Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Oznaczanie alkoholi za pomocą różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów

Maziejuk Mirosław, Szyposzyńska Monika, Ceremuga Michał, Sikora Tomasz

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 2

215--218

PL

Technika różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów (DMS) umożliwia analizę lotnych związków organicznych, takich jak alkohole. Przedstawiono analizę czterech alkoholi: metanolu, etanolu, 2-propanolu i 2,3-dimetylo-2-butanolu. Z wyjątkiem metanolu obserwowano rozpad jonów, który spowodowany był wzrostem temperatury efektywnej jonów, która wynosiła od ok. 103°C dla 2,3-dimetylo-2-butanolu do 277°C dla 2-propanolu.

EN

MeOH, EtOH, i-PrOH or Me2CHCMe2OH - contg. dry air samples (50 ppb to 150 ppm, 50 ppb-2.5 ppm, 80-300 ppb and 50-80 ppb, resp.) were ionized in differential ion mobility spectrometer. The spectra were recorded and analyzed to detect the ion decompn. This was obsd. for all compds. tested except for MeOH. The effective temp. was detd. to be 254, 277 and 103°C for EtOH, i-PrOH and Me2CHCMe2OH, resp.

2

Wykrywanie zanieczyszczeń lotnych pochodzących ze spalania płyt wiórowych z wykorzystaniem różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów

Szczurek A., Maciejewska M., Zajiczek Ż.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

31--38

PL

Negatywnym efektem rozwoju przemysłu produkcji płyt wiórowych i drewnopochodnych jest konieczność utylizacji dużej ilości odpadów. Jakkolwiek odpady te stanowią cenne paliwo, łatwo dostępne i atrakcyjne dla odbiorców indywidualnych, to jednak piece i kotłownie domowe nie spełniają wymagań dotyczących instalacji termicznego przekształcania odpadów. Odnosi się to przede wszystkim do dotrzymywania standardów emisyjnych, dlatego utylizacja odpadów z płyt wiórowych i drewnopodobnych w takich instalacjach jest niedopuszczalna. Z tego względu bardzo ważna jest możliwość detekcji emisji substancji pochodzących ze spalania płyt wiórowych i drewnopodobnych w nieprzeznaczonych do tego instalacjach. W pracy przedstawiono wyniki badań przyrządu działającego na podstawie metody różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów, który został użyty do detekcji emisji lotnych substancji pochodzących ze spalania płyt wiórowych w kotle nieprzeznaczonym do utylizacji tego typu odpadów. Na podstawie uzyskanych pomiarów stwierdzono, że możliwe jest zastosowanie różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów do detekcji emisji ze spalania płyt wiórowych. Stwierdzono charakterystyczną zmianę spektrum ruchliwości jonów, w wypadku pomiaru powietrza zawierającego takie substancje, w porównaniu do pomiaru powietrza odniesienia. Skonstruowano wzorzec zmiany spektrum ruchliwości jonów, który jest podstawą detekcji emisji ze spalania takich płyt z wykorzystaniem badanej techniki. Istnieją przesłanki do skutecznej detekcji emisji ze spalania płyt wiórowych w paleniskach domowych z użyciem zaprezentowanej metody. Ponadto wykazano, że detektor fotojonizacyjny nie jest zdolny podołać rozważanemu w pracy zadaniu pomiarowemu, choć technika ta jest chętnie stosowana w pomiarach sumy lotnych związków organicznych w powietrzu. Prezentowana praca zapoczątkowała badania, które mają na celu znalezienie metody umożliwiającej detekcję niepożądanych emisji na podstawie odpowiednio wygenerowanej odpowiedzi przyrządu, a nie w wyniku wyznaczenia stężenia markera.

