SPME-GCMS法分析火场物品中的汽油残留物

智能文字提取功能测试中

本文参考中华人民共和国公安部发布的《GA/T 1515-2018 法庭科学 汽油残留物提取检验 固相微萃取-气相色谱-质谱法》。利用固相微萃取技术，结合岛津GCMS-QP2020 NX气质联用仪，检测了火场中3份疑有汽油残留物样品，通过汽油选择特征离子和轻重组分分布规律推断这几个样品是否含有汽油残留物。采用该方法，样品处理简单，获得信息丰富，是分析汽油残留物的一种有效手段。SSL-CA23-092Excellence in Science Excellence in ScienceGCMS-511 SPME-GCMS 法分析火场物品中的汽油残留物 GCMS-511 摘要：本文利用岛津 GCMS-QP2020 NX气质联用仪，检 测 了3份火场中的疑有汽油残留物样品。通过 固 相 微萃取器的纤维萃取头吸附样品中的残留物，经GCMS进样口解吸，色谱柱分离，对汽油残留物进行检测，并通过 NIST 谱库定性各化合物。该方法前处理简单，获得信息丰富，是分析火场中汽油残留物的有效手段。 关键词：气相色谱质谱联用仪汽油残留物 固相微萃取 技术特点： ※利用固相微萃取方式，前处理简单、快速。 在火案现场中，高温燃烧和灭火工作会破坏大部 分的物证，给起火原因分析带来困难。在很多纵火案中，犯罪嫌疑人往往使用易燃液体焚烧现场。最常用的易 燃液体为汽油，汽油挥发物可能会被吸附在未燃烧的 物质中，而得以保存。相关分析检验可以为火案的分析、研判提供侦察的方向和证据。 目前，最适合进行汽油及其燃烧残留物分析的仪 器为气相色谱质谱联用仪。 本文参考中华人名共和国公安部发布的《GA/T1515-2018 法庭科学汽油残留物提取检验固相微萃 取-气相色谱-质谱法》，利用固相微萃取，结合岛津 GCMS-QP2020 NX气质联用仪，建立 了 一套快速、准 确分析火场物品中的汽油残留物的检 测 方法，该方法 抗 基质干扰能力强，为火场证物中的汽油残留物提取的检 验提供依据。 1.1仪器 岛津气质联用仪 GCMS-QP2020 NX 1.2分析条 件 SPME 参数： SPME纤维萃取头 头 ： 聚二甲基硅氧烷 (PDMS)纤维萃取头(100um) 60°℃ 进 样 口温度： 平衡温 品 度 度：平衡时 寸 间： 30 min 解吸时间： 1 min 250℃ GCMS 参数： 色谱 柱： SH-I-1MS，30m × 0.25mm×0.25um 柱 温程序： 40℃ (2 min)_5℃/min_80℃_10℃/min_280℃(5min) 进样口温度：250℃ 离子化方式：EI 载气控制方式： 色谱柱流量 离 子 源温度： 230℃ 色谱柱流量：1.0 mL/min 接口温度： 230℃ 样方式： 分流 采集方式： SCAN 流 比：10：1 扫描范围： 40~400 amu 1.3样品前处理 将样品装入20 mL的顶空瓶，放置在顶空加热炉60℃，再把固相微萃取器针头插入顶空瓶内吸附30min 后，取出固相微萃取器针头，插入气相色谱质谱仪进样 口 解吸， 1 min 后拔出，进行汽油残留物检测。 ■结果讨论 2.1对照品色谱图 1 汽 油 对照品色谱图 按标准要求，对汽油对照品，提取质荷比为78、91、105、119、134等碎片 离 子。选择 离 子的色谱图如下： 图2 汽油对照品选择离 子 (78、91、105、119、134)色谱图 按标准要求，对汽油对照品，提取质荷比为85、128、142等碎片离子。选择离子的色谱图如下： 图3 汽 油对照品选择离子(85、128、142)色谱 图 2.2样品色谱图 对3个疑似样品进行分析，得到该3个样品色谱图如下。 图4 3个火场疑有汽 油 残留物样品(粉色 、蓝色、棕色谱图)和方法空白色谱图(黑色谱图) 对3个疑似样品，提取质荷比为 78、91、105、119、134等碎片离子。选择离子 的 色谱图如下： 图 5 样品1选择离子(78、91、105、119、134))包 色谱图 图6 样品2选择离 子 (78、91、105、119、134))色谱图 图7 样品3选择离子(78、91、105、119、134)色谱图 对3个疑似样品，提取质荷比为84、1128、142等碎片离子。选择离子的色谱图如下： 图 8 样品1选择离子(85、128、142)色谱图 图9 样品2选择离子(85、128、142)色谱图 图10 样品3选择 离 子(85、128、142)色谱图 2.3定性分析结果 利用 NIST 谱库对汽油对照品和3个疑似样品进行定性 ，结果如下表所示。 表1汽油 对照品 定 性结果 No. 