Name: a two-step pyrolysis-gas chromatography method with mass spectrometric detection for identification of tattoo ink ingredients and counterfeit products
Uploaded: 2019-05-22T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Two-Step Pyrolysis-Gas Chromatography Method with Mass Spectrometric Detection for Identification of Tattoo Ink Ingredients and Counterfeit Products at JoVE

Diese Arbeit wurde durch das intramurale Forschungsprojekt (SFP #1323-103) am Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) unterstützt.

1. Tattoo-Farbenvorbereitung und Probenmontage
<ol><li>Verwenden Sie ein 25-mm-Hohlglas-Pyrolyse-Rohr als Probenhalter und Quarzwolle für die Probenvorbereitung.<ol>
<li>Das Pyrolyseröhröhrchen mit den spezialisierten Pinzetten für Pyrolyseröhren (zur Dekontamination backen) abnehmen und die nötige Menge Quarzwolle mit spitzer Pinzette in die Röhre geben.</li>
		<li>An jeder Seite des Pyrolyse-Rohls zwei Stahlstäbe (zur Dekontamination backen) zwei Stahlstäbe (für die Dekontamination backen) geben und die Wol...

<ol>
	<li>Dirks, M., Serup, J., Kluger, N., B&#228;umler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tattooed skin and health. Vol. 48. Current Problems in Dermatology. , 118-127 (2015).</li><li>Engel, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishment+of+an+extraction+method+for+the+recovery+of+tattoo+pigments+from+human+skin+using+HPLC+diode+array+detector+technology.">Establishment of an extraction method for the recovery of tattoo pigments from human skin using HPLC diode array detector technology.</a> Analytical Chemistry. 78 (15), 6440-6447 (2006).</li><li>Poon, K. W. C., Dadour, I. R., McKinley, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+chemical+analysis+of+modern+organic+tattooing+inks+and+pigments+by+micro-Raman+spectroscopy.">In situ chemical analysis of modern organic tattooing inks and pigments by micro-Raman spectroscopy.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 39 (9), 1227-1237 (2008).</li><li>Timko, A. L., Miller, C. H., Johnson, F. B., Ross, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+quantitative+chemical+analysis+of+tattoo+pigments.">In vitro quantitative chemical analysis of tattoo pigments.</a> Archives of Dermatology. 137, 143-147 (2004).</li><li>Boon, J. J., Learner, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical+mass+spectrometry+of+artists'+acrylic+emulsion+paints+by+direct+temperature+resolved+mass+spectrometry+and+laser+desorption+ionisation+mass+spectrometry.">Analytical mass spectrometry of artists' acrylic emulsion paints by direct temperature resolved mass spectrometry and laser desorption ionisation mass spectrometry.</a> Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 64, 327-344 (2002).</li><li>Hauri, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inks+for+tattoos+and+permanent+make-up+/+pigments,+preservatives,+aromatic+amines,+polyaromatic+hydrocarbons+and+nitrosamines.">Inks for tattoos and permanent make-up / pigments, preservatives, aromatic amines, polyaromatic hydrocarbons and nitrosamines.</a> Department of Health, Kanton Basel-Stadt. Swiss National Investigation Campaign. , (2014).</li><li>Bocca, B., Sabbioni, E., Mi&#269;eti&#263;, I., Alimonti, A., Petrucci, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size+and+metal+composition+characterization+of+nano-+and+microparticles+in+tattoo+inks+by+a+combination+of+analytical+techniques.">Size and metal composition characterization of nano- and microparticles in tattoo inks by a combination of analytical techniques.</a> Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 32 (3), 616-628 (2017).</li><li>Schreiver, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synchrotron-based+nano-XRF+mapping+and+micro-FTIR+microscopy+enable+to+look+into+the+fate+and+effects+of+tattoo+pigments+in+human+skin.">Synchrotron-based nano-XRF mapping and micro-FTIR microscopy enable to look into the fate and effects of tattoo pigments in human skin.</a> Scientific Reports. 7, 11395 (2017).</li><li>Taylor, C. R., Anderson, R. R., Gange, R. W., Michaud, N. A., Flotte, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+and+electron+microscopic+analysis+of+tattoos+treated+by+Q-switched+ruby+laser.">Light and electron microscopic analysis of tattoos treated by Q-switched ruby laser.</a> Journal of Investigative Dermatology. 97, 131-136 (1991).</li><li>Namduri, H., Nasrazadani, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+of+iron+oxides+using+Fourier+transform+infrared+spectrophotometry.">Quantitative analysis of iron oxides using Fourier transform infrared spectrophotometry.</a> Corrosion Science. 50 (9), 2493-2497 (2008).</li><li>Burgio, L., Clark, R. J., Hark, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raman+microscopy+and+x-ray+fluorescence+analysis+of+pigments+on+medieval+and+Renaissance+Italian+manuscript+cuttings.">Raman microscopy and x-ray fluorescence analysis of pigments on medieval and Renaissance Italian manuscript cuttings.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107 (13), 5726-5731 (2010).</li><li>Manso, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+toxic+metals+and+hazardous+substances+in+tattoo+inks+using+Sy-XRF,+AAS+and+Raman+spectroscopy.">Assessment of toxic metals and hazardous substances in tattoo inks using Sy-XRF, AAS and Raman spectroscopy.</a> Biological Trace Element Research. 187 (2), 596-601 (2017).