EN

A need for extensive waste utilization is an adverse effect of developments in the chipboard and wood-based panel production industry. Although the produced waste constitutes a valuable fuel, easily accessible and attractive to individual consumers, domestic furnaces and heat-only boilers do not satisfy thermal waste processing requirements. In particular, utilization of chipboard and wood-based product waste in such installations is not allowed as not compliant with the emission standards. Therefore, an ability to detect emissions from combustion of chipboard and wood-based products in domestic installations, unsuited for that purpose, is vital. The paper presents results of tests carried out with a measuring device that operates based on the differential ion mobility spectrometry method. The device was applied to detect volatile substances emissions originating from chipboard combustion in a furnace not designed for utilization of this type of waste. The results confirmed applicability of the differential ion mobility spectrometry to detection of emissions from the chipboard combustion. A characteristic change in the ion mobility spectrum was observed when the instrument was exposed to the emissions, compared to the reference measurement. The ion mobility spectrum change pattern was constructed to form the basis for the emission detection. The conducted research indicates possibility of effective chipboard combustion emission detection in domestic furnaces with the use of the technique discussed. In addition, it has been determined that although the photoionization technique is widely applied to the measurement of total VOCs in the air, the detector of this kind is not suitable for the measurement task discussed. Further studies have been undertaken to develop a detection method for undesirable emissions based on the relevant device response and not concentration of a marker.

3

Zdolność rozdzielcza spektrometrów ruchliwości jonów. Cz. 1 - spektrometry z komorą dryftową

Wiśnik M., Budzyńska E., Puton J.

Analityka : nauka i praktyka

|

2018

|

nr 4

14--20

PL

Zdolność rozdzielcza spektrometrów ruchliwości jonów z komorą dryftową jest ograniczona poprzez zjawiska występujące w obszarze dryftu jonów i cechy konstrukcyjne detektorów.

4

Mobilne chromatografy gazowe łączone ze spektrometrami ruchliwości jonów do zastosowań w analizie zanieczyszczeń środowiska

Grabka M., Budzyńska E., Witkiewicz Z., Puton J., Jasek K.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2017

|

T. 22, nr 2

107--116

PL

W ostatnich latach w analizie zanieczyszczeń środowiska obserwuje się silną tendencję do prowadzenia analiz w miejscu występowania analitów (on-site). Podejście takie minimalizuje problemy przechowywania i transportu próbek z miejsca ich pobrania do laboratorium stacjonarnego, jak również skraca czas od pobrania próbki do uzyskania wyniku analizy. Obecnie do prowadzenia analiz polowych stosowane są między innymi mobilne urządzenia będące połączeniem chromatografu gazowego ze spektrometrem ruchliwości jonów (ang. Gas Chromatography – Ion Mobility Spectrometry – GC-IMS). Zalety techniki GC-IMS i możliwość jej potencjalnego wykorzystania w urządzeniach przenośnych dostrzeżono już w latach 70. XX wieku. W praktyce połączenie chromatografu gazowego ze spektrometrem IMS nastręczało wiele problemów technicznych. Dopiero wprowadzenie licznych rozwiązań konstrukcyjnych dedykowanych dla GC-IMS oraz miniaturyzacja chromatografów gazowych i spektrometrów ruchliwości jonów, o względnie prostej budowie i małym zużyciu energii, umożliwiły konstrukcję hybrydowych przyrządów przenośnych. Kompaktowe urządzenia są wykorzystywane w miejscach, w których przyrządy stacjonarne nie mają zastosowania, np. w polowych analizach zanieczyszczeń środowiska, sygnalizatorach skażeń bojowymi środkami trującymi czy w sondach kosmicznych. W dziedzinie analitycznych urządzeń przenośnych przyrządy GC-IMS stanowią alternatywę dla urządzeń GC-MS, przewyższając je pod względem mobilności, prostoty konstrukcji oraz niektórych właściwości analitycznych (np. bardzo dobrej wykrywalności). Urządzenia tego typu charakteryzują się jednak niższą selektywnością niż przyrządy GC-MS. W pracy zawarto opis rozwoju mobilnych urządzeń GC-IMS od koncepcji poprzez pierwsze konstrukcje aż do obecnie dostępnych rozwiązań.