保留时间(min) 化合物名称 CAS 号 相似度(%) 峰面积 含量(%) 1 1.962 1-Hepten-4-ol 3521-91-3 90 4040975 1.25 2 2.055 Pentane，3-methyl- 96-14-0 96 1302852 0.40 3 2.883 Hexane， 2-methyl- 591-76-4 94 2934806 0.91 4 2.995 Hexane，3-methyl- 589-34-4 96 3571405 1.11 5 3.188 Hexane， 2，2-dimethyl- 590-73-8 98 3690100 1.14 6 3.361 Heptane 142-82-5 95 2684776 0.83 7 3.969 Pentane， 2，2-dimethyl- 590-35-2 93 3272056 1.01 8 4.295 Pentane， 2，3，4-trimethyl- 565-75-3 96 3370957 1.04 9 4.378 Toluene 108-88-3 94 29519032 9.15 10 4.530 Heptane，4-methyl- 589-53-7 93 2252281 0.70 11 4.672 Heptane，2-methyl- 592-27-8 96 3738753 1.16 12 4.847 Heptane，3-methyl- 589-81-1 94 4767019 1.48 13 5.496 Undecane， 2，4-dimethyl- 17312-80-0 91 3316752 1.03 14 6.744 Ethylbenzene 100-41-4 98 12552767 3.89 15 7.016 Benzene， 1，3-dimethyl- 108-38-3 98 33654920 10.43 16 7.325 Undecane，5-methyl- 1632-70-8 95 3597857 1.11 17 7.526 Octane，3-methyl- 2216-33-3 97 1906665 0.59 18 7.638 o-Xylene 95-47-6 98 15884508 4.92 19 8.367 Nonane 111-84-2 95 2294118 0.71 20 8.631 Benzene，(1-methylethyl)- 98-82-8 97 1504357 0.47 21 9.537 Benzene，propyl- 103-65-1 98 5970227 1.85 22 9.805 Benzene，1-ethyl-3-methyl- 620-14-4 97 21956878 6.80 23 9.857 Benzene， 1-ethyl-2-methyl- 611-14-3 98 8939448 2.77 24 10.039 Benzene， 1，2，3-trimethyl- 526-73-8 97 10085515 3.13 25 10.302 Benzene， l-ethyl-3-methyl- 620-14-4 94 11276056 3.49 26 10.393 Octane， 2，4，6-trimethyl- 62016-37-9 94 1639978 0.51 27 10.598 Nonane，3-methyl- 5911-04-6 97 1335613 0.41 28 10.775 Benzene， 1，2，3-trimethyl- 526-73-8 97 33374347 10.34 29 11.371 Decane 124-18-5 95 1840326 0.57 30 11.456 Benzene， 1，2，3-trimethyl- 526-73-8 96 9544063 2.96 31 11.532 Benzene，l-methyl-2-(1-methylethyl)- 527-84-4 93 1529440 0.47 32 11.708 Indane 496-11-7 97 5097699 1.58 33 12.197 Benzene，1，2-diethyl- 135-01-3 98 2244435 0.70 34 12.262 Benzene，1-methyl-3-propyl- 1074-43-7 95 6037297 1.87 35 12.348 2-Tolyloxirane 2783-26-8 90 4273454 1.32 36 12.429 Benzene，1-ethyl-3，5-dimethyl- 934-74-7 97 5647327 1.75 37 12.595 Benzene，1-methyl-2-propyl- 1074-17-5 96 1987451 0.62 38 12.846 Benzene， l-ethyl-2，3-dimethyl- 933-98-2 86 6157408 1.91 39 12.880 Benzene，1-ethyl-2，4-dimethyl- 874-41-9 96 3146231 0.97 40 12.956 Indan，1-methyl- 767-58-8 84 3654585 1.13 41 13.011 Benzene，2-ethyl-1，4-dimethyl- 1758-88-9 97 6377610 1.98 42 13.412 Benzene，4-ethyl-1，2-dimethyl- 934-80-5 92 2503662 0.78 43 13.677 Benzene， 1，2，4，5-tetramethyl- 95-93-2 84 5286572 1.64 44 13.747 Benzene， 1，2，3，4-tetramethyl- 488-23-3 97 5462876 1.69 45 14.053 1H-Indene， 2，3-dihydro-5-methyl- 874-35-1 91 2920409 0.90 46 14.239 1H-Indene， 2，3-dihydro-4-methyl- 824-22-6 92 5526025 1.71 47 14.341 Benzene，1，2，3，4-tetramethyl- 488-23-3 95 1979793 0.61 48 14.755 Naphthalene 91-20-3 92 3626563 1.12 表2 样品1定性结果 NO. 