</li><li>Yakes, B. J., Michael, T. J., Perez-Gonzalez, M., Harp, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+tattoo+pigments+by+Raman+spectroscopy.">Investigation of tattoo pigments by Raman spectroscopy.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 48 (5), 736-743 (2017).</li><li>Yang, S. -. H., Shen, J. Y., Chang, M. S., Wu, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+of+vehicle+top+coating+paints+using+pyrolysis-gas+chromatography/mass+spectrometry+and+multivariate+chemometrics+with+statistical+comparisons.">Differentiation of vehicle top coating paints using pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry and multivariate chemometrics with statistical comparisons.</a> Analytical Methods. 7, 1527-1534 (2015).</li><li>Schreiver, I., Hutzler, C., Luch, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Data+from:+Two-step+pyrolysis-gas+chromatography+method+with+mass+spectrometric+detection+for+identification+of+tattoo+ink+ingredients+and+counterfeit+products.">Data from: Two-step pyrolysis-gas chromatography method with mass spectrometric detection for identification of tattoo ink ingredients and counterfeit products.</a> Dryad Digital Repository. , (2019).</li><li>Schreiver, I., Hutzler, C., Andree, S., Laux, P., Luch, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+hazard+prediction+of+tattoo+pigments+by+means+of+pyrolysis&#8212;gas+chromatography/mass+spectrometry.">Identification and hazard prediction of tattoo pigments by means of pyrolysis&#8212;gas chromatography/mass spectrometry.</a> Archives of Toxicology. 90 (7), 1639-1650 (2016).</li><li>Ghelardi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Py-GC/MS+applied+to+the+analysis+of+synthetic+organic+pigments:+characterization+and+identification+in+paint+samples.">Py-GC/MS applied to the analysis of synthetic organic pigments: characterization and identification in paint samples.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 407 (5), 1415-1431 (2015).</li><li>Russell, J., Singer, B. W., Perry, J. J., Bacon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+identification+of+synthetic+organic+pigments+in+modern+paints+and+modern+paintings+using+pyrolysis-gas+chromatography-mass+spectrometry.">The identification of synthetic organic pigments in modern paints and modern paintings using pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 400 (5), 1473-1491 (2011).</li><li>Silva, M. F., Domenech-Carbo, M. T., Fuster-Lopez, L., Mecklenburg, M. F., Martin-Rey, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+additives+in+poly(vinylacetate)+artist's+paints+using+PY-GC-MS.">Identification of additives in poly(vinylacetate) artist's paints using PY-GC-MS.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 397 (1), 357-367 (2010).</li><li>Peris-Vincente, J., Baumer, U., Stege, H., Lutzenberger, K., Gimeno Adelantado, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+commercial+synthetic+resins+by+pyrolysis-gas+chromatography/mass+spectrometry:+application+to+modern+art+and+conservation.">Characterization of commercial synthetic resins by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry: application to modern art and conservation.</a> Analytical Chemistry. 81, 3180-3187 (2009).</li><li>Kleinert, J. C., Weschler, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pyrolysis+gas+chromatographic-mass+spectrometric+identification+of+polydimethylsiloxanes.">Pyrolysis gas chromatographic-mass spectrometric identification of polydimethylsiloxanes.</a> Analytical Chemistry. 52 (8), 1245-1248 (1980).</li><li>Scalarone, D., Chiantore, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+techniques+for+the+analysis+of+artists'+acrylic+emulsion+paints.">Separation techniques for the analysis of artists' acrylic emulsion paints.</a> Journal of Separation Science. 27 (4), 263-274 (2004).</li><li>Sonoda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+organic+azo-pigments+by+pyrolysis-gas+chromatography.">Characterization of organic azo-pigments by pyrolysis-gas chromatography.</a> Studies in Conservation. 44, 195-208 (1999).</li><li>Chiantore, O., Scalarone, D., Learner, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+artists'+crylic+emulsion+paints.">Characterization of artists' crylic emulsion paints.</a> International Journal of Polymer Analysis and Characterization. 8 (1), 67-82 (2003).</li><li>Schossler, P., Fortes, I., Figueiredo J&#250;nior, J. C. D., Carazza, F., Souza, L. A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acrylic+and+Vinyl+Resins+Identification+by+Pyrolysis-Gas+Chromatography/Mass+Spectrometry:+A+Study+of+Cases+in+Modern+Art+Conservation.">Acrylic and Vinyl Resins Identification by Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectrometry: A Study of Cases in Modern Art Conservation.</a> Analytical Letters. 46 (12), 1869-1884 (2013).</li><li>Wallisch, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pyrolysis+of+random+and+block+copolymers+of+ethyl+acrylate+and+methyl+methacrylate.">Pyrolysis of random and block copolymers of ethyl acrylate and methyl methacrylate.</a> Journal of Applied Polymer Science. 18, 203-222 (1974).</li><li>Hauri, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inks+for+tattoos+and+PMU+(permanent+make-up)+/+Organic+pigments,+preservatives+and+impurities+such+as+primary+aromatic+amines+and+nitrosamines.">Inks for tattoos and PMU (permanent make-up) / Organic pigments, preservatives and impurities such as primary aromatic amines and nitrosamines.</a> State Laboratory of the Canton Basel City. , (2011).</li></ol>

