Um método de cromatografia de gás de Pyrolysis de duas etapas com detecção espectrométrica de massa para identificação de ingredientes de tinta de tatuagem e produtos falsificados
Summary
Este método para pirólise em duas etapas on-line acoplado à cromatografia gasosa com detecção de espectrometria de massa e protocolo de avaliação de dados pode ser usado para análise de vários componentes de tintas de tatuagem e discriminação de produtos falsificados.
Abstract
Tintas de tatuagem são misturas complexas de ingredientes. Cada um deles possui propriedades químicas diferentes que têm que ser endereçadas em cima da análise química. Neste método para pirólise em dois passos on-line acoplado a cromatografia gasosa espectrometria de massas (Py-GC-MS) compostos voláteis são analisados durante uma primeira corrida de dessorção. Na segunda corrida, a mesma amostra seca é pirolisada para análise de compostos não voláteis, como pigmentos e polímeros. Estes podem ser identificados por seus padrões de decomposição específicos. Além disso, esse método pode ser usado para diferenciar original de tintas falsificadas. Métodos de triagem fáceis para a avaliação de dados usando os espectros de massa médios e as bibliotecas de pirólise autofabricados são aplicados para acelerar a identificação da substância. Usando o software especializado da avaliação para dados de pirólise GS-MS, uma comparação rápida e de confiança do cromatograma cheio pode ser conseguida. Uma vez que o GC-MS é utilizado como técnica de separação, o método é limitado a substâncias voláteis após a dessorção e após a pirólise da amostra. O método pode ser aplicado para a seleção rápida da substância em inquéritos do controle de mercado desde que não exige nenhuma etapas da preparação da amostra.
Introduction
As tintas de tatuagem são misturas complexas compostas por pigmentos, solventes, ligantes, surfactantes, agentes espessantes e, por vezes, conservantes1. A popularidade aumentada de tatuagem nas últimas décadas conduziu ao estabelecimento da legislação que aborda a segurança da tinta da tatuagem através de Europa. Na maioria dos casos, os pigmentos que dão cor e suas impurezas são restritos e, portanto, devem ser monitorados por pesquisas de mercado de laboratório estadual para controlar sua conformidade com a lei.
Usando a abordagem da pirólise on-line-espectrometria de massas de cromatografia gasosa (Py-GC-MS) descrita aqui, vários ingredientes podem ser identificados simultaneamente. Uma vez que compostos voláteis, semivoláteis e não voláteis podem ser separados e analisados dentro do mesmo processo, a variedade de compostos alvo é alta em comparação com outros métodos utilizados para a análise de tinta de tatuagem. Os métodos de cromatografia líquida são realizados principalmente com pigmentos solubilizados em solventes orgânicos2. Espectroscopia Raman, bem como espectroscopia de infravermelho de transformada de Fourier (FT-IR) foram descritas como ferramentas adequadas para a identificação de pigmentos e polímeros, mas são limitadas com misturas de vários ingredientes, uma vez que nenhuma técnica de separação é usada em padrão aplicações laboratoriais3,4. A espectrometria de massa de tempo de voo de dessorção/ionização a laser (LDI-TOF-MS) também tem sido utilizada para identificação de pigmentos e polímeros5,6. Ao todo, a maioria dos métodos não têm a análise de compostos voláteis. A falta de bibliotecas espectrais comerciais adequadas é uma desvantagem comum de todos esses métodos. A identificação de pigmentos inorgânicos tem sido muitas vezes realizada com espectrometria de massa plasmática indutivamente acoplada (ICP-MS)7,8 ou espectroscopia de raios X dispersiva de energia (EDX)4,9. Além disso, a espectroscopia ft-ir e Raman tem sido utilizada para a análise de pigmentos inorgânicos como dióxido de titânio ou óxidos de ferro em outros campos de pesquisa10,11,12,13.
O objetivo deste estudo foi estabelecer um método aplicável em laboratórios analíticos padrão com custos financeiros moderados para atualizar dispositivos existentes e comuns. A Py-GC-MS, descrita aqui, é uma abordagem não quantitativa para a identificação de ingredientes orgânicos a partir de misturas. Após a identificação de substâncias suspeitas em uma triagem de Py-GC-MS, as substâncias-alvo podem ser quantificadas com abordagens mais especializadas. É especialmente interessante para a análise de substâncias não-voláteis e não-solúveis, como pigmentos e polímeros.
