Обнаружение следовых количеств пероксидов и нитрата аммония в отпечатках пальца методом спектрометрии ионной подвижности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние потожировых отложений (ПЖО) отпечатка пальца на эффективность обнаружения следовых количеств взрывчатых веществ – триацетона трипероксида (ТАТП), гексаметилентрипероксиддиамина (ГМТД) и нитрата аммония (НА) методом спектрометрии ионной подвижности в воздушной среде при атмосферном давлении. Одними из основных компонентов ПЖО, оказывающими такое влияние, в положительной моде является мочевина, в отрицательной – молочная кислота (МК). Показано, что наличие в пробе мочевины или ПЖО существенно не влияет на регистрацию ТАТП в положительной моде, но уменьшает эффективность образования ионов ГМТД и вызывает появление аддукт-катионов ГМТД и мочевины. Наличие в пробе МК или ПЖО незначительно уменьшает эффективность образования ионов НА в отрицательной моде, сильно изменяет качественный состав ионов ГМТД, вызывая появление аддукт-анионов ГМТД и МК. В отсутствие каких-либо примесей в пробе наилучший приведенный предел обнаружения (сигнал/шум = 3ó), оцениваемый величиной 30–50 пг, зарегистрирован для ГМТД. Определено время жизни следов ГМТД, ТАТП и НА на алюминиевой фольге при лабораторных условиях, равное 1, 3 и 12 ч для проб массами mГМТД 1 × 10–9, 2 × 10–9 и 1 × 10–8 г и с поверхностными плотностями ds 0.008, 0.016 и 0.08 мкг/см2 соответственно; 102 и 103 с для mТАТП 1 × 10–5 и 1 × 10–4 г и ds 80 и 800 мкг/см2 соответственно; 12 и 25 ч для mНА 3 × 10–8 и 5 × 10–8 г и ds 0.24 и 0.4 мкг/см2 соответственно.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. И. Буряков

Научно-исследовательский технологический институт им. А.П. Александрова

Автор, ответственный за переписку.
Email: buryakovti@gmail.com
Россия, 188540, Ленинградская обл., Сосновый Бор, Копорское ш., 72

И. А. Буряков

Научно-исследовательский технологический институт им. А.П. Александрова

Email: buryakovia@gmail.com
Россия, 188540, Ленинградская обл., Сосновый Бор, Копорское ш., 72