Py-GC-MS ist ein nützliches Screening-Verfahren für eine breite Palette von Stoffen in Tattoo-Tinten, die auch für die Analyse anderer Produkte verwendet werden können. Im Vergleich zu anderen Methoden kann py-GC-MS mit nur minimaler Probenvorbereitung durchgeführt werden. GC-MS-Geräte sind in den meisten analytischen Labors im Vergleich zu spezielleren Methoden wie MALDI-ToF-MS und EDX zu finden.
Die Datenauswertung von Pyrogrammen kann eine Herausforderung sein, da die Liste der mögli...

Tätowierfarben sind komplexe Mischungen, die aus Pigmenten, Lösungsmitteln, Bindemitteln, Tensiden, Verdickungsmitteln und manchmal auchKonservierungsstoffen 1 bestehen. Die zunehmende Popularität der Tätowierung in den letzten Jahrzehnten hat dazu geführt, dass es eine Gesetzgebung zur Bekämpfung der Sicherheit von Tattoo-Tintenfarben in ganz Europa gegeben hat. In den meisten Fällen sind farbspedende Pigmente und ihre Verunreinigungen eingeschränkt und sollten daher durch staatliche Labormarktuntersuchungen überwacht werden, um deren Einhaltung des Gesetzes zu kontrollieren.
Mit dem hier beschriebenen Ansatz der Online-Pyrolysis-Gass-Chromatographie-Massenspektrometrie (py-GC-MS) lassen sich mehrere Inhaltsstoffe gleichzeitig identifizieren. Da flüchtige, semi-flüchtige und nicht-flüchtige Verbindungen im selben Prozess getrennt und analysiert werden können, ist die Vielfalt der Zielverbindungen im Vergleich zu anderen Methoden, die für die Tattoo-Tintenanalyse eingesetzt werden, hoch. Flüssige Chromatografie-Verfahren werden meist mit Pigmenten durchgeführt, die in organischen Lösungsmitteln 2 lösunglisiert werden. Die Raman-Spektroskopie sowie die Vier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FT-IR) wurden als geeignete Werkzeuge zur Identifizierung von Pigmenten und Polymeren beschrieben, sind aber mit Mehrstoffmischungen limitiert, da im Standard keine Trenntechnik eingesetzt wird. Laboranwendungen3,4. Die Laserdesorptionierung der Massenspektrometrie (LDI-ToF-MS) wurde auch für die Pigment-und Polymeridentifikation5,6eingesetzt. Insgesamt fehlt es den meisten Methoden an der Analyse flüchtiger Verbindungen. Der Mangel an geeigneten kommerziellen Spektralbibliotheken ist ein häufiger Nachteil all dieser Methoden. Die Identifizierung von anorganischen Pigmenten wurde oft mit entweder induktiv gekoppelter Plasmassenspektrometrie (ICP-MS )7,8odermit energiespersiver Röntgenspektroskopie (EDX)4,9durchgeführt. Auch FT-IR und Raman-Spektroskopie wurden für die Analyse anorganischer Pigmente wie Titandioxid oder Eisenoxide in anderen Forschungsfeldern 10,11, 12,13eingesetzt.
Ziel dieser Studie war es, eine Methode zu etablieren, die in Standard-Analyselabors mit moderaten finanziellen Kosten zur Modernisierung bestehender und gängiger Geräte eingesetzt wird. Py-GC-MS, wie hier beschrieben, ist ein nicht-quantitativer Ansatz zur Identifizierung von organischen Zutaten aus Mischungen. Bei der Identifizierung verdächtiger Substanzen in einem Py-GC-MS-Screening lassen sich Zielstoffe mit spezielleren Ansätzen quantifizieren. Interessant ist es vor allem für die Analyse von nicht flüchtigen und nicht löslichen Stoffen wie Pigmenten und Polymeren.
Die beschriebene Methode kann für Farben und Lacke in anderen Anwendungsbereichen angepasst werden. Die beschriebenen Methoden der Datenauswertung sind für alle Pyrolyseuntersuchungen anwendbar. Auch gefälschte Produkte, meist aus asiatischen Märkten, stellen für den Verbraucher eine potenzielle Gefahrenquelle und eine finanzielle Belastung für die Hersteller dar (persönliche Kommunikation auf der 3. ECTP in Regensburg, Deutschland, 2017). Die hier beschriebene Methode kann verwendet werden, um die Eigenschaften von vermeintlichen gefälschten Tinten mit einer Originalflasche zu vergleichen, ähnlich wie die veröffentlichten forensischen Ansätze für die Autolackierung14.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>99.999% Helium carrier gas</td>
