Analysis of Currency with SPME and GCxGC-TOFMS—Advanced Data Processing with Classifications

Význam tématu

Analýza těkavých a polotěkavých látek z bankovek je důležitá pro forenzní účely, ověřování pravosti měny, detekci kontaminantů a screening na letištích. SPME v kombinaci s GCxGC-TOFMS umožňuje rychlé, necílené profilování komplexních vzorků s vysokou separační kapacitou a citlivostí.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat použití pevné fáze mikroextrakce (SPME) pro odběr kompozitu těkavých a polotěkavých organických sloučenin z hlavy vzorku jednoho amerického dolarového bankovky a jejich následnou analýzu na komprehenzivním dvourozměrném plynovém chromatografu spojeném s časově-oflightovým hmotovým spektrometrem (GCxGC-TOFMS). Studie zahrnovala také ukázku pokročilého zpracování dat s využitím funkce Classifications v softwaru ChromaTOF.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorek: jeden jednodolarový bankovka uložená ve 20ml vialu
• Odběr: SPME vlákno 75 µm Carboxen–PDMS, expozice 60 min při 30 °C
• Desorpce: 225 °C, 15 s v injektoru GC
• GCxGC podmínky:
  • Primární kolona Rtx-1 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm
  • Sekundární kolona Rtx-Wax 1 m × 0,10 mm × 0,20 µm
  • Oven 1: 30 °C (0,5 min), 7 °C/min do 220 °C
  • Oven 2: 40 °C (0,5 min), 7 °C/min do 230 °C
  • Modulace: quad-jet, perioda 5 s
  • Přenos nosného plynu helium, 1,5 ml/min
• TOFMS podmínky:
  • Ionizace EI 70 eV
  • Rozsah m/z 35–400
  • Rychlost akvizice 100 spekter/s
  • Teplota zdroje 200 °C
• Software a zpracování: LECO ChromaTOF s funkcí Classifications pro výběr a filtrování skupin sloučenin (alkanů, aldehydů, alkoholů)

Hlavní výsledky a diskuse

V rámci 27minutové analýzy bylo detekováno více než 300 sloučenin. GCxGC poskytl jasné rozlišení skupin alkanů, aldehydů a alkoholů v rámci dvourozměrné chromatografické roviny. Použití Classifications umožnilo selektivní zobrazení a filtrování identifikovaných tříd sloučenin, což zrychlilo a zefektivnilo interpretaci dat.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a necílená charakterizace složité hlavy vzorku měny
• Uplatnění v forenzní chemii při detekci narkotik nebo kontaminací na bankovkách
• Možnost implementace na letištních bezpečnostních stanovištích pro screening bankovek
• Využití funkcí Classifications pro cílenou identifikaci a hlášení skupin sloučenin

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření Classifications o skriptovací rutiny založené na hmotových spektrech pro jemnější rozlišení
• Integrace strojového učení a AI pro automatizovanou klasifikaci vzorů a prediktivní modelování
• Aplikace na další typy vzorků jako obaly, látky a biologické materiály
• Využití rychlých SPME vláken a dalších modulací pro zvýšení throughput analytických laboratoří

Závěr

Kombinace SPME a GCxGC-TOFMS představuje velmi citlivou a selektivní metodiku pro analýzu těkavých a polotěkavých látek v komplexních vzorcích. Funkce Classifications v ChromaTOF softwaru významně zrychluje interpretaci rozsáhlých datových souborů a usnadňuje cílenou analýzu skupin sloučenin.