爆発物の敏感な検出のためのドーパント支援否定的な光イオン化イオン移動度分光測定

イオンモビリティ分光法（IMS）は、爆発物の重要な微量検出技術であり、単純で安定した効率的な非放射性イオン化源の開発が非常に要求されています。ドーパント支援の負の光イオン化（DANP）ソースがIMS向けに開発されました。これは、市販のVUVクリプトンランプを使用して、電子の供給源としてアセトンをイオン化して、空気中の負の反応物イオンを生成します。ドーパントとして20 ppmのアセトンで、1.35 Naの反応物イオンの安定した電流が達成されました。反応物イオンは、大気圧時間によってCo（3）（ - ）（h（2）o）（k（0）= 2.44 cm（2）v（-1）s（-1）であることが確認されました。-Flight質量分析、一方、（63）Niソースの反応物イオンはO（2）（ - ）（H（2）O）（n）（k（0）= 2.30 cm（2）V（-1（-1）でした。）s（-1））。最後に、硝酸アンモニウム燃料油（ANFO）、2,4,6-トリニトロトルエン（TNT）、N-ニトロビス（2-ヒドロキシエチル）アミンディニトレート（ディナ）、およびペンタエリスリトールテトラニトレート（PETN）を含む一般的な爆発物の検出能力は評価され、10 pg（ANFO）、80 pg（TNT）、および2桁の線形範囲の100 pg（DINA）の検出の限界が達成されました。DANP源を使用して得られた飛行時間質量スペクトルは、PETNとDINAがCO（3）（ - ）のイオン関連反応によって直接イオン化できることを明確に示しています。DINA・CO（3）（ - ）付加イオンは、DANP源に良好な感度をもたらします。優れた安定性、優れた感度、特に反応物と産物イオンピークのより良い分離により、DANPはIMSの潜在的な非放射性イオン化源になります。

Ion mobility spectrometry (IMS) is a key trace detection technique for explosives and the development of a simple, stable, and efficient nonradioactive ionization source is highly demanded. A dopant-assisted negative photoionization (DANP) source has been developed for IMS, which uses a commercial VUV krypton lamp to ionize acetone as the source of electrons to produce negative reactant ions in air. With 20 ppm of acetone as the dopant, a stable current of reactant ions of 1.35 nA was achieved. The reactant ions were identified to be CO(3)(-)(H(2)O)(n) (K(0) = 2.44 cm(2) V(-1) s(-1)) by atmospheric pressure time-of-flight mass spectrometry, while the reactant ions in (63)Ni source were O(2)(-)(H(2)O)(n) (K(0) = 2.30 cm(2) V(-1) s(-1)). Finally, its capabilities for detection of common explosives including ammonium nitrate fuel oil (ANFO), 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), N-nitrobis(2-hydroxyethyl)amine dinitrate (DINA), and pentaerythritol tetranitrate (PETN) were evaluated, and the limits of detection of 10 pg (ANFO), 80 pg (TNT), and 100 pg (DINA) with a linear range of 2 orders of magnitude were achieved. The time-of-flight mass spectra obtained with use of DANP source clearly indicated that PETN and DINA can be directly ionized by the ion-association reaction of CO(3)(-) to form PETN·CO(3)(-) and DINA·CO(3)(-) adduct ions, which result in good sensitivity for the DANP source. The excellent stability, good sensitivity, and especially the better separation between the reactant and product ion peaks make the DANP a potential nonradioactive ionization source for IMS.