EN

In the chemical analysis of environmental pollutions there is a strong tendency to perform fast on-site analysis using portable devices. This approach minimizes the problem of sample storage and transport from the place of collection to the stationary laboratory as well as reduces sampling-to-result time. Recently on-site analysis are often performed using mobile devices which are a combination of a gas chromatograph and ion mobility spectrometer (GC-IMS). Advantages of GC-IMS technique and its suitability for application as portable devices has already been noticed in the seventies of the twentieth century. As the first attempts have shown, the combination of a gas chromatograph and IMS detector in one device posed numerous technical issues. The gradual introduction of dedicated design solution and miniaturization of gas chromatographs and ion mobility spectrometers, allowed the construction of portable devices based on the joint technique. Compact devices are used in places where stationary instruments do not fit, e.g.: on-site analysis of environmental pollutions, portable CWA detectors or space probes. In the field of mobile analytical devices GC-IMS technique constitutes an alternative to GC-MS. GC-IMS devices exceeds GC-MS instruments in terms of mobility, simplicity, and some certain analytical characteristics (e.g. significantly lower detection limits). However device based on GC-IMS technique have a much lower selectivity than GC-MS instruments. This study presents an overview of the development of mobile GC-IMS devices from conception through the first constructions to currently available solutions in this domain.

5

Spektrometry ruchliwości jonów jako detektory chromatograficzne

Budzyńska E., Witkiewicz Z., Puton J.

Analityka : nauka i praktyka

|

2016

|

nr 2

10--16

PL

Układy GC IMS znalazły zastosowanie w ochronie środowiska, analizie próbek biologicznych, kontroli procesów biotechnologicznych, wykrywaniu śladowych ilości bojowych środków trujących oraz materiałów wybuchowych. Szeroka gama zastosowań, małe rozmiary, małe zużycie energii i możliwość miniaturyzacji tych przyrządów skutkują nieustającymi badaniami nad ulepszeniem i optymalizacją pracy takich systemów.

6

Nowoczesne metody wykrywania materiałów wybuchowych w służbie bezpieczeństwa publicznego

Szczurek M.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2015

|

Nr 3

149--159

PL

Cel: Wskazanie, że – spośród wielu metod wykrywania materiałów wybuchowych (MW) – spektrometria ruchliwości jonów może być jedną z najskuteczniejszych metod detekcji tych materiałów zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i polowych. Projekt i metody: Narzędzia i metody użyte w badaniach – w części badawczej przeprowadzono rejestrację widm ruchliwości jonów (ang. drift time spectrum) za pomocą spektrometru ruchliwości jonów oraz analizę skuteczności identyfikacji materiałów wybuchowych na podstawie serii wykonanych pomiarów. Wyniki: W trakcie badań dokonano krytycznej analizy współczesnych metod wykrywania materiałów wybuchowych, tj. metod elektrochemicznych, chemiluminescencyjnych, optycznych, optoelektronicznych, biochemicznych oraz metod opartych na obrazowaniu terahercowym. Szczególną uwagę poświęcono spektrometrii ruchliwości jonów (ang. ion mobility spectrometry, IMS) oraz zbadaniu skuteczności wykrywania MW za pomocą urządzenia opartego o technikę analityczną IMS. Wnioski: Zagrożenia wynikające z możliwości użycia materiałów wybuchowych przez podmioty godzące w bezpieczeństwo publiczne, np. przez organizacje terrorystyczne, skłaniają do poszukiwania skutecznych sposobów przeciwstawienia się tymże niebezpieczeństwom. Jednym z rozwiązań może być szerokie wykorzystanie metod umożliwiających szybkie wykrywanie materiałów wybuchowych w przestrzeni publicznej. Nie jest to zadanie proste, bowiem w praktyce można się spotkać ze stosowaniem wielu różnych materiałów, surowców oraz systemów detonacji urządzeń wybuchowych, w tym improwizowanych ładunków wybuchowych (ang. improvised explosive devices – IED). Użyte materiały wybuchowe mogą pochodzić z różnych źródeł. Obok klasycznych MW mogą zostać użyte materiały wykorzystywane w górnictwie lub mieszaniny wyprodukowane z powszechnie dostępnych substancji chemicznych. Metody chemii analitycznej wykorzystywane w detekcji materiałów wybuchowych są przydatne głównie w warunkach laboratoryjnych, bowiem opierają się przede wszystkim na wykorzystaniu stacjonarnej aparatury pomiarowej. Spektrometria ruchliwości jonów jest metodą bardziej uniwersalną. Ze względu na swoją specyfikę, tj. chemiczną jonizację pod ciśnieniem atmosferycznym, a tym samym możliwość uproszczenia konstrukcji, stwarza potencjalne możliwości zastosowania w różnych uwarunkowaniach.

