Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Standardiserad metod för att mäta avskiljningsgrad från Wipe-sampling av spår Sprängämnen

Published: April 10, 2017 doi: 10.3791/55484

Introduction

Screening för spår av sprängämnen på flygplatser och andra platser är ett avgörande steg i skyddet av allmänheten mot terroristhotet. Nuvarande praxis är starkt fokuserad på wipe-provtagning av ytkontaminering från objekt som hanteras av människor, människorna själva, och föremål avsedda för lastrum. Insamlings våtservetter analyseras omedelbart på området med användning av kommersiella explosiva spårdetektorer (eTDS) som typiskt är baserade på termisk desorption av uppsamlade fasta material, med detektion genom jonrörlighet spektrometri en eller, mer nyligen, masspektrometri. Den totala mängden tillgänglig tid för insamling och analys prov begränsas av behovet av att minimera påverkan på passagerar- och frakt genomströmning. Provtagningsprotokoll måste optimeras för att samla in mest prov på kortast möjliga tid, vilket kräver standardiserade mätningar som kan väga faktorer som är viktiga för att torka samlingen.

Torka-provtagningär en allmän praxis som används för förorening samplingsytan i hälso-, miljö- och reglerings arenor 2, 3, 4, 5, 6, 7. Typiska metoder omfattar håller torka för hand och provtagning inom ett fast område med hjälp av en allmän täckning mönster. För att öka kontrollen över torka faktorer, bland annat kraft och snabbhet har vi utvecklat en instrumental metod för att simulera torka-provtagning 8, som även har använts för att utvärdera effektiviteten i biologisk torka-provtagning 9. En kommersiell anordning som är avsedd för mätningar vidhäftnings anpassades till ändamålet; den innefattar en plan yta som rör sig med en fast hastighet och avstånd under en stationär torka. Kraften under provtagning styrs av en vikt placeras ovanpå duken hållaren. Ytor av intresse (tyger, plaSTICS, metaller, etc.) placeras på den plana ytan och ett partikelprov placeras i ett fast område på denna yta. Våra tidigare arbets används polystyren latexmikrosfärer som test partiklar och partikelstorleken visade sig ha en effekt på partikeluppsamling, med större (42 um) sfärer uppsamlade mer effektivt än mindre (9 | im) sfärer. Vi fann också en viss förbättring av uppsamlingseffektiviteten med en ökning av pålagd kraft under provtagning, och observerade skillnader i kollektion från olika ytor och för olika våtservetter.

I efterföljande arbete, fann vi att polystyrenpartiklar kan omlagrade genom att fortsätta att torka av ytan efter uppsamling, vilket minskar den skenbara uppsamlingseffektivitet 10. Detta är ett viktigt övervägande i spår sprängämnen upptäckt, som poster samplade vid screenings scenarier, såsom resväskor, kan vara stor i förhållande till torka uppsamlingsområdet, vilket kräver omfattande resor distaNCES att täcka ens en liten procentandel av arealen av objektet. Därför är reseavståndet på ytan efter insamling av provet en viktig faktor, och fältprotokoll definierar typiskt ett maximalt tillåtet avstånd täckt före varje analys.

