Summary
Denna metod för två-stegs pyrolys online kopplad till gaskromatografi med masspektrometriska detektering och data utvärdering protokoll kan användas för multi-komponent analys av tatuering bläck och diskriminering av förfalskade produkter.
Abstract
Tattoo bläck är komplexa blandningar av ingredienser. Var och en av dem har olika kemiska egenskaper som måste åtgärdas vid kemisk analys. I denna metod för två steg pyrolys online kopplad till gaskromatografi masspektrometri (py-GC-MS) flyktiga föreningar analyseras under en första desorption springa. I den andra körningen, samma torkade provet pyrolyzed för analys av icke-flyktiga föreningar såsom pigment och polymerer. Dessa kan identifieras genom sina specifika nedbrytnings mönster. Dessutom kan den här metoden användas för att skilja original från förfalskade bläck. Enkla screening metoder för data utvärdering med hjälp av de genomsnittliga massa spektra och egentillverkade pyrolys bibliotek används för att påskynda ämnes identifieringen. Med hjälp av specialiserad utvärderingsprogram vara för pyrolys GS-MS-data kan en snabb och pålitlig jämförelse av hela kromatogrammet uppnås. Eftersom GC-MS används som separations teknik är metoden begränsad till flyktiga ämnen vid desorption och efter pyrolys av provet. Metoden kan användas för snabb substans screening i marknads kontroll undersökningar eftersom det inte krävs några prov berednings steg.
Introduction
Tattoo bläck är komplexa blandningar som består av pigment, lösnings medel, bindemedel, tensider, förtjockning agenter, och, ibland, konserverings medel1. Den ökade populariteten för tatueringen under de senaste decennierna har lett till upprättandet av lagstiftning som behandlar tatuering bläck säkerhet i hela Europa. I de flesta fall, färg givande pigment och deras orenheter är begränsade och därför bör övervakas av statliga laboratorie marknaden undersökningar för att kontrol lera deras efterlevnad av lag.
Med hjälp av metoden för online pyrolys-gaskromatografi masspektrometri (py-GC-MS) beskrivs här, kan flera ingredienser identifieras samtidigt. Eftersom flyktiga, semi-flyktiga och icke-flyktiga föreningar kan separeras och analyseras inom samma process, är mångfalden av mål föreningar hög jämfört med andra metoder som används för tatuering bläck analys. Vätskekromatografi metoder utförs mesta dels med pigment solubilized i organiska lösnings medel2. Ramanspektroskopi samt Fourier-Transform infraröd (FT-IR) spektroskopi har beskrivits som lämpliga verktyg för identifiering av pigment och polymerer men är begränsade med blandningar med flera ingredienser eftersom ingen separations teknik används i standard laboratorie applikationer3,4. Laserdesorption/joniseringstid-of-Flight masspektrometri (LDI-TOF-MS) har också använts för pigment-och polymeridentifiering5,6. Sammantaget, de flesta metoder saknar analys av flyktiga föreningar. Avsaknaden av lämpliga kommersiella spektralbibliotek är en vanlig nackdel med alla dessa metoder. Identifieringen av oorganiska pigment har ofta utförts med antingen induktivt kopplad plasmasspektrometri (ICP-MS)7,8 eller energidispersiv röntgenspektroskopi (EDX)4,9. Också, ft-IR och Raman spektroskopi har använts för analys av oorganiska pigment såsom titandioxid eller järn oxider i andra forsknings områden10,11,12,13.
Syftet med denna studie var att fastställa en metod som är tillämplig i standardiserade analytiska laboratorier med måttliga finansiella kostnader för att uppgradera befintliga och gemensamma enheter. Py-GC-MS som beskrivs här är en icke-kvantitativ metod för identifiering av ekologiska ingredienser från blandningar. Vid identifiering av misstänkta ämnen i en py-GC-MS screening, kan mål ämnen kvantifieras med mer specialiserade metoder. Det är särskilt intressant för analys av icke-flyktiga och icke-lösliga ämnen som pigment och polymerer.