EN

Aim: Demonstrate that from the numerous methods of detecting explosive materials, ion-mobility spectrometry can be one of the most effective approaches for use in laboratory and field conditions. Methodology: During research performed and recorded ion mobility spectra (drift time spectrum) with the aid of a spectrometer and conducted an effectiveness analysis of explosive material identification based on a series of performed measurements. Results: A critical analysis of contemporary techniques for detecting explosive materials included: electrochemical methods, chemiluminescent, optical, optoelectronic, biochemical and methods based on terahertz imaging. Special attention was devoted to ion mobility spectrometry (IMS) and to the testing of effectiveness of the IMS analytical technique in the detection of explosive materials. Conclusions: Threats associated with the potential use of explosives by groups endangering public security e.g. terrorist organizations, culminate in a search for effective ways to counteract such hazards. A solution may lie in a broad application of techniques, which facilitate quick detection of explosive materials in public areas. The task is not straightforward because in practice one may encounter the use of numerous materials and detonation systems, including Improvised Explosive Devices (IED). The explosives used may come from various sources. Apart from traditional explosives, materials used in mining as well as mixtures of generally available chemical substances may be used. Analytical chemistry techniques, for use in the detection of explosive materials are effective, mainly in laboratory conditions, because, in essence, the techniques make use of stationery measuring equipment. Ion Mobility Spectrometry is the most universal method. Because of its characteristics; chemical ionisation under atmospheric pressure and simplification of construction, provides a potential for application in diverse conditions.

7

Zastosowanie membran półprzepuszczalnych w analizatorach gazowych z detekcją opartą na różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów

Zalewska A., Ceremuga M., Maziejuk M., Buczkowska A., Sikora T.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 4

464-467

PL

Przeprowadzono badania nad wykrywaniem bojowych środków trujących (BST) metodą spektrometrii ruchliwości jonów (DMS). Zaobserwowano znaczący, często niekorzystny, wpływ obecności pary wodnej w analizowanym strumieniu gazowym na wynik detekcji, w związku z czym wprowadzono membranowy układ pomiarowy. Podstawowym zadaniem membrany półprzepuszczalnej jest zatrzymanie pary wodnej w analizowanym powietrzu, a przepuszczenie pożądanych substancji. Przetestowano polidimetylosiloksan (PDMS), polieteroamid (PEBAX) i poli(glikol etylenowy) (PEOX).

EN

Polydimethylsiloxane, polyetheramide and poly(ethylene glycol) were deposited from their solutions on a polymer film by dip-coating to produce semipermeable membranes used then for pretreatment of mustard gas and somancontg. wet air before detn. of the warfare agents by differential ion-mobility spectrometry. The polydimethylsiloxane and polyetheramide-coated membranes (5%) showed the best barrier properties against H₂O.

