摘要：本應用簡報介紹了一種使用安捷倫微吸附氣體采樣器 (CTS) 確證助燃劑的創新方法,該采樣器依據毛細管柱吸收原理。CTS 具有在 1 min 內快速采集空氣中殘跡和有毒化合物的優勢。本研究使用 97 RON（研究法辛烷值）辛烷汽油作為標樣，并將樣品中的芳香族化合物 (m/z = 91) 與標樣中的芳香族化合物進行對比以確認助燃劑的類型。結果證明此方法是確證助燃劑類型的一種有效方法。

前言縱火會引起嚴重的財產損失、損傷甚至是死亡。調查火災現場的可疑來源可以確定是否為蓄意縱火。實驗室通過分析火災殘留物可以追蹤可能引起火災的痕量助燃劑。助燃劑包括：汽油、煤油、柴油、民用燃料油、酒精、礦物溶劑油和石油溶劑。通常對火災殘留物樣品中的痕量烴類助燃劑進行分析。質譜技術用于鑒定和消除生成譜圖中的熱分解干擾物。通過對比標樣和樣品的色譜圖來確證化合物類型。通過查看關鍵離子的單個質譜圖來進行此對比。然而，由于樣品被火災嚴重損壞，很難對其進行獲取，所以并非總能實現有效的對比。因此，樣品收集就成為上述分析的關鍵步驟。從火災發生現場收集樣品是有必要的，因為如果使用助燃劑的話，這是能夠找到痕量助燃劑的地點。在 CTS 產品開發出來前，固相微萃取 (SPME) 技術是收集此類樣品的科學選擇。SPME 的優勢之一是其良好的濃縮能力 [1]。相對的，它的劣勢是需要 30 多分鐘才能采集到痕量樣品。本研究將詳細介紹基于 Snifprobe 相同原理的空氣采樣技術 CTS[2]。CTS 能夠在幾秒到幾分鐘內完成現場氣體取樣，且能夠在現場使用。使用 Agilent 5975T LTM 氣質聯用系統，僅需幾分鐘就能完成一個樣品的分析。由于汽油是常見的助燃劑，因此本研究嘗試對火災殘留樣品中的汽油進行鑒定。CTS 是一款能裝載 6 根捕集柱的空氣采樣器。它能夠同時裝六根不同極性的捕集柱。不同的柱選擇組合提供了更大的應用靈活性。本應用開發了一種使用 Pora PLOT Q 柱作為捕集柱的方法。將本方法的性能與上海市現場物證重點實驗室、刑事科學技術協會的常規 SPME 方法進行了比較。通過六個上海消防站完成驗證測試。

實驗部分試劑與化學品本研究使用的所有化學品都來自上海市現場物證重點實驗室、刑事科學技術協會。常用的助燃劑包括：97 RON 汽油、煤油和小分子有機溶劑。儀器和材料該分析在裝配熱分離進樣桿 TSP (G4381A) 的 Agilent 5975T LTM氣質聯用系統上進行。使用 CTS 系統制備樣品，在 Agilent HP-5ms LTM 柱（10 m × 0.18 mm，0.18 µm）上分離樣品。

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樣品前處理將一定體積的液態汽油注入到 5 L 玻璃瓶中，然后平衡 6 h，使用CTS 直接從瓶頂空層采樣，進 5975T 分析確認汽油組分。

結果與討論捕集柱的選擇和 CTS 工作條件的優化本研究需要一個具有足夠大吸收容積的短捕集柱。因此選用 PoraPLOT 系列色譜柱。為了與安捷倫標準密封墊圈匹配，我們使用0.32 mm 和 0.53 mm 色譜柱作為捕集柱。考慮到微量瓶的高度和易移除性，20 mm 的色譜柱更加適合。文章選擇 Agilent Pora PlotQ 色譜柱（20 × 32 mm，20 µm），因為該色譜柱能吸附汽油中的大部分組分。CTS 泵測試條件為流速 60 mL/min 保持 1 min，因為這些設置能為測試的樣品提供良好的分析結果。汽油的鑒定汽油是烴類化合物的混合物，這些烴類由正鏈烷烴、環烷烴、烯烴和芳香化合物組成。環烷烴、烯烴和芳香化合物可以提高汽油的辛烷值，而正鏈烷烴則帶來反效果。芳香族化合物大多數為苯、甲苯和二甲苯的混合物。汽油的組分根據原油來源、加工方法和用途的不同會有顯著不同，由于芳香族化合物是汽油的典型指標，本研究使用芳香族化合物作為鑒定汽油的主要指標。我們將樣品中的組分與汽油標樣進行了比較。

