Новости химической науки > Дешевое бумажное устройства для поиска взрывчатки

Для систем безопасности массовых мероприятий, железнодорожных вокзалов и аэропортов необходимы быстрые, эффективные и недорогие способы обнаружения взрывчатых веществ. Исследователи из Австралии сообщают, что решить проблему такого анализа может разработанное ими микрокапиллярное устройство на бумажной основе, которое реагирует на нанограммовые количества тринитротолуола и сходных по структуре соединений.

Известно, что тринитротолуол и другие тринитроароматические взрывчатые вещества образуют ярко окрашенные анионы при взаимодействии с гидроксид- или метилат-анионами. Лукас Блейнс (Lucas Blanes) с коллегами из Технологического Университета Сиднея решили использовать это изменение окраски для экспрессного обнаружения этих взрывчатых веществ с помощью микрокапиллярного аналитического устройства на бумажной основе [microfluidic paper-based analytical device (μPAD)].

C помощью метода печати исследователи нанесли на фильтровальную бумагу круги из воска диаметром от 5 до 10 мм, после чего заполнили внутренние области этих восковых колец растворами гидроксидов натрия и калия с различной концентрацией, оставив при этом некоторые круги незаполненными. По словам Блейнса, себестоимость изготовления такого индикатора составляет не более одного цента.

Для обнаружения взрывчатых веществ исследователи терли бумажным устройством-индикатором по увлажненной поверхности. При наличии на поверхности тринитротолуола или родственных взрывчатых веществ индикатор окрашивается в оранжевый цвет. (Рисунок из Anal. Chem. 2014, DOI: 10.1021/ac403062y)

Для проверки поверхностей, на которых могли содержаться взрывчатые вещества, исследователи распылили смесь метанола и воды на эту поверхность, а затем потерли по влажной поверхности своим бумажным индикатором. Если на поверхности имеются в наличии хотя бы десятки нанограммов взрывчатого вещества, изменение окраски в кругах, обработанных растворами щелочей, происходит в течение секунд. Определению взрывчатых веществ не мешают такие вещества, которые обычно являются помехою для анализа – моющие средства, детергенты, правда и взрывчатые вещества, не относящиеся к полинитросоединениям.

Для подтверждения корректности результатов, полученных с помощью своего бумажного устройства, исследователи с помощью дырокола извлекли необработанные кружочки бумаги из соответствующего воскового обрамления и провели экстракцию соединений, сорбировавшихся на этих участках с помощью органического растворителя. Затем полученный раствор был проанализирован стандартным лабораторным прибором, предназначенным для экспертизы полинитросодержащих взрывчатых веществ, доказав возможность проведения быстрого анализа на взрывчатку новым способом. Следует отметить, что лабораторный прибор, применявшийся для поверки, может детектировать до 7 нанограммов тротила в образце.

В настоящее время исследователи планируют расширить подход для экспресс-определения других типов взрывчатых веществ. Блейнс уверен, что такие бумажные индикаторы помогут полицейским экспертам и службам безопасности.

Источник: Anal. Chem. 2014, DOI: 10.1021/ac403062y

метки статьи: #аналитическая химия, #бытовая химия, #химическая криминалистика