Den beskrivna metoden kan anpassas för tryck färger och lacker inom andra användnings områden. De metoder för data utvärdering som beskrivs är tillämpliga på alla pyrolysundersökningar. Dessutom, förfalskade produkter, främst från asiatiska marknader, visar en potentiell källa till risk för konsumenten och en ekonomisk börda för tillverkarna (personlig kommunikation på 3: e ECTP i Regensburg, tyskland, 2017). Den metod som beskrivs här kan användas för att jämföra egenskaperna hos förmodade förfalskade bläck till en original flaska, liknande publicerade kriminal tekniska metoder för bil lack identifiering14.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. tatuering bläck förberedelse och prov montering
- Använd ett 25 mm ihåligt glas pyrolys rör som prov hållare och kvarts ull för prov beredning.
- Greppa pyrolys röret med den specialiserade pincett för pyrolys rör (baka ut för sanering) och sätt in den nödvändiga mängden kvarts ull med spetsiga pincetter i röret.
- Sätt två stål pinnar (baka ut för sanering) på vardera sidan av pyrolys röret och komprimera ull i en 1-2 mm tjock propp. Proppen skall placeras vid den nedre tredjedelen av pyrolysröret för att uppnå tillräcklig värme under pyrolysprocessen.
- Tänd en gas brännare och baka pyrolys röret och fyllning för 2-3 s från varje sida för att ta bort föroreningar.
Obs: Använd rena handskar och vidrör inte något föremål innan du hanterar pyrolys röret och ull. Använd ögon skydd och ta bort alla brandfarliga vätskor och föremål under pyrolys röret baka ut. Protokollet kan stoppas här. Förvara de beredda pyrolysrören i en ren glasskål tills de används.
- Skaka tatueringen bläck flaskorna kraftigt i 1 min för hand för att säkerställa homogenitet. Dessutom kan de placeras i ett ultraljud vatten bad för 1 min. Vissa bläck kan fortfarande Visa sedimenterade pigment efter att ha utfört båda stegen och kan behöva långvarig homogenisering.
- Skaffa en 2 μL mikrokapillär med en diameter under den inre diametern av pyrolys röret. Doppa kapillärspetsen i bläcket och aspirera ca 1 μL bläck genom att fylla hälften av kapillär.
- Sätt in kapillär i pyrolys röret och färga kvarts ull propp med bläcket. En klar färg färgning måste vara synlig utan att lägga till för mycket bläck i provet.
- Skaffa en stål transportadapter för den automatiserade injektions enheten och fäst den beredda pyrolys röret till den med hjälp av pincett för pyrolys rör.
- Kontrol lera att pyrolys röret är helt vertikalt och inte faller av under skakningen.
- Placera transportadaptern i facket vid önskad position.
Anmärkning: bläcket kan förorena den ståltransportadapter till vilken pyrolys röret är monterat. Därför behöver detta mer grundlig rengöring efteråt.
2. analys av färgprover med py-GC-MS
- Ställ in GC-MS-system utrustad med en termisk desorption Unit (TDU) och en pyrolyzer modul ovanpå det kalla insprutnings systemet (CIS) enligt tillverkarens instruktioner. Använd en inert elektron stöt (EI) Jon källa vid 70 eV och helium med en renhet av 99,999% som bärgas (1 mL/min). Ställ in delnings förhållandet för CIS till 1:50.
- Installera en HP-5MS-kolumn och en skydds kolumn för separation. Ställ in följande analys parametrar i instrumentens kontroll program: starta ugns temperaturen vid 50 ° c, håll intryckt i 2 min och ramp vid 10 ° c/min till 320 ° c. Håll den sista temperaturen i ytterligare 5 minuter. Ställ in överförings linjens temperaturer till 320 ° c.
- Kör varje prov i ett lösnings medel ventilations läge utan pyrolys att analysera för semi-flyktiga föreningar.
- Använd vätskans ventilations ventil för TDU/injektor och ramp TDU temperaturen efter 0,5 min börjar vid 50 ° c till 90 ° c med en hastighet av 100 ° c/min. Lösnings medels ventilen kommer att stängas av efter 1,9 min.
- Värm temperaturen på TDU till 320 ° c med en hastighet av 720 ° c/min för 3,5 min. De flyktiga föreningarna fångas i CIS vid-150 ° c.
- Håll CIS-temperaturen i 2 min och ramp till 320 ° c vid en 12 ° c/min-hastighet.