			<td>Air Liquide, D&#252;sseldorf, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5975C inert XL MSD with Triple-Axis Detectors</td>
			<td>Agilent Technologies, Waldbronn, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7890A gas chromatograph</td>
			<td>Agilent Technologies, Waldbronn, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AMDIS software (Version 2.7)</td>
			<td>The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA</td>
			<td>-</td>
			<td>can be used for GC/MS peak integration, e.g. for transfer to pyrogram evaluation software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cold Injection System (CIS)</td>
			<td>Gerstel, M&#252;hlheim, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>electron impact (EI) source</td>
			<td>Agilent Technologies, Waldbronn, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enhanced ChemStation (E02.02.1431)</td>
			<td>Agilent Technologies, Waldbronn, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td>used to generate Average Mass Spektra (AMS), can be used for peak integration and standard GC/MS library search</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>J&#38;W HP-5MS GC Column, 30 m, 0.25 mm, 0.25 &#181;m, 5975T Column Toroid Assembly</td>
			<td>Agilent Technologies, Waldbronn, Germany</td>
			<td>29091S-433LTM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MassHunter Software</td>
			<td>Agilent Technologies, Waldbronn, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td>no Version specified, can be used for GC/MS peak integration and standard GC/MS library search</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcapillary tube Drummond Microcaps, volume 2 &#181;L</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td>P1549-1PAK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MS ChromSearch (Version 4.0.0.11)</td>
			<td>Axel Semrau GmbH &#38; Co. KG, Sprockh&#246;vel, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td>specialized pyrogram evaluation software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIST MS Search Program (MS Search version 2.0g)</td>
			<td>The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA</td>
			<td>-</td>
			<td>used for MS and AMS library generation and corresponding substance search with selfmade and commercial libraries</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library (EI) mainlib &#38; replib (Data version: NIST v11)</td>
			<td>The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA</td>
			<td>-</td>
			<td>used commercial mass spectral library</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene (average Mw ~192,000)</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td>430102-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrolysis tubes, tube type - quartz glass - lenght 25 mm; 100 Units</td>
			<td>Gerstel, M&#252;hlheim, Germany</td>
			<td>018131-100-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pyrolyzer Module for TDU</td>
			<td>Gerstel, M&#252;hlheim, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quartz wool</td>
			<td>Gerstel, M&#252;hlheim, Germany</td>
			<td>009970-076-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel sticks</td>
			<td>Gerstel, M&#252;hlheim, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermal Desorption Unit (TDU 2)</td>
			<td>Gerstel, M&#252;hlheim, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transport adapter</td>
			<td>Gerstel, M&#252;hlheim, Germany</td>
			<td>018276-010-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers for Pyrolysis tubes</td>
			<td>Gerstel, M&#252;hlheim, Germany</td>
			<td>009970-074-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zebron Z-Guard Hi-Temp Guard Column, GC Cap. Column 10 m x 0.25 mm, Ea</td>
			<td>Phenomenex Ltd. Deutschland, Aschaffenburg, Germany</td>
			<td>7CG-G000-00-GH0</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a two-step pyrolysis-gas chromatography method with mass spectrometric detection for identification of tattoo ink ingredients and counterfeit products

