تشخیص و آنالیز عوامل جنگ شیمیایی با استفاده از کروماتوگرافی لایه نازک و معرفی روش‌های نوین آشکارسازی

نویسندگان

1 دانشگاه جامع امام حسین (ع)

2 دانشگاه رازی

چکیده

عوامل جنگ شیمیایی (CWAs)، مواد شیمیایی سمی می‎باشند و بر طبق اثرشان بر روی بدن انسان، سازماندهی و تقسیم‌ بندی می­شوند. کاربرد گسترده‎ی این ترکیبات در کشتار جمعی و عملیات‎ تروریستی به وضوح مشخص است. حضور این ترکیبات در آب ‎ها و همچنین در محیط زیست نگرانی ‎های زیادی را به همراه داشته است، از اینرو در این مقاله به معرفی روش‌هایی برای آنالیز و تشخیص این ترکیبات پرداخته شده است کروماتوگرافی لایه نازک (TLC), به عنوان یک روش ساده، مقرون به صرفه و آسان، جزء اولین روش‎ها برای شناسایی این ترکیبات به حساب می آید . به علاوه، در این مقاله روش‎های نوین شناسایی و اندازه گیری CWAs مانند طیف ‎سنج تحرک یونی (IMS)، رنگ‎سنجی، فلورسانس، آپتاسنسور، طیف‎سنجی رامان، افزایش سطحی (SERS) و سنسورهای صوتی نیز معرفی  گردیده است. لازم به ذکر است که، همگی این روش‌ها حدتشخیص بسیار مناسبی برای تعیین این ترکیبات در محیط‎های مختلف ارائه داده‌اند. این روش‎ها برای آشکارسازی دی متیل فسفونات (DMMP) به عنوان شبه عامل اعصاب نیز استفاده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Detection and analysis of some chemical warfare agents using thin-layer chromatography and Introducing new detection methods

نویسندگان [English]

  • Ismail Sahuli 1
  • Seyed Lotfollah Sharifi Al Hashem 1
  • Farimah Mousavi 2
چکیده [English]

Chemical warfare agents (CWAs) are toxic chemicals and are organized and classified according to their effects on the human body. The widespread use of these compounds in mass killings and terrorist operations is clearly evident. The presence of these compounds in water, as well as in the environment, has been a source of concern. Therefore, this paper introduces methods for analyzing and detecting these compounds. Thin-layer chromatography (TLC), as a simple, cost-effective and easy method, is one of the first methods to identify these compounds. In addition, in this paper, new methods for detecting and measuring CWAs such as ionic mobility spectrometers (IMS), colorimetric, fluorescence, Aptasensors, Raman spectroscopy, surface elevation (SERS) and audio sensors have also been introduced. It should be noted that all these methods provide a very good detection limit for the determination of these compounds in different environments. These methods are also used to detect Dimethyl methylphosphonate (DMMP) as a quasi-nerve agent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cchemical warfare agents
  • Thin-layer chromatography
  • Novel methods of analysis
  • Determination and Detection

