Dünya çapında terör saldırılarının sürekli artmasıyla birlikte, patlayıcı izlerini tespit edip analiz edebilen hassas ve doğru araçlar geliştirmeye yönelik artan bir ihtiyaç vardır. Birçok adli vakaya uygulanan kütle spektrometrisindeki son gelişmeler, patlayıcıların analizi için güvenli bir araç olarak kullanışlılığını desteklemiştir. Bu yazıda kütle spektrometresi tekniği ile patlayıcıların nasıl üretileceği hakkında bilgiler yer almaktadır.
İçindekiler
Kütle spektrometresi nedir?
Kütle spektrometresi, bir numunedeki bir veya daha fazla molekülün kütle-yük oranını (m/z) ölçmek için kullanışlı bir analitik araçtır. Bu ölçümler, numune bileşenlerinin tam moleküler ağırlığını hesaplamak için de sıklıkla kullanılabilir. Tipik olarak, moleküler ağırlığı belirleyerek, bilinen bileşikleri ölçerek ve moleküllerin bileşimini ve kimyasal özelliklerini belirleyerek bilinmeyen bileşikleri tanımlamak için bir kütle spektrometresi kullanılabilir. Her kütle spektrometresi en az üç bileşenden oluşur:
• İyonizasyon kaynağı
• Küme çözümleyici
• İyon algılama sistemi
Kütle spektrometresi ile patlayıcıların analizi ve tespiti gruplar
Patlayıcı tespiti için kullanılan çeşitli kütle spektrometre konfigürasyonları, iyon tuzakları, dörtlü kütle ve uçuş süresi analizörleri ve tandem kütle spektrometresi (MS/MS) sistemleri gibi düzenekleri içerir. MS, malzemeyi oluşturan atom ve moleküllerin kütlelerine göre malzemelerin ayrılması ve analizi ile ilgilenir. Kuaterner ve iyon tuzakları, manyetik sektör enstrümanlarına kıyasla nispeten küçüktür ve 15 kg’dan daha hafif mobil dedektörler yapmak için minyatürleştirilebilir. MS/MS sistemleri, parça iyonlarının parçalanmasına ve kütle analizine neden olan üç fazlı dört kutuplu ve iyon tuzağıdır.
Patlayıcı iz analizi, patlama sonrası kalıntıyı analiz etmek ve şüphelilerin elleri, giysileri ve diğer ilgili nesneler üzerindeki patlayıcı izlerini belirlemek için kullanılır ve bu da onu adli tıpta önemli bir uygulama haline getirir. Patlayıcıların ve bunların toprakta ve suda ayrışma ürünlerinin analizinde de kullanılması, onu yararlı bir çevresel uygulama haline getirir. Hem adli hem de çevresel uygulamalar için patlayıcı analiz metodolojileri çok benzerdir. Patlayıcının türüne bağlı olarak hem elektrostatik sprey iyonizasyon (ESI) hem de atmosferik basınçlı kimyasal iyonizasyon (APCI) kullanılır. Kütle spektrometresinin karmaşıklığına rağmen, bir patlayıcı dedektörü olarak performansı, mevcut çoğu buhar ve iz dedektöründen daha güvenilirdir.
Adli tıpta kütle spektrometrisi
Herhangi bir kütle spektrometresi (MS) analizinin temel ilkesi, yüklü bir parçacığın yörüngesinin zamanını ve uzayını tanımlamaktır; bu, parçacığın elektromanyetik ortamdan geçerken kütle-yük oranına (m/z) bağlıdır. alan. Farklı MS türlerinin adli tıp alanında onlarca yıldır hayati araçlar olduğu kanıtlanmıştır. Adli tıpta MS’in en eski uygulamalarından bazıları, bu analitik aracın doğal ürün ve ilaçların temel bileşiklerini karakterize etmek için kullanıldığı 1950’ler ve 1960’larda meydana geldi. MS, özellikle gaz kromatografisi (GC-MS) ile birleştirildiğinde, bu tekniğin daha fazla kullanımı 1970’lerde ortaya çıktı ve adli bilim adamlarının uyuşturucu kullanımının varlığını doğrulamasına ve adli toksikoloji çalışmalarına yardımcı olmasına izin verdi.
MS ortamının kullanımı
Bir karışımda bulunan kimyasal bileşikleri tanımlamadaki yararlılığına rağmen, MS, araştırmacılar ve numuneleri için önemli bir sınırlama ile ilişkilendirildi. Bu amaçla, MS kullanıcılarının kütle analizi yapmak için iyonik formda olması gereken ilgili numunelerini bir spektrofotometrenin vakum ortamına yerleştirmeleri gerekmektedir. İnce bir damlacık buğusu oluşturmak için kimyasal bir karışımın aspire edilmesini içeren elektrosprey iyonlaştırma (ESI), araştırmacıların kimyasal solüsyonlarını çözücüye uygun moleküler iyonlara dönüştürme becerisini geliştirmiştir.