Anmärkning: förlängd tid mellan prov beredning och analys leder till avdunstning av flyktiga ämnen eftersom prov hållaren är öppen. Analysera prover inom några timmar efter beredning om flyktiga föreningar är riktade.
- Genomför en andra körning av samma prov där pyrolys enheten används för att undersöka icke-flyktiga föreningar.
- Använd samma ugns program som för den första desorptionskörningen.
- Håll temperaturen i CIS-konstanten vid 320 ° c och Använd ett delnings förhållande på 1:100.
- Ramp TDU direkt från 50 ° c till 320 ° c vid en 720 ° c/min hastighet och hålla konstant för 1,6 min.
- Program mera en 6 s pyrolys vid önskad temperatur (här 800 ° c) i den slutliga temperatur segmentet av TDU.
Obs: se till att använda en tillräcklig mängd prov och delnings förhållande för att förhindra kontaminering av kolonnen och MS. anpassa delnings kvoterna för enskilda instrument uppställningar vid behov.
- Använd en polystyrenstandard för att kontrol lera instrumentets prestanda. Kör minst tre polystyren prover före och efter varje experiment. Sätt 2 μL av en 4 mg/mL polystyren standard i diklormetan i glasull och utföra en pyrolys vid 500 ° c för 0,33 min.
- Kontrol lera om topparea förhållandet för polystyren monomer och dimer är mellan 3 och 4 och tailing av dimer är under 2 i den resulterande kromatogrammet (även kallad pyrogram). Behåll historiska data av polystyren parametrar och kalibrera pyrolys temperaturen om topp förhållandet är utanför intervallet.
Anmärkning: värden för polystyren monomer och dimer förhållandet samt tailing bör tas från historiska värden för väl operativ system.
3. metoder för data utvärdering
Anmärkning: data utvärdering bör anpassas beroende på de enskilda analytiska frågorna, till exempel sökandet efter flyktiga ämnen, icke-flyktiga föreningar, farliga klyvning produkter från azo pigment, eller liknande.
- Data utvärdering för flyktiga föreningar
- För data utvärdering av flyktiga föreningar, starta GC-MS analys/MS bibliotek söker program vara (se material tabell) och öppna kromatogrammet av desorptionskörningen.
- Välj kommersiella bibliotek genom att klicka på spektrum och Välj bibliotek. Ladda biblioteket av intresse.
- Välj integrations parametrar och gör en biblioteks sökning genom att klicka på Sök rapportenför spektrum och bibliotek.
Obs: var särskilt noga med att jämföra biblioteks spektra av förmodade identifierade föreningar med de spektra som erhållits i analysen av bläcket. Ibland kan bra matchningar uppnås trots närvaron av ytterligare molekyl ära massa toppar i okända spektra. För entydig identifiering måste analytiska standarder analyseras med hjälp av parametrarna för uppsättning och instrument för att kontrol lera retentions tider och spektra.
- Snabb screening för icke-flyktiga föreningar
Anmärkning: identifiering av icke-flyktiga föreningar från pyrolys baseras på förekomst av flera specifika sönderdelnings produkter av Moder substansen inom samma pyrogram. Eftersom pyrogram kan innehålla upp till flera hundra föreningar, manuell utvärdering är knappast genomförbart. Börja med en snabb data utvärderings metod med hjälp av det genomsnittliga massa spektrat (AMS). Detta är användbart för identifiering av de mest rikliga pigment eller polymer i provet. Detta tillvägagångs sätt lämpar sig endast för snabb screening för bedrägeri med bläck deklarationer och för att ha en utgångs punkt för manuell pyrogramutvärdering.- För utvärdering av pyrolysdata markerar du hela kromatogrammet i program varan GC-MS (se material tabell) med höger musknapp nedtryckt för att få en AMS.
- Skapa ett bibliotek med erhållna spektra av kända referens substanser av alla intresse föreningar, t ex pigment och polymerer, genom att klicka på spektrum och Redigera bibliotek (Klicka på Skapa nytt bibliotek om det inte finns någon).
- Välj Lägg till ny post och fyll i all information av intresse.
Obs: Välj AMS spektra av standarder eller tryck färger, och klicka på spektrum och NIST search om vidarebefordran till en annan program vara som kan MS bibliotek sökningar önskas. - Generera en AMS av de undersökta bläcket pyrogram och använda bibliotekets sökning för jämförelse med egentillverkade AMS bibliotek15. Exkludera massor från spalt utfall eller andra kolumn ljud.
