टैटू स्याही सामग्री और नकली उत्पादों की पहचान के लिए मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक पहचान के साथ एक दो कदम Pyrolysis-गैस क्रोमेटोग्राफी विधि
Summary
दो कदम पाइरोलिसिस ऑनलाइन युग्मित के लिए इस पद्धति के साथ गैस क्रोमेटोग्राफी मास स्पेक्ट्रोमेट्रिक पता लगाने और डेटा मूल्यांकन प्रोटोकॉल के लिए टैटू स्याही के बहु-घटक विश्लेषण और नकली उत्पादों के भेदभाव के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
Abstract
टैटू स्याही अवयवों का जटिल मिश्रण कर रहे हैं । उनमें से प्रत्येक के पास विभिन्न रासायनिक गुण होते हैं जिन्हें रासायनिक विश्लेषण पर ध्यान देना होता है । इस विधि में द्वि-चरणीय पाइरोलिसिस के लिए ऑनलाइन मिलकर गैस क्रोमेटोग्राफी मास स्पेक्ट्रोमेट्री (पीवाई-जीसी-एमएस) वाष्पशील यौगिकों का विश्लेषण प्रथम विशोषण रन के दौरान किया जाता है । दूसरे भाग में, एक ही सूखे नमूने को पिगमेंट और पॉलिमर जैसे गैर-वाष्पशील यौगिकों के विश्लेषण के लिए pyrolyzed है । ये उनके विशिष्ट अपघटन पैटर्न द्वारा पहचाना जा सकता है । इसके अतिरिक्त, इस विधि के लिए नकली स्याही से मूल अंतर किया जा सकता है । डेटा मूल्यांकन के लिए आसान स्क्रीनिंग तरीकों औसत मास स्पेक्ट्रा और स्वयं निर्मित pyrolysis पुस्तकालयों का उपयोग करने के लिए पदार्थ की पहचान में तेजी लाने के लिए लागू कर रहे हैं । पायरोलिसिस जीएस-एमएस डेटा के लिए विशेष मूल्यांकन सॉफ्टवेयर का उपयोग करना, पूर्ण वर्णलेख की एक तेजी से और विश्वसनीय तुलना प्राप्त किया जा सकता है । चूंकि जीसी-एमएस पृथक्करण तकनीक के रूप में प्रयोग किया जाता है, विधि विशोषण पर अस्थिर पदार्थों और नमूने के pyrolysis के बाद तक सीमित है । विधि बाजार नियंत्रण सर्वेक्षण में त्वरित पदार्थ स्क्रीनिंग के लिए लागू किया जा सकता है क्योंकि यह कोई नमूना तैयारी कदम की आवश्यकता है ।
Introduction
टैटू स्याही pigments, सॉल्वैंट्स, binders, surfactants, और अधिक मोटा होना एजेंटों, और, कई बार, परिरक्षकों1से मिलकर जटिल मिश्रण कर रहे हैं । पिछले दशकों में गोदना की वृद्धि की लोकप्रियता यूरोप भर में टैटू स्याही सुरक्षा को संबोधित कानून की स्थापना करने के लिए नेतृत्व किया गया है । ज्यादातर मामलों में, रंग देने pigments और उनके दोष प्रतिबंधित कर रहे है और इसलिए राज्य प्रयोगशाला बाजार सर्वेक्षण द्वारा निगरानी के लिए कानून के साथ उनके अनुपालन को नियंत्रित किया जाना चाहिए ।
ऑनलाइन pyrolysis के दृष्टिकोण का प्रयोग-गैस क्रोमेटोग्राफी मास स्पेक्ट्रोमेट्री (py-जीसी-एमएस) यहां वर्णित है, एक साथ कई अवयवों की पहचान की जा सकती है । अस्थिर के बाद से, अर्द्ध वाष्पशील और गैर वाष्पशील यौगिकों अलग किया जा सकता है और एक ही प्रक्रिया के भीतर विश्लेषण, लक्ष्य यौगिकों की विविधता टैटू स्याही विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया अन्य तरीकों की तुलना में उच्च है. तरल क्रोमेटोग्राफी विधियों ज्यादातर कार्बनिक सॉल्वैंट्स में घुलनशील pigments के साथ किया जाता है2। रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ-साथ फूरियर-ट्रांस्फ़ॉर्म इन्फ्रारेड (FT-IR) स्पेक्ट्रोस्कोपी को पिगमेंट और पॉलिमर की पहचान