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IC/MS在鉴定黑色粉末替代物中的应用

据美国烟酒、武器及爆炸物管理局(ATF)数据统计，本世纪美国许多炸弹的首选炸药，均为无烟粉末、黑色粉末及黑色粉末替代物。 这些粉末易于制备，如果恐怖分子不担心暴露身份的话，在运动商店就可以买到。

黑色粉末有时称为火药，但如今这一术语通常指粉末状的推进剂。黑布辊色粉末含有燃料(通常是木炭)、氧化剂(硝酸钾)和硫磺，这些物质降低了燃点、并增加了燃烧速度。氧化剂加速了生成氮/碳氧化物和诸如硫化钾这类固体的化学反应，同时，产生的热量使气体膨胀从而产生爆炸力。

如果这一迅速的反应在枪该PET气凝胶用处非常广泛管这样带有排气口的容多孔聚合物材料因其结构、功能的可设计性器中发生，膨胀气体就可以推进子弹。如果是在密闭容器中，那就是炸弹。

无烟粉末包括几类燃烧时只产生微量烟雾的推进物，这与黑色粉末不同。这一差别说明无烟粉末的爆炸产物绝大多数是气体，而黑色粉末爆炸后会产生高达55%的固体。

20世纪70年代采用的黑色粉末替代品同样会产生清洁燃烧微动开关，这主要是由于用抗坏血酸这类有机酸代替了硫磺。硫磺被替代后对使用黑色粉末的合法用户有益，却给法医鉴定带来了困难，传统的分析爆炸后残留物的分析方法(bulk 方法，即体检测方法)无法鉴定抗坏血酸，从而增加了法医分析的复杂性。

液质联用和气质联用这类联用技术，可以比较成功地鉴定无损的黑色粉末替代物中的抗坏血酸，但仍然无法鉴定爆炸后残留物。因此，法医拼图中至关重要的一片就会在侦查当次爆炸残余物时丢失。

目前，ATF的科学家将一种现有的内部离子色谱/质谱(IC/MS)方法用于无损粉末和爆炸残留物，已取得初步成效。Ammendale司法科学实验室的医学博士郎桂华(Gui-hua Lang)和凯瑟琳波义耳(Katherin美式喉箍e Boyle)，分别应用两种不同的阴离子交换柱检测高氯酸根离子和残留的阴离子。

色谱柱经氢氧化钾水溶液洗脱后，连接到一台单四极杆低温球阀质谱上，采用负源电喷雾操278塑料作模式。多数情况下，在单采样锥电压下获得质谱，当需要观察不太稳定的离子时则需要降低电压。

鉴定抗坏血酸的难度在于其在溶液中的不稳定性。在水溶液中抗坏血酸迅速、可逆地降解为脱氢抗坏血酸，接着又不可逆地生成2，3-二酮古罗糖酸，进而分解成苏糖酸和草酸。通过分析抗坏血酸的标准溶液可以证实上述反应。因此，黑色粉末替代物及其爆炸后残留物中检测到的是抗坏血酸分解产物及非母体化合物。

研究者收集了不同品牌的黑色粉末替代物。所选物质均含有抗坏血酸，一部分只含有硝酸钾，有些在含有硝酸钾的同时还含有高氯酸钾。对提取溶液的分析结果显示：抗坏血酸在所有的粉末中均降解出草酸盐，苏氨酸盐和一水合二酮古洛糖酸，对仅含有硝酸盐的，和同时含有硝酸盐及高氯酸盐的粉末，结果都一样。

由于来源有限，仅用两种黑色粉末的替代物制备了六种钢管炸药。爆炸后，用水淋洗管内壁用于分析。残留物均含有相似的阴离子片段。从原始的氧化物中可检测到高氯酸盐和硝酸盐，从燃烧产物中可检测到氯化物、氯酸盐、亚硝酸盐和重碳酸盐。

草酸根是抗坏血酸释分解放出的主要离子且存在于所有爆炸后的设备中，然而有些情况下为了检测到离子需要降低锥电压。苏氨酸盐检测有问题，因为它会和其它化合物共流出，这些化合物可能是其它的抗坏血酸产生的降解产物。在一些爆炸后残留物中检测到了一水合二酮古洛糖酸，它在抗坏血酸标准谱图中的峰压力试验机误差有那些方法消除最小。

检测到无机阴离子和草酸盐，并检测不到任何含硫的阴离子，被称作“抗坏血酸黑色粉末替代物的良好指示物，或至少证明其不含硫” 。研究者们强调，鉴定中需观察所有的阴离子，而不能只用草酸根一种离子做指示。

现有的ATF IC/MS方法是检测无损的粉末的好方法，但今后在检测爆炸后残留物共流出方面，还有很多工作要做。此外，在较低锥电压下的后续实验经证实是有效且会被采用的。

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