PDF《利用HPLC/MS鉴定火药品牌》

Application Note: 63171_C 关键词?黑火药 ? Accela UHPLC系统 ? Hypercarb色谱柱 ? MSQ Plus质谱仪 ? 法医 利用HPLC/MS鉴定火药品牌 Jiang Guifeng,Kathryn Preston,美国加州圣何塞,赛默飞世尔科技公司 目标: 通过表征火药鉴别成分确定其品牌和制造商.

引言: 通过高效液相色谱质谱仪(HPLC/MS)对火药的常规 分析可以迅速判定火药的品牌及制造商.常常能从火 药颗粒、子弹及火药的痕量残留物中找到高极性的低 分子量化合物.法医分析可以在一次色谱进样的情况 下,利用由多孔石墨碳粒子组成的色谱柱对这些化合 物进行分离,然后在高灵敏度的单四极杆质谱仪上采 用正负离子电喷雾电离(ESI)来完成检测. 仪器条件: 样品制备: 分别称取品牌A和B两种前装枪黑火药5.2 mg和3.0 mg, 在1.0 mL水中提取10 min,过滤后稀释100倍. 色谱条件: 选用粒径为5 μm的Hypercarb色谱柱( 100*2.1 mm ),进样 5.0 μL, Thermo Scientific Accela UHPLC系统上分离, MSQ Plus质谱仪上检测.二元梯度洗脱的流动相为1.0%甲 酸水溶液和1.0%甲酸甲醇溶液,流速300 μL/min,

9 min 内完成分离. 液相色谱柱:HypercarbTM ,

5 μm,

100 * 2.1 mm 柱温: 室温 进样体积:

5 μL部分定量环进样 梯度A:水(1.0%甲酸) B:甲醇(1.0%甲酸) 流速:300 μL/min Page 质谱条件: 选用正负离子全扫描模式 通道,ESI电压为3.5 KV,喷 针温度为550 °C. 时间(分钟) 流动相A% 流动相B% 0.00

100 0 0.10

98 2 3.00

95 5 3.10

10 90 8.00

10 90 8.10

100 0 11.00

100 0 通道 模式 质量数范围 极性 锥孔电压

1 全扫描 20-200 m/z 正离子

90 V

2 全扫描 20-200 m/z 负离子

100 V

3 全扫描 20-200 m/z 负离子

60 V 离子化: 电喷雾(ESI) 极性: 正离子和负离子 喷针温度:550 °C ESI电压: 3.5 KV 质谱分析: Brand A Gunpowde r Brand B Gunpowder AN63171_E 11/09M Page

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8 AN63171 2010/ 08/30 Page 图1:火药中7种化合物的提取离子色谱图.根据葡萄糖酸是否存在毋庸置疑地证实了品牌A和B这两种前装枪黑火药的区别. 结果: 通过对比火药中7种化合物的提取离子色谱图(图1) 可以看出,品牌A中存在葡萄糖酸,而品牌B中未出现 该物质,这个现象可作为这两种品牌的鉴定证据.配备Hypercarb色谱柱的AccelaTM UHPLC系统可以很好地实 现火药中常见高极性化合物的分离,另外,MSQTM Plus 质谱检测器为低分子量离子的检测提供了良好的灵敏 度.通过分子离子的提取离子色谱图可以鉴定大多数 化合物(表1),但氰基胍和苯甲酸的离子检出模式 分别为(M-NH2)+ 和(M-OH)+ . 结论: 本文的实验表明,HPLC/MS可作为一种快速常规甄别 火药品牌及制造商的方法.HPLC/MS方法利用填充有 多孔石墨碳粒子的色谱柱高效分离火药中的高极性化 合物,然后利用高灵敏度的单四极杆质谱仪检测低分 子量离子,从而获得火药鉴定的确证. 分析物 保留时间 m/z 离子 钠0.77 min,0.79 min

23 Na+ 钾0.79 min,0.81 min

39 K+ 硝酸盐 1.78 min

62 (NO3)- 葡萄糖酸 1.89 min

195 (M-H)+ 高氯酸盐 2.65 min

99 (ClO4)- 2-氰基胍 4.56 min

68 (M-NH2)+ 苯甲酸 7.57 min

105 (M-OH)+ 表1:A和B两种品牌黑火药中的7种鉴别成分在Hypercarb色谱柱上的保留时间,以及由MSQ Plus质谱仪 检测的质量数和离子检出模式.