Tattoo-Farben sind komplexe Zutatenmischungen. Jeder von ihnen besitzt verschiedene chemische Eigenschaften, die bei der chemischen Analyse angesprochen werden müssen. Bei dieser Methode zur zweistufigen Pyrolyse werden online gekoppelte Gaschromatographie-Massenspektrometrie (Py-GC-MS) flüchtige Verbindungen während eines ersten Desorptionslaufs analysiert. Im zweiten Anlauf wird die gleiche getrocknete Probe für die Analyse von nicht-flüchtigen Verbindungen wie Pigmenten und Polymeren pyrolysiert. Diese lassen sich anhand ihrer spezifischen Zersetzungsmuster erkennen. Zusätzlich kann diese Methode verwendet werden, um Original von gefälschten Farben zu unterscheiden. Zur Beschleunigung der Stoffidentifikation werden einfache Screening-Methoden zur Datenauswertung mit den durchschnittlichen Massenspektren und selbstgefertigten Pyrolyse-Bibliotheken eingesetzt. Mit Hilfe spezialisierter Auswertungssoftware für pyrolyse GS-MS-Daten kann ein schneller und zuverlässiger Vergleich des vollständigen Chromatogramms erreicht werden. Da GC-MS als Trenntechnik eingesetzt wird, beschränkt sich die Methode auf flüchtige Stoffe bei der Desorption und nach der Pyrolyse der Probe. Das Verfahren kann für ein schnelles Substanzscreening in Marktkontrolluntersuchungen angewendet werden, da es keine Probenvorbereitungsschritte erfordert.

Die Methode beinhaltet für jede Probe einen zweistufigen chromatographischen Ansatz (Abbildung 1). Im ersten Durchlauf wird die Probe im Injektorsystem bei 90 ° C getrocknet, bevor flüchtige Verbindungen auf die Säule übertragen werden. Da der Trocknungsprozess in den meisten Fällen unvollständig ist, werden Restlösemittel und flüchtige Verbindungen übertragen und analysiert. Im zweiten Anlauf wird die zuvor getrocknete Probe anschließend pyrolysie...

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A Two-Step Pyrolysis-Gas Chromatography Method with Mass Spectrometric Detection for Identification of Tattoo Ink Ingredients and Counterfeit Products

Eine zweistufte Pyrolysis-Gas-Chromatographie-Methode mit Massenspektrometrische Erkennung zur Identifizierung von Tattoo-Ink-Inhaltsstoffen und gefälschten Produkten

Diese Methode zur zweistufigen Pyrolyse online gekoppelt mit der Gaschromatographie mit massenspektrometrischer Erkennung und Datenauswertung kann zur Mehrkomponenten-Analyse von Tattoo-Farben und zur Diskriminierung von gefälschten Produkten eingesetzt werden.

Tattoo inks are complex mixtures of ingredients. Each of them possesses different chemical properties which have to be addressed upon chemical analysis. ...