Formerna hos mikrosfärerna är till skillnad från verkliga explosiva partiklar 11, 12 och deras kemiska och fysikaliska egenskaper kan göra dem en otillräcklig simulator för sprängämnen i torka insamlings experiment. Att ta itu med denna begränsning, har vi utvecklat ett testmaterial innehållande sprängämnet 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazin (RDX) med en känd partikelstorlek. Testmaterialet framställs genom bläckstråleutskrift nanolitervolymer av en RDX lösning i arrayer på Teflon substrat, med mikrometerstora fasta avlagringar som bildas genom förångning vid varje punkt i matrisen. Avlagringarna överförs till testytorna genom gnidning på ytan, och den resulterande delenicle storlekar definieras av utgångs insättning storlek. De önskade partikeldiametrar, såsom bestämts genom analys av fingeravtryck som innehåller spår sprängämnen, är 10 till 20 um. Insättningar kan också bildas genom att pipettera mikrolitervolymer av lösningen på Teflon-substrat 13, men de kommer att torka till en enda stor insättning, i allmänhet mycket större att det önskade området av partikelstorlekar (för RDX massor som är relevanta för detta arbete). Bläckstråle RDX partikelstandard används i detta arbete tillsammans med kvantitativa extraktions- och analysförfaranden för att demonstrera metoden för bestämning torka uppsamlingseffektivitet. Dessa mätningar är utformade för att främja utvecklingen av nya samplings våtservetter med bättre effektivitet samling, och stödja bästa praxis inom fältprovtagning, bland annat riktar ytor som ger mer prov, lämplig kraft för att använda under insamling, och området för att täcka före analys.

Protocol

1. Apparat

  1. Välja eller tillverka en anordning med ett rörligt plan (se schema i figur 1).
    OBS: Här använder en TL-slip / skal testare, men den här enheten har funktioner såsom mätning av friktionskrafter, som inte är nödvändiga för denna metod och kan öka kostnaden över en enklare enhet.
    1. Välj plana dimensioner med en minsta längd av 15 cm genom en minsta bredd av 3 cm. Längden styr den maximala reseavståndet för en enda provtagningsbana (fig 1).
    2. Välja ett plan som rör sig vid definierade hastigheter 50-400 mm / s med en repeterbarhet vid den valda hastigheten på ± 10%. Utbudet är baserad på data från en volontär population utför tork experiment. 10
  2. Tillverka en torka hållare (Figur 2). CAD-ritningar finns på kompletterande information.
    1. Inkludera en klämmekanism för att hålla torka och exponera en Circular uppsamlingsområde 30 mm i diameter. Samlingen området baserar sig på typiska provisoriska resehandlingen där desorbatorn området i instrumentet definierar den tillåtna uppsamlingsområdet.
    2. Inkludera en avtagbar mjuk uppbackning bakom uppsamlingsområdet för att ge en jämn fördelning av kraften. Det är borttagbar vid förorening som annars inte kan avlägsnas genom rengöring. Stommen kan vara tillverkad av skumgummi skum, såsom beskrives i ASTM D1894 14, eller annat mjukt material, såsom filt, skära till.
      OBS: Egenskaperna hos svampgummi som beskrivs i ASTM D1894 inkluderar en erforderlig mjukhet mätt som förmågan att pressa samman skummet 25% vid användning av ett tryck av 85 ± 15 kPa (12,5 ± 2,5 psi). Vi utvärdera effektiviteten av något underlagsmaterial för att jämnt fördela kraft genom att kartlägga tryck med användning av en kraftkänslig film 8, 10. Trycket över hela uppsamlingsområdet (30 mm Diameter cirkel) kan beräknas baserat på den totala kraft endast likformiga fördelningar av kraft.
    3. Inkluderar fästbara vikter för att ge totala krafterna (sammanlagda vikten av hållaren och vikt) på den torka i intervallet från ca 1 till 15 N (ca 100 till 1500 gram-kraft). Ställ in minimal kraft med vikten av den torka hållaren. Kraftintervallet baseras på data från en frivillig population utför tork experiment, där den genomsnittliga kraft som utövas var 7 N. 10 Den maximala kraften kommer att begränsas av förmågan att säkerställa jämn rörelse över ytan under färd.
    4. Inkluderar en ögonhake eller liknande anordning för att fästa en återhållande tråd. Tråden håller kvar torka hållaren från att röra sig under rörelsen av planet. Tråden ska vara parallell med ytan eller vara med en liten positiv vinkel under rörelse av planet.

