在线二维液相色谱同步分析有机与无机爆炸物痕量的方法开发及其法医学应用

针对爆炸案件现场痕量有机/无机爆炸物分析需多技术分步检测的瓶颈，荷兰研究团队开发了基于在线二维液相色谱（2D-LC）的新型方法，通过亲水相互作用色谱（HILIC）与反相色谱（RPLC）联用，结合主动溶剂调制（ASM）和铵盐衍生化技术，首次实现单次进样同步分离NO2-、NH4+等无机离子与硝基类有机爆炸物，MS兼容性为法医鉴定提供高灵敏度证据。

　　

在恐怖袭击频发的当代社会，爆炸物残留分析成为法医鉴定的关键环节。然而，传统方法面临严峻挑战：犯罪现场采集的样本往往仅剩微量残留，却需要同时检测化学性质迥异的有机爆炸物（如硝基化合物）和无机离子（如NO₃^-、ClO₄^-）。更棘手的是，现有技术如反相液相色谱（RPLC）和离子交换色谱（IEC）需分步检测，不仅消耗珍贵样本，还导致分析周期长、成本高昂。尤其对于自制爆炸装置（IEDs）中常见的铵盐，现有方法几乎无法实现痕量检测。

荷兰司法与安全部下属实验室的研究团队在《Journal of Chromatography A》发表突破性成果。他们创新性地将亲水相互作用色谱（HILIC）与反相色谱（RPLC）通过"中心切割"二维液相色谱（2D-LC）联用，开发出首个能同步分离阴阳离子和有机爆炸物的MS兼容方法。关键技术包括：1）采用HILIC实现无机离子一维分离；2）开发新型铵盐衍生化方案解决NH₄⁺检测难题；3）利用主动溶剂调制（ASM）技术解决两维溶剂强度不匹配问题；4）结合蒸发光散射（ELSD）与紫外检测实现广谱分析。

一维分离优化
研究发现HILIC柱在90%乙腈条件下可同时保留K⁺、NO₂^-等无机物，但NH₄⁺因与流动相铵盐共洗脱难以检测。通过邻苯二甲醛衍生化，成功将NH₄⁺检测限降低10倍。

二维方法构建
通过六通阀实现HILIC馏分精准切割至RPLC系统。ASM技术将一维洗脱液稀释6倍，使有机爆炸物在RPLC柱头有效聚焦，解决了高有机相导致的 analyte breakthrough 问题。

实际样本验证
该方法成功检测出IED常见组分：TNT（三硝基甲苯）、RDX（黑索金）等有机爆炸物与KNO₃、NH₄ClO₄等无机氧化剂。RPLC-MS联用实验证实方法具备<1 ng级检测能力。

这项研究开创了爆炸物全组分分析的新范式。相比传统多方法联用，单次进样即可获得更全面的化学指纹，样本消耗量减少67%。尤其值得注意的是：1）首创的铵盐衍生化方案填补了痕量NH₄⁺检测技术空白；2）全方法MS兼容性大幅提升法庭证据可信度；3）ASM技术的应用为其他复杂体系二维色谱开发提供参考。该成果已应用于荷兰多起爆炸案件调查，显著提升了法庭科学实验室的工作效率。正如通讯作者Robert Huls强调："这种方法将原本需要三天完成的系列检测压缩至五小时，为反恐侦查赢得宝贵时间窗口。"