助燃剂和火灾现场燃烧残留物中物证分析检测方案(气质联用仪)

thermoscientific 热线8008105118电话4006505118www.thermofisher.com仅用于研究目的。不可用于诊断目的。 ◎2019 Thermo Fisher Scientific Inc. 保留所有权利。所有商标均为 Thermo Fisher Scientific Inc. 及其子公司的资产，除非另有指明。 应用Deconvolution功能对助燃剂和火灾现场燃烧残留物的分析 王伟，吴桐，邢江涛，赛默飞世尔科技(中国)有限公司 火灾会对居民的生命和财产造成严重的损害。蓄意纵火是故意放火焚烧公私财物，危害公共安全的行为。《中华人民共和国刑法》规定：犯放火罪的致人重伤、死亡或使公私财产遭受重大损失的，处十年以上有期徒刑、无期徒刑或死刑。损害极端严重的，处死刑或无期徒刑。根据对火灾现场的调查，可以找到火灾的起火点和其附近的燃烧残留物，对此物证的分析可以作为放火罪的有效法律证据。公安部在2010年推出了《火灾现场易燃液体残留物实验室提取方法》(GBT 24572)，美国材料与试验协会(ASTM) 从1990年就开始推出火灾残燃烧留物的相关标准。 本文中收集了柴油、汽油、乙醇汽油三类共15种液体油样品，包括三批0号柴油、、一份车用柴油92号和95号乙醇汽油各两批、一份98号汽油、92号和95号汽油各三批。化合物数量众多，并且各色谱峰响应差别较大，用传统方法难以准确定性共流出物。 “手动提取离子流图-扣除背景-进行谱库检索”的过程冗长而繁复，且化合物浓度较低时，特征离子碎片容易淹没在噪音或其他色谱峰的干扰中，需要分析人员极具经验与耐心，才能通过这样的流程来完成准确的化合物定性。通性TraceEnderrDeconvolution 解卷积软件进行数据处理，能够自动将色谱峰进行解析并将多个质谱峰对齐并归属成对应的化合物，然后进行谱库检索与匹配，最终以列表或报告的形式呈现出结果。为纯助燃剂种类鉴定和火灾现场物证分析提供有利依据。 2.1仪器设备 质谱仪： Thermo ScienticTM ISQTM 7000； 气相色谱仪： Thermo ScienticTM TraceTM 1310 GC 配AI1310 自动进样器； 工作站： TraceFinder unknown版本 色谱柱： Thermo ScienticTM TraceGOLD TG-5SilMS 30 m*0.25 mm*0.25pm； 2.2仪器方法 气相色谱方法： 进样口温度：250℃，进样量：1pL； 进样方式：分流进样，分流流量： 60mL/min，分流比：1/50载气流速：-1.2 mL/min(恒流)； 升温程序：初始温度40℃保持2 min， 以5℃/min 升温到80℃，以10℃/min升温到280℃，保持5 min； 质谱方法： 离子源温度：280℃； 传输线温度：280℃； 扫描方式：：全扫描40-400。 2.3样品前处理 液体油样品：将液体油用乙醚稀释成1%浓度，待进样分析； 燃烧残渣：选用干燥的木材5g左右，浇洒3mL液体油样品后引燃，待自然熄灭后将燃烧残渣置于试管中，加入10mL乙醚，浸泡3min后用滤纸过滤乙醚并挥发浓缩至1mL左右，待分析。 3.1液体油样品Deconvolution 解卷积分析 此研究中收集了柴油、汽油、乙醇汽油三类共15种液体油样品，包括三批0号柴油、一份车用柴油、92号和95号乙醇汽油各两批、份98号汽油、92号和95号汽油各三批。总离子流图如下图1、图2和图3所示。化合物数量众多，并且各色谱峰响应差别较大，用传统方法难以准确定性共流出物。 “手动提取离子流图-扣除背景-进行谱库检索”的过程冗长而繁复，且化合物浓度较低时，特征离子碎片容易 淹没在噪音或其他色谱峰的干扰中，需要分析人员极具经验与耐心，才能通过这样的流程来完成准确的化合物 定性。通过Tracefinder Deconvolution 解卷积软件进行数据处理，能够自动将色谱峰进行解析并将多个质谱峰 对齐并归属成对应的化合物，然后进行谱库检索与匹配，最终以列表或报告的形式呈现出结果。例如图4中TIC图中保留时间 14.30-14.55的共流出峰在 Deconvo-lution软件中被自动解析出1H-Indene， 2，3-dihydro-4，7-dimethyl-和1H-Indene，1-methylene两个化合物，属于茚满类，汽油中特征性化合物，结果如图4所示。 图1.1、2、3、车用柴油、0号柴油总离子流图。 