Simultaneous UHPLC/MS Analyses of Explosive Compounds
Aplikace | 2010 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Detekce a kvantifikace výbušnin v životním prostředí a vyšetřování trestné činnosti je nezbytná pro prevenci ekologických rizik, zajištění potravinové bezpečnosti a podporu protiteroristických opatření. Různorodost chemických struktur a rychlá degradace výbušnin vyžadují vysoce selektivní a citlivé analytické nástroje.
Cílem bylo vyvinout jednorunovou UHPLC/MS metodu schopnou současně separovat a detekovat 17 výbušnin ze čtyř kategorií: nitroaromatiky, nitroaminy, dusičnanové estery a peroxidy. Metoda byla navržena tak, aby překonala limity standardní USEPA metody 8330 (HPLC–UV) a dřívější LC/MS protokoly s vyšší citlivostí, selektivitou a throughput.
Vzorky půdy byly připraveny extrakcí acetonitrilem, ultrazvukem a koncentrací pod dusíkem. Chromatografie probíhala na Thermo Scientific Accela UHPLC soustavě s kolonkou Hypersil GOLD PFP (1,9 μm, 2,1×100 mm), mobile phase voda/ammonium formát a methanol ve gradientu 0–95 % během 12 minut, průtok 0,5 mL/min, injekce 2 μL.
Detekce byla prováděna na MSQ Plus Mass Detectoru s APCI ionizací v pozitivním i negativním režimu. Pro identifikaci byly využity full scan (50–400 amu) a SIM režimy, podpora fragmentací SID pro rozlišení izomerů a tvorbu aduktů (např. TATP+NH4).
Metoda dosáhla baseline rozlišení 17 sloučenin v jedné analýze, včetně izomerů DNT a dinitrotoluenaminů s hodnotami rozlišení R>2,8. Kalibrace v rozsahu 10–100 000 ng/mL vykázala korelační koeficienty ≥0,995, LOQ pro většinu sloučenin pod 10 ng/mL a LOD jednotky ng/mL, u TATP 35× nižší než u dřívějších protokolů. Extrakční výtěžnosti z půdy přes 82 % při 10 μg/kg a 94 % při 500 μg/kg, LOQ v půdách 0,7–16,5 μg/kg a LOD 0,2–5 μg/kg.
Vyvinutá UHPLC/MS metoda umožňuje rychlé, spolehlivé a vysoce citlivé sledování širokého spektra výbušnin v komplexních matricích. Poskytuje lepší selektivitu oproti UV detekci, potvrzení identifikací pomocí knihovny spekter a vyšší laboratorní průtok, což ocení environmentální agentury, forenzní laboratoře a bezpečnostní složky.
Další rozvoj může zahrnovat rozšíření spektrální knihovny, integraci vysokorozlišovací detekce (HRMS), miniaturizaci systémů pro terénní analýzy a využití ambientních ionizačních technik pro okamžité zjištění výbušnin na místě.
Popsaná UHPLC/MS metoda pro separaci a kvantifikaci 17 výbušnin prokázala vynikající selektivitu, citlivost a odolnost vůči rušivým matricím. Metoda představuje významný pokrok oproti stávajícím standardům, splňuje požadavky laboratoří i bezpečnostních složek a nabízí perspektivu dalšího zlepšení.
LC/MS, LC/SQ
ZaměřeníNebezpečné látky
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Detekce a kvantifikace výbušnin v životním prostředí a vyšetřování trestné činnosti je nezbytná pro prevenci ekologických rizik, zajištění potravinové bezpečnosti a podporu protiteroristických opatření. Různorodost chemických struktur a rychlá degradace výbušnin vyžadují vysoce selektivní a citlivé analytické nástroje.
Cíle a přehled studie
Cílem bylo vyvinout jednorunovou UHPLC/MS metodu schopnou současně separovat a detekovat 17 výbušnin ze čtyř kategorií: nitroaromatiky, nitroaminy, dusičnanové estery a peroxidy. Metoda byla navržena tak, aby překonala limity standardní USEPA metody 8330 (HPLC–UV) a dřívější LC/MS protokoly s vyšší citlivostí, selektivitou a throughput.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky půdy byly připraveny extrakcí acetonitrilem, ultrazvukem a koncentrací pod dusíkem. Chromatografie probíhala na Thermo Scientific Accela UHPLC soustavě s kolonkou Hypersil GOLD PFP (1,9 μm, 2,1×100 mm), mobile phase voda/ammonium formát a methanol ve gradientu 0–95 % během 12 minut, průtok 0,5 mL/min, injekce 2 μL.
Detekce byla prováděna na MSQ Plus Mass Detectoru s APCI ionizací v pozitivním i negativním režimu. Pro identifikaci byly využity full scan (50–400 amu) a SIM režimy, podpora fragmentací SID pro rozlišení izomerů a tvorbu aduktů (např. TATP+NH4).
