Optimized sampling protocols and the development of new wipe materials can be facilitated by standardized measurements of collection efficiency from wipe-sampling. Our approach for sampling trace explosives uses an automated device to control speed, force, and distance during wipe-sampling followed by extraction of collected explosives.
One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common procedure for collecting traces of explosives, and standardized measurements of collection efficiency are needed to evaluate and optimize sampling protocols. The approach described here is designed to provide this measurement infrastructure, and controls most of the factors known to be relevant to wipe-sampling. Three critical factors (the applied force, travel distance, and travel speed) are controlled using an automated device. Test surfaces are chosen based on similarity to the screening environment, and the wipes can be made from any material considered for use in wipe-sampling. Particle samples of the explosive 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazine (RDX) are applied in a fixed location on the surface using a dry-transfer technique. The particle samples, recently developed to simulate residues made after handling explosives, are produced by inkjet printing of RDX solutions onto polytetrafluoroethylene (PTFE) substrates. Collection efficiency is measured by extracting collected explosive from the wipe, and then related to critical sampling factors and the selection of wipe material and test surface. These measurements are meant to guide the development of sampling protocols at screening venues, where speed and throughput are primary considerations.
havaalanları ve diğer yerlerde patlayıcı izleri için tarama terörizm tehdidine karşı halkın korunmasında çok önemli bir adımdır. Mevcut uygulamalar ağır yük ambarları için mukadder insanlar tarafından ele öğeler, insanlar kendileri ve öğeleri yüzey kirlenme silin örnekleme odaklandık. Toplama mendil iyon Hareketlilik Spektroskopisi 1 ya da daha yakınlarda, kütle spektrometrisi ile saptama, genellikle toplanan katı malzemenin termal desorpsiyon göre ticari patlayıcı iz detektörleri (eTDS) kullanılarak alanında hemen analiz edilmiştir. Numune toplama ve analizi için mevcut toplam süre yolcu ve yük throughput üzerindeki etkiyi en aza indirmek için ihtiyacı ile sınırlıdır. Örnekleme protokolleri koleksiyonunu silmek için önemli faktörleri ağırlığında olabilir standardize ölçümler gerektiren kısa sürede, en örnek toplamak için optimize edilmelidir.
Wipe-örneklemesağlığı, çevre ve düzenleyici alanlarda 2, 3, 4, 5, 6, 7 örnekleme yüzey kirlenmesi için kullanılan genel bir uygulamadır. Tipik uygulamalar, genel kaplama kalıbı kullanarak sabit bir alan içinde el ve örnekleme ile silin tutma içerir. Kuvvet ve hızı dahil olmak üzere faktörleri, silme kontrol geliştirmek için, aynı zamanda, biyolojik olarak 9-örnekleme mendil içinde verimliliği değerlendirmek için kullanılmış olan, 8 silme bezi örnekleme taklit etmek için bir aracı yaklaşım geliştirilmiştir. yapışma ölçümleri için amaçlanan bir ticari cihaz amaca göre adapte edilmiştir; Bu silme bezi, bir sabit altında sabit bir hız ve mesafe hareket eden bir düzlemsel yüzeyi içerir. örnekleme sırasında kuvvet silin sahibine üstüne yerleştirilen bir ağırlık tarafından kontrol edilir. ilgi konusu yüzeyler (kumaş, plaampüller, metaller, vb) düz bir yüzey üzerinde yer alır ve bir parçacık örneğinin üst yüzeyi üzerinde sabit bir alana yerleştirilir. Test parçacıkları, ve parçacık büyüklüğü olarak daha önceki çalışma kullanılan polistiren lateks küreler daha küçük (9 um) küreler daha verimli toplanan daha büyük (42 um), küreler ile, partiküllerin toplanması üzerinde bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir. Ayrıca numune alma sırasında uygulanan kuvvet bir artış ile toplayabilmelidir bazı iyileştirme bulunan ve farklı yüzeylerden toplama ve farklı mendiller için bir fark gözlenmedi.
Sonraki çalışmada, polistiren partikülleri belirgin toplama verimliliğini 10 indirgeme, toplandıktan sonra yüzeyi temizlemek için devam ederek yeniden kaplanacak bulmuşlardır. Bu tür bavullar gibi tarama senaryolarda örneklenmiş ürünler, geniş bir seyahat Dista gerektiren, silme toplama alanına oranla büyük olabilir Bu, izleme patlayıcı saptanmasında önemli bir hususturnces öğenin alanının hatta küçük bir yüzdesini karşılamak için. Bu nedenle, numunenin toplanması sonrasında yüzeye hareket mesafesi önemli bir faktördür ve alan protokoller genellikle her bir analiz öncesinde kapalı bir izin verilen maksimum mesafeyi tanımlar.