Tattoo-Tinten und andere Tinten sind komplexe Mischungen von Zutaten. Unsere Methode bietet eine schnelle und einfache Möglichkeit, mehrere Komponenten gleichzeitig zu analysieren. Die Pyrolyse und dann gekoppelt mit der Gaschromatographie mit massenspektrometrischer Detektion ermöglicht die Analyse nichtflüchtiger und flüchtiger Verbindungen in zwei aufeinanderfolgenden Durchläufen.Neben der reinen Analyse von Tinteninhaltsstoffen kann diese Methode auch zur Unterscheidung von Original- und gefälschten Produkten verwendet werden. Im Allgemeinen kann diese Methode für alle Arten von flüssigen Proben verwendet werden. Der Datenauswertungsansatz kann auch für jede andere Art von Pyrolysedaten verwendet werden.Wie bei den meisten analytischen Techniken ist die Dateninterpretation von Pyrogrammen die Achillesferse dieser Methode. Daher bieten wir Bibliotheken von Pyrogrammen und einanalysierten Spektren, um die Interpretation der Daten zu erleichtern. Halten Sie zunächst ein 25-Millimeter-Hohlglas-Pyrolyserohr mit spezieller Pinzette und legen Sie die notwendige Menge Quarzwolle mit spitzen Pinzette in das Rohr.Legen Sie an jeder Seite des Pyrolyserohrs zwei Stahlstäbe ein und komprimieren Sie die Wolle in einen ein bis zwei Millimeter dicken Stopfen. Der Stopfen muss im unteren Drittel des Pyrolyserohrs positioniert werden, um während des Pyrolysevorgangs eine ausreichende Erwärmung zu erzielen. Zünden Sie einen Gasbrenner und backen Sie das Pyrolyserohr und füllen Sie für zwei bis drei Sekunden von jeder Seite, um Verunreinigungen zu entfernen.Als nächstes schütteln Sie die Tätowierfarbenflaschen eine Minute lang kräftig, um die Homogenität zu gewährleisten. Tauchen Sie eine Zwei-Mikroliter-Mikrokapillarspitze in die Tinte und aspirieren Sie etwa einen Mikroliter Tinte, indem Sie die Hälfte der Kapillare füllen. Die Kapillare in das Pyrolyserohr geben und den Quarzwollestopfen mit der Tinte färben.Eine klare Farbfärbung muss sichtbar sein, ohne der Probe zu viel Tinte hinzuzufügen. Mit der speziellen Pinzette das vorbereitete Pyrolyserohr an einem Stahltransportadapter für die automatisierte Einspritzeinheit befestigen und überprüfen, ob das Pyrolyserohr perfekt vertikal ist und beim Schütteln nicht abfällt. Stellen Sie den Transportadapter in das Fach der automatisierten Einspritzeinheit an der gewünschten Position für die Pyrolyse-GCMS-Analyse.Für die Datenauswertung flüchtiger Verbindungen starten Sie die Suchsoftware der GCMS-Analyse-MS-Bibliothek, und öffnen Sie das Chromatogramm des Desorptionslaufs. Wählen Sie kommerzielle Bibliotheken aus, indem Sie auf Spectrum klicken" und Bibliothek auswählen. Laden Sie dann die Bibliothek von Interesse.Wählen Sie Integrationsparameter aus, und führen Sie eine Bibliothekssuche durch, indem Sie auf Spektrum" und Bibliothekssuchbericht klicken. Für die Auswertung von Pyrolysedaten öffnen Sie das Chromatogramm des Pyrolyselaufs. Markieren Sie das gesamte Chromatogramm in der GCMS-Evaluierungssoftware.Drücken Sie mit der rechten Maustaste nach unten, um ein durchschnittliches Massenspektren oder AMS zu erhalten. Um eine selbst erstellte Bibliothek einzurichten, klicken Sie auf Spectrum" und Edit Library. Wählen Sie die Bibliothek aus, gefolgt von Neuer Eintrag hinzufügen, und geben Sie alle Informationen aus, die von Interesse sind.Generieren Sie ein AMS des untersuchten Tintenpyrogramms und verwenden Sie die Bibliothekssuche für den Vergleich mit der selbst gebauten AMS-Bibliothek. Ausschließen von Massen von Spaltenblutungen oder anderen Spaltengeräuschen. Um nichtflüchtige Verbindungen mit einer speziellen Pyrogramm-Evaluierungssoftware zu identifizieren, erstellen Sie einen Ordner mit allen Pyrogrammeinträgen, die als Bibliothek dienen sollten, wie z. B. eine Pigmentpyrogrammbibliothek zur Pigmentidentifikation oder Pyrogramme einer Originaltinte, um sie mit vermeintlich gefälschten Produkten