作者:刘万生 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2013-5-8 11:00:55
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高灵敏检测黑火药的新型离子迁移谱仪研制成功
 
【科学网 刘万生报道】由中国科学院大连化学物理研究所李海洋研究员带领快速分离与检测实验研究团队,成功研制出了具有滴定反应区的新型离子迁移谱仪(TR-IMS),把黑火药测量灵敏度提高了100万倍以上,由此前文献报道mg量级提高到50 pg。相关研究成果以通讯形式在Analytical Chemistry上发表(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac400337s) 。
 
黑火药具有爆炸威力大、易于制备、价格低等特点,在国防、建设、采矿等领域具有重要应用,然而在机场安检、烟花爆竹制造、运输及存储过程中也存在着重大安全隐患。由于黑火药的成分多为难挥发无机成分,黑火药的检测一直比较困难。
 
离子迁移谱仪具有结构简单、灵敏度高、分析速度快等特点,是目前现场检测爆炸物的主流技术,已被广泛应用于机场、场馆的安检。而迄今商品化的IMS对以黑火药为代表的“土”制炸药却无能为力。基于多年对离子迁移谱原理的深入研究,李海洋研究员等提出了控制不同区域离子反应的研究方法,在传统迁移管的电离反应区和迁移区之间设计离子滴定区(TR-IMS),使得S被O2-离子在电离反应区高效电离;而残余的O2-离子在滴定区内与二氯甲烷反应形成Cl-离子,避免了O2-离子与对S产物离子的重叠,提高了选择性和检测灵敏度。实验结果表明:TR-IMS不仅成功实现了S的高选择性检测,而且通过抑制滴定剂对黑火药电离的负面效应,提高了检测灵敏度,S的测量检出限达到5 pg,从而将黑火药、爆竹的检出限提高了6个数量级。同时,TR-IMS也适用于常用的军用硝基爆炸物(硝铵、梯恩梯、太安)的高灵敏检测。
 
研究成果发表后受到广泛关注。美国Science杂志的Science Now栏目就新型TR-IMS仪器发明的背景、应用前景及产业化等问题对李海洋研究员进行了专访,并于近日在其网站发布(http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/05/device-sniffs-out-black-powder-e.html?ref=hp)。IMS领域权威专家Herbert Hill教授评论道:“该课题组提出的离子滴定离子迁移谱对于检测痕量爆炸物是一项重大突破,具有广阔的应用前景”。
 
 
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