引用本文
门腾腾, 刘海旭. Tenax GR吸附解析技术在火场汽油残留物提取检验中的应用研究[J].刑事技术, 2021,46(1):70-72
MEN Tengteng, LIU Haixu. Tenax GR Adsorption and Desorption for Extraction of Residual Gasoline at Fire Site[J]. Forensic Science and Technology,2021,46(1): 70-72  
Doi: 10.16467/j.1008-3650.2021.0013
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Tenax GR吸附解析技术在火场汽油残留物提取检验中的应用研究
门腾腾, 刘海旭
山东省公安厅物证鉴定中心,济南250001

第一作者简介：门腾腾,男,山东济宁人,学士,高级工程师,研究方向为理化检验鉴定。E-mail:1556218131@qq.com

摘要

目的 针对火灾现场常规提取检验方法操作复杂、容易导致汽油残留物有效成分丢失等问题,研究建立采用Tenax GR吸附解析技术简便、高效提取检验汽油残留物的方法。方法 将Tenax GR吸附管放入相关检材中,密封后在60℃烘箱中加热1h,经热脱附仪解析后使用气质联用仪分析。结果 Tenax GR吸附解析技术可以检验汽油残留物中特征组分,主要包括甲苯、二甲基苯、三甲基苯、四甲基苯、萘、甲基萘及茚满类化合物。该技术的检测限为0.25pL/mL,同时放入6根吸附管做稳定性实验,其相对标准偏差(RSD)为2.43%。该技术进行7、15、30、60、90d等不同阶段的保存实验,其相对偏差分别为6.3%、14.4%、8.7%、18.3%、11.6%。结论 该技术操作方便、灵敏度高、稳定性好,适用于火灾现场中汽油残留物的提取检验。

关键词: TenaxGR; 汽油残留物; 吸附解析; 火灾
中图分类号:DF794.3 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2021)01-0070-03
Tenax GR Adsorption and Desorption for Extraction of Residual Gasoline at Fire Site
MEN Tengteng, LIU Haixu
Evidential Materials Identification Center of Shandong Provincial Public Security Department, Jinan 250001, China
Abstract

Objective Against the problem that effective constituents likely dismiss from the evidential gasoline residue due to the complexity of ordinary extraction and handling at the fire scene, a rapid innovation was to try with Tenax GR adsorption and desorption to make the gasoline residue picked up conveniently and efficiently.Methods Tenax GR absorption tube was placed into a container inside which the object or material holding gasoline residue had been already put. The container was afterwards sealed to heat within an oven at 60℃ for one hour to make the effective constituents from gasoline residue absorbed into the tube. The Tenax GR absorption tube was undergone through thermal desorption to release its holding substances that were successively analyzed with GC/MS.Results Tenax GR adsorption and desorption was revealed able to detect the gasoline residue of its characteristic components: toluene, dimethylbenzene, trimethylbenzene, tetramethylbenzene, naphthalene, methylnaphthalene and indan compounds, showing the detection limit being 0.25pL/mL. Six Tenax GR adsorption tubes gave the average RSD of 2.43% for stability test. The preservation sustainability manifested the relative deviation was respective of 6.3%, 14.4%, 8.7%, 18.3% and 11.6% from the corresponding deposition of well-absorbed Tenax GR tubes for 7, 15, 30, 60 and 90 days.Conclusion The innovation is easy to operate, high sensitive, relatively stable, suitable for the extraction and examination of gasoline residues at fire scene.

Key words: Tenax GR; gasoline residue; adsorption and desorption; fire accident

火灾案事件现场汽油残留物的准确提取、分析在火灾原因调查、侦查破案工作中有重要意义, 对汽油残留物的检验, 目前国内常用的是气相色谱-质谱法（GC-MS）, 通过对汽油残留物总离子流图和特征离子结果分析, 最终确定是否含有汽油残留物[1]。针对样品前处理技术, 国内目前应用较多的是固相微萃取法、溶剂提取法[2, 3], 这些方法均为实验室提取方法, 受现勘提取工作影响, 实际办案过程中能否及时送检存在不确定因素, 这会对实验室检验造成不利影响, 现阶段国内还没有较好的现场取样方式和方法[4]。

本文研究利用Tenax GR吸附解析技术, 在现场对可能存在汽油残留物检材进行吸附提取, 然后再使用热脱附仪解析, 达到快速高效检验效果。Tenax GR吸附管内部填充复合材料是一种多孔的高分子聚合物, 具有热稳定性高、耐氧化、化学性质稳定特点[5], 主要应用于挥发性和半挥发性有机物的采样与富集等方面[6, 7], Tenax GR吸附管应用在火场汽油残留物提取检验中可以实现现场空气中汽油残留物的高效富集, 该技术具有操作简单、检验灵敏且无溶剂污染的特点, 在实际办案中取得了良好效果。

1 设备与方法
1.1 仪器与设备

气相色谱质谱联用仪（GC：Clarus 680; MS：ClarusSQ 8T; 美国PE公司）; 自动热脱附仪（ATD：TurboMatrix650; 美国PE公司）;