2. Materialval och Instrumental Configuration

  1. Välj test ytor baserade på likheten med screeningmiljö. Val kan inkludera syntetiskt läder, metall, plast, kartong, tyg, etc. Använd ytor som är plana och passar på planet av testanordningen. Mycket flexibla ytor kan behöva backas upp av en styv yta för att förhindra rörelse under torka-provtagning.
    1. Skära ytor till storlek om nödvändigt och rena med lösningsmedel (etanol eller metanol är i allmänhet lämpliga) och / eller genom att blåsa bort partiklar med tryckluft. Rena ytor omedelbart före genomförandet av torka-provtagning.
  2. Använd våtservetter tillverkade av vilket material som helst övervägas för användning i torka-sampling. De måste ha minimimått för att täcka 30 mm diameter cirkulär uppsamlingsområde på torka hållaren och klämmas på plats.
    1. Cut våtservetter storlek om det är nödvändigt för att passa in torka hållaren.
    2. Testa en delmängd av dukar före användning följande förfaranden som beskrivs i avsnitt 4 för att bestämma extraktionseffektiviteten och blank contamination nivåer med avseende på RDX eller andra föroreningar som kan störa analysen.
  3. Förbereda RDX partikel standarder genom bläckstråletrycknings arrayer på polytetrafluoretylen (PTFE) substrat. Deras tillverkning och användning beskrivs i detalj i publikationen granskas. 200 ng av RDX är ett minimibelopp, ges typiska analytiska gränserna för kvantifiering tekniken med ca 5 ng / ml, och den maximala mängd, baserad på rapporterade mängder RDX i fingeravtryck detektions, bör vara några mikrogram. Proverna kan hållas i kyla i upp till 30 dagar efter utskrift.
    OBS: De partiklar som härrör från dessa standarder varierar i storlek från 1 um till 40 um i diameter, simulerar väl partiklarna i fingeravtryck gjorda efter hantering plastiska sprängämnen 12. Fördelningen av den överförda provområdet är beroende av det tryckta matrisstorlek, men kommer typiskt att vara inom en 5 mm gånger 5 mm område; väl inom 30mm diameter cirkulär provtagningsområdet. Detta protokoll använder RDX partikelstandard produceras av bläckstråleutskrifter som har en känd partikelstorleksfördelning och en känd distributionsområde när den överförs mot provytan. Andra torröverförings prover 13 kan användas om samma parametrar är kända. Prover som framställts genom direkt lösning avsättning på testytorna rekommenderas inte.
  4. Konfigurera och testenheten för torka provtagning.
    1. Flytta planet till utgångsläget (fig 1).
    2. Med hänvisning till figur 3, placera en provningsyta, utan att följa den, på enheten planet.
      1. Förbereda en mall från papper, såsom visas i den schematiska i fig 1, och placera den i jämnhöjd med kanterna hos provytan, såsom visas i fig 3. Mallen markerar platsen för den torka utgångsläget och placeringen och längden av samplingsbanan.
      2. Vidhäfta mallen to ytan med tejp. Flytta ytan, med mallen, och tillbaka på planet tills torka sitter på startplatsen när den återhållande tråden är spänd. Flytta ytan, med mallen, från sida till sida på planet, tills den återhållande tråden är centrerad ned rörelsebanan.
    3. Markera platsen på planet där substratet kommer att följas, såsom bestämts ovan. Vidhäfta ytan, med mallen, till planet med användning av dubbelhäftande tejp.
    4. Använda programvara kontroller för instrumentet att mata reseavståndet och körhastighet.
    5. Initiera förflyttning av planet för att testa att torka följer Provtagningsbanan för hela reseavståndet, och för att säkerställa jämn färd.
      OBS: Vissa kombinationer av torka och provytan kan resultera i en hög nivå av friktion under rörelse. Hoppar och lyftning av torka under rörelse är önskvärd. Den torka kan avvika från provtagningsbanan för långa åkrörelser eller vissa kombinationerav torka och testytan. Den mest kritiska faktorn är att se till att torka passerar genom prov insättning platsen. Inställning av vinkeln på den kvarhållande tråden kan bidra till att lindra problemet.
    6. Mäta reseavståndet från platsen av provet insättning till slutet av rörelsen.
      OBS: Om provet placeras nära starten av Provtagningsbanan, som i fig 1, kommer rörelsesträckan vara vid sitt maximum för testytans längd. Mindre resor avstånd kan väljas genom att begränsa den totala längden av resor, eller genom att flytta placeringen av provet.