Obs: den högsta matchen i bibliotekets Sök listan kommer sannolikt att vara den mest rikliga pigment eller polymer i bläck. För att kontrol lera detta, jämför de enskilda karakteristiska sönderdelnings produkterna för ämnet som ses i pyrolys av standard ämnet i pyrogrammet för den analyserade bläcket (se avsnitt 3,4 och tilläggs tabell 1).
- Identifiering av icke-flyktiga föreningar med specialiserad pyrogramutvärderingsprogram vara
- Omvandla de pyrogram av intresse till det nödvändiga formatet som anges i program varan instruktioner. Integrera pyrogrammet på ett sätt som maximalt 200 föreningar hittas. Annars, data utvärdering tid i pyrogram utvärdering sofware ökar avsevärt.
- Bygga en mapp på din dator med alla pyrogram poster som bör fungera som ett bibliotek, t. ex., pigment pyrogram bibliotek för pigment identifiering eller pyrogram av en original bläck att jämföra det med förmodade förfalskade produkter.
- Läs in det okända pyrogrammet i Flikbibliotekets sökning genom att klicka på Bläddra.
- Ladda biblioteksmappen och välj endast MS matchning och RT matchning i sökalternativen, eftersom det totala överflödet kommer att variera jämfört med pyrogram referens pigment.
- Klicka på Avancerat i sökalternativ. Välj parametern "Använd endast toppar med specificerade MS-spektra" och Använd ett passande tröskelvärde på 850 i pyrogramutvärderingsprogram varan.
- Klicka på Lägg till spara specificerade MS-spektra (3 – 5 MS-spektra av de vanligast förekommande topparna) från varje pyrogram referens pigment eller polymerer från biblioteket i de avancerade sökalternativen (jfr tilläggs tabell 1). På detta sätt är det bara pigmentrelaterade toppar som jämförs även i en multi-komponent bläck med annars störande hög riklig toppar.
- Tryck på OK för att återgå till huvud fönstret.
- Klicka på Sök för att starta jämförelsen.
- Om det behövs går du till fliken kromatogram match , väljer en förening och klickar på Skicka till NIST för att vidarebefordra spektra till MS-biblioteksprogramvaran och identifiera föreningen.
Klicka på Skicka till MS-alternativ för att inkludera spektra i de avancerade sökalternativen (CF. steg 3.3.6).
- Manuell ämnes identifiering
Anmärkning: om det inte finns någon specialiserad pyrogramutvärderingsprogram vara, Använd data utvärdering av standard MS biblioteks sökprogram och kommersiellt bibliotek tillsammans med rapporterade fragment (kompletterande tabell 1) och vår pyrolys bibliotek15. Manuell jämförelse av pyrogramföreningar med kända sönderdelnings produkter utförs också för att kontrol lera de träffar som ges i AMS.- För data utvärdering för icke-flyktiga föreningar, starta GC-MS analys/MS bibliotek söker program vara och öppna kromatogrammet av pyrolys köra.
- Välj kommersiella och (egentillverkade) pyrolys bibliotek (t. ex. vår medföljande pyrolys bibliotek15) genom att klicka på spektrum och Välj bibliotek. Ladda alla bibliotek av intresse.
- Integrera pyrogrammet i GC-MS utvärderingsprogram vara och betrakta alla toppar med ett område ≥ 0,2% av den totala ytan (kan anpassas på ett sätt som en hanterbar mängd toppar kommer att integreras).
- Starta bibliotekets sökning genom att klicka på Spectrum och biblioteks Sök rapport.
- Jämför alla biblioteks matchningar manuellt med specifika pigment-och polymersönderdelnings produkter i tilläggs tabell 1 eller fragment som anges i litteratur16,17,18, den 19 , 20 och andra , 21 för att , 22 i den , den 23 , 24 , 25 % av den , 26. för pigment, 2 till 3 sönderdelnings produkter behövs för att entydigt identifiera det pigment som används.