के लिए उपयुक्त उपकरण के रूप में वर्णित किया गया है लेकिन बहु-घटक मिश्रण के साथ सीमित है क्योंकि मानक में कोई पृथक्करण तकनीक का प्रयोग किया जाता है प्रयोगशाला अनुप्रयोगों3,4। लेजर डिक्रिप्शन/आयनीकरण समय-उड़ान मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एलडीआई-टीओएम-एमएस) भी वर्णक और बहुलक पहचान5,6के लिए इस्तेमाल किया गया है । कुल मिलाकर, ज्यादातर तरीकों अस्थिर यौगिकों के विश्लेषण की कमी है । उपयुक्त वाणिज्यिक वर्णक्रमीय पुस्तकालयों की कमी इन तरीकों के सभी का एक आम नुकसान है । अकार्बनिक pigments की पहचान अक्सर या तो प्रेरणिकत: युग्मित प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री (आईसीपी-एमएस)7,8 या ऊर्जा परिक्षेपी एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (edx)4,9के साथ किया गया है । इसके अलावा, FT-IR और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग अन्य अनुसंधान क्षेत्रों10,11,12,13में टाइटेनियम डाइऑक्साइड या आयरन ऑक्साइड जैसे अकार्बनिक वर्णकों के विश्लेषण के लिए किया गया है ।
इस अध्ययन का लक्ष्य मौजूदा और आम उपकरणों के उन्नयन के लिए उदार वित्तीय लागत के साथ मानक विश्लेषणात्मक प्रयोगशालाओं में लागू एक विधि स्थापित करना था । पीवाई-जीसी-एमएस के रूप में यहां वर्णित मिश्रण से कार्बनिक अवयवों की पहचान के लिए एक गैर मात्रात्मक दृष्टिकोण है । एक पीवाई-जीसी-एमएस स्क्रीनिंग में संदिग्ध पदार्थों की पहचान करने पर, लक्ष्य पदार्थों को अधिक विशिष्ट दृष्टिकोणों के साथ मापा जा सकता है । यह विशेष रूप से दिलचस्प है pigments और पॉलिमर जैसे गैर वाष्पशील और गैर घुलनशील पदार्थों के विश्लेषण के लिए ।
वर्णित विधि स्याही और वार्निश के लिए आवेदन के अंय क्षेत्रों में अनुकूलित किया जा सकता है । डेटा मूल्यांकन पद्धतियां सभी पाइरोलिसिस जांचों पर लागू होती हैं । इसके अलावा, नकली उत्पादों, ज्यादातर एशियाई बाजारों से, उपभोक्ता के लिए जोखिम का एक संभावित स्रोत और निर्माताओं के लिए एक वित्तीय बोझ (Regensburg, जर्मनी, २०१७ में 3rd ectp में निजी संचार) प्रदर्शित करते हैं । विधि यहां वर्णित करने के लिए एक मूल बोतल, कार वार्निश पहचान14के लिए प्रकाशित फोरेंसिक दृष्टिकोण के समान करने के लिए ख्यात नकली स्याही की विशेषताओं की तुलना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।
Protocol
Representative Results
Discussion
पीवाई-जीसी-एमएस टैटू स्याही में पदार्थों की एक व्यापक रेंज है कि यह भी अंय उत्पादों के विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है के लिए एक उपयोगी स्क्रीनिंग विधि है । अंय तरीकों की तुलना में, py-GC-MS केवल ंयू?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस कार्य को जर्मन फेडरल इंस्टीट्यूट फॉर रिस्क असेसमेंट (बीएफआर) में इंट्रायूरल रिसर्च प्रोजेक्ट (एसएफपी #1323-१०३) द्वारा समर्थित किया गया था ।
Materials
| 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 |
Referências
- Dirks, M., Serup, J., Kluger, N., Bäumler, W. . Tattooed skin and health. Vol. 48. Current Problems in Dermatology. , 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).