Список литературы

  1. Conklin C. Reducing the Threat of Improvised Explosive Device Attacks by Restricting Access to Explosive Precursor Chemicals. CISA, 2019. 11 p.
  2. Grantham A. AMAT Insights. Reducing Risks Associated with Ammonium Nitrate. Geneva: GICHD, 2020. 26 p.
  3. Bom di Mall Alam Sutera Gunakan TATP, Pertama di Indonesia. https://www.liputan6.com/news/read/2352321/bom-di-mall-alam-sutera-gunakan-tatp-pertama-di-indonesia (дата обращения 01.09.2022).
  4. Взорвать “мать Сатаны”: ФСБ задержала боевиков, готовивших теракты в Москве. https://ria.ru/20170814/1500327022.html (дата обращения 01.09.2022).
  5. Key Trends in Terrorism. https://www.newamerica.org/international-security/reports/jihadist-terrorism-17-years-after-911/key-trends-in-terrorism/ (дата обращения 01.09.2022).
  6. “Mother of Satan” explosives used in Surabaya church bombings: Police. https://www.thejakartapost.com/news/2018/05/14/mother-of-satan-explosives-used-in-surabaya-church-bombings-police.html (дата обращения 01.09.2022).
  7. Gunasingham A. Sri Lanka attacks: An analysis of the aftermath // Counter Terrorist Trends and Analyses. 2019. V. 11. № 6. P. 8.
  8. Indonesian police seize 5 bombs, explosives during terrorist raids. http://www.xinhuanet.com/english/2021-03/29/c_139844716.htm (дата обращения 01.09.2022).
  9. Sniffing Out Terrorism. https://archives.fbi.gov/archives/news/stories/2005/december/k9_explosives122305 (дата обращения 01.09.2022).
  10. National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. Reducing the Threat of Improvised Explosive Device Attacks by Restricting Access to Explosive Precursor Chemicals. Washington, DC: The National Academies Press, 2018. P. 154.
  11. Teen charged with terrorism offences. https://www.reuters.com/article/uk-britain-security-idUKL2932538820080429 (дата обращения 01.09.2022).
  12. A look at the explosives used in the New York bombing. https://cen.acs.org/articles/94/i38/look-explosives-used-New-York.html (дата обращения 01.09.2022).
  13. Oslo government district bombing and Utøya island shooting July 22, 2011: The immediate prehospital emergency medical service response. https://sjtrem.biomedcentral.com/articles/10.1186/1757-7241-20-3 (дата обращения 01.09.2022).
  14. Banlaoi R.C. The Lamitan bombing and terrorist threat in the Philippines // Counter Terrorist Trends and Analyses. 2018. V. 10. № 9. P. 1.
  15. Eiceman G.A., Karpas Z., Hill H.H.Jr. Ion Mobility Spectrometry. 3rd Ed. Boca Raton: CRC Press, 2013. 444 p.
  16. DeBono R., Lareau R.T. Trace detection of explosives by ion mobility spectrometry / Counterterrorist Detection Techniques of Explosives / Eds. Cagan A., Oxley J. C. 2nd Ed. Elsevier, 2022. P. 163.
  17. Буряков Т.И., Буряков И.А. Обнаружение следовых количеств взрывчатых веществ в присутствии молочной кислоты методом спектрометрии ионной подвижности // Журн. аналит. химии. 2022. Т. 77. № 1. С. 28. (Buryakov T.I., Buryakov I.A. Detection of trace amounts of explosives in the presence of lactic acid by ion mobility spectrometry // J. Anal. Chem. 2022. V. 77. № 1. P. 43.)
  18. Ewing R.G., Waltman M.J., Atkinson D.A. Characterization of triacetone triperoxide by ion mobility spectrometry and mass spectrometry following atmospheric pressure chemical ionization // Anal. Chem. 2011. V. 83. P. 4838.
  19. Skalny J.D., Orszagh J., Mason N., Rees J.A., Aranda-Gonzalvo Y., Whitmore T.D. Mass spectrometric study of negative ions extracted from point to plane negative corona discharge in ambient air at atmospheric pressure // Int. J. Mass Spectrom. 2008. V. 272. P. 12.
  20. Ewing R.G., Waltman M.J. Mechanisms for negative reactant ion formation in an atmospheric pressure corona discharge // Int. J. Ion Mobil. Spectrom. 2009. V. 12. P. 65.
  21. Kozole J., Levine L.A., Tomlinson-Phillips J., Stairs J.R. Gas phase ion chemistry of an ion mobility spectrometry based explosive trace detector elucidated by tandem mass spectrometry // Talanta. 2015. V. 140. P. 10.
  22. Marr A.J., Groves D.M. Ion mobility spectrometry of peroxide explosives TATP and HMTD // Int. J. Ion Mobility Spectrom. 2003. V. 6. P. 59.
  23. Cheng S., Wang W., Zhou Q., Chen C., Peng L., Hua L. et al. Fast switching of CO3–(H2O)n and O2–(H2O)n reactant ions in dopant-assisted negative photoionization ion mobility spectrometry for explosives detection // Anal. Chem. 2014. V. 86. P. 2687.
  24. Jiang D., Peng L., Wen M., Zhou Q., Chen C., Wang X. et al. Dopant-assisted positive photoionization ion mobility spectrometry coupled with time-resolved thermal desorption for on-site detection of TATP and HMTD in complex matrices // Anal. Chem. 2016. V. 88. № 8. P. 4391.
  25. DART (Direct Analysis in Real Time) Applications Notebook. Atmospheric Pressure Ionization High-Resolution Time-of-Flight Mass Spectrometer. JEOL Ltd, 2016. P. 40.
  26. Kalhor H., Alizadeh N. Determining urea levels in dialysis human serum by means of headspace solid phase microextraction coupled with ion mobility spectrometry and on the basis of nanostructured polypyrrole film // Anal. Bioanal. Chem. 2013. V. 405. P. 5333.
  27. Головин А.В., Васильев В.К., Иванов И.А., Беляков В.В., Громов Е.А., Малкин Е.К., Матуско М.А., Першенков В.С. Двухполярный спектрометр ионной подвижности // Датчики и системы. 2018. № 2. С. 4. (Golovin A.V., Vasilyev V.K., Ivanov I.A., Belyakov V.V., Gromov E.A., Malkin E.K., Matusko M.A., Pershenkov V.S. Bipolar ion mobility spectrometer // Sensors and Systems. 2018. № 2. P. 4.)
  28. Головин А.В. Спектрометр ионной подвижности с источником ионизации на основе импульсного коронного разряда. Дис. … канд. тех. наук. Москва: Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, 2010. 197 с.
  29. Громов Е.А. Система регистрации и управления спектрометрическим каналом двухполярного спектрометра ионной подвижности. Москва: Дис. … канд. тех. наук. Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, 2018. 160 с.
  30. Ehlert S., Walte A., Zimmermann R. Ambient pressure laser-desorption and laser induced acoustic desorption ion-mobility-spectrometry detection of explosives // Anal. Chem. 2013. V. 85. № 22. P. 11047.
  31. Cook G.W. Improving ion mobility spectrometry detection methods for trace forensics and military field applications. Dis. … PhD. Bethesda: The Uniformed Services University of the Health Sciences, 2006. 117 p.
  32. Oxley J.C., Smith J.L., Kirschenbaum L.J., Marimganti S., Vadlamannati S. Detection of explosives in hair using ion mobility spectrometry // J. Forensic Sci. 2008. V. 53. № 3. P. 690.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фрагменты (а) положительного и (б) отрицательного спектров при анализе отпечатка пальца, содержащего 1 мкг ГМТД. Обозначения пиков: 1 – катионы мочевины, 2 – катионы ГМТД, 3 – аддукт-катионы ГМТД и мочевины, 4 – МК, 5 – аддукт-анионы ГМТД и МК, 6 – анионы ГМТД.