Obs: alla spektralmatcher med motsvarande bibliotek måste utvärderas noggrant. Ytterligare toppar högre än massan topp ofta står för liknande strukturer med ytterligare sido grupper. Om möjligt bör referens ämnen analyseras för att erhålla den individuella retentions tiden i den analytiska uppsättningen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Metoden omfattar en tvåstegs kromatografisk metod för varje prov (figur 1). I första körningen torkas provet inuti insprutnings systemet vid 90 ° c innan flyktiga ämnen överförs till kolonnen. Eftersom tork processen i de flesta fall är ofullständig överförs och analyseras restlösnings medel och flyktiga ämnen. I den andra körningen pyrolyzed det tidigare torkade provet för att under lätta analysen av icke-flyktiga organiska komponenter.
Figur 1: Schematisk ritning över arbets flödet för pyrolys. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Väl producerade bläck med mycket rena ingredienser och ett begränsat antal komponenter resulterar i kromatogram lätt att tolka med standard bibliotek, eftersom de flesta toppar kan identifieras (figur 2). Men även i hög kvalitet bläck, icke-deklarerade ingredienser har hittats. Till exempel, propylenglykol finns ofta utöver den deklarerade glycerol (figur 2 och figur 3).
Andra substanser såsom formaldehyd kan tillsättas som konserverings medel. 1-hydroxi-2-propanon kan resultera som en förorening av pigment syntesen och är därför ett exempel på ett oavsiktligt tillsatt ämne (NIAS).
Figur 2: representativa resultat av py-GC-MS analys av en tatuering bläck med endast ett fåtal, rena ingredienser. A1St Run: desorption för identifiering av flyktiga föreningar. B2nd Run: pyrolys för identifiering av mindre och icke flyktiga föreningar. Deklarerade och identifierade ingredienser anges nedan. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Tryck färger som innehåller flera ingredienser och orenheter kommer att resultera i ett pyrogram som är svårtolkat (figur 3). De flesta toppar som förekommer i den andra körningen kan inte vara bas linjen separeras från varandra, vilket gör identifieringen svårt, även när man använder data deconvolution. Vissa ämnen kan också resultera i toppar under tröskelvärdet som fastställts under data utvärdering (t. ex. 0,2% av den totala topp arean). En lösning på detta problem kan vara en stegvis metod med hjälp av 400 ° c, 600 ° c och 800 ° c i efterföljande pyrolys steg för samma prov (se figur 4).
Vissa pigment sönderdelnings produkter kan härstammande från flera pigment (tilläggs tabell 1). Till exempel i figur 3 och figur 4kan acetylcyanid härledas från flera gula eller orangea pigment. Nedbrytnings produkten 2-metoxifenylisocyanat kan också härledas från pigmentet rött 9, och o-anisidine från pigmenten röd 170 och röd 9. Men på grund av kombinationen med nedbrytnings produkt 4-metoxi-2-Nitro-Aniline och den gula utseendet på bläcket, endast pigment gul 65 och 74 skulle vara rimliga som Moder föreningar. Dessa två pigment är regionala isomerer och kan inte särskiljas från en annan med denna metod. Pigment orange 13 — som förklarades på bläck flaskan — har inte identifierats. Om pigmentet bara fanns i låga mängder kan det ha varit under detektions gränsen. Å andra sidan är bläck ofta förklaras falskt27.
Figur 3: representativa resultat av py-GC-MS-analysen av den gula tatuerings färgen "Banana Cream" med många, orena ingredienser. A1St Run: desorption för identifiering av flyktiga föreningar. B2nd Run: pyrolys för identifiering av mindre och icke flyktiga föreningar. Deklarerade och identifierade ingredienser anges nedan. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: gradvis pyrolys av den gula färgen "Banana Cream" som visas i figur 3. A-C) pyrolys på varandra följande körningar vid 400 ° c, 600 ° c och 800 ° c. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Ett positivt resultat för förfalskad produkt identifiering visas i följande exempel (bild 5). Tre "citron gul" bläck har köpts antingen från en licensierad distributör av den USA-baserade bläck tillverkare, via en Internet-auktion plattform eller via en asiatisk marknads plats. Alla bläck har analyser ATS med två steg py-GC-MS-metoden. I det här exemplet är skillnaderna i högsta antal och kvarhållningstider redan synliga med ögat.