8

Stabilność przetwornika prąd–napięcie w spektrometrii ruchliwości jonów

Madej P.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2014

|

Vol. 70, nr 34

358--364

PL

Przetwornik stosowany w Spektrometrze Ruchliwości Jonów musi mieć dużą czułość i odpowiednio szerokie pasmo częstotliwościowe dla pożądanego przetwarzania impulsowego sygnału prądowego na napięciowy. Nieumiejętne próby spełnienia obu tych wymagań mogą powodować niestabilną pracę przetwornika; impulsy będą zniekształcane lub wręcz układ będzie generował własny sygnał. W opracowaniu przedstawiono analizę tego problemu i podano warunki, w jakich układ będzie stabilny.

EN

Analyzed the stability of the high sensitivity current–voltage converter. The relationship between the time constants of the loop impedance and of impedance at the input of the operational amplifier is essential to this problem. Examined several cases led to practical conclusions, affording a wide frequency range and stable operation of the converter.

9

Pasmo przetwornika prąd–napięcie w spektrometrii ruchliwości jonów

Madej P.

Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2014

|

Vol. 70, nr 34

352--357

PL

W Spektrometrii Ruchliwości Jonów stosowany jest czuły przetwornik zbierający ładunek jonów osiągających końcową elektrodę w komorze. Wyjściowy, napięciowy sygnał przetwornika ma postać impulsów o kształcie zbliżonym do trójkąta, o amplitudzie od dziesiątków pikoamperów do pojedynczych nanoamperów i czasie trwania od 0,2 ms do kilku ms. Zarówno amplituda, jak kształt i moment pojawianie się tych impulsów są podstawą do identyfikacji rodzaju jonów dopływających do elektrody. Przetwornik zatem musi pracować w czasie rzeczywistym; jego pętla sprzężenia musi być rezystancyjna. Istotny jest poziom błędu zera – nieczułości przetwornika, zależny od napięcia niezrównoważenia i prądu polaryzacji zastosowanego wzmacniacza operacyjnego oraz od szumów całego przetwornika i komory, w której jony zdążają do elektrody zbiorczej. Celowe zatem jest ograniczenie pasma pracy przetwornika aby zmniejszyć wpływ wymienionych czynników; od dołu – dolna częstotliwość graniczna różna od zera oraz od góry – górna częstotliwość graniczna jak najmniejsza. Ale jednocześnie nie można zanadto zniekształcić istotnych cech sygnału, np. jego zboczy. W opracowaniu przedstawiono próbę oszacowania minimalnego pasma pracy przetwornika w oparciu o przyjęte z literatury krytyczne wartości czasów trwania impulsów.

EN

Described a method for the selection of the converter frequency band, which is used to amplify signals from chamber in the ion mobility spectrometer. Bandwidth should not be broad because of the noise and bias current, offset voltage in the OpAmp. Awarded permissible errors of signal amplitude and slope of 5%. Presented formulas to calculate the frequency limits of the converter.

10

Detektory do wykrywania skażeń chemicznych dla bezzałogowej platformy lądowej (strażak)

Harmata W., Maziejuk M., Ceremuga M.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2014