Скачать (66KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости амплитуды пиков ионов от времени пребывания салфетки в камере термодесорбции Ai(th): в положительной моде K0 ГМТД = = 1.50 см2/(В · с) при массе пробы mГМТД = 1 мкг (1) или 10 нг (2) и K0 ТАТП =2.05 см2/(В · с) при mТАТП = 10 мкг (3); в положительной моде K0 ТАТП mТАТП =10 мкг + обильные потожировые отложения (4); в отрицательной моде K0 НА = 2.01 см2/(В · с) mНА = 50 нг + обильные потожировые отложения (5) и K0 ГМТД = 1.48 см2/(В · с) mГМТД = 0.5 мкг + обильные потожировые отложения (6).

Скачать (73KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости ei (mмочевина) в положительной моде для ионов с K0, см2/(В · с): черный круг – K0 ГМТД = 1.50, черный ромб – K0 ТАТП = 2.05, белый ромб – K0 ТАТП = 1.33. Зависимости ei (mМК) в отрицательной моде для ионов: белый круг – K0 ГМТД = 1.48, серый круг – K0 ГМТД = 1.91, белый квадрат – K0 НА = = 2.01. 1 – среднестатистические потожировые отложения + взрывчатое вещество, 2 – обильные потожировые отложения + взрывчатое вещество.

Скачать (79KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024