汽油標樣的制備將 1 µL 的 97 RON 辛烷汽油置于 5 L 的玻璃瓶中進行揮發。揮發結束后，抽取 60 mL 頂空氣體。圖 1 為汽油的總離子流圖 (TIC)。如圖所示，幾乎所有可以看到的峰都為芳香族化合物峰。表 1 列出了捕集到的汽油組分。采用結合了 NIST EPA 數據庫的 AMDIS軟件進行組分鑒定。AMDIS 軟件可以解卷積一些疊加峰，因此使用快速 5975T 方法不必擔心化合物共流出。

CTS 方法與傳統實驗室方法的比較在中國，固相微萃取氣質聯用方法是標準的法醫學分析方法。樣品前處理時間為 40 min，配置 VF-5ms (30 m × 0.25 mm, 0.25 µm)柱的氣質聯用系統分析時間為 40 min。當采用配置 HP-5ms 柱(10 m × 0.18 mm, 0.18 µm) 的 Agilent 5975T 氣質聯用系統時，我們可以將分析時間縮短約 5 倍。CTS 方法只需要 1 min，這是樣品前處理的一大改進。圖 2 為采用 SPME 方法進行氣油分析的TIC 和 EIC 譜圖。其中任何一種方法都能使所有主要組分相對應。因此，CTS 采樣技術可以在實際應用中替代 SPME。實例研究本研究測試了幾種由上海司法鑒定所提供的現場實際樣品。用戶報告由一些消防站提供。在這些報告中，CTS 均成功應用于汽油、香蕉水等樣品。經確定，汽油引起的火災殘留物的所有主要組分與汽油標樣相匹配。

火災殘留物中的汽油鑒定汽油中的特殊組分為芳香族化合物，如帶短鏈和長鏈的甲苯和二甲苯。它們均含有 m/z 91 的特征離子。這些質量是汽油中大多數芳香族化合物的分子量。由于這些芳香族化合物是汽油中*代表性的化合物，因此對它們進行比較。CTS 采樣技術只采集氣體樣品，無需額外的溶劑清洗步驟，因此在氣質聯用分析中，基質效應極低，干擾物極少。這一優勢為汽油鑒定提供了良好的基礎。圖 3 為汽油標樣和火災殘留物中汽油殘留的 EIC 疊加圖。黑色譜圖（大圖）為典型的汽油樣品色譜圖，藍色譜圖（小圖）為樣品色譜圖。燒焦的牛仔布作為用于分析的火災樣品。圖 3 顯示了兩種色譜圖具有良好的相關性。通過比較組分的相對含量和類型，能夠證明火災是由汽油引起的。

香蕉水的鑒定香蕉水，也叫稀釋劑，通常用于顏料的稀釋。由于這種物質很容易獲得，所以它常用于助燃劑。其主要成分為二甲苯和乙酸丁酯。汽油和香蕉水的主要區別在于二甲苯的含量。香蕉水通常含有高含量的二甲苯和乙酸乙酯。CTS 可在一分鐘內直接采樣。將兩根捕集柱上的樣品脫附到氣質聯用系統。圖 4 顯示了汽油標樣和香蕉水的 EIC 疊加圖。CTS 為現場證據提供了有力的支持。CTS 的擴展應用CTS 也可用于檢測航空煤油和航空柴油。圖 5 為柴油的 TIC 圖，圖 6 為航空煤油的 TIC 圖。表 2 顯示了柴油的輕質組分，表 3 標出了航空煤油的輕質組分。

結論微吸附氣體采樣器 (CTS) 能夠直接比較標樣和燒焦材料樣品汽化的烴類和其他有機物，從而確定火災中的助燃劑類型。利用 CTS采樣器和車載式 Agilent 5975T LTM 氣質聯用系統的選擇性，可以消除樣品的基質化合物，從而獲得了出色的相關性。CTS 空氣采樣技術和 5975T GC/MSD 技術為火災助燃劑的鑒定提供了一種快速而可靠的方法。