Kromatogrammet från 1St desorptionskörningen och pyrogrammet från 2nd -körningen av original bläcket jämfördes mot tre oberoende förvärv av original bläcket och de två förfalskade produkterna med hjälp av pyrogramutvärderingsprogram vara. Program varan befanns vara mycket användbar för att skilja de olika bläck. Den främre match faktorn var över 0,9 (med 1 är den perfekta matchen) endast mot pyrogram eller desorptionskromatogram av samma bläck, respektive.
Också, framåt matcher ovan 0,9 uppnåddes endast med samma bläck när man jämför bläcket till biblioteket innehöll pyrogram av 84 bläck av olika färger och tillverkare.
Alternativt kan en statistisk jämförelse som föreslagits av Yang et al. för bil lacker tillämpas14.
Figur 5: identifiering av förfalskade produkter av py-GC-MS. Tre "citron gul" bläck från licensierade distributör (a), en online-auktion plattform (B), och en asiatisk marknads plats (C) har analyser ATS. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Py-GC-MS är en användbar screening metod för ett brett spektrum av ämnen i tatuerings bläck som också kan användas för analys av andra produkter. Jämfört med andra metoder kan py-GC-MS utföras med endast minimal prov beredning. GC-MS-enheter kan hittas i de flesta analytiska laboratorier jämfört med mer specialiserade metoder såsom MALDI-ToF-MS och EDX.
Data utvärdering av pyrogram kan vara utmanande, eftersom listan över möjliga ingredienser är oändlig i teorin och biblioteks sökningar som också står för kombinationen av ämnen mot en förälder förening i biblioteket är nödvändiga. De metoder för data utvärdering som beskrivs här möjliggör tillförlitlig snabb screening av ämnen som har lagts till i vanliga pyrogrambibliotek. Omvänt, testning för förfalskade produkter är en snabb och enkel metod som kan genomföras utan några pre-build bibliotek, eftersom identifieringen av enskilda ämnen är irrelevant.
För att få bästa möjliga resultat bör mängden bläck som tillsätts pyrolys varken vara för hög eller för låg. Detta kommer antingen att resultera i en förorening av pyrolys enhet, liner eller kolonn eller en brist på betydande toppar för korrekt pyrogram tolkning. Därför rekommenderas att använda en definierad volym bläck som beskrivs i denna metod med justerade delnings kvoter. Som framgår av figur 3kan föroreningar eller polymerer överbelasta pyrogrammet med toppar som försämrar identifieringen av enstaka substanser. Därför är detektions gränsen för pigment mycket beroende av motsvarande blandningar. I sådana fall kan pigment först separeras från andra bläck ingredienser genom utspädning och fällning i alkohol-vatten lösnings medel.
Begränsningen av metoden är analysen av organiska pigment utan specifika klyvning sidor såsom quinacridones, perylenes och perinones16,17,18. Dessutom, om en blandning av flera pigment med samma klyvning grupp förekommer (t. ex. med azo pigment), kan identifieringen vara utmanande (jfr bläck visas i figur 3). Dessutom måste pyrolys produkterna kunna komma in i gasfasen. Polymerer som hydroxietylcellulosa bestående av sockermonomerer som måste modifieras kemiskt för GC-MS-analys kan inte detekteras med py-GC-MS. Som i alla andra metoder, endast pigment med kända pyrogram kan identifieras. Huvud nedbrytnings produkter kan dock slutas från pigment strukturen, särskilt i fråga om azofärgämnen. Därför, kontroll för rimlighet av ett deklarerat pigment kan utföras även om pigmentet aldrig har analyser ATS i py-GC-MS innan.