Mikrokürelerin şekiller 11, 12 ve bunların kimyasal ve fiziksel özellikleri, bu şekilde patlayıcı için yetersiz simülant yapabilir toplama deneyler mendil gerçek patlayıcı madde parçacıkları benzemez. Bu sınırlamayı gidermek için, bilinen bir parçacık boyutu olan patlayıcı 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazin (RDX) ihtiva eden bir test malzemesi geliştirdi. Test malzemesi bir dizi içinde her bir nokta buharlaştırma ile oluşturulan mikrometre büyüklüğünde bir katı birikintileri ile teflon substratlar üzerinde dizide bir RDX çözeltisi, mürekkep püskürtmeli baskı nanolitre hacimleri ile yapılır. yatakları yüzeye sürtünme test yüzeylerine aktarılmış ve elde edilen parça iseicle boyutları başlangıç mevduat büyüklüğü ile tanımlanır. iz patlayıcı madde içeren parmak izi analizi ile belirlendiği gibi istenen partikül çapları, 20 um ila 10. Depozito da teflon alt tabakalar 13 üzerine çözeltinin mikrolitre hacimleri pipetleme ile oluşturulabilir, fakat, tek bir büyük yatağına genelde çok daha büyük kuruyacak parçacık boyutlarının, istenen aralık (Bu iş için uygun RDX kitleler için). Mürekkep püskürtmeli RDX parçacık standart toplama verimliliğini mendil saptanması için bir yöntem göstermek üzere kantitatif çıkarma ve analiz prosedürleri ile birlikte bu iş de kullanılır. Bu ölçümler, yeni numune gelişimi daha iyi toplama verimliliği ile mendil teşvik etmek için tasarlanmış ve daha örneği, toplama sırasında kullanmak için uygun bir kuvvet elde yüzeyleri hedef içeren alan örnekleme en iyi uygulamaları destekler, ve alan, analiz öncesinde kapak vardır.
Numune toplama anda tarama ortamlarda tespit yeteneklerini geliştirmek için sınırlayıcı bir aşama olarak görülür. Wipe-örnekleme mevcut yeteneklerini değerlendirmek ve yeni numune malzeme ve protokollerin gelişimini desteklemek amacıyla ölçme ve standardizasyon ihtiyacı vardır. Burada tarif edilen bir yaklaşım, bu ölçüm altyapısı sağlamak üzere tasarlanmıştır ve bilinen faktörlerin en kontrol temizlik örnekleme ile ilgili olması. Önceki iş parçacık boyutuna göstermiştir, toplama, test yüzeyi, örnekleme sırasında uygulanan kuvvettir silin ve hareket mesafesi kontrol etmek için önemli faktörlerdir. araçsal yaklaşım uygulanan kuvvetle üzerinde kontrol, silme hızı ve seyahat mesafe için izin verir ve bu parametreler için seçilen değerler gerçek durumlarda beklenen aralığı içinde olması gerekir. kuvvet toplama alanı üzerinde bir destek ağırlığını kullanarak uygulanır ve bakım kirecini için kuvvet eşit bir şekilde dağılımını sağlamak için alınmalıdırulate basıncı.
Deney yüzeyleri kullanıcı tarafından seçilir ve örnekleme zorluklar beklenen aralığı çoğaltmak için gerçek tarama ortamları ile ilgili olmalıdır. Örnekleme mendiller yeni tasarlanmış malzemelerin etkinliğinin mevcut uygulamaları değerlendirmek ve / veya ölçülmesi amacıyla seçilir. laboratuarlar arasında karşılaştırılması amacıyla, aynı test yüzeyleri ve silme bezleri kritik parametreleri belirleyerek veya tek bir kaynaktan satın malzeme dövme ile yapılabilir ki, kullanılmalıdır. ETD mendiller ticari olarak temin edilebilir, ancak üretim altında sürekli ve farklı çok farklı özelliklere sahip olabilir. Bunlar koordineli laboratuvarlararası çabalarıyla ileride ele alınabilir konular.
toplama verimliliğini değerlendirmek için kullanılan numuneler gerçek durumlarda beklenen fiziksel özelliklerine uygun olmalıdır. patlayıcıların durumda, üretmek için RDX mürekkep püskürtmeli baskı çözümleri için bir yaklaşım geliştirdiksubstratların bir dizi verimli transferi ve 1 ila 40 um arasında değişen tanecik depozitler mikrometre büyüklüğünde yatakları. Alternatif olarak, sabit boyutlu polistiren mikro-küreler de kullanılabilir. Teflon substratlar üzerine RDX çözüm Pipetleme genellikle oldukça büyük olabilir tek deponun neden olur ve yüzey transfer edildikten sonra partikül büyüklükleri bilinmemektedir. parçacık boyutları, özelliği ve tekrarlanabilir olduğu gösterilmiştir, bu yaklaşım, numune alma çalışmaları için kullanılabilir.
Bu yöntem, patlayıcı için örnekleme etkinliğini değerlendirmek için tarif edilmiştir, fakat aynı zamanda, çevresel, nükleer ya da adli bilim uygulamalara uygulanabilir. Numuneler, daha gerçek uygulamalar eşleşecek şekilde geliştirilmelidir ve partikül artıklarının durumunda, Teflon'dan kuru transfer aynı tür uygun olacaktır. Bu tür buhardan yoğunlaştırma, numunelerin farklı tipleri gibi partikül transfer daha başka kaynaklardan kaynaklanan yüzey kirlenmesi içindaha uygun olabilir.
tekniğin akım sınırlama örnekleme yön değiştirme yetersizliğidir. mevcut yapılandırma tipik olarak nesnelerin alan örnekleme meydana yön değişikliklerini kontrol edememesi ve bu nedenle tek bir yönde hareket etmesini sağlar. Y hareket ve bir alanı doldurmak için özel örnekleme kalıpları için izin – şu anda x içeren bu ihtiyacı ele edilir.
The authors have nothing to disclose.
Dr Jayne Morrow Dr.Sandra Da Silva, NIST, hem yöntemin önceki bir sürümüne katkıda bulunmuştur. ABD İç Güvenlik Bölümü Bilim ve Teknoloji Müdürlüğü Arası Anlaşma kapsamında bu malzemenin bir kısmının üretimini sponsor HSHQPM-15 T-00050 Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) ile.
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 | 1000 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 |