|

Nr 1

93--105

PL

Cel: Celem artykułu jest prezentacja budowy oraz wyników działania detektora do wykrywania skażeń chemicznych zainstalowanego na bezzałogowej platformie lądowej (BPL) „Strażak”, którą zaprezentowano w artykule przeglądowym BiTP Vol. 30, Issue 2, 2013, pp. 81-90. Wprowadzenie: Obecny stan zaawansowania techniki pożarniczej wymaga uwzględnienia w planach realizacji akcji ratowniczogaśniczych starannego rozpoznania zagrożeń, jakie mogą zaistnieć w trakcie wykonywania zadania. Oczywista jest konieczność rozpoznania wynikająca z charakteru gaszonego obiektu. Przygotowując środki do zdławienia pożaru, należy brać pod uwagę te niebezpieczne substancje chemiczne, jakie na danym obiekcie występują oraz ich charakter (bojowe środki trujące, toksyczne środki przemysłowe, materiały wybuchowe, gazy tworzące mieszanki łatwopalne lub samozapalne, źródła promieniotwórcze itp.). Do niedawna PSP nie dysponowała odpowiednim sprzętem, który umożliwiałby zdalną detekcję. Obecnie w dyspozycji CNBOP jest bezzałogowa platforma lądowa pn. „Strażak”, która została wyposażona w odpowiedni detektor monitorujący zagrożenie oraz generujący sygnał alarmowy w momencie wykrycia zagrożenia. Przyrząd taki jest elementem wspomagającym decyzje osób kierujących akcją ratowniczo-gaśniczą. Metodologia: Detekcja zagrożeń realizowana jest za pomocą wieloczujnikowego układu pomiarowego pn. „FireChem”. Układ pomiarowy został zainstalowany jako integralny element BPL „Strażak”. Służy on do detekcji emisji zanieczyszczeń niebezpiecznymi substancjami chemicznymi. Składa on się z trzech modułów: modułu z czujnikami elektrochemicznymi, spektrometru optycznego oraz spektrometru ruchliwości jonów (IMS). Dzięki tak unikalnej budowie układ ten jest w stanie wykrywać substancje chemiczne (toksyczne środki przemysłowe) z niekontrolowanych uwolnień oraz bojowe środki trujące, które mogą się pojawić w przypadku ataku terrorystycznego lub znaleziska. Istotną częścią układu detekcji jest spektrometr optyczny, który służy przede wszystkim do ostrzegania o wejściu w strefę zagrożoną wybuchem. Za jego pomocą można bardzo skutecznie wykrywać węglowodory alifatyczne (metan oraz mieszaninę propanu z butanem). W pracy przedstawiono podstawowe informacje na temat budowy i zasady działania detektora IMS oraz wyniki pomiarów wybranych substancji przez detektor „FireChem”. Wnioski: Podstawowe cele sformułowane w nazwie projektu badawczo-rozwojowego nr OR00004812 pt. „Technologia zmniejszania zagrożenia wywołanego niekontrolowanym uwalnianiem substancji niebezpiecznych” zostały zrealizowane poprzez budowę BPL „Strażak” oraz wyposażenie go w m.in. detektor „FireChem”. Pojazd oddany do użytku jest wszechstronnie testowany i poddany szeregom prób terenowych. Po okresie prób na terenie CNBOP przewidziane jest jego przekazanie do wytypowanej JRG i użycie w warunkach realnej akcji ratowniczo-gaśniczej. Projekt traktuje zbudowanie BPL „Strażak” jako demonstratora technologii. Oznacza to, że po okresie prób i testów sporządzone zostanie sprawozdanie przedstawiające wnioski na temat dalszych losów tej konstrukcji. Autorzy żywią nadzieję, że konstrukcja po uwzględnieniu tych wniosków będzie mogła zostać wdrożona do produkcji seryjnej i wejdzie na wyposażenie jednostek PSP.