保留时间(min) 化合物名称 样品1定性结果 CAS 号 相似度(%) 峰面积 峰面积比 1 8.880 (R)-(-)-2，2-Dimethyl-1，3-dioxolane-4-methanol 14347-78-5 91 13731 4.91 表3样品2定性结果 No. 保留时间 (min) 化合物名称 CAS 号 相似度(%) 峰面积 峰面积比 1 1.715 Butane， 2-methyl- 78-78-4 97 357698 9.42 2 1.775 Butane，2-chloro-3-methyl- 631-65-2 87 410483 10.81 3 2.084 1-Hepten-4-ol 3521-91-3 89 494437 13.03 4 2.174 Pentane，3-methyl- 96-14-0 95 200701 5.29 5 2.302 Hexane 110-54-3 95 138421 3.65 6 2.545 1-Octene，2-methyl- 4588-18-5 93 133600 3.52 7 3.002 Hexane， 2-methyl- 591-76-4 93 102926 2.71 8 3.111 Hexane， 3-methyl- 589-34-4 89 134559 3.54 9 3.303 Pentane， 2，2，4-trimethyl- 540-84-1 98 190957 5.03 10 3.487 Heptane 142-82-5 91 67612 1.78 11 3.805 Cyclohexane，methyl- 108-87-2 87 27003 0.71 12 4.073 Octane， 2，4，6-trimethyl- 62016-37-9 91 65349 1.72 13 4.399 Pentane， 2，3，4-trimethyl- 565-75-3 92 56172 1.48 14 4.475 Toluene 108-88-3 87 171174 4.51 15 4.630 Heptane，4-methyl- 589-53-7 88 24815 0.65 16 4.766 Heptane， 2-methyl- 592-27-8 86 35731 0.94 17 4.938 Heptane，3-methyl- 589-81-1 92 47606 1.25 18 5.201 Hexane， 2，2，4-trimethyl- 16747-26-5 87 26667 0.70 19 5.577 Hexane， 2，4-dimethyl- 589-43-5 87 30303 0.80 20 6.820 Ethylbenzene 100-41-4 93 23818 0.63 21 7.057 o-Xylene 95-47-6 96 88161 2.32 22 7.381 Undecane， 5-methyl- 1632-70-8 87 17421 0.46 23 7.687 Benzene， 1，3-dimethyl- 108-38-3 93 33452 0.88 24 8.902 (R)-(-)-2，2-Dimethyl-1，3-dioxolane-4-methanol 14347-78-5 85 30658 0.81 25 9.819 Benzene， 1-ethyl-3-methyl- 620-14-4 95 44547 1.17 26 9.880 Benzene，1-ethyl-2-methyl- 611-14-3 86 18109 0.48 27 10.059 Benzene， 1，2，3-trimethyl- 526-73-8 93 24613 0.65 28 10.756 Benzene， 1，2，3-trimethyl- 526-73-8 96 77714 2.05 29 11.385 Undecane 1120-21-4 84 19103 0.50 30 11.467 Benzene， 1，2，3-trimethyl- 526-73-8 92 19651 0.52 31 12.271 Benzene，1-methyl-3-propyl- 1074-43-7 84 16062 0.42 32 12.439 Benzene，2-ethyl-1，3-dimethyl- 2870-04-4 90 18808 0.50 33 13.753 Benzene，1，2，4，5-tetramethyl- 95-93-2 93 19441 0.51 34 14.865 Ethanol， 2-(2-butoxyethoxy)- 112-34-5 93 27106 0.71 35 15.333 1-Dodecene 112-41-4 93 34526 0.91 36 16.421 l-Decanol 112-30-1 86 14662 0.39 表4样品3定性结果 NO. 