一种有机爆炸物质的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种有机爆炸物质的检测方法，采用基于电弧等离子体的表面爆炸物质检测装置，该检测方法包括：将接触过爆炸物的样品置于面电极上方，进行解吸；接通电弧发生器的电源，点面电极最短距离之间产生电弧等离子体；待测样品发生解吸并发生中性小分子丢失或与亚硝基、硝基发生加合，形成样品离子，依次进入质量分析器和离子检测器实现有机离子的检测分析。本发明专利技术中，待测样品分散于基底表面，电弧等离子体形成的数秒内解吸电离样品表面爆炸物，即可得到爆炸物质的特征峰，能够很好地满足常见爆炸物质在不同表面存在的痕量分析要求。其原理简单、易于实现，随着质谱仪逐渐小型化，可灵活地用于各种公共场所的爆炸物检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种有机爆炸物质的检测方法


[0001]本专利技术涉及化学物品检测
，具体涉及一种采用基于电弧等离子体的表面爆炸物质检测装置有机爆炸物质的检测方法。

技术介绍

[0002]爆炸物分析是目前许多司法鉴定实验室的一门重要学科。虽然在大多数国家，与非法药物等其他学科相比，这一领域的案件量相对较低，但涉及爆炸物或爆炸的案件往往影响颇大。犯罪分子通过非法渠道获得军事和商业炸药，或自制炸药。军用和商用炸药常为含硝基的有机化合物，属于硝胺、硝酯或硝基芳烃。采矿和民用建筑一般采用防爆级硝酸铵(AN)；有机军用和商用炸药则会基于安全搬运和储存需要而具有高稳定性和高爆速特点爆炸物，如手榴弹、塑料炸药、自制炸药等。因此，改进对爆炸物的检测和分析，对维护易燃易爆危险化学品化工园区、机场、地铁等场所的公共安全，保障人民和国家财产安全具有重要的理论与现实意义。
[0003]选择分析技术来研究爆炸性材料取决于它的性质(散装材料或残留物) 和其类型(有机或无机)。分析散装炸药可以使用各种技术，主要包括离子迁移谱、X射线衍射、X射线荧光、太赫兹、气相或液相色谱仪、拉曼光谱仪、红外光谱仪等。其中，离子迁移谱是目前痕量爆炸物现场检测的主流手段。但是离子迁移谱对混合物的分辨能力较弱，灵敏度也有欠缺。质谱分析法以其强大的定性功能受到广泛的应用。目前的研究大多依赖于质谱检测，其具有高灵敏度、高选择性，且能提供结构信息。因此，液质联用(LC
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MS) 是鉴别有机炸药的首选方法，而离子色谱(IC)、毛细管电泳(CE)可用来分析无机爆炸物质。
[0004]21世纪初期，Cooks教授(普度大学)首先报到了一种新型的解吸电喷雾电离(DESI)源，可以在空气中即可实现大气压环境下化合物的直接电离，无需或仅需极少的样品前处理步骤。由于其广泛的应用前景，这类敞开式电离源技术发展迅速，且该技术具有更换离子源便捷、低成本等优点，针对不同分析目标物可实现不同功能离子源的快速切换或更换。这类敞开式离子源与微型质谱联用，可直接用于表面物质的快速分析。基于此，最近的研究发展了基于质谱的离子化技术，如DART实时直接分析质谱(DART
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MS)、低温等离子体质谱(LTP
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MS)、解吸大气压化学电离质谱(DAPCI
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MS)、电喷雾解析电离质谱(DESI
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MS)、微波诱导等离子体解吸电离质谱(MIPDI
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MS)、大气压力流动余辉质谱(FAPA
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MS)和次级离子质谱(SIMS)均可实现爆炸物质的定性检测。
[0005]在涉及到机场、地铁等公共重要场所的安检时，爆炸物的快速、精准、灵敏检测具有重要意义。质谱作为可定性的一种分析手段，搭配以高灵敏的离子化方式，可实现这些重要场所中对爆炸物质的精准识别。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种采用基于电弧等离子体的表面爆炸物质检测装置有机爆炸物质的检测方法；通过点面电极之间产生电弧等离子体，待测样品保留在基底表面，在
形成电弧时，即可得到实现其解吸电离，能够很好地满足不同基底表面爆炸性成分的分析要求。且本方法操作简便、成本低廉、需调节参数少、离子化效率高。
[0007]本专利技术基于电弧的点面两极放电产生电弧等离子体测定痕量爆炸物的方法，通过电弧电压和两极距离的快速调整，可实现多种基底表面样品的解吸电离，获取新型过氧化爆炸物和传统爆炸物的足够信息，实现其痕量检测。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]一种基于电弧等离子体的表面爆炸物质检测装置，包括：
