Detección Cuantitativa de la traza vapores explosivos por desorción a temperatura programada Gas Detector de Captura de Electrones Cromatografía
Summary
Traza vapores explosivos de TNT y RDX recogidos en tubos de desorción térmica de sorbente lleno se analizaron mediante un sistema de desorción a temperatura programada acoplada a GC con un detector de captura de electrones. El análisis instrumental se combina con el método de deposición directa de líquido para reducir la variabilidad de la muestra y de la cuenta de la deriva y las pérdidas de la instrumentación.
Abstract
La deposición directa de líquido de las normas de la solución en los tubos de desorción térmica sorbentes-llenado se utiliza para el análisis cuantitativo de muestras explosivas de vapor traza. El método de deposición directa de líquido produce una mayor fidelidad entre el análisis de muestras de vapor y el análisis de las normas de solución que el uso de los métodos de inyección separadas para los vapores y las soluciones, es decir, las muestras recogidas en tubos de recogida de vapores y estándares preparados en viales de solución. Además, el método puede dar cuenta de las pérdidas de instrumentación, lo que lo hace ideal para minimizar la variabilidad y la detección química rastro cuantitativa. La cromatografía de gases con un detector de captura de electrones es una configuración de instrumentación sensible a nitro-energética, tales como TNT y RDX, debido a su afinidad relativamente alta de electrones. Sin embargo, la cuantificación de vapor de estos compuestos es difícil sin normas de vapor viables. De este modo, se elimina el requisito de que las normas de vapor mediante la combinación dela sensibilidad de la instrumentación con un protocolo de deposición directa de líquido a analizar muestras explosivas de vapor traza.
Introduction
Cromatografía de gases (GC) es una técnica de análisis instrumental básico de Química Analítica y es posiblemente tan ubicuo como un plato caliente o el equilibrio en un laboratorio de química. Instrumentación GC se puede utilizar para la preparación, identificación y cuantificación de una multitud de compuestos químicos y puede estar acoplado a una variedad de detectores, tales como detectores de ionización de llama (FID), detectores de fotoionización (PID), detectores de conductividad térmica ( TCD), detectores de captura de electrones (ECD) y espectrómetros de masas (MS), en función de los analitos, metodología y aplicación. Las muestras se pueden introducir a través de un inyector split / sin fraccionamiento estándar cuando se trabaja con soluciones de muestra pequeños, ensenadas especializados de análisis de espacio de cabeza, en fase sólida de micro-extracción (SPME) jeringas, o sistemas de desorción térmica. GC-MS es a menudo la técnica normalizada utilizada de validación y verificación de las aplicaciones, técnicas alternativas o que están saliendo de detección debido a su utilidad, flexibilidad,y el poder de identificación con bases de datos establecidas químicas y bibliotecas 1 -. 7 GC y su muestreo relacionado y componentes de detección es ideal para el análisis químico de rutina y más especializada, desafiando a las aplicaciones analíticas.
Una aplicación analítica de interés creciente para los militares, la seguridad nacional, y las empresas comerciales es la detección de trazas explosivas vapor, con la detección, incluyendo la identificación y cuantificación. Traza de detección de vapores explosivos es un desafío único química analítica porque los analitos, tales como 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) y ciclotrimetilenotrinitramina (RDX) tienen propiedades físicas que los hacen especialmente difícil de manejar y separada mediante análisis químicos más amplio y genérico metodologías. Las presiones de vapor relativamente bajos y sub concentración de partes por millón por volumen (ppm v) saturado de vapor, combinado con coeficientes de fricción relativamente elevados, necessitcomió protocolos especiales de muestreo, instrumentación, y métodos de cuantificación 8 -. 12 Un GC acoplado a un detector de captura de electrones (ECD) o espectrómetro de masas (MS) es un método efectivo para cuantificar analitos explosivos, específicamente dinitrotolueno (DNT), TNT, y RDX . 6,13 – 17 GC-ECD es particularmente útil para compuestos nitro-energético debido a su afinidad relativamente alta de electrones. La Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. (EPA) ha creado los métodos estándar para la detección del analito explosivo mediante GC-ECD y GC-MS, pero estos métodos se han centrado en las muestras en solución, tales como el agua subterránea, y no muestras recogidas en la fase de vapor. 2 , 18 – 23 Con el fin de detectar vapores explosivos, los protocolos de muestreo alternativas deben ser utilizadas, como la recogida de vapor con tubos de muestra de desorción térmica absorbentes lleno, pero la detección cuantitativa sigue siendo difícil debido a la falta de normas de vapor de unnd métodos de calibración que no tienen en cuenta las pérdidas de tubos de muestra y de instrumentación.
Recientemente, los métodos de cuantificación utilizando sistemas de desorción térmica con un sistema de enfriado de entrada (TDS-CIS), acoplado a un GC-ECD se han desarrollado para TNT y RDX vapores. 24,25 Las pérdidas asociadas con la instrumentación TDS-CIS-GC-ECD de traza se caracterizaron vapores explosivos y contabilizados de ejemplo las curvas de calibración utilizando un método de deposición directa de líquido en tubos de muestra de desorción térmica absorbentes lleno. Sin embargo, la literatura se centró en la caracterización de la instrumentación y el desarrollo del método, pero los vapores explosivos realidad nunca muestra, analizados o cuantificados, sólo las normas de solución. Aquí, la atención se centra en el protocolo para el muestreo y la cuantificación de los vapores explosivos. El protocolo y la metodología se puede ampliar a otros analitos y trazas de vapores explosivos, como el tetranitrato de pentaeritritol (PETN).
Protocol
Representative Results
Discussion
La reproducibilidad es un atributo crítico para la cuantificación de trazas de vapores explosivos utilizando el método de deposición líquida directa con la instrumentación TDS-CIS-GC-ECD, y la desviación estándar relativa (RSD) se utiliza a menudo como un indicador de la reproducibilidad. Hemos experimentado RSDs inter e intra-muestra la reproducibilidad de aproximadamente el 5% de TNT y 10% para RDX. Cualquier RSD por encima de 15% se utiliza como indicador para comprobar las fuentes comunes de variación que r…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
El apoyo financiero fue proporcionado por el Departamento de Seguridad Nacional de Ciencias de Seguridad y Dirección de Tecnología.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 2,4,6-Trinitrotoluene (TNT) | Accu-Standard | M-8330-11-A-10X | 10,000 ng μL-1 |
| Cyclotrimethylenetrinitramine (RDX) | Accu-Standard | M-8330-05-A-10X | 10,000 ng μL-1 |
| 3,4-Dinitrotoluene (3,4-DNT) | Accu-Standard | S-22988-01 | 1000 ng μL-1 |
| Tenax® TA Vapor Sample Tubes | Gerstel | 009947-000-00 | Tenax® 60/80 |
| CIS4 Liner | Gerstel | 014652-005-00 | |
| Transfer Line Ferrule | Gerstel | 001805-008-00 | |
| Inlet Liner Ferrule | Gerstel | 001805-040-00 | |
| CIS4 Ferrule | Gerstel | 007541-010-00 | |
| ECD Detector Ferrule | Aglient | 5181-3323 | |
| DB5-MS Column | Res-Tek | 12620 |
Referências
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