3. Torka sampling

  1. Ren testytan och låt torka.
  2. Placera ytan på en toppmatad balans och placera en pappersmallen ovanpå (se 2.4.2), håller den på plats på ett hörn.
  3. Ta ett prov partikel i handen och använda blick belysning för att kontrollera att matrisen är klar.
  4. Placera ett finger bakom insättningoch sätta PTFE substrat insättning sidan nedåt på provytan, med insättningen inuti det markerade provområdet. Översätta PTFE substratet längs provytan inom Provtagningsbanan med användning av ett minimum av 10 N (observera vikten på den balans som är lika med eller överstiger 1000 gramkraft) till torr-överföra partiklarna.
    1. För testytor med ett strimmigt textur, översätta PTFE substratet utmed ytan som är vinkelrät mot de strimmor, även om detta är ortogonal mot Provtagningsbanan.
  5. Använda ögna belysning att inspektera PTFE substratet efter torr-överföring för att säkerställa avlägsnandet av arrayen. Om fältelement kvar, välja om du vill fortsätta eller kasta experimentet och börja om igen. Valet kommer att bero på detektionsgränserna från extraktion och analys, och den minsta massa som behövs på ytan.
  6. Reserverar PTFE substrat för extraktion och bestämning av överföringseffektiviteten.
  7. Placera testytan på planet i previously definierad plats och fästa den till planet med användning av dubbelhäftande tejp eller motsvarande.
  8. Fyll den valda torka i hållaren och fästa lämpliga vikter för den valda kraften.
  9. Registrera temperatur och fuktighet nära experiment till inom ± 2 ° C och ± 5% RH.
  10. Fästa den återhållande tråden till torka hållaren och placera hållaren torka sidan nedåt på provytan. Omedelbart inleda förflyttning av planet. Lyft torka innehavaren bort från provytan efter rörelse upphör och avlägsna torka ur hållaren.

4. Extraktion och analys

  1. Extrahera och analysera RDX som kvarstår på PTFE överföringssubstrat.
    1. Flöde 1 ml metanol innehållande en intern standard över ytan och in i en 2 ml glasflaska. Använd en isotop taggade RDX som en intern standard. En lämplig analog med liknande kemisk struktur och fysikaliska egenskaper kan användas om en isotopiskt märkt stativard inte är tillgängliga. För RDX, skulle en ytterligare godtagbar inre standard vara cyklotetrametylentetranitramin (HMX). Förfarandet för framställning av PTFE-överföringssubstrat antyder omlindning av PTFE runt papperet att minimera lösningsmedelsförlust till papperet.
    2. Kvantifiera lösningar med hjälp av tidigare utvecklade analytiska protokoll. Protokollet som används i denna studie är baserad på elektrosprayjoniseringsmasspektrometri (ESI-MS).
  2. Utdrag och analysera RDX samlas på torka.
    1. Klippa torka materialet ner till 30 mm diameter cirkulära uppsamlingsområde och placera den skurna delen inuti en 2 ml glasflaska. Tillsätt 1 ml metanol innehållande den interna standarden.
    2. En kapsyl på flaskan och skaka vid 10000 rpm under 30 s.
    3. Kvantifiera lösningar så snabbt som möjligt för att förhindra åter adsorption av analyten och / eller intern standard på torka materialet. Komplett analyser inom en timme för att extrahera så är möjligt.
  3. Utdrag ochanalysera en delmängd av oanvända standarder RDX partikel på PTFE för att erhålla en baslinje utgångsmassa på samma sätt som 4,1.
  4. Beräkna överföringseffektivitet (TE) från PTFE-substratet för att bestämma massan av RDX avsatt på ytan.
    ekvation 1
    där RDX Initial är den genomsnittliga avsatta massan av de extraherade baslinjeprover (steg 4,3) och RDX återstå. är massan av RDX återstående på PTFE-substratet efter torr-överföring (steg 4,1).
  5. Beräkna uppsamlingseffektivitet (CE) av torka relativt den avsatta massan på ytan.
    ekvation 2
    där RDX Torka är massan av RDX extraheras från torka (steg 4,2).