图2.92号乙醇汽油1、2；95号乙醇汽油1、2总离子流图 图3.98号汽油；95号汽油1、2；92号乙醇汽油1、2总离子流图 图4. Deconvolution 软件截图， 1H-Indene， 2，3-dihydro-4，7-dime-thyl-和1H-Indene，1-methylene两个茚满化合物被解析出来 3.2非目标物分析 气质进行非目标物分析时，往往是全扫描结合 NIST 等商业谱库进行。去卷积功能虽然可以发现更多化合物，但从其中筛出特征性组分的难度随着化合物数量的增加而显著增加。Tracefinder 工作站的unknown screening 功能，在去卷积及谱库基索基础上可对样品进行差异分析。分别将收集的柴油、汽油、乙醇汽油三类共15种液体油样品以及一个溶剂 空白，利用TraceFinder软件进行峰对齐并做热图分析，部分结果如下图5所示。 组分的响应越大，热图显示的颜色越深。而颜色相差越大代表在不同样品之间差异越大。 MS Area 14，590414 图5热图分析部分结果 对比乙醇95号汽油和普通汽油及柴油的热图分析结果，如图6，可以看出1.409min处乙醇在乙醇汽油中相对含量明显高于普通汽油。同样的方式通过热图分析结果，可以看出汽油中的烷基苯和萘的比重比柴油高，而柴油中烷烃的占比较大。这与提取萘(m/z128142， 156)， 烷烃(m/z 43，57，71)和烷基苯(m/z91，106120)离子通道得到的结论一致，如图7到图10所示。 Conponent Nane PropeneButane Borane， ethyldinethyl-1-Butene -1Saaple- Saaple- Sample- Sample- Tine Retention BurneSdanple Sanple Sanple Sanple Sanple- Sanple- Sanple- Sanple- Sanple- 05solventy-qi-92 -chai1 -chai2 -chai3 chechai4 qi-92-1 qi-92-2qi-95-1 qi-95-2 qi-98i-qi-92-yi-qi-92 yi-qi-95 yi-qi-95-2 -1 -221 Ethane， nethoxy= Ethanol Oxalic acid， dicyclobutyl esterButane， 2-nethyl-Glycolaldehyde dinethylacetal Ethyl ether2-Methyl-1-buteneButane， 2，2-dinethyl- Acetic acid， nethyl esterPropane， 2-ethoxy-Nitrous oxide Acetaldehyde， nethoxy-Butane， 2，3-dinethyl-Acetanide， M-2-propenyl-Propane， 2-nitro- 1-Butene 图6热图分析结果 图7.0号车用柴油萘、烷烃和烷基苯提取离子 图8.92号汽油萘、烷烃和烷基苯提取离子 图10.98号汽油萘、烷烃和烷基苯提取离子 3.3燃烧残留物样品 分别选取一种92号汽油和0号柴油样品进行燃烧测试，燃烧残渣用乙醚提取后采用同样的方法进行GC-MS分析。同样利用TraceFinder软件进行峰对齐并做热图分析，部分如图结果如下图11和图12所示。热图结果表明，对于汽油而言，燃烧后烷基苯等明显减少，低质量的烷烃和烷基苯明显减少，沸点相对较高的萘残留较多；对于柴油而言，轻组分减少，重组分增加，正构烷烃分布向高质量端移动。该分析结论与图13和图14柴油和汽油燃烧前后的提取离子流图对比结果相一致。 图11部分热图分析结果 图12部分热图分析结果 图13.0号柴油燃烧前后总离子流图对比 结论 本实验采用Thermo Scientific TM ISQ7000气质联用仪，采用液体进样，利用Thermo ScientificTM TraceFinder (Unknown 4.1)软件和Deconvolution(解卷积)对不同助燃剂液体油进行稀释进样，分析不同汽油和柴油之间的组分差异。对汽油和柴油燃烧残留物进行分析，观察燃烧后组分变化情况，提供谱图参考。 本实验采用Thermo Scientic TM ISQ7000气质联用仪，采用液体进 样，利用ThermScienticTMTraceFinder（Unknown 4.1）软件和 Deconvolution（解卷积）对不同助燃剂液体油进行稀释进样，分析 不同汽油和柴油之间的组分差异。对汽油和柴油燃烧残留物进行分 析，观察燃烧后组分变化情况，提供谱图参考。