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda dosáhla baseline rozlišení 17 sloučenin v jedné analýze, včetně izomerů DNT a dinitrotoluenaminů s hodnotami rozlišení R>2,8. Kalibrace v rozsahu 10–100 000 ng/mL vykázala korelační koeficienty ≥0,995, LOQ pro většinu sloučenin pod 10 ng/mL a LOD jednotky ng/mL, u TATP 35× nižší než u dřívějších protokolů. Extrakční výtěžnosti z půdy přes 82 % při 10 μg/kg a 94 % při 500 μg/kg, LOQ v půdách 0,7–16,5 μg/kg a LOD 0,2–5 μg/kg.
Přínosy a praktické využití metody
Vyvinutá UHPLC/MS metoda umožňuje rychlé, spolehlivé a vysoce citlivé sledování širokého spektra výbušnin v komplexních matricích. Poskytuje lepší selektivitu oproti UV detekci, potvrzení identifikací pomocí knihovny spekter a vyšší laboratorní průtok, což ocení environmentální agentury, forenzní laboratoře a bezpečnostní složky.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj může zahrnovat rozšíření spektrální knihovny, integraci vysokorozlišovací detekce (HRMS), miniaturizaci systémů pro terénní analýzy a využití ambientních ionizačních technik pro okamžité zjištění výbušnin na místě.
Závěr
Popsaná UHPLC/MS metoda pro separaci a kvantifikaci 17 výbušnin prokázala vynikající selektivitu, citlivost a odolnost vůči rušivým matricím. Metoda představuje významný pokrok oproti stávajícím standardům, splňuje požadavky laboratoří i bezpečnostních složek a nabízí perspektivu dalšího zlepšení.
Reference
- D.R. Felt, S.L. Larson, L. Escalon: An extraction/concentration procedure for analysis of low-level explosives in soils; Talanta 76 (2008) 21–28.
- R. Tachon, V. Pichon, M.B. Le Borgne, J.-J. Minet: J. Chromatogr. A (2007), doi:10.1016/j.chroma.2007.03.059.
- Agilent Application: Analysis of Trace Residues of Explosive Materials by Time-of-Flight LC/MS.
- A. Gapeev, M. Sigman, J. Yinon: Liquid chromatography/mass spectrometric analysis of explosives: RDX adduct ions; Rapid Commun. Mass Spectrum. 17 (2003) 943–948.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Sensitive and Fast Screening for Explosives: Utilization of Online Preconcentration and High Resolution Mass Spectrometryg
|Thermo Fisher Scientific|Postery
Sensitive and Fast Screening g for Explosives: p Utilization of Online Preconcentration and High g Resolution Mass Spectrometry p y Josef Ruzicka1, Mark L. Dreyer2, Kevin J. McHale1; 1Thermo Fisher Scientific, Somerset, NJ; 2Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA Thermo…
Klíčová slova
pgdn, pgdnegdn, egdnbtdn, btdnbttn, bttnrelative, relativepetn, petntnt, tnttetryl, tetrylhmx, hmxrdx, rdxundance, undancebundance, bundanceabu, abuffor, fforriver
Enhanced Analysis of explosives listed in EPA Method 8330B using APCI-LC-MS/MS
2025|Shimadzu|Postery
ThP 105 Enhanced Analysis of explosives listed in EPA Method 8330B using APCI-LC-MS/MS Valeria Zerda-Pinto1; Sarah A Monti1; Ethan R Hain1; Lihini Mendis1; Samatha A. Olendorff1; Ruth Marfil-Vega1; Landon A Wiest1; Christopher T Gilles1; 1. Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD…
Klíčová slova
cold, coldpetn, petnhmx, hmxrdx, rdxmin, minexplosives, explosiveshot, hottnt, tntriver, rivertetryl, tetrylpatuxent, patuxentdna, dnanexera, nexeraionization, ionizationtetranitrate
Using Peak Deconvolution of Photodiode Array Data to Attain Faster, Easier Performance of EPA Method 8330B
2019|Shimadzu|Aplikace
No. SSI-HPLC-023 High Performance Liquid Chromatography No. HPLC-023 Using Peak Deconvolution of Photodiode Array Data to Attain Faster, Easier Performance of EPA Method 8330B ■ Introduction Explosive ordinance and its residues can be found throughout the globe, not just at…
Klíčová slova
tetryl, tetrylpetn, petnhmx, hmxrdx, rdxdeconvolution, deconvolutionphotodiode, photodiodeordinance, ordinancesimilarity, similarityspectral, spectralarray, arrayindex, indexconfirmation, confirmationpeaks, peaksperformance, performanceelution
Dual Confirmation of EPA Method 8330 explosives using DUIS-equipped Single Quadrupole LCMS-2050 and PDA for Tandem Detection
2025|Shimadzu|Postery
ThP 103 Dual Confirmation of EPA Method 8330 explosives using DUIS-equipped Single Quadrupole LCMS-2050 and PDA for Tandem Detection Valeria Zerda-Pinto1; Ethan R Hain1; Lihini Tharanga Mendis1; Sarah Monti1; Samantha A. Olendorff1; Ruth Marfil-Vega1; Landon A Wiest1; Christopher Gilles1 1.…
Klíčová slova
min, minexplosives, explosivespetn, petntnt, tnttetryl, tetrylhmx, hmxrdx, rdxpda, pdaexplosive, explosiveloq, loqdna, dnanexera, nexeratetranitrate, tetranitratenitroglycerin, nitroglycerinsims