Metoden kan användas för att diskriminera original bläck från förfalskade produkter. Ett tillförlitligt prov av original bläcket måste dock vara tillgängligt. Eftersom bläck sammansättningen kan ändras med tiden, måste bläck som producerats inom samma tidsintervall eller i bästa möjliga mängd från samma parti användas för jämförelse. I framtiden kan py-GC-MS användas för att övervaka ingredienser tatuering bläck och därmed avslöja deklarations bedrägeri och användning av förbjudna pigment och eventuella andra ingredienser. En ytterligare tillämpning av dessa metoder kan vara att identifiera förfalskade produkter14.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes av det intramurala forskningsprojektet (SFP #1323-103) vid det tyska federala institutet för riskbedömning (BfR).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 99.999% Helium carrier gas | Air Liquide, Düsseldorf, Germany | - | |
| 5975C inert XL MSD with Triple-Axis Detectors | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | - | |
| 7890A gas chromatograph | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | - | |
| AMDIS software (Version 2.7) | The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA | - | can be used for GC/MS peak integration, e.g. for transfer to pyrogram evaluation software |
| Cold Injection System (CIS) | Gerstel, Mühlheim, Germany | - | |
| electron impact (EI) source | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | - | |
| Enhanced ChemStation (E02.02.1431) | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | - | used to generate Average Mass Spektra (AMS), can be used for peak integration and standard GC/MS library search |
| J&W HP-5MS GC Column, 30 m, 0.25 mm, 0.25 µm, 5975T Column Toroid Assembly | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | 29091S-433LTM | |
| MassHunter Software | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | - | no Version specified, can be used for GC/MS peak integration and standard GC/MS library search |
| Microcapillary tube Drummond Microcaps, volume 2 µL | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | P1549-1PAK | |
| MS ChromSearch (Version 4.0.0.11) | Axel Semrau GmbH & Co. KG, Sprockhövel, Germany | - | specialized pyrogram evaluation software |
| NIST MS Search Program (MS Search version 2.0g) | The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA | - | used for MS and AMS library generation and corresponding substance search with selfmade and commercial libraries |
| NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library (EI) mainlib & replib (Data version: NIST v11) | The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA | - | used commercial mass spectral library |
| Polystyrene (average Mw ~192,000) | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 430102-1KG | |
| Pyrolysis tubes, tube type - quartz glass - lenght 25 mm; 100 Units | Gerstel, Mühlheim, Germany | 018131-100-00 | |
| Pyrolyzer Module for TDU | Gerstel, Mühlheim, Germany | - | |
| Quartz wool | Gerstel, Mühlheim, Germany | 009970-076-00 | |
| Steel sticks | Gerstel, Mühlheim, Germany | - | |
| Thermal Desorption Unit (TDU 2) | Gerstel, Mühlheim, Germany | - | |
| Transport adapter | Gerstel, Mühlheim, Germany | 018276-010-00 | |
| Tweezers for Pyrolysis tubes | Gerstel, Mühlheim, Germany | 009970-074-00 | |
| Zebron Z-Guard Hi-Temp Guard Column, GC Cap. Column 10 m x 0.25 mm, Ea | Phenomenex Ltd. Deutschland, Aschaffenburg, Germany | 7CG-G000-00-GH0 |
References
- Dirks, M. Tattooed skin and health. Vol. 48. Current Problems in Dermatology. Serup, J., Kluger, N., Bäumler, W. , Karger. 118-127 (2015).
- Engel, E., et al. Establishment of an extraction method for the recovery of tattoo pigments from human skin using HPLC diode array detector technology. Analytical Chemistry. 78 (15), 6440-6447 (2006).
- Poon, K. W. C., Dadour, I. R., McKinley, A. J. In situ chemical analysis of modern organic tattooing inks and pigments by micro-Raman spectroscopy. Journal of Raman Spectroscopy. 39 (9), 1227-1237 (2008).
- Timko, A. L., Miller, C. H., Johnson, F. B., Ross, V. In vitro quantitative chemical analysis of tattoo pigments. Archives of Dermatology. 137, 143-147 (2004).
- Boon, J. J., Learner, T. Analytical mass spectrometry of artists' acrylic emulsion paints by direct temperature resolved mass spectrometry and laser desorption ionisation mass spectrometry. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 64, 327-344 (2002).
- Hauri, U. Inks for tattoos and permanent make-up / pigments, preservatives, aromatic amines, polyaromatic hydrocarbons and nitrosamines. Department of Health, Kanton Basel-Stadt. Swiss National Investigation Campaign. , (2014).
- Bocca, B., Sabbioni, E., Mičetić, I., Alimonti, A., Petrucci, F. Size and metal composition characterization of nano- and microparticles in tattoo inks by a combination of analytical techniques. Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 32 (3), 616-628 (2017).
- Schreiver, I., et al. Synchrotron-based nano-XRF mapping and micro-FTIR microscopy enable to look into the fate and effects of tattoo pigments in human skin. Scientific Reports. 7, 11395 (2017).
