Ta metoda dwuetapowej pirolizy online w połączeniu z chromatografią gazową z detekcją spektrometryczną mas i protokołem oceny danych może być używana do wieloskładnikowej analizy tuszy do tatuażu i dyskryminacji podrabianych produktów.
Artykuł metodologiczny
Ta metoda dwuetapowej pirolizy online w połączeniu z chromatografią gazową z detekcją spektrometryczną mas i protokołem oceny danych może być używana do wieloskładnikowej analizy tuszy do tatuażu i dyskryminacji podrabianych produktów.
Tusze do tatuażu to złożone mieszaniny składników. Każdy z nich ma inne właściwości chemiczne, które muszą zostać uwzględnione w analizie chemicznej. W tej metodzie dwuetapowej pirolizy online sprzężonej z chromatografią gazową spektrometria mas (py-GC-MS) związki lotne są analizowane podczas pierwszego przebiegu desorpcji. W drugim cyklu ta sama wysuszona próbka jest poddawana pirolizie w celu analizy związków nielotnych, takich jak pigmenty i polimery. Można je zidentyfikować na podstawie ich specyficznych wzorców dekompozycji. Dodatkowo metoda ta może być stosowana do odróżniania oryginalnych atramentów od podrobionych. W celu przyspieszenia identyfikacji substancji stosuje się łatwe metody przesiewowe do oceny danych przy użyciu widm średniej masy i samodzielnie opracowanych bibliotek pirolizy. Korzystając ze specjalistycznego oprogramowania ewaluacyjnego do danych pirolizy GS-MS, można uzyskać szybkie i wiarygodne porównanie pełnego chromatogramu. Ponieważ GC-MS jest stosowany jako technika rozdzielania, metoda jest ograniczona do substancji lotnych po desorpcji i po pirolizie próbki. Metoda ta może być stosowana do szybkich badań przesiewowych substancji w badaniach kontroli rynku, ponieważ nie wymaga żadnych etapów przygotowania próbki.
Tusze do tatuażu to złożone mieszaniny składające się z pigmentów, rozpuszczalników, spoiw, środków powierzchniowo czynnych, środków zagęszczających, a czasami konserwantów1. Wzrost popularności tatuażu w ostatnich dziesięcioleciach doprowadził do ustanowienia przepisów dotyczących bezpieczeństwa tuszów do tatuażu w całej Europie. W większości przypadków pigmenty nadające kolor i ich zanieczyszczenia są ograniczone i dlatego powinny być monitorowane przez państwowe badania rynku laboratoryjnego w celu kontroli ich zgodności z prawem.
Korzystając z opisanego tutaj podejścia spektrometrii mas metodą pirolizy i chromatografii gazowej (py-GC-MS) online, można zidentyfikować jednocześnie wiele składników. Ponieważ związki lotne, półlotne i nielotne można rozdzielać i analizować w ramach tego samego procesu, różnorodność związków docelowych jest duża w porównaniu z innymi metodami stosowanymi do analizy tuszu do tatuażu. Metody chromatografii cieczowej są najczęściej przeprowadzane z pigmentami rozpuszczonymi w rozpuszczalnikach organicznych2. Spektroskopia Ramana oraz spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR) zostały opisane jako odpowiednie narzędzia do identyfikacji pigmentów i polimerów, ale są ograniczone w przypadku mieszanin wieloskładnikowych, ponieważ w standardowych zastosowaniach laboratoryjnych nie stosuje się żadnej techniki separacji3,4. Spektrometria mas czasu przelotu desorpcji/jonizacji laserowej (LDI-ToF-MS) została również wykorzystana do identyfikacji pigmentów i polimerów5,6. Ogólnie rzecz biorąc, większość metod nie obejmuje analizy związków lotnych. Brak odpowiednich komercyjnych bibliotek spektralnych jest powszechną wadą wszystkich tych metod. Identyfikacja pigmentów nieorganicznych była często przeprowadzana za pomocą spektrometrii mas z plazmą sprzężoną indukcyjnie (ICP-MS)7,8 lub spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDX)4,9. Również spektroskopia FT-IR i spektroskopia Ramana zostały wykorzystane do analizy pigmentów nieorganicznych, takich jak dwutlenek tytanu lub tlenki żelaza, w innych dziedzinach badawczych10,11,12,13.
Celem tego badania było ustalenie metody stosowanej w standardowych laboratoriach analitycznych o umiarkowanych kosztach finansowych w celu modernizacji istniejących i powszechnych urządzeń. Py-GC-MS, jak opisano tutaj, jest nieilościowym podejściem do identyfikacji składników organicznych z mieszanin. Po zidentyfikowaniu podejrzanych substancji w badaniu przesiewowym py-GC-MS, substancje docelowe mogą być określone ilościowo za pomocą bardziej specjalistycznych podejść. Jest to szczególnie interesujące dla analizy substancji nielotnych i nierozpuszczalnych, takich jak pigmenty i polimery.