O método descrito pode ser adaptado para tintas e vernizes em outros campos de aplicação. Os métodos de avaliação de dados descritos são aplicáveis a todas as investigações de pirólise. Além disso, produtos falsificados, principalmente de mercados asiáticos, exibem uma fonte potencial de risco para o consumidor e um encargo financeiro para os fabricantes (comunicação pessoal no ectp 3RD em Regensburg, alemanha, 2017). O método descrito aqui pode ser usado para comparar as características de tintas falsificadas putativas a um frasco original, similar às aproximações forenses publicadas para a identificação14do verniz de carro.
Protocol
Representative Results
Discussion
Py-GC-MS é um método de triagem útil para uma ampla gama de substâncias em tintas de tatuagem que também pode ser usado para a análise de outros produtos. Comparado a outros métodos, Py-GC-MS pode ser conduzido com somente a preparação mínima da amostra. Os dispositivos GC-MS podem ser encontrados na maioria dos laboratórios analíticos em comparação com métodos mais especializados, como MALDI-ToF-MS e EDX.
A avaliação dos dados de pirogramas pode ser desafiador, uma vez que a …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pelo projeto de pesquisa intramural (SFP #1323-103) no Instituto Federal alemão de avaliação de riscos (BfR).
Materials
| 99.999% Helium carrier gas | Air Liquide, Düsseldorf, Germany | – | |
| 5975C inert XL MSD with Triple-Axis Detectors | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | – | |
| 7890A gas chromatograph | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | – | |
| AMDIS software (Version 2.7) | The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA | – | can be used for GC/MS peak integration, e.g. for transfer to pyrogram evaluation software |
| Cold Injection System (CIS) | Gerstel, Mühlheim, Germany | – | |
| electron impact (EI) source | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | – | |
| Enhanced ChemStation (E02.02.1431) | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | – | used to generate Average Mass Spektra (AMS), can be used for peak integration and standard GC/MS library search |
| J&W HP-5MS GC Column, 30 m, 0.25 mm, 0.25 µm, 5975T Column Toroid Assembly | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | 29091S-433LTM | |
| MassHunter Software | Agilent Technologies, Waldbronn, Germany | – | no Version specified, can be used for GC/MS peak integration and standard GC/MS library search |
| Microcapillary tube Drummond Microcaps, volume 2 µL | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | P1549-1PAK | |
| MS ChromSearch (Version 4.0.0.11) | Axel Semrau GmbH & Co. KG, Sprockhövel, Germany | – | specialized pyrogram evaluation software |
| NIST MS Search Program (MS Search version 2.0g) | The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA | – | used for MS and AMS library generation and corresponding substance search with selfmade and commercial libraries |
| NIST/EPA/NIH Mass Spectral Library (EI) mainlib & replib (Data version: NIST v11) | The National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA | – | used commercial mass spectral library |
| Polystyrene (average Mw ~192,000) | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 430102-1KG | |
| Pyrolysis tubes, tube type – quartz glass – lenght 25 mm; 100 Units | Gerstel, Mühlheim, Germany | 018131-100-00 | |
| Pyrolyzer Module for TDU | Gerstel, Mühlheim, Germany | – | |
| Quartz wool | Gerstel, Mühlheim, Germany | 009970-076-00 | |
| Steel sticks | Gerstel, Mühlheim, Germany | – | |
| Thermal Desorption Unit (TDU 2) | Gerstel, Mühlheim, Germany | – | |
| Transport adapter | Gerstel, Mühlheim, Germany | 018276-010-00 | |
| Tweezers for Pyrolysis tubes | Gerstel, Mühlheim, Germany | 009970-074-00 | |
| Zebron Z-Guard Hi-Temp Guard Column, GC Cap. Column 10 m x 0.25 mm, Ea | Phenomenex Ltd. Deutschland, Aschaffenburg, Germany | 7CG-G000-00-GH0 |
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