sie eine RT-Fensterbreite aus, einen Flächenschwellenwert von 0,1 %, und ermöglichen Sie mehrere Übereinstimmungen. Wählen Sie in den Optionen "Massenspezifikation" den Parameter aus, verwenden Sie nur Spitzen mit angegebenen MS-Spektren, und verwenden Sie einen Anpassungsschwellenwert von 850. Laden Sie die Datei pigment_search_spectra.

oder klicken Sie auf Hinzufügen", um bestimmte MS-Spektren aus jedem Pyrogramm von Referenzpigmenten oder Polymeren aus der Bibliothek in den erweiterten Suchoptionen zu speichern. Drücken Sie OK, um zum Hauptfenster zurückzukehren. Klicken Sie dann auf Suchen, um den Vergleich zu starten.

Wechseln Sie bei Bedarf zur Registerkarte Chromatogrammübereinstimmung, und wählen Sie eine Verbindung unter der Registerkarte Chromatogrammübereinstimmung aus. Klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie Suchspektrum in NIST aus, um die Spektren an die MS-Bibliothekssoftware weiterzuleiten und die Verbindung zu identifizieren. Für die manuelle Datenauswertung für nichtflüchtige Verbindungen starten Sie die GCMS-Analyse-MS-Bibliothekssuchsoftware und öffnen Sie das Chromatogramm des Pyrolyselaufs.

Wählen Sie kommerzielle und Pyrolyse-Bibliotheken, indem Sie auf Spectrum" und Select Library klicken. Laden Sie alle Bibliotheken, die von Interesse sind. Integrieren Sie das Pyrogramm in die GCMS-Auswertungssoftware und berücksichtigen Sie alle Spitzen mit einer Fläche von nicht weniger als 0,2% der Gesamtfläche.

Als Nächstes starten Sie die Bibliothekssuche, indem Sie auf Spectrum" und Library Search Report klicken. Vergleichen Sie manuell alle Bibliotheksübereinstimmungen mit bestimmten Pigment- und Polymerzersetzungsprodukten im Textprotokoll oder Fragmenten, die in der Literatur angegeben sind. Gut produzierte Tinten mit hochreinen Inhaltsstoffen und einer begrenzten Anzahl von Komponenten führten zu Chromatogrammen, die mit Standardbibliotheken leicht zu interpretieren sind, da die meisten Spitzen identifiziert werden können.

Aber auch in den hochwertigen Tinten finden sich neben dem deklarierten Glycerin oft auch nicht deklarierte Inhaltsstoffe wie Propylenglykol. Tinten, die mehrere Inhaltsstoffe und Verunreinigungen enthalten, führen zu einem Pyrogramm, das schwer zu interpretieren ist. Die meisten Spitzen, die im zweiten Durchlauf auftreten, sind möglicherweise nicht voneinander getrennt, was die Identifizierung erschwert.

Einige Stoffe können auch zu Spitzen unterhalb des Schwellenwerts führen, der bei der Datenauswertung festgelegt wurde. Eine Lösung für die Interpretation komplexer Daten könnte ein schrittweiser Ansatz sein, bei dem 400, 600 und 800 Grad Celsius in aufeinanderfolgenden Pyrolyseschritten für dieselbe Probe verwendet werden. Einige Pigmentzersetzungsprodukte können von mehreren Pigmenten abstammen.

Für drei Zitronentinten, die von verschiedenen Anbietern gekauft wurden, wird ein positives Ergebnis für die gefälschte Produktidentifikation nachgewiesen. Mit einem Vorwärtsübereinstimmungsfaktor von über 0,9 wurden das Chromatogramm aus dem ersten Desorptionslauf und das Pyrogramm aus dem zweiten Durchlauf der Originaltinte mit drei unabhängigen Anschaffungen der Originaltinte und den beiden gefälschten Produkten mit Pyrogramm-Auswertungssoftware verglichen. Pyrolyse ist nützlich, um mehrere Verbindungen mit nur einer Analysemethode zu identifizieren.

Die Qualifizierung spezifischer Verbindungen kann anschließend mit spezialisierteren Methoden durchgeführt werden.