保留时间 (min) 化合物名称 CAS 号 相似度(%) 峰面积 含量((%) 1 1.606 Butane，2-methyl- 78-78-4 97 415520 9.01 2 1.675 Butane，2-chloro-3-methyl- 631-65-2 89 643077 13.95 3 1.973 1-Hepten-4-ol 3521-91-3 89 576415 12.50 4 2.072 Pentane，3-methyl- 96-14-0 96 361442 7.84 5 2.196 Hexane 110-54-3 95 248637 5.39 6 2.436 Cyclopentane，methyl- 96-37-7 92 138595 3.01 7 2.902 Hexane， 2-methyl- 591-76-4 92 106488 2.31 8 3.013 Hexane， 3-methyl- 589-34-4 94 167477 3.63 9 3.207 Hexane，2，2-dimethyl- 590-73-8 97 231376 5.02 10 3.717 Cyclohexane， methyl- 108-87-2 86 30135 0.65 11 3.994 Octane，2，4，6-trimethyl- 62016-37-9 90 82019 1.78 12 4.314 Pentane，2，3，4-trimethyl- 565-75-3 93 51602 1.12 13 4.396 Toluene 108-88-3 86 228775 4.96 14 4.697 Heptane，2-methyl- 592-27-8 89 58517 1.27 15 4.867 Heptane，3-methyl- 589-81-1 89 53796 1.17 16 5.129 Hexane， 2，2，4-trimethyl- 16747-26-5 88 23537 0.51 17 5.522 Undecane，2，4-dimethyl- 17312-80-0 87 32479 0.70 18 6.766 Ethylbenzene 100-41-4 94 27311 0.59 19 7.015 Benzene， 1，3-dimethyl- 108-38-3 96 80682 1.75 20 7.339 Undecane，5-methyl- 1632-70-8 85 22272 0.48 21 7.530 Octane， 3-methyl- 2216-33-3 88 19450 0.42 22 7.649 Benzene， 1，3-dimethyl- 108-38-3 93 47775 1.04 23 8.378 Nonane， 2，5-dimethyl- 17302-27-1 85 19347 0.42 24 9.797 Benzene，l-ethyl-3-methyl- 620-14-4 96 30582 0.66 25 9.855 Benzene，1-ethyl-2-methyl- 611-14-3 85 12079 0.26 26 10.043 Benzene， 1，3，5-trimethyl- 108-67-8 92 22058 0.48 27 10.740 Benzene， 1，2，3-trimethyl- 526-73-8 96 71529 1.55 28 11.454 Benzene， 1，2，3-trimethyl- 526-73-8 92 17767 0.39 29 13.009 Benzene， 2-ethyl-1，4-dimethyl- 1758-88-9 92 12464 0.27 30 13.747 Benzene， 1，2，3，4-tetramethyl- 488-23-3 88 12135 0.26 31 14.757 Naphthalene 91-20-3 85 15203 0.33 32 14.862 Ethanol，2-(2-butoxyethoxy)- 112-34-5 94 25293 0.55 33 15.248 Decanal 112-31-2 91 17960 0.39 34 15.329 Cyclopropane，nonyl- 74663-85-7 95 31374 0.68 2.4结果分析 样品1的色谱图 与 方法空白差异不明显，也无明显汽油的特征离子的峰。判断该样品无汽油残留物。 样品2的色谱图与汽油对照品相似，选择离子(78、91、105、119、134)色谱图和选择离子(85、128、142)色谱图都有汽油的特征色谱 峰 ，定性成分也有甲苯、二甲苯、三甲苯等汽油特征物质，且符合轻组分相对 含 量 减少，重组分相对含 量 增加的汽油残留物分布规律，判断该样品含有汽油残留物。 样品3的色谱图与汽油对照品相似，选择离子(78、91、105、119、134)色谱图和选择离子(85、128、142)色谱图都有汽油的特征色谱 峰 ，定性成分也有甲苯、二甲苯、三甲苯等汽油特征物质，且符合 轻 组分相对 含 量 减少，重组分相对含 量 增加的汽油残留物分布规律，判断该样品含有汽油残留物。 ■结论 本文参考中华人民共和国公安部发布 的 《GA/T 1515-2018 法庭科学汽油残留物提取检验固相微萃取-气相 色谱-质谱法》。利用固相微萃取技术，结合岛津 GCMS-QP2020 NX 气质联用仪，检测 了 火场中3份疑有汽油 残留物样品，通过汽油选择特征离子和轻重组分分布规律推断这几个样品是否含有汽油残留物。采用该方法，样品处理简单，获得信息 丰 富，是分析汽油残留物的一种有效手段。