EN

Objective: The aim of the article is to present the structure and performance of the detector for the chemical contamination detection, installed on the unmanned mobile platform “Strażak” (Fireman) presented in the review article BiTP Vol. 30 Issue 2, 2013, pp. 81-90. Introduction: The current advancement state of the firefighting techniques requires to take into account in rescue and firefighting action plans a thorough diagnosis of the risks that may appear during the execution of the task. The need to recognize the type of burning object is obvious. Preparing means to suppress the fire, one should take into account dangerous chemicals that are present on the site (chemical warfare agents, toxic industrial agents, explosives, gases forming a flammable mixture, radioactive sources, etc.). Until now, the PSP did not have appropriate equipment that would enable remote detection. Currently at the disposal of CNBOP is an unmanned platform “Strażak”, which was equipped with a detector for monitoring risk and generating an alarm signal when the threat is detected. Methodology: The detection of the threats was done by the multi-sensing measuring set: “FireChem”. This device was mounted as an integral part of “Strażak”. It is used to detect the emission of hazardous chemicals. It consists of three modules: electrochemical sensors, optical spectrometer and ion mobility spectrometer (IMS). With such a unique design this system is able to detect chemicals (toxic industrial compounds) with uncontrolled releases and chemical warfare that may arise in the event of a terrorist attack. An important part of the detection system is an optical spectrometer, which is primarily used to warn of entry into the hazardous zone. Using it, aliphatic hydrocarbons may be detected with high precision (methane, propane and butane mixture). This paper presents basic information about the construction and operation of the IMS detector and the results of measurements of selected substances by the detector “FireChem”. Conclusions: Main objectives in the R&D project no. OR00004812 “Technology for decreasing threat caused by uncontrolled releasing hazardous substances” were achieved by developing “Strażak” and equipping it with detector “FireChem”. The vehicle has been thoroughly tested and subjected to a series of field trials. After a period of testing CNBOP is anticipated to transfer to JRG and use under real emergency response. The project takes to build a BPL “Strażak” as a demonstrator of technology. This means that after a period of trial and testing, the report will be submitted with applications for the further aspects of the construction.

11

Różnicowa spektrometria ruchliwości jonów : zastosowania oraz perspektywy rozwojowe

Maziejuk M., Lisowski W., Ceremuga M., Szyposzyńska M.

Analityka : nauka i praktyka

|

2014

|

nr 4

8--15

PL

Wykrywanie w powietrzu substancji niebezpiecznych o bardzo niskich stężeniach, z wysokim progiem zaufania i przy krótkich czasach reakcji stanowi nadal trudne wyzwanie dla konstruktorów. Techniką spełniającą te wymagania jest spektrometria ruchliwości jonów.

12

Spektrometria mas w rozróżnianiu związków chiralnych

Drabik E.

Wiadomości Chemiczne

|

2011

|

[Z] 65, 7-8

609-649

EN

The phenomenon of optical activity was discovered by Louis Pasteur in 1848. Since this time, chirality of organic compounds observed in biological systems has became a central theme in scientific research. Synthesis and quantitation of enantiomerically pure compounds is important for a wide range of applications. Chirally pure compounds are required not only by pharmacology, but they are also of interest in cosmetic and food industry and many other applications. Similarity of enantiomers in their chemical and physical properties, except for optical rotation, makes their separation and detection very difficult. Until now, many methods have been used for the enantioselective discrimination of organic compounds, including nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), circular dichroism (CD), capillary electrophoresis (CE) and chromatography (GC, HPLC), where an interference of a solvent cannot be excluded. Recent studies have shown that mass spectrometry (MS) is an alternative approach to traditional method for chiral recognition and determination of enantiomeric composition. Although, mass spectrometry has been considered as insensitive to chirality because enantiomers have the same mass and show identical mass spectra, it is now accepted as important tool for differentiating of enantiomeric compounds through their interactions with chiral reference molecules (Fig. 1). The ability to transfer diastereomeric non-covalent complexes between chiral selectors and analyte enantiomers, which differ in stability, into the gas-phase and measure such differences trough mass spectrometric ion abundances, has appeared with development of soft ionization techniques such electrospray ionization (ESI), fast atom bombardment (FAB) and matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI). Mass spectrometry-based methods for chiral recognition and quantitative determination of enantiomeric purity are attractive due to their speed, high sensitivity, low sample consumption, tolerance to impurities and ability to probe the analyte in a solvent free environment. Currently, there are four well-defined approaches for determining a measure of enantiomer discrimination, using either single-stage or tandem mass spectrometry. They can be classified into the following categories: (1) measurement of the relative abundance of diastereomeric complexes between chiral reference compound and the enantiomers (usually one isotopically labeled [10]), (2) enantioselective ion/molecule reaction between diastereomeric complexes and chiral or achiral reactants [11], (3) kinetic method [12] and (4) collision-induced dissociation (CID) of diastereomeric adducts in a tandem mass spectrometry (MS/MS) experiment [61, 62]. Over the past decade, new approaches to chiral separation and analysis of enantiomers have been introduced, where molecules are separated based on their mobility (ion mobility spectrometry) [66].

