Gaschromatographie-Massenspektrometrie gepaart mit Totalverdampfung Festphasen-Mikroextraktion als forensisches Werkzeug

Zusammenfassung

Total Vaporization Solid Phase Microextraction (TV-SPME) verdampft eine flüssige Probe vollständig, während Analyten an eine SPME-Faser sorbiert werden. Dies ermöglicht die Aufteilung des Analyten zwischen nur dem Lösungsmitteldampf und der SPME-Faserbeschichtung.

Zusammenfassung

Gaschromatographie – Massenspektrometrie (GC-MS) ist eine häufig verwendete Technik zur Analyse zahlreicher Analyten von forensischem Interesse, einschließlich kontrollierter Substanzen, entzündbarer Flüssigkeiten und Sprengstoffe. GC-MS kann mit der Festphasen-Mikroextraktion (SPME) gekoppelt werden, bei der eine Faser mit einer sorptiven Beschichtung in den Kopfraum über einer Probe gelegt oder in eine flüssige Probe eingetaucht wird. Analyten werden an die Faser sorbiert, die dann zur Desorption in den beheizten GC-Einlass gelegt wird. Total Vaporization Solid-Phase Microextraction (TV-SPME) verwendet die gleiche Technik wie Immersion SPME, taucht die Faser jedoch in einen vollständig verdampften Probenextrakt ein. Diese vollständige Verdampfung führt zu einer Trennung zwischen nur der Dampfphase und der SPME-Faser ohne Interferenz durch eine flüssige Phase oder unlösliche Materialien. Je nach Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels ermöglicht TV-SPME große Probenvolumina (z.B. bis zu Hunderte von Mikrolitern). Die On-Fiber-Derivatisierung kann auch mit TV-SPME durchgeführt werden. TV-SPME wurde verwendet, um Medikamente und ihre Metaboliten in Haaren, Urin und Speichel zu analysieren. Diese einfache Technik wurde auch auf Straßendrogen, Lipide, Kraftstoffproben, explosive Rückstände nach der Explosion und Schadstoffe im Wasser angewendet. Dieses Papier hebt die Verwendung von TV-SPME zur Identifizierung illegaler Verfälschungsmittel in sehr kleinen Proben (Mikrolitermengen) alkoholischer Getränke hervor. Sowohl Gamma-Hydroxybutyrat (GHB) als auch Gamma-Butyrolacton (GBL) wurden in Konzentrationen identifiziert, die in Spitzengetränken gefunden werden würden. Die Derivatisierung durch ein Trimethylsilylmittel ermöglichte die Umwandlung der wässrigen Matrix und GHB in ihre TMS-Derivate. Insgesamt ist TV-SPME schnell, einfach und erfordert keine Probenvorbereitung, abgesehen davon, dass die Probe in eine Headspace-Durchstechflasche gelegt wird.

Einleitung

Festphasen-Mikroextraktion (SPME) ist eine Probenahmetechnik, bei der eine flüssige oder feste Probe in eine Headspace-Durchstechflasche gelegt wird und eine SPME-Faser, die mit einem polymeren Material beschichtet ist, dann in den Probenkopfraum eingeführt (oder in eine flüssige Probe eingetaucht) wird. Der Analyt wird an der Faser sorbiert und dann wird die Faser zur Desorption^1,2in den GC-Einlass gelegt. Total Vaporization Solid-Phase Microextraction (TV-SPME) ist eine ähnliche Technik wie Immersion SPME, verdampft jedoch vollständig eine flüssige Probe, bevor Analyten an die Faser adsorbiert werden. Dies e....

Protokoll

1. Allgemeine TV-SPME Probenvorbereitung und GC-MS Analyse

HINWEIS: Wenn die Probe bereits in einer Matrix gelöst ist, fahren Sie mit Schritt 1.2 fort.

1. Extrahieren oder lösen Sie die feste Probe in genügend Lösungsmittel (Wasser, Methanol, Aceton usw.), um die gewünschte Konzentration zu erreichen. Flüssige Proben können "wie besehen" verwendet werden.
   HINWEIS: Die Menge der verwendeten festen Probe hängt von der gewünschten Konzentration der Probe ab. Konzentrationen unter 1 ppm (w/v) werden empfohlen, um eine Überlastung der GC-Säule zu vermeiden. Analyt sollte in ausgewählten organischen Lösungsmitteln löslich sein.
   1. ....

Ergebnisse

Eine GBL-Volumenstudie wurde durchgeführt, um die Empfindlichkeit von TV-SPME im Vergleich zu Headspace und Immersion SPME zu demonstrieren. Eine 100ppm_v-Probe von GBL in Wasser wurde vorbereitet und in 20 ml Headspace-Fläschchen mit Volumina von 1, 3, 10, 30, 100, 300, 1000, 3000 und 10.000 μL gelegt. Das Phasenverhältnis der Proben erlaubte TV-SPME (1-3 μL), Headspace SPME (10 – 3.000 μL) und Immersion SPME (10.000 μL). Alle Proben wurden in dreifacher Ausfertigung analysiert und die durchschnittlic.......

Diskussion

TV-SPME hat einige Vorteile gegenüber der Flüssigkeitsinjektion GC, da große Probengrößen (z. B. 100 μL) ohne Gerätemodifikationen verwendet werden können. TV-SPME hat auch einige der gleichen Vorteile wie Headspace SPME. Headspace SPME erfordert keine Extraktion oder Filtration, da nichtflüchtige Verbindungen in der Headspace-Durchstechflasche verbleiben und nicht an die Faser adsorbiert werden, was zu einer sauberen Probe führt. Diese Methode hilft auch, Matrixeffekte zu eliminieren, da es sich um ein zweipha.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
10 µL Syringe	Gerstel	100111-014-00
BSTFA + 1% TMCS (10 x 1 GM)	Regis Technologies Inc.	50442882
eVol XR Sample Dispensing System Kit	ThermoFisher Scientific	66002-024
-Butyrolactone (GBL)	Sigma-Aldrich	B103608-26G
-Hydroxy Butyric Acid (GHB)	Cayman Chemicals	9002506
Headspace Screw-Thread Vials, 18 mm	Restek	23083
Magnetic Screw-Thread Caps, 18 mm	Restek	23091
Optima water for HPLC	Fisher Chemical	W71
SPME Fiber Assembly Polydimethylsiloxane (PDMS)	Supelco	57341-U
SPME Fiber Assembly Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene (PDMS/DVB)	Supelco	57293-U
Topaz 2.0 mm ID Straight Inlet Liner	Restek	23313