منابع

  • Barba-Bon, A., Costero, A. M., Gil, S., Martínez-Máñez, R., & Sancenón, F. (2014). Selective chromo-fluorogenic detection of DFP (a Sarin and Soman mimic) and DCNP (a Tabun mimic) with a unique probe based on a boron dipyrromethene (BODIPY) dye. Organic & biomolecular chemistry, 12(43), 8745-8751.
  • Aleksenko, S. S. (2012). Liquid chromatography with mass-spectrometric detection for the determination of chemical warfare agents and their degradation products. Journal of analytical chemistry, 67(2), 82-97.
  •  Mondloch, J. E., Katz, M. J., Isley III, W. C., Ghosh, P., Liao, P., Bury, W., & Snurr, R. Q. (2015). Destruction of chemical warfare agents using metal–organic frameworks. Nature materials, 14(5), 512-516.
  •  Kim, T. I., Maity, S. B., Bouffard, J., & Kim, Y. (2016). Molecular Rotors for the Detection of Chemical Warfare Agent Simulants. Analytical Chemistry, 88(18), 9259-9263.
  • Okumura, T., Takasu, N., Ishimatsu, S., Miyanoki, S., Mitsuhashi, A., Kumada, K., & Hinohara, S. (1996). Report on 640 victims of the Tokyo subway sarin attack. Annals of emergency medicine, 28(2), 129-135.
  • Gray, C. (2007). Another bloody century: Future welfare.
  • Satoh, T., Kishi, S., Nagashima, H., Tachikawa, M., Kanamori-Kataoka, M., Nakagawa, T., ... & Seto, Y. (2015). Ion mobility spectrometric analysis of vaporous chemical warfare agents by the instrument with corona discharge ionization ammonia dopant ambient temperature operation. Analytica chimica acta, 865, 39-52.
  • Siouffi, A. M. (2005). From paper to planar: 60 years of thin layer chromatography. Separation and Purification Reviews, 34(2), 155-180.
  • Sherma, J. (2008). Planar chromatography. Analytical chemistry, 80(12), 4253-4267.
  • Sherma, J. (2010). Planar chromatography. Analytical chemistry, 82(12), 4895-4910.
  • Fried, B., & Sherma, J. (1999). Thin-Layer Chromatography, revised and expanded (Vol. 81). CRC Press.
  • Quagliano, J. C., Witkiewicz, Z., & Popiel, S. THIN LAYER CHROMATOGRAPHY OF CHEMICAL WARFARE AGENTS.
  • Satcher, J. H., Maienschein, J. L., Pagoria, P. F., Racoveanu, A., Carman, M. L., Whipple, R. E., & Reynolds, J. G. (2012, May). Portable thin layer chromatography for field detection of explosives and propellants. In SPIE Defense, Security, and Sensing (pp. 83580Z-83580Z). International Society for Optics and Photonics.
  • Lutonská, T., Kobliha, Z., & Skaličan, Z. (2015). The Qualitative Analysis of the Selected Explosives using Thin-Layer Chromatography. Gas, 74(22), 22.
  • ‌ Thangaduraia, S., Dhanalakshmia, A., & Kannana, M. V. S. (2013). Separation and detection of certain benzodiazepines by thin-layer chromatography. Malaysian Journal of Forensic Sciences (MJOFS): Mission Statement, 4, 47-53.
  • Yu, H., Le, H. M., Kaale, E., Long, K. D., Layloff, T., Lumetta, S. S., & Cunningham, B. T. (2016). Characterization of drug authenticity using thin-layer chromatography imaging with a mobile phone. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 125, 85-93.
  • Yue, G., Su, S., Li, N., Shuai, M., Lai, X., Astruc, D., & Zhao, P. (2016). Gold nanoparticles as sensors in the colorimetric and fluorescence detection of chemical warfare agents. Coordination Chemistry Reviews, 311, 75-84.
  • Zhao, R., Jia, D., Wen, Y., & Yu, X. (2017). Cantilever-based aptasensor for trace level detection of nerve agent simulant in aqueous matrices. Sensors and Actuators B: Chemical, 238, 1231-1239.
  • Sayago, I., Matatagui, D., Fernández, M. J., Fontecha, J. L., Jurewicz, I., Garriga, R., & Muñoz, E. (2016). Graphene oxide as sensitive layer in Love-wave surface acoustic wave sensors for the detection of chemical warfare agent simulants. Talanta, 148, 393-400.
  • Zhao, Q., Liu, G., Zhang, H., Zhou, F., Li, Y., & Cai, W. (2017). SERS-based ultrasensitive detection of organophosphorus nerve agents via substrate’s surface modification. Journal of Hazardous Materials, 324, 194-202.
  • Climent, E., Biyikal, M., Gawlitza, K., Dropa, T., Urban, M., Costero, A. M., & Rurack, K. (2017). Determination of the chemical warfare agents Sarin, Soman and Tabun in natural waters employing fluorescent hybrid silica materials. Sensors and Actuators B: Chemical, 246, 1056-1065.
  • Whitaker, C. M., Derouin, E. E., O'connor, M. B., Whitaker, C. K., Whitaker, J. A., Snyder, J. J., & Reitmayer, A. K. (2017). Smart hydrogel sensor for detection of organophosphorus chemical warfare nerve agents. Journal of Macromolecular Science, Part A, 54(1), 40-46.