- Taylor, C. R., Anderson, R. R., Gange, R. W., Michaud, N. A., Flotte, T. J. Light and electron microscopic analysis of tattoos treated by Q-switched ruby laser. Journal of Investigative Dermatology. 97, 131-136 (1991).
- Namduri, H., Nasrazadani, S. Quantitative analysis of iron oxides using Fourier transform infrared spectrophotometry. Corrosion Science. 50 (9), 2493-2497 (2008).
- Burgio, L., Clark, R. J., Hark, R. R. Raman microscopy and x-ray fluorescence analysis of pigments on medieval and Renaissance Italian manuscript cuttings. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (13), 5726-5731 (2010).
- Manso, M., et al. Assessment of toxic metals and hazardous substances in tattoo inks using Sy-XRF, AAS and Raman spectroscopy. Biological Trace Element Research. 187 (2), 596-601 (2017).
- Yakes, B. J., Michael, T. J., Perez-Gonzalez, M., Harp, B. P. Investigation of tattoo pigments by Raman spectroscopy. Journal of Raman Spectroscopy. 48 (5), 736-743 (2017).
- Yang, S. -H., Shen, J. Y., Chang, M. S., Wu, G. J. Differentiation of vehicle top coating paints using pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry and multivariate chemometrics with statistical comparisons. Analytical Methods. 7, 1527-1534 (2015).
- Schreiver, I., Hutzler, C., Luch, A. Data from: Two-step pyrolysis-gas chromatography method with mass spectrometric detection for identification of tattoo ink ingredients and counterfeit products. Dryad Digital Repository. , (2019).
- Schreiver, I., Hutzler, C., Andree, S., Laux, P., Luch, A. Identification and hazard prediction of tattoo pigments by means of pyrolysis—gas chromatography/mass spectrometry. Archives of Toxicology. 90 (7), 1639-1650 (2016).
- Ghelardi, E., et al. Py-GC/MS applied to the analysis of synthetic organic pigments: characterization and identification in paint samples. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 407 (5), 1415-1431 (2015).
- Russell, J., Singer, B. W., Perry, J. J., Bacon, A. The identification of synthetic organic pigments in modern paints and modern paintings using pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 400 (5), 1473-1491 (2011).
- Silva, M. F., Domenech-Carbo, M. T., Fuster-Lopez, L., Mecklenburg, M. F., Martin-Rey, S. Identification of additives in poly(vinylacetate) artist's paints using PY-GC-MS. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 397 (1), 357-367 (2010).
- Peris-Vincente, J., Baumer, U., Stege, H., Lutzenberger, K., Gimeno Adelantado, J. V. Characterization of commercial synthetic resins by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry: application to modern art and conservation. Analytical Chemistry. 81, 3180-3187 (2009).
- Kleinert, J. C., Weschler, C. J. Pyrolysis gas chromatographic-mass spectrometric identification of polydimethylsiloxanes. Analytical Chemistry. 52 (8), 1245-1248 (1980).
- Scalarone, D., Chiantore, O. Separation techniques for the analysis of artists' acrylic emulsion paints. Journal of Separation Science. 27 (4), 263-274 (2004).
- Sonoda, N. Characterization of organic azo-pigments by pyrolysis-gas chromatography. Studies in Conservation. 44, 195-208 (1999).
- Chiantore, O., Scalarone, D., Learner, T. Characterization of artists' crylic emulsion paints. International Journal of Polymer Analysis and Characterization. 8 (1), 67-82 (2003).
- Schossler, P., Fortes, I., Figueiredo Júnior, J. C. D., Carazza, F., Souza, L. A. C. Acrylic and Vinyl Resins Identification by Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectrometry: A Study of Cases in Modern Art Conservation. Analytical Letters. 46 (12), 1869-1884 (2013).
- Wallisch, K. L. Pyrolysis of random and block copolymers of ethyl acrylate and methyl methacrylate. Journal of Applied Polymer Science. 18, 203-222 (1974).
- Hauri, U. Inks for tattoos and PMU (permanent make-up) / Organic pigments, preservatives and impurities such as primary aromatic amines and nitrosamines. State Laboratory of the Canton Basel City. , (2011).