5. Kvalitetskontroll

  1. Utför minst 3 replikat. Variabilitet i CE kan vara relativt hög och 10 eller fler replikat kan behövas för att avgörabetydelsen av olika provtagningsfaktorer.
    1. Rena och återanvända testytor för replikat, om tomma testning indikerar effektiviteten hos rengöringsförfarandet. Lösningsmedel kan påverka ytstrukturen och varje förfarande kräver användningen måste gälla alla replikat.
    2. Använd färska våtservetter för varje replikera.
  2. Mäta processämnen genom att följa samma procedur men med tomma PTFE-substrat.

6. rapportering

  1. Beräkna och rapportera medelvärdet och standardavvikelsen för TE och CE för (n) replikerar.
  2. Rapport 1) Typ av torka, 2) provytan, 3) kraft, 4) hastighet, 5) reser avstånd, 6) temperatur, och 7) fuktighet.
  3. Rapport typ och uppgifter om prov används. Om proverna har upprättats annat sätt än genom bläckstråleutskrifter, rapport beräknas partikelstorlek och reproducerbarhet.
  4. Rapportera eventuella andra faktorer, som kontrolleras eller observeras.

Representative Results

Förmågan hos detta protokoll för att noggrant mäta uppsamlingseffektivitet från en bred variation av möjliga testytor är beroende av de fysikaliska egenskaperna hos provet och dess inneslutning till en specifik area på ytan. Om provet är utanför det definierade området, kan det inte vara helt påträffas under wipe-provtagning, och uppsamlingseffekten kommer att artificiellt minskas. Dessutom, om partiklarna är signifikant skilda från verkliga partiklar som förväntas i spårsprängämnesrester, mätningarna samling effektivitet kanske inte är representativ. Av dessa skäl, rekommenderar vi användning av en specifik typ av prov som har visats för att generera lämpliga egenskaper partikelstorlek och att överföra till testa ytor inom ett begränsat område i överensstämmelse med protokollet. Direkt lösning avsättning för att bilda partiklar är beroende på konsistens och sammansättning av ytan och kan inte leda till representativa prover.

Resultaten ges i tabell 1 för en kommersiell ETD torka en (meta-aramid polymer) ges en 7,5 N kraft och en testytan representativ för bagage (ballistisk nylon vävt tyg), för två olika förflyttningsvägar. Körhastigheten för alla experiment är 50 mm / s, och temperaturen och den relativa fuktigheten under insamling var 20 ± 2 ° C och 40 ± 4% RH, respektive. Resultaten visar att en längre bana längd resulterar i en reducerad uppsamlingseffekt, som förväntas på grund av återutfällning av partiklar 10. Den 36 cm reseavståndet uppnåddes genom att använda tre separata passeringar på ytan, lyfta torka vid slutet av varje väg och översätta ytan för att exponera en färsk Provtagningsbanan. Denna metod för förlängning av reseavståndet kräver att torka lyfts och placeras ned flera gånger, och kan ge olika resultat jämfört med en kontinuerlig provets väg. I screening scenarier, är det troligt att torka lyfts och ersatt många gånger på objektet, så att detta tillvägagångssätt för att förlänga reseavståndet är lämpligt.