zu vergleichen.Laden Sie das unbekannte Pyrogramm in die Suche in der Registerkartenbibliothek, indem Sie auf Durchsuchen klicken. Als Nächstes laden Sie den Bibliotheksordner und wählen Sie nur MS Matching"und RT matching"in den Suchoptionen, da die Gesamtfülle im Vergleich zum Pyrogramm von Referenzpigmenten variiert. Klicken Sie in den Suchoptionen auf Erweitert.Wählen Sie eine RT-Fensterbreite aus, einen Flächenschwellenwert von 0,1 %, und ermöglichen Sie mehrere Übereinstimmungen. Wählen Sie in den Optionen "Massenspezifikation" den Parameter aus, verwenden Sie nur Spitzen mit angegebenen MS-Spektren, und verwenden Sie einen Anpassungsschwellenwert von 850. Laden Sie die Datei pigment_search_spectra.oder klicken Sie auf Hinzufügen", um bestimmte MS-Spektren aus jedem Pyrogramm von Referenzpigmenten oder Polymeren aus der Bibliothek in den erweiterten Suchoptionen zu speichern. Drücken Sie OK, um zum Hauptfenster zurückzukehren. Klicken Sie dann auf Suchen, um den Vergleich zu starten.Wechseln Sie bei Bedarf zur Registerkarte Chromatogrammübereinstimmung, und wählen Sie eine Verbindung unter der Registerkarte Chromatogrammübereinstimmung aus. Klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie Suchspektrum in NIST aus, um die Spektren an die MS-Bibliothekssoftware weiterzuleiten und die Verbindung zu identifizieren. Für die manuelle Datenauswertung für nichtflüchtige Verbindungen starten Sie die GCMS-Analyse-MS-Bibliothekssuchsoftware und öffnen Sie das Chromatogramm des Pyrolyselaufs.Wählen Sie kommerzielle und Pyrolyse-Bibliotheken, indem Sie auf Spectrum" und Select Library klicken. Laden Sie alle Bibliotheken, die von Interesse sind. Integrieren Sie das Pyrogramm in die GCMS-Auswertungssoftware und berücksichtigen Sie alle Spitzen mit einer Fläche von nicht weniger als 0,2% der Gesamtfläche.Als Nächstes starten Sie die Bibliothekssuche, indem Sie auf Spectrum" und Library Search Report klicken. Vergleichen Sie manuell alle Bibliotheksübereinstimmungen mit bestimmten Pigment- und Polymerzersetzungsprodukten im Textprotokoll oder Fragmenten, die in der Literatur angegeben sind. Gut produzierte Tinten mit hochreinen Inhaltsstoffen und einer begrenzten Anzahl von Komponenten führten zu Chromatogrammen, die mit Standardbibliotheken leicht zu interpretieren sind, da die meisten Spitzen identifiziert werden können.Aber auch in den hochwertigen Tinten finden sich neben dem deklarierten Glycerin oft auch nicht deklarierte Inhaltsstoffe wie Propylenglykol. Tinten, die mehrere Inhaltsstoffe und Verunreinigungen enthalten, führen zu einem Pyrogramm, das schwer zu interpretieren ist. Die meisten Spitzen, die im zweiten Durchlauf auftreten, sind möglicherweise nicht voneinander getrennt, was die Identifizierung erschwert.Einige Stoffe können auch zu Spitzen unterhalb des Schwellenwerts führen, der bei der Datenauswertung festgelegt wurde. Eine Lösung für die Interpretation komplexer Daten könnte ein schrittweiser Ansatz sein, bei dem 400, 600 und 800 Grad Celsius in aufeinanderfolgenden Pyrolyseschritten für dieselbe Probe verwendet werden. Einige Pigmentzersetzungsprodukte können von mehreren Pigmenten abstammen.Für drei Zitronentinten, die von verschiedenen Anbietern gekauft wurden, wird ein positives Ergebnis für die gefälschte Produktidentifikation nachgewiesen. Mit einem Vorwärtsübereinstimmungsfaktor von über 0,9 wurden das Chromatogramm aus dem ersten Desorptionslauf und das Pyrogramm aus dem zweiten Durchlauf der Originaltinte mit drei unabhängigen Anschaffungen der Originaltinte und den beiden gefälschten Produkten mit Pyrogramm-Auswertungssoftware verglichen. Pyrolyse ist nützlich, um mehrere Verbindungen mit nur einer Analysemethode zu identifizieren.Die Qualifizierung spezifischer Verbindungen kann anschließend mit spezialisierteren Methoden durchgeführt werden.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (UPLC-HRMS)

