Fast and Direct Detection of Explosives using SICRIT®-MS

Význam tématu

Detekce výbušnin a příbuzných látek je zásadní součástí protiteroristických opatření i civilní bezpečnosti. Rychlé, citlivé a selektivní metody umožňují včasnou identifikaci potenciálních hrozeb na letištích, v nádražích či průmyslových areálech. Soft ionizace bez potřeby chromatografie zkracuje dobu analýzy a zjednodušuje provoz v terénu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předběžné studie bylo ověřit soft ionizační zdroj SICRIT® pro přímou a rychlou detekci klíčových výbušnin bez chromatografického dělení. Analyzovaly se standardní směsi sedmi sloučenin (Tetryl, TNT, FOX-7, PETN, HMX, RDX a TATP) o absolutním množství 3 ng v uzavřené sondě.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přímou aplikaci vzorku byla využita PAL3 RTC autosampler platforma s injekcí 1 µL roztoku do modulu SICRIT® GC/SPME (200 °C, vlhký N2). Ionizace probíhala v ambien­t­ním plazmatu při napětí 1,5 kV/15 kHz. Detekce se realizovala na LTQ Orbitrap XL (Thermo Fisher) v plném skenovacím módu (m/z 50–500, rozlišení 30 000 FWHM).

Hlavní výsledky a diskuse

Všechny testované výbušniny byly úspěšně ionizovány měkkou metodou SICRIT®. Dominantní produktové ionty:

• Tetryl: [M–NO2]– (m/z 241,0210)
• TNT: [M–H]– (m/z 226,0099) a dílčí [M–NO]– (m/z 197,0198)
• FOX-7: [M–H]– (m/z 147,0156)
• PETN, HMX, RDX: addukty [M+NO3]– (m/z 378,0000; 358,0238; 284,0225)
• TATP: pozitivní režim [M+NH4]+ (m/z 240,1432)

Spektra prokázala charakteristické iontové vzorce a potvrdila vysokou měkkost ionizace, bez přítomnosti fragmentačních produktů.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou a přímou analýzu bez chromatografie
• Možnost snadné automatizace vzorkování
• Kompatibilitu s běžnými LC-MS systémy („plug & play“)
• Nasazení v mobilních aplikacích (walk-through portály, psovodi, monitoring objektů)

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalšími směry jsou:

• Zvýšení citlivosti pro stopové koncentrace
• Integrace s přenosnými hmotnostními spektrometry
• Online sledování kritických oblastí v reálném čase
• Rozšíření na screening dalších nebezpečných chemikálií
• Automatizace vyhodnocování spekter za pomoci strojového učení

Závěr

Použití soft ionizačního zdroje SICRIT® pro přímou detekci výbušnin prokázalo vysokou selektivitu i citlivost bez nutnosti chromatografického dělení. Metoda je vhodná pro rychlé screeningové aplikace v oblasti bezpečnosti a poskytuje základ pro další vývoj mobilních a v terénu nasaditelných hmotnostních spektrometrů.

Reference

• Plasmion GmbH. Fast and Direct Detection of Explosives using SICRIT®-MS. Application Note, 2020.