TES hos RDX insättningar från PTFE-substrat är höga, som förväntat för denna yta. Eftersom TE är nära 100%, och det finns kvalitetssäkring som genom visuell inspektion av substratet (steg 3.2.3), kan mätningen av TE elimineras utan att signifikant påverka CE resultat för denna testytan. Andra testytor kan ha lägre eller flera variabla TE. Osäkerheterna i CE är inom intervallet förväntas för denna teknik baserad på vår erfarenhet hittills. En andra kommersiell ETD torka (PTFE-belagd vävd glasfiber) som i allmänhet har lägre osäkerhet än meta-aramidpolymer torka, även om den också har lägre CE i allmänhet (Figur 4). Vårt tidigare arbete med polystyren mikrosfärer f "> 8 är förenlig med de lägre avskiljningsgrader observerades för ETD torka 2 jämfört med torka en.

Figur 1
Figur 1. Schematisk för torka provtagningsanordningen (vänster och mitten) med mall för prov placering på testytan (höger). Fotavtryck av torka uppsamlingsområdet, en cirkel 30 mm diameter, visas vid början och slutet av provtagningsvägen. Torkduken placeras på provytan, färdas direkt genom provlokaliseringen (typiskt 5 mm gånger 5 mm eller mindre), och slutar på ytan. Rörelsesträckan är från C, platsen av provet, till slutet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

pload / 55484 / 55484fig2.jpg"/>
Figur 2. Exempel torka hållare. Komponentdelar till den anpassade hållaren visas i det övre vänstra, och innefattar två plastkomponenter som produceras av 3D-utskrifter. Dessa två komponenter tjänar till att klämma fast den torka på plats och hålls samman av två vingskruvar. Den utmätnings vikt rostfritt stål är en solid stång med en gängad tapp i en ände för fastsättning vid hållaren. Öglebulten är för fastsättning av begränsningslinje.

figur 3
Figur 3. Konfiguration av anordning. En gul pappersmallen är gjord för att passa en 10 cm x 10 cm kvadratisk ståltestytan, med en utskärning för provtagning vägen. Ytan med mall placeras på det rörliga planet och justeras tills begränsningslinje är sträckt och centrerad över provtagningsvägen. Mallen används för att konfigurera the-enhet och vid överföring av provet, men inte är på plats torka provtagning under. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

figur 4
Figur 4. Resultat för syntetiskt läder testyta och en 36 cm reseavståndet, uppnås genom användning av 3 passager av 12 cm vardera, för två olika våtservetter. Osäkerheter i CE ges som en standardavvikelse.

Reseavståndet (cm) Kraft (N) TE (%) RSD (%) CE (%) RSD (%) n 36 * 7,5 97,4 ± 2,1 2,2 11,7 ± 4,0 34,0 9
12 7,5 98,5 ± 1,3 1,3 22,6 ± 3,4 15,2 4
* 3 passager av 12 cm vardera.

Tabell 1. Resultat för kommersiell ETD torka en och vävt nylontyg testyta för två olika förflyttningsvägar. Osäkerheter i TE och CE ges som en standardavvikelse.

Discussion

Provinsamlings närvarande ses som det begränsande steget att förbättra detektionskapacitet i screenings miljöer. Wipe-sampling är i behov av mätning och standardisering för att utvärdera nuvarande kapacitet och stödja utvecklingen av nya provtagningsmaterial och protokoll. Tillvägagångssättet som beskrivs här är utformad för att ge denna mätning infrastruktur och styr de flesta av de faktorer som är kända för att vara relevant att torka-provtagning. Tidigare arbete har visat att partikelstorlek, appliceras kraft under insamling, provytan, provtagning torka och reseavståndet är viktiga faktorer för att kontrollera. Den instrumentala tillvägagångssätt gör det möjligt för kontroll över den pålagda kraften, hastighet avtorkning och reseavståndet, och värdena som valts för dessa parametrar ska ligga inom intervallet förväntas i verkliga situationer. Kraften appliceras med hjälp av ett underlag vikt över uppsamlingsområdet, och försiktighet bör vidtas för att uppnå en jämn fördelning av kraft för att Calculate trycket.