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry UPLC-HRMS

Untargeted Metabolomics aus biologischen Quellen Mit UltraPerformance Flüssigkeits-Chromatographie-hochauflösender Massenspektrometrie (UPLC-HRMS)

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first ...

Forschung

Chemie

Mass Spectrometric Approaches to Study Protein Structure and Interactions in Lyophilized Powders

Massenspektrometrische Ansätze zur Proteinstruktur und Wechselwirkungen zu untersuchen in lyophilisierte Pulver

Amide hydrogen/deuterium exchange (ssHDX-MS) and side-chain photolytic labeling (ssPL-MS) followed by mass spectrometric analysis can be valuable for ...

Visualization of Ambient Mass Spectrometry with the Use of Schlieren Photography

Visualisierung von Ambient-Massenspektrometrie mit der Verwendung von Schlieren Fotografie

This manuscript outlines how to visualize mass spectrometry ambient ionization sources using schlieren photography. In order to properly optimize the mass ...

A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography (HPLC)

A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography HPLC

Eine einfache Methode zur Glucosinolate Extraktion und Analyse mit Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC)

Glucosinolates are a well-studied and highly diverse class of natural plant compounds. They play important roles in plant resistance, rapeseed oil ...

A Convenient Method for Extraction and Analysis with High-Pressure Liquid Chromatography of Catecholamine Neurotransmitters and Their Metabolites

Eine bequeme Methode für die Extraktion und Analyse mit Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie Katecholamin Neurotransmitter und deren Metabolite

The extraction and analysis of catecholamine neurotransmitters in biological fluids is of great importance in assessing nervous system function and ...

A Two-Step Protocol for Umpolung Functionalization of Ketones Via Enolonium Species

Ein zweistufiges Protokoll für die Umpolung Funktionalisierung von Ketonen über Enolonium Arten

&#945;-Functionalization of ketones via umpolung of enolates by hypervalent iodine reagents is an important concept in synthetic organic chemistry. ...

Versatile CO2 Transformations into Complex Products: A One-pot Two-step Strategy

Versatile CO2 Transformations into Complex Products: A One-pot Two-step Strategy

Vielseitige CO 2-Transformationen in komplexe Produkte: Eine Zwei-Schritte-Strategie

CO2 transformations using a one-pot two-step method are presented herein. The purpose of the method is to give access to a variety of value-added products ...

Mass Spectrometry-Guided Genome Mining as a Tool to Uncover Novel Natural Products

Mass Spectrometrie-Guided Genome Mining als Werkzeug zur Aufdeckung neuartiger Naturprodukte

The chemical space covered by natural products is immense and widely unrecognized. Therefore, convenient methodologies to perform wide-ranging evaluation ...

Gas Chromatography-Mass Spectrometry Paired with Total Vaporization Solid-Phase Microextraction as a Forensic Tool

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

Gas Chromatography &#8211; Mass Spectrometry (GC-MS) is a frequently used technique for the analysis of numerous analytes of forensic interest, including ...

Radiosynthesis of 1-(2-[18F]Fluoroethyl)-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

Radiosynthesis of 1-2-[18F]Fluoroethyl-L-Tryptophan using a One-pot, Two-step Protocol

Radiosynthese von 1-(2-[18F]Fluorethyl)-L-Tryptophan unter Verwendung eines Eintopf-, zweistufigen Protokolls

The kynurenine pathway (KP) is a primary route for tryptophan metabolism. Evidence strongly suggests that metabolites of the KP play a vital role in tumor ...