Kimyasal karışımların vakum koşullarına uygun olmasını sağlamak için ESI eklenmesinin yanı sıra havada iyonlar da üretilebilir. Kimyasal türlerin ortam koşulları altında iyonize edildiği ve örneklendiği ortam MS deneylerinin, kimyasal özelliklerinden ve algılama limitlerinden ödün vermeden doğal ortamlarında işlenmemiş yüzeylerin hızlı analizine izin verdiği gösterilmiştir. Adli tıpta çevre MS’nin yeni uygulamalarından bazıları, idrarda ilaç metabolitlerinin, sağlıklı dokulardaki lipidlerin, farmasötik tabletlerdeki aktif bileşenlerin ve bagajda patlayıcıların izlenebilirliğinin saptanmasını içerir.
Geleneksel patlayıcı algılama yöntemlerinin sınırlamaları
Geleneksel olarak, ulusal savunma, gümrük ve sınır kontrolünün yanı sıra ulaşım güvenliğini yöneten ulusal güvenlik yetkilileri, patlayıcıların izini hızlı bir şekilde karakterize etmek için iyon hareket spektrometrisi (IMS) ve kolorimetrik teknikler kullanmışlardır. Bu cihazlar nakledilebilse de, genellikle acil durumlarda kullanımlarını sınırlayan düşük kalite ile ilişkilendirildiler. İz patlayıcıların tespit edilmesiyle ilgili ek zorluklar, bu bileşiklerin partikül madde, kalıntı, sıvı, emülsiyon, buhar veya aerosol türleri gibi çeşitli kimyasal formlarda bulunabilmesidir. Bu nedenle, iz patlayıcıları tanımlamak için kullanılan analitik tekniğin yalnızca son derece hassas ve spesifik olması değil, aynı zamanda çeşitli numune ortamlarını analiz etme yeteneği açısından da esnek olması kritik öneme sahiptir.
Periferik MS ile patlayıcı tespiti
IMS ve kolorimetrik tekniklerle karşılaştırıldığında, MS teknikleri, özellikle GC-MS, sıvı kromatografi MS (LC-MS) ve tandem MS, çeşitli numune türleri için üstün hassasiyet ve özgüllük yetenekleri göstermiştir. Tandem GC-MS, LC-MS ve MS’in kapsamlı numune hazırlama gereklilikleri ve daha uzun çalışma süreleri açısından bazı sınırlamaları olduğundan, ortam spektrum spektrometrisi patlayıcı iz analizi için ideal bir araç olarak ortaya çıkmıştır.
Çok az numune hazırlığı gerektirir veya hiç gerektirmez ve hızlı analitik yetenekleri sayesinde MS Ocean, 10 yılı aşkın bir süredir patlayıcı tespitinin ayrılmaz bir parçası olmuştur. Çeşitli minyatür ve sahada taşınabilir MS cihazlarıyla doğrudan iletişim kurma yeteneği gibi doğal avantajlarına ek olarak, çevre MS’nin, patlayıcı izi tespiti sırasında sahada yüksek hassasiyet ve spesifik veriler sağlamada yararlı olduğu kanıtlanmıştır.
Mevcut uygulamalar
Nitroaromatik, nitramin ve nitrat ester patlayıcılar dahil olmak üzere nitrat bazlı organik patlayıcılar, genel patlayıcı algılama çalışmalarında en çok çalışılanlar ve ortam MS’yi içerenlerdir. Çevredeki en belirgin MS platformu, kağıt, plastik, paslanmaz çelik, cam, nitril eldivenler, deri ve çeşitli kumaş yüzeylerde patlayıcı tespiti için başarıyla kullanılan elektrostatik sprey iyonizasyonunu (DESI) içerir.
Bu teknoloji ile güvenlik görevlileri, başta kumaşlar olmak üzere malzemeleri doğrudan analiz edebilmekte ve böylece bu malzemeleri temizleme veya ezme ihtiyacını ortadan kaldırmaktadır. Bu, nihai olarak, sürüntü transferleri sırasında veya numune toplama ile analiz arasındaki daha uzun bekleme sürelerinin bir sonucu olarak hedeflenen analitlerin olası bozunmasını ortadan kaldırır. Kriminal soruşturmaların yanı sıra, MSE Unified Environment DESI, kimyasal dökülmeler gibi işçi acil durumlarının hızlı ve kapsamlı güvenlik değerlendirmesi için kişisel koruyucu ekipmanın (KKD) kalite kontrolüne ve test edilmesine yardımcı olma yeteneğine sahiptir.
Sonuç olarak, ortam kütle spektrometresi, biyolojik görüntülemeden hızlı kalite kontrolüne kadar çeşitli alanlarda çok sayıda platform ve bilimsel ilerlemenin yaratılmasıyla son on yılda hızla gelişti. Bu teknolojiler, numune hazırlama olmaksızın açık bir ortamda hedef analitlerin gerçek zamanlı tespitini sağladı ve atmosferik basınç arayüzü olan herhangi bir kütle analiz cihazına bağlanabildi. Savunma, gümrük ve sınır kontrolü, ulaşım güvenliği ve adli tıp topluluklara açık ilgi alanları arasındadır. Bu inceleme, patlayıcı eser tespiti için ortam kütle spektrometrisindeki gelişmeleri göstermeyi ve tartışmayı amaçlamaktadır.
kaynak:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123745330000088
https://www.researchgate.net/publication/254215602_Mass_Spectrometric_for_Trace_Analysis_of_Explosives_in_Water
https://www.technologynetworks.com/analysis/articles/mass-spectrometrics-important-role-in-identifying-explosives-in-the-environment-313831
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]