[0010]支架；
[0011]设置在所述支架上的电弧发生器；
[0012]与所述电弧发生器连接并用于形成电弧的两电极；
[0013]接收电弧解吸电离样品的质谱入口；
[0014]与所述质谱入口连接的质量分析器；
[0015]与所述离子检测器连接的离子检测器。
[0016]本专利技术检测表面爆炸物的原理为：打开电弧发生器，附着在表面的爆炸物与直接接触，爆炸物升华或蒸发，进去气相；等离子体提供丰富的电荷和能量，能量可以将碎裂爆炸物，如发生NO中性丢失，也可以与等离子体电离空气产生的硝酸根形成加合离子；上述离子通过质谱入口进入质量分析器，从而实现表面爆炸物的痕量检测。
[0017]本专利技术通过点面电极之间产生电弧等离子体，待测样品保留在基底表面，在形成电弧时，即可得到实现其解吸电离，进入质量分析器，能够很好地满足不同基底表面爆炸性成分的分析要求。
[0018]本专利技术的电弧放电，既可在空气中放电，也可在惰性气体中放电。
[0019]优选的，所述的两电极为电极面和电极点。所述的面和点是相对的，面也可以是点，点也可以是面，可以同时是点，也可以同时是面。
[0020]所述的支架包括装置支架、电极面支架和电极点支架。所述的电弧发生器安装在所述装置支架上，所述的电极面支架安装在所述装置支架上，所述的电极面安装在所述电极面支架上，所述的电极点支架安装在所述装置支架上，所述的电极点安装在所述电极点支架上。
[0021]所述的电弧发生器通过电极面连接线与所述电极面连接，所述的电弧发生器通过电极点连接线与所述电极点连接。
[0022]所述电弧等离子体由点和面电极之间产生，点面最近距离处发生电弧放电。所述的电极点与质谱入口的距离为1.0～10mm；所述的电极点和电极面连通的低温电弧等离子体的面与质谱入口之间的距离为1.0～10mm；所述的电极点和电极面连通的低温电弧等离子体的点与面之间的距离为0～10mm。
[0023]所述电极面和电极点的材料均为导电体，包括铜、铁、锌、铝等常规金属导体，也包括碳纳米管、石墨烯等无机材料。
[0024]所述爆炸物质不局限于常规的爆炸物质，也可应用于其类似物，物质可直接被电离，质谱内部腔体处于真空状态，样品离子将被自动吸入质谱中直接进样。
[0025]所述的电极点包括注射器针头、纳喷雾针、电晕针等导电尖端及鳄鱼夹、铜线等非尖端；所述的面电极包括铜、铁、锌、铝等导电性的片状金属。
[0026]所述的电极面设置有置放待测样品的基底。待测样品保留在基底表面，所述基底具有可铺展性，包括导电片、纸张、织布和玻璃等。
[0027]所述的质量分析器为单聚焦质量分析器、双聚焦质量分析器、四极杆质量分析器、离子阱质量分析器、傅立叶变换离子回旋共振或飞行时间质量分析器。
[0028]一种基于点面电极之间形成电弧等离子体的有机爆炸物质检测装置，包括点面电极连通的低温电弧等离子体、质量分析器和离子检测器，所述电弧等离子体在形成数秒内可完成包面爆炸物的解吸电离。
[0029]点面之间形成的电弧等离子体，仅需铜片或其它导电薄片作为一级，另外一级可选择较细金属探针。分析前仅需对所需分析的纸质或织布等基底置于导电面，可有效实现表面爆炸物的离子化分析。值得注意的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机爆炸物质的检测方法，其特征在于，采用基于电弧等离子体的表面爆炸物质检测装置，所述的基于电弧等离子体的表面爆炸物质检测装置，包括：支架；设置在所述支架上的电弧发生器；与所述电弧发生器连接并用于形成电弧的两电极；接收电弧解吸电离样品的质谱入口；与所述质谱入口连接的质量分析器；与所述离子检测器连接的离子检测器；该检测方法包括：(1)将接触过爆炸物的样品置于面电极上方，进行解吸；(2)接通电弧发生器的电源，两电极最短距离之间产生电弧等离子体；(3)待测样品发生解吸并发生中性小分子丢失或与亚硝基、硝基发生加合，形成样品离子，依次进入质量分析器和离子检测器实现有机离子的检测分析。2.根据权利要求1所述的有机爆炸物质的检测方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的爆炸物为三硝基甲苯、黑索金、奥克托今、太安、硝化甘油、硝铵类、特屈儿中至少一种。3.根据权利要求1所述的有机爆炸物质的检测方法，其特征在于，步骤(2)中，所述两电极连通的电弧放电电压为3
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30kV。4.根据权利要求1所述的有机爆炸物质的检测方法，其特征在于，所述的两电极为电极面和电极点。5.根据权利要求4所述的有机爆炸物质的检测方法，其特征在于，所述的支架包括装置支架、电极面支架和电...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘远江，高元吉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：