Testytor väljs av användaren och bör relatera till verkliga screenings miljöer för att replikera det förväntade området av provtagnings utmaningar. Provtagnings våtservetter är valda för att utvärdera nuvarande praxis och / eller mäta effekten av nyligen designade material. För att jämföra resultaten mellan laboratorier, måste samma testytorna och våtservetter användas, vilket kan göras genom att specificera kritiska parametrar eller genom att dela material som inköps från en enda källa. Energiskattedirektivet våtservetter är kommersiellt tillgängliga, men de är ständigt under produktion och olika partier kan ha olika egenskaper. Detta är frågor som kan tas upp i framtiden genom samordnade provnings insatser.

De prover som användes för att utvärdera uppsamlingseffektivitet ska matcha de fysiska egenskaperna som förväntas i verkliga situationer. I fråga om sprängämnen, har vi utvecklat en metod för bläckstråleutskriftslösningar för RDX att produceramikrometerstora insättningar som överför effektivt till ett intervall av substrat och producerar partikelavlagringar sträcker sig i storlek från 1 till 40 um. Alternativt skulle fast storlek polystyren mikrosfärer användas. Pipettering RDX lösningar på Teflon substrat resulterar vanligen i en enda insättning som kan vara ganska stora, och partikelstorlekarna efter överföring till ytan är okända. Detta tillvägagångssätt kan användas för provtagningsstudier om partikelstorlekarna karakteriseras och visats vara reproducerbar.

Denna metod beskrevs för utvärdering provtagning effektivitet för sprängämnen, men kan även tillämpas på miljö-, nukleär, eller kriminaltekniska tillämpningar. Proverna, återigen, bör utvecklas för att matcha de verkliga tillämpningar, och i fallet av rester partikel, skulle samma typ av torr överföring från Teflon vara lämplig. För ytkontaminering som härrör från andra källor än partikelöverföringskällor, såsom kondensation från ånga, olika typer av proverkan vara mer lämpligt.

En strömbegränsning av tekniken är oförmågan att ändra riktning på provtagning. Den aktuella konfigurationen tillåter rörelse i en enda riktning, och kan därför inte kontrollera för riktningsändringar som typiskt förekommer i fältprovtagning av objekt. Vi håller på att ta itu med detta behov genom att införliva X - Y rörelse och möjliggör specifika provtagningsmönster för att fylla ett område.

Acknowledgments

Dr. Jayne Morrow och Dr. Sandra Da Silva, båda från NIST, bidrog till en tidigare version av metoden. Direktoratet av US Department of Homeland Security Science and Technology sponsrade produktionen av en del av detta material under Interavtalet HSHQPM-15-T-00050 med National Institute of Standards and Technology (NIST).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Slip/Peel Tester Imass TL-2300 replaces TL-2200 used in protocol
3D printer Stratasys Connex500 VeroWhite resin as printing material
steel rod with thread McMaster-Carr 7786T14 cut to size for desired weight, multiple online vendors available
felt or rubber backing material in wipe holder, multiple online vendors available
PTFE substrate SPI Supplies 01426-AB 1" wide Bytac Bench and Shelf protector, Al-backed, cut to size
RDX solution Cerilliant Analytical Reference Standards ERR-001S 1,000 mg/mL in acetonitrile
Inkjet printer MicroFab Technologies, Inc. jetlab4 xl-B
Isotopically tagged RDX Cambridge Isotope Laboratories CLM-3846-S For internal analytical standard
2 mL glass vial Restek 21140 /24670
Methanol Sigma Aldrich 14262 Chromasolv grade
ETD wipe 1 DSA Detection DSW8055P Ionscan 500 DT wipe
ETD wipe 2 DSA Detection ST1318P Itemiser DX wipe
Ballistic nylon fabric Seattle Fabrics 1050 Denier Ballistics
Synthetic leather fabric contact authors for sample

