Исследование влияния условий ионизации на детектирование имитаторов наркотических веществ методом тандемной спектрометрии

1.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ«МИФИ»
Кафедра №27 «Микро- и наноэлектроники НИЯУ МИФИ»
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ ИОНИЗАЦИИ
НА ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ИМИТАТОРОВ
НАРКОТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
МЕТОДОМ ТАНДЕМНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ ИОННОЙ
ПОДВИЖНОСТИ / МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ
Н.В. БОРИСКИН, А.В. СИГОРИН,
В.А. МОНАКОВ
Научный руководитель: В.В. БЕЛЯКОВ
к.т.н., доцент
[email protected]
1

2.

Актуальная проблема
•В России на конец октября 2015г от массового
отравления «спайсом» MDMB пострадали более 2
тысяч человек, из них более 40 умерли.
•По информации Роспотребнадзора,
потребление «спайсов» среди подростков 15−18 лет
выросло в пять раз за последние три года.
За это время ФСКН запретило более 700 наименований
«спайсов». По прогнозам главы ФСКН Виктора Иванова
в 2016 году запретят еще около 300 веществ.
2

3.

Как остановить «спайс-эпидемию»?
Формула синтетического
наркотика постоянно меняется,
что затрудняет запрет
«спайса», так как каждый раз
в реестр запрещенных веществ
вносится конкретная формула.
В итоге продажа смеси до момента
ее запрета является фактически
легальной
O
N
JWH-018
World Drug Report 2015
3

4.

Решение
Необходим прибор, обнаруживающий
уже существующие и новые
синтетические наркотики «спайсы»:
Спектрометры ионной подвижности (СИП)
обеспечивают наилучшее соотношение
массогабаритных параметров, стоимости,
параметров обнаружения и широкого
спектра детектируемых веществ.
4

5.

Мировой рынок детекторов
наркотических веществ*
Сев.Америка
Азия и ок
Европа (вкл РФ)
Ближний
восток
Л. Ам.
Сев.Америка Азия и океания Европа (вкл РФ)
Ближний
восток
Лат. Ам.
*
http://homelandsecurityresearch.com/2015/01/Explosives-and-Narcotics-Trace-Detection-ETD-Technologies-and-Global-Market-2015-2020
5

6.

Сравнительная таблица
Характеристики
продукта
ИДД
Кербер
СИП
Газовые
Датчики
Массспектром
етры
Отсутствие
радиоакт.
материалов
Низкая цена
Высокая
скорость
работы
Обнаружение
различных
веществ
6

7.

Спектрометрия ионной подвижности
Анализируемые Источник
Область
вещества ионизации дрейфа
Коллектор
ионного тока
Амфетамин
Усилитель
Основной
Кокаин
Ионный ток, у. е.
JWH-018
tdrift = L/(m∙E)
Основной
Основной
Основной
Основной
Основной
20
23
25
28
30
33
35
38
40
43
45
48
50
53
55
58
Время дрейфа, мс
7

8.

Механизмы ионизации и
фрагментации молекул
• фрагментация
• ионизация
• анализ продуктов
фрагментации
• Проверка фрагментации
ē
ē
m/z
Для поиска корреляции между пиками спектрограмм и химической
структурой соединения, необходимо проверить наличие или
отсутствие фрагментации молекул при воздействие коронного разряда
8

9.

Принципиальная схема системы
Спектрометр Ионной
Подвижности
Времяпролетный
Масс- спектрометр
10-7 torr
TOF
Drift gas
ESI
ION MOBILITY SPECTROMETER
DIFFERENTIAL
PUMPING INTERFACE
4 torr
10-3
Orthogonal
Accelerator
torr
Источник Ионизации
Коронным разрядом
TOF
chamber
SEM
9

10.

Наименование НИР I года работ
Исследование влияния условий ионизации на
детектирование имитаторов наркотических веществ
методом спектрометрии ионной подвижности /
тандемной масс-спектрометрии
Исследование влияния условий ионизации на
детектирование имитаторов наркотических веществ
Усовершенствование конструкции ионного источника
Расширение базы данных Спектрометра ионной
подвижности для детектирования имитаторов
наркотических веществ
Экспериментальная апробация
10

11.

Команда
Валентин Монаков
Никита Борискин
Антон Сигорин
Инженер
Руководитель п.
Инженер
Сергей Гришин
Шалтаева Юлия
Сергей Потешин
Химик
Консультант по
Спектрометрии
ктн Массспектрометрист
Консультанты:
Ктн Беляков В.В.
Кхн Баберкина Е.П.
Кф-мн Сысоев А.А.
Спасибо за внимание!
11

12.

Принцип действия
12

13.

Принцип действия
Тротил
Основной
Основной
Основной
Гексоген
Основной
Основной
Основной
20
23
25
28
30
33
35
38
40
43
45
48
50
53
55
58
Кокаин
13

14.

Ионный ток, условные единицы
Совмещение IMS и масс спектрометрии
• разделение изомеров, неразличимых в масс спектрометрии
пиразол
имидазол
Время дрейфа, мс
14