$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Chromatografia gazowa (GC) jest podstawową techniką analizy instrumentalnej chemii analitycznej i jest prawdopodobnie tak wszechobecna jak gorąca płyta lub waga w laboratorium chemicznym. Oprzyrządowanie GC może być używane do przygotowania, identyfikacji i oznaczania ilościowego wielu związków chemicznych i może być sprzężone z różnymi detektorami, takimi jak detektory płomieniowo-jonizacyjne (FID), detektory fotojonizacyjne (PID), detektory przewodności cieplnej (TCD), detektory wychwytu elektronów (ECD) i spektrometry mas (MS), w zależności od analitów, metodologii i zastosowania. Próbki mogą być wprowadzane przez standardowy wlot dzielony/bezdzielny podczas pracy z roztworami małych próbek, specjalistycznymi wlotami do analizy przestrzeni nad głową, strzykawkami do mikroekstrakcji do fazy stałej (SPME) lub systemami desorpcji termicznej. GC-MS jest często standardową techniką stosowaną w zastosowaniach walidacyjnych i weryfikacyjnych alternatywnych lub pojawiających się technik wykrywania ze względu na jej użyteczność, elastyczność i moc identyfikacji z uznanymi bazami danych i bibliotekami chemicznymi. 1–7 GC i powiązane z nim składniki do pobierania próbek i wykrywania są idealne do rutynowych analiz chemicznych i bardziej specjalistycznych, wymagających zastosowań analitycznych.
Analitycznym zastosowaniem coraz bardziej interesującym dla wojska, bezpieczeństwa wewnętrznego i przedsiębiorstw komercyjnych jest wykrywanie śladowych par wybuchowych, z detekcją obejmującą identyfikację i kwantyfikację. Wykrywanie śladowych ilości par wybuchowych jest wyjątkowym wyzwaniem chemii analitycznej, ponieważ anality, takie jak 2,4,6-trinitrotoluen (TNT) i cyklotrimetylotrynitramina (RDX), mają właściwości fizyczne, które sprawiają, że są one szczególnie trudne w obsłudze i oddzielaniu przy użyciu szerszych, bardziej ogólnych metodologii analizy chemicznej. Stosunkowo niska prężność par i stężenie pary nasyconej wynoszące poniżej miliona objętości (ppmv) w połączeniu ze stosunkowo wysokimi współczynnikami przylegania wymagają specjalnych protokołów pobierania próbek, oprzyrządowania i metod oznaczania ilościowego. 8–12 GC sprzężony z detektorem wychwytu elektronów (ECD) lub spektrometrem masowym (MS) jest skuteczną metodą ilościowego oznaczania analitów wybuchowych, w szczególności dinitrotoluenu (DNT), TNT i RDX. 6,13–17 GC-ECD jest szczególnie przydatny dla związków nitroenergetycznych ze względu na ich stosunkowo wysokie powinowactwo elektronowe. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) stworzyła standardowe metody wykrywania analitów wybuchowych przy użyciu GC-ECD i GC-MS, ale metody te koncentrowały się na próbkach w roztworze, takich jak woda gruntowa, a nie na próbkach pobranych w fazie gazowej. 2,18–23 W celu wykrycia oparów wybuchowych należy stosować alternatywne protokoły pobierania próbek, takie jak zbieranie oparów za pomocą probówek z próbkami do desorpcji termicznej wypełnionych sorbentem, ale wykrywanie ilościowe pozostaje trudne ze względu na brak wzorców oparów i metod kalibracji, które nie uwzględniają strat w probówce z próbką i oprzyrządowaniu.
Ostatnio opracowano metody ilościowe wykorzystujące systemy desorpcji termicznej z chłodzonym systemem wlotowym (TDS-CIS), sprzężone z GC-ECD, dla par TNT i RDX. 24,25 Straty związane z oprzyrządowaniem TDS-CIS-GC-ECD do śladowych ilości oparów wybuchowych scharakteryzowano i uwzględniono na przykład krzywe kalibracyjne przy użyciu metody bezpośredniego osadzania cieczy na probówkach do próbek do desorpcji termicznej wypełnionej sorbentem. Jednak literatura koncentrowała się na charakterystyce oprzyrządowania i opracowywaniu metod, ale nigdy nie pobierała próbek, nie analizowała ani nie określała ilościowo par wybuchowych, a jedynie wzorce roztworów. W tym artykule skupiono się na protokole pobierania próbek i ilościowego oznaczania par wybuchowych. Protokół i metodologię można rozszerzyć na inne anality i śladowe ilości par wybuchowych, takie jak tetraazotan pentaerytrytolu (PETN).