13

Determination of volatile organic compounds in exhaled breath by ion mobility spectrometry

Ulanowska A., Ligor M., Amann A., Buszewski B.

Chemia Analityczna

|

2008

|

Vol. 53, No. 6

953-965

EN

In this paper, the possibility of determination of volatile organic compounds (VOCs) present in the exhaled breath using an ion mobility spectrometer (IMS) has been described. This device combines high sensitivity, analytical flexibility, low cost of individual analyses, and suitability for the real-time monitoring. The IMS is often coupled with multicapillary column (MCC), which enables the analysis of a mixture of gaseous substances in a very short time. The MCC-IMS system was calibrated for ethanol, 2-hexanone, 2-heptanone, 3-heptanone, limonene, and p-xylene. Linearity of the method was investigated in the concentration range from 0.3 to 83.8 ppb at the limit of detection ranging from 0.1 to 2.1 ppb. The presented method can be used for determination of VOCs in exhaled air, especially for early diagnosis of patients suffering from lung, larynx, mouth, and esophagus cancers.

PL

W pracy opisano możliwość oznaczania lotnych związków organicznych (VOCs) w wydychanym powietrzu za pomocą spektrometru ruchliwości jonów (IMS). Aparat ten łączy wysoką czułość detekcji oraz niski koszt pojedynczej analizy z możliwością kontroli procesów w czasie rzeczywistym. Sprzężony z kolumną multikapilarną (MCC) umożliwia analizę lotnych substancji w mieszaninie w bardzo krótkim czasie. Układ MCC-IMS skalibrowano dla etanolu, 2-heksanonu, 2-heptanonu, 3-heptanonu, limonenu oraz p-ksylenu. Liniowość metody badano w zakresie stężeń od 0.3 do 83.8 ppb, przy granicy wykrywalności od 0. l do 2. l ppb. Opracowana metoda pozwala na oznaczanie VOCs w wydychanym powietrzu i może być użyteczna w szybkiej diagnostyce osób z chorobami nowotworowymi, płuc, krtani, ust i przełyku.

14

Spektrometry ruchliwości jonów w zastosowaniu do wykrywania bojowych substancji toksycznych

Maziejuk M., Mierczyk J.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2007

|

Vol. 56, nr 1

159-177

PL

W artykule omówiono zagadnienia związane z detekcją skażeń chemicznych, ze szczególnym uwzględnieniem bojowych środków trujących (BST) metodą wykorzystującą spektrometrię ruchliwości jonów. Praca zawiera przegląd światowych rozwiązań technologicznych i aparaturowych, które znalazły zastosowanie w sygnalizatorach skażeń. Przedstawiono również wyniki prac naukowo - badawczych prowadzonych w Wojskowym Instytucie Chemii i Radiometrii przy współudziale Wojskowej Akademii Technicznej, które doprowadziły do opracowania rodziny sygnalizatorów skażeń chemicznych zastosowanych w różnych systemach ostrzegających.

EN

In the article, the problems on detection of chemical contamination are discussed. Special attention is paid to detection of toxic warfare agents with the methods based on spectrometry of ions mobility. The article includes an interview of known in the world technological and apparatus systems that were applied in contamination signalling devices. Also the results of scientific - research investigations on development of signalling devices of chemical contaminations used in various warning systems are presented. These investigations were carried out at the Military Institute of Chemistry and Radiometry in cooperation with the workers of the Military University of Technology.