1.2 材料

Tenax GR吸附管（使用热脱附仪, 在 340 ℃、载气流速100 mL/min左右的条件下活化30 min, 两端用端帽密封备用）; 92号汽油。

1.3 仪器条件

1.3.1 ATD 条件

二阶热脱附模式, 脱附气体He; 第一阶段样品管脱附, 脱附温度280 ℃, 脱附时间5 min, 脱附流速为30 mL/min; 冷阱捕集温度为-10 ℃, 捕集时间5 min; 第二阶段冷阱脱附, 脱附温度280 ℃, 脱附时间10 min, 升温速率40 ℃/s; 六通阀温度220 ℃, 传输线温度250 ℃, 进口分流流速30 mL/min, 出口分流流速30 mL/min。

1.3.2 GC-MS 条件

色谱柱为DB-5MS型石英毛细管柱（30 m× 0.25 mm× 0.25μ m）; 进样口温度：250 ℃; 初始柱温为40 ℃, 保持3 min, 然后以5 ℃/min升温至80 ℃, 不保持, 继续以10 ℃/min升温至280 ℃保持5 min。传输线温度250 ℃; 载气He, 流速1 mL/min。

MS条件：EI源, 电子能量70 eV, 离子源温度250 ℃, 质量扫描m/z 35~400, 扫描方式为SCAN。

2 实验结果与讨论
2.1 检验结果评价

取10 mL 92号汽油, 倒在瓷砖上, 燃烧2 min, 熄灭后, 将瓷砖放入1 L的不锈钢桶中, 放入Tenax GR吸附管, 将不锈钢桶密封, 放入60 ℃烘箱中加热1 h, 取出Tenax GR吸附管, 放入热脱附仪进样。通过分析总离子流图（见图1）, 查找目标化合物[8]（见表1）, 并提取烷烃类特征离子m/z 57、85, 芳香烃类特征离子m/z 91、105、119, 茚满类特征离子m/z 117、131, 萘类特征离子m/z 128、142, 可以综合评定汽油残留物检验。

图1 92号汽油燃烧残留物总离子流色谱图Fig.1 Total ion chromatogram of 92# gasoline residue from combustion

表1 用于判定汽油的目标化合物 Table 1 Target compounds for gasoline to determine
2.2 检出限实验

取0.1 μ L 92号汽油, 放入4 L的烧杯中, 同时放入Tenax GR吸附管, 密封后在60 ℃烘箱中加热1 h, 取出Tenax GR吸附管, 放入热脱附仪进样。在研究汽油残留物检出限时, 根据总离子流图结合提取苯系物特征离子m/z 91、105、119, 萘系物特征离子m/z 128、142分析, 以能有效检出做为标准评定汽油残留物的最低检出限, 本实验结果为0.25 pL/mL。

2.3 稳定性实验

取l μ L 92号汽油放入1 L烧杯中, 同时放入6根吸附管, 密封后在60 ℃烘箱中加热1 h, 同时取出Tenax GR吸附管, 放入热脱附仪进样。我们选择三甲苯为例, 分别对6组数据提取特征离子m/z 119为定量离子（见图2）, 根据峰面积计算出相对标准偏差（RSD）为2.43%, 结果稳定, 满足吸附提取要求, 判定任一吸附管放入物证袋中吸附汽油残留物得出的结果可靠。

图2 以提取特征离子m/z 119芳香烃为定量离子的6组质量色谱图Fig.2 Six mass chromatograms representing with the extracted characteristic ion m/z 119 from arene (trimethylbenzene) of six groups of tested Tenax GR tubes

2.4 保存时间实验

取1 μ L 92号汽油放入500 mL烧杯中, 放置18根Tenax GR吸附管, 密封后在60 ℃烘箱中加热1 h, 然后将吸附好的样品管使用专用金属帽密封后, 常温状态下保存。首先取3根Tenax GR吸附管立即进样分析, 其余15根Tenax GR吸附管, 按照时间间隔为7、15、30、60、90 d的不同阶段, 分别取出3根Tenax GR吸附管进样解析。我们选择提取特征离子m/z 119为定量离子, 将7、15、30、60、90 d 后检验结果与1 d检验进行对比, 其相对偏差分别为6.3%、14.4%、8.7%、18.3%、11.6%, 考虑到用于吸附管密封保存的金属帽方便手动取出, 其内部垫圈设计为聚四氟乙烯材料, 不可能做到完全封闭效果, 随着时间的变化, 会有部分吸附好的汽油残留物自然挥发, 但总体变化不大, 能够满足检验需求, 因此使用Tenax GR吸附管可满足汽油残留物检验长时间保存需求。

2.5 案例应用

Tenax GR吸附管吸附解析汽油残留物广泛应用于近年来我省发生的火灾案件现场勘查检验中。2019年1月, 某地发生一起杀人焚尸案, 犯罪嫌疑人将被害人杀死后, 将尸体转移到城外一涵洞内焚烧, 15 d后此焚尸现场被发现。由于现场涵洞内处于风口位置, 当地没有检出汽油残留物, 后将涵洞内提取的相关检材送检, 应用Tenax GR热脱附吸附技术, 在碳化的尸体下方泥土中成功提取并检出了微量汽油残留物成分, 为案件侦破提供了关键证据支持。

3 结论

Tenax GR吸附管可以在现场对空气中和相关残留物载体上的汽油残留物进行吸附提取, 该技术具有应用简单, 灵敏度高, 分析结果准确, 稳定性好的优点, 且Tenax GR吸附管可反复使用, 使用成本低, 检验结果准确可靠, 为火灾现场汽油残留物现场快速提取、检验提供了科学、高效的鉴定手段。

参考文献
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