Opisana metoda może być dostosowana do farb i lakierów w innych obszarach zastosowań. Opisane metody oceny danych mają zastosowanie do wszystkich badań pirolizy. Ponadto podrabiane produkty, pochodzące głównie z rynków azjatyckich, stanowią potencjalne źródło ryzyka dla konsumenta i obciążenie finansowe dla producentów (osobista komunikacja na 3. ECTP w Ratyzbonie, Niemcy, 2017 r.). Opisana tutaj metoda może być wykorzystana do porównania cech domniemanego podrobionego atramentu z oryginalną butelką, podobnie jak w przypadku opublikowanych metod kryminalistycznych do identyfikacji lakierów samochodowych14.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie tuszu do tatuażu i montaż próbki
2. Analiza próbek tuszu przez py-GC-MS
3. Metody oceny danych
UWAGA: Ocena danych powinna być dostosowana w zależności od indywidualnych pytań analitycznych, np. poszukiwanie substancji lotnych, związków nielotnych, niebezpiecznych produktów rozszczepienia z pigmentów azowych lub podobnych.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Metoda obejmuje dwuetapowe podejście chromatograficzne dla każdej próbki (Rysunek 1). W pierwszym cyklu próbka jest suszona wewnątrz układu wtryskiwacza w temperaturze 90 °C, zanim lotne związki zostaną przeniesione do kolumny. Ponieważ proces suszenia jest w większości przypadków niekompletny, pozostałości rozpuszczalników i związków lotnych są przenoszone i analizowane. W drugim cyklu wcześniej wysuszona próbka jest następnie poddawana pirolizie w celu ułat...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Py-GC-MS to przydatna metoda przesiewowa dla szerokiej gamy substancji w tuszach do tatuażu, która może być również stosowana do analizy innych produktów. W porównaniu z innymi metodami, py-GC-MS można przeprowadzić przy minimalnym przygotowaniu próbki. Urządzenia GC-MS można znaleźć w większości laboratoriów analitycznych w porównaniu z bardziej specjalistycznymi metodami, takimi jak MALDI-ToF-MS i EDX.
Ocena danych z pirogramów może być trudna, ponieważ lista możliwych składników jest teoret...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez wewnętrzny projekt badawczy (SFP #1323-103) w Niemieckim Federalnym Instytucie Oceny Ryzyka (BfR).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 99,999% Hel gaz nośny | Air Liquide, Dü sseldorf, | ||
| obojętny XL MSD z detektorami trójosiowymi | Agilent Technologies, Waldbronn, | Niemcy-Chromatograf | |
| gazowy 7890A | Agilent Technologies, Waldbronn, | Niemcy-Oprogramowanie | |
| AMDIS (wersja 2.7) | The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA- | może być używany do integracji pików GC/MS, np. do transferu do oprogramowania do oceny pirogramu | |
| Cold Injection System (CIS) | Gerstel, Mü hlheim, Niemcy | - | |
| źródło uderzenia elektronu (EI) | Agilent Technologies, Waldbronn, Niemcy | - | |
| Enhanced ChemStation (E02.02.1431) | Agilent Technologies, Waldbronn, Niemcy | - | używane do generowania średniej masy Spektra (AMS), może być używane do całkowania pików i standardowego przeszukiwania biblioteki GC/MS |
| J& W HP-5MS GC Kolumna, 30 m, 0,25 mm, 0,25 &mikro; m, 5975T Zespół toroidu kolumnowego | Agilent Technologies, Waldbronn, Niemcy | 29091S-433LTM | |
| Oprogramowanie MassHunter | Agilent Technologies, Waldbronn, Niemcy | - | brak określonej wersji, może być używany do integracji pików GC / MS i standardowego przeszukiwania biblioteki GC / MS |
| Rurka mikrokapilarna Drummond Microcaps, tom 2 i mikro; L | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | P1549-1PAK | |
| MS ChromSearch (wersja 4.0.0.11) | Axel Semrau GmbH & Co. KG, Sprockhö vel, specjalistyczne w Niemczech | oprogramowanie do oceny pyrogramu | |
| NIST MS Search Program (MS Search wersja 2.0g) | National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA | - | używany do generowania bibliotek MS i AMS oraz odpowiadającego im wyszukiwania substancji za pomocą samodzielnie wykonanych i komercyjnych bibliotek |
| NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library (EI) mainlib & replib (Wersja danych: NIST v11) | National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA-używana | komercyjna biblioteka widm masowych | |
| Polistyren (średnia Mw ~ 192 000) | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 430102-1KG | |
| Rurki do pirolizy, typ rurki - szkło kwarcowe - długość 25 mm; 100 jednostek | Gerstel, Mü hlheim, Niemcy | 018131-100-00 | |
| Moduł pirolizera dla TDU | Gerstel, Mü hlheim, | Niemcy-Wełna | |
| kwarcowa | Gerstel, Mü hlheim, Niemcy | 009970-076-00 | |
| Kije stalowe | Gerstel, Mü hlheim, | Niemcy-Jednostka | |
| Desorpcji Termicznej (TDU 2) | Gerstel, Mü hlheim, | Niemcy-Adapter | |
| transportowy | Gerstel, Mü hlheim, Niemcy | 018276-010-00 | |
| Pęseta do probówek do pirolizy | Gerstel, Mü hlheim, Niemcy | 009970-074-00 | |
| Kolumna Zebron Z-Guard Hi-Temp Guard, GC Cap. Kolumna 10 m x 0,25 mm, Ea | Phenomenex Ltd. Deutschland, Aschaffenburg, Niemcy | 7CG-G000-00-GH0 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie