2009-11-13 來源:分析測試百科
關(guān)鍵詞：離子色譜/質(zhì)譜 液質(zhì)聯(lián)用 氣質(zhì)聯(lián)用
據(jù)美國煙酒、武器及爆炸物管理局(ATF)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，本世紀(jì)美國許多炸彈的首選炸藥，均為無煙粉末、黑色粉末及黑色粉末替代物。 這些粉末易于制備，如果恐怖分子不擔(dān)心暴露身份的話，在運動商店就可以買到。
黑色粉末有時稱為火藥，但如今這一術(shù)語通常指粉末狀的推進劑。黑色粉末含有燃料(通常是木炭)、氧化劑(硝酸鉀)和硫磺，這些物質(zhì)降低了燃點、并增加了燃燒速度。氧化劑加速了生成氮/碳氧化物和諸如硫化鉀這類固體的化學(xué)反應(yīng)，同時，產(chǎn)生的熱量使氣體膨脹從而產(chǎn)生爆炸力。
如果這一迅速的反應(yīng)在槍管這樣帶有排氣口的容器中發(fā)生，膨脹氣體就可以推進子彈。如果是在密閉容器中，那就是炸彈。
無煙粉末包括幾類燃燒時只產(chǎn)生微量煙霧的推進物，這與黑色粉末不同。這一差別說明無煙粉末的爆炸產(chǎn)物絕大多數(shù)是氣體，而黑色粉末爆炸后會產(chǎn)生高達55%的固體。
20世紀(jì)70年代采用的黑色粉末替代品同樣會產(chǎn)生清潔燃燒，這主要是由于用抗壞血酸這類有機酸代替了硫磺。硫磺被替代后對使用黑色粉末的合法用戶有益，卻給法醫(yī)鑒定帶來了困難，傳統(tǒng)的分析爆炸后殘留物的分析方法(bulk 方法，即體檢測方法)無法鑒定抗壞血酸，從而增加了法醫(yī)分析的復(fù)雜性。
液質(zhì)聯(lián)用和氣質(zhì)聯(lián)用這類聯(lián)用技術(shù)，可以比較成功地鑒定無損的黑色粉末替代物中的抗壞血酸，但仍然無法鑒定爆炸后殘留物。因此，法醫(yī)拼圖中至關(guān)重要的一片就會在偵查當(dāng)次爆炸殘余物時丟失。
目前，ATF的科學(xué)家將一種現(xiàn)有的內(nèi)部離子色譜/質(zhì)譜(IC/MS)方法用于無損粉末和爆炸殘留物，已取得初步成效。Ammendale司法科學(xué)實驗室的醫(yī)學(xué)博士郎桂華(Gui-hua Lang)和凱瑟琳•波義耳(Katherine Boyle)，分別應(yīng)用兩種不同的陰離子交換柱檢測高氯酸根離子和殘留的陰離子。
色譜柱經(jīng)氫氧化鉀水溶液洗脫后，連接到一臺單四極桿質(zhì)譜上，采用負源電噴霧操作模式。多數(shù)情況下，在單采樣錐電壓下獲得質(zhì)譜，當(dāng)需要觀察不太穩(wěn)定的離子時則需要降低電壓。
鑒定抗壞血酸的難度在于其在溶液中的不穩(wěn)定性。在水溶液中抗壞血酸迅速、可逆地降解為脫氫抗壞血酸，接著又不可逆地生成2，3-二酮古羅糖酸，進而分解成蘇糖酸和草酸。通過分析抗壞血酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液可以證實上述反應(yīng)。因此，黑色粉末替代物及其爆炸后殘留物中檢測到的是抗壞血酸分解產(chǎn)物及非母體化合物。
研究者收集了不同品牌的黑色粉末替代物。所選物質(zhì)均含有抗壞血酸，一部分只含有硝酸鉀，有些在含有硝酸鉀的同時還含有高氯酸鉀。對提取溶液的分析結(jié)果顯示：抗壞血酸在所有的粉末中均降解出草酸鹽，蘇氨酸鹽和一水合二酮古洛糖酸，對僅含有硝酸鹽的，和同時含有硝酸鹽及高氯酸鹽的粉末，結(jié)果都一樣。
由于來源有限，僅用兩種黑色粉末的替代物制備了六種鋼管炸藥。爆炸后，用水淋洗管內(nèi)壁用于分析。殘留物均含有相似的陰離子片段。從原始的氧化物中可檢測到高氯酸鹽和硝酸鹽，從燃燒產(chǎn)物中可檢測到氯化物、氯酸鹽、亞硝酸鹽和重碳酸鹽。
草酸根是抗壞血酸釋分解放出的主要離子且存在于所有爆炸后的設(shè)備中，然而有些情況下為了檢測到離子需要降低錐電壓。蘇氨酸鹽檢測有問題，因為它會和其它化合物共流出，這些化合物可能是其它的抗壞血酸產(chǎn)生的降解產(chǎn)物。在一些爆炸后殘留物中檢測到了一水合二酮古洛糖酸，它在抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)譜圖中的峰最小。
檢測到無機陰離子和草酸鹽，并檢測不到任何含硫的陰離子，被稱作“抗壞血酸黑色粉末替代物的良好指示物，或至少證明其不含硫” 。研究者們強調(diào)，鑒定中需觀察所有的陰離子，而不能只用草酸根一種離子做指示。
現(xiàn)有的ATF IC/MS方法是檢測無損的粉末的好方法，但今后在檢測爆炸后殘留物共流出方面，還有很多工作要做。此外，在較低錐電壓下的后續(xù)實驗經(jīng)證實是有效且會被采用的。