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ewing, R. G., Atkinson, D. A., Eiceman, G. A., Ewing, G. J. A critical review of ion mobility spectrometry for the detection of explosives and explosive related compounds. Talanta. 54, 515-529 (2001).
  2. US EPA. A Performance-Based Approach to the Use of Swipe Samples in a Response to a Radiological or Nuclear Incident, EPA/600/R-11/122. 2011. , Available from: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-07/documents/600-r-11-122_use_of_swipe_samples.pdf (2016).
  3. Ashley, K., Braybrooke, G., Jahn, S. D., Brisson, M. J., White, K. T. Standardized Surface Dust Sampling Methods for Metals, with Emphasis on Beryllium. J. Occup. Environ. Hyg. 6, D97-D100 (2009).
  4. Lioy, P. J., Freeman, N. C. G., Millette, J. R. Dust: a metric for use in residential and building exposure assessment and source characterization. Environ. Health Perspect. 110 (10), 969-983 (2002).
  5. ASTM International. American Society for Testing and Materials. E1728-10 Standard Practice for Collection of Settled Dust Samples Using Wipe Sampling Methods for Subsequent Lead Determination. , West Conshohocken, PA, USA. E1728-E1710 (2010).
  6. Cettier, J., et al. Efficiency of wipe sampling on hard surfaces for pesticides and PCB residues in dust. Sci. Total Environ. 505, 11-21 (2015).
  7. Jain, S., Heiser, A., Venter, A. R. Spray desorption collection: an alternative to swabbing for pharmaceutical cleaning validation. Analyst. 136, 1298-1301 (2011).
  8. Verkouteren, J. R., et al. A method to determine collection efficiency of particles by swipe sampling. Meas. Sci. Technol. 19 (11), 115101 (2008).
  9. Da Silva,, Urbas, S. M., Filliben, A. A., J, J., Morrow, J. B. Recovery balance: a method for estimating losses in a Bacillus anthracis spore sampling protocol. J. Appl. Microbiol. 114, 807-818 (2013).
  10. Verkouteren, J. R., Ritchie, N. W. M., Gillen, G. Use of force-sensing array films to improve surface wipe sampling. Env. Sci. Process. Impact. 15, 373-380 (2013).
  11. Verkouteren, J. R. Particle characteristics of trace high explosives: RDX and PETN. J Forensic Sci. 52, 335-340 (2007).
  12. Verkouteren, J. R., Coleman, J. L., Cho, I. Automated mapping of explosives particles in composition C-4 fingerprints. J. Forensic Sci. 55, 334-340 (2010).
  13. Brady, J. J., Argirakis, B. L., Gordon, A. D., Lareau, R. T., Smith, B. T. A method to control the polymorphic phase for RDX-Based Trace Standards. Proc. Of SPIE. 9824, 982418 (2016).
  14. ASTM International. D1894-14 Standard Test Method for Static and Kinetic Coefficients of Friction of Plastic Film and Sheeting. American Society for Testing and Materials. , West Conshohocken, PA, USA. (2010).
  15. Dry transfer method for the preparation of explosives test samples. US patent. Chamberlain, R. T. , 6470730 (2002).

Tags

Engineering sprängämnen torka provtagning spårdetektering uppsamlingseffekten standardiserade mätningar screening
Standardiserad metod för att mäta avskiljningsgrad från Wipe-sampling av spår Sprängämnen
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Verkouteren, J. R., Lawrence, J. A., More

Verkouteren, J. R., Lawrence, J. A., Staymates, M. E., Sisco, E. Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives. J. Vis. Exp. (122), e55484, doi:10.3791/55484 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter