表面增强拉曼散射(ser)光谱识别欺诈使用的燃料半岛综合体育官方APP下载德甲

彼得白色和蒂莫西·威尔金森

破译Pte Ltd),单位5,Begbroke科技园、Begbroke希尔伍德斯托克,Begbroke,英国牛津,OX5 1 pf。电子邮件:(电子邮件保护)

介绍

全球交易玩忽职守走私、制假、盗窃和产品转移预计耗资超过8000亿美元(~ 7%的世界贸易)和刹车是最大的企业和经济的发展。这种非法贸易发生在大多数工业领域和燃料尤为重要。国家税收燃料产品生成收入支持和刺激他们的经济。此外,各国政府往往会补贴基本产品的成本。这些举措为燃料消费和提供补贴燃料征税,自己,受到欺诈。石油制造企业也遭受燃料欺诈与合法销售的损失和额外的质量和责任问题。

虽然损失的数量会影响一个国家的决定实现一个控制计划,这不是通常的主要决定因素,在一些国家,这些损失在腐败的口袋。背后的主要驱动力影响一个国家是否实现了一个项目是:燃料产品的税收水平,如果税收是其整体收入的重要组成部分。比例越高燃料税的整体收入,更严重的问题将燃料交易。另一个推动力量是国家,尤其是发展中国家,还需要保护的内部投资,尤其是石油跨国公司主要参与者需要保护他们的投资。如果国家也有燃料补贴的补贴计划用于帮助贫困社区或请特殊领域,例如,农民,那么他们可能会考虑燃料控制的引入和实施计划。

其他因素包括收入的大小和损失燃料欺诈和国家是否原油进口国和出口国。损失将不那么重要如果是燃料出口获得显著的收益。相反,当一个国家进口燃料,任何损失将损害经济。国家也想提高他们的形象和国际地位也可能考虑引入燃料控制规划。除了任何国家的决定,石油销售公司可能会寻求一些控制规划提供收入,保护品牌和责任。

燃料控制项目已在几个国家实施,监测欺诈使用通过添加一个标记到燃料的燃料和随后的分析样本。标记检测的程度将取决于是否non-adulterated或与另一个燃料被减弱或non-subsidised掺假。减少或损失在洗钱标记浓度也可以表明,化学或吸水材料被非法添加到燃料删除标记。因此,任何分析技术应该能够探测和识别跟踪级别的标记。

一系列分析方法已经被用于检测标记在燃料包括气相色谱分析-质谱法(gc - ms)、免疫测定、x射线、红外和紫外光谱分析,但是这些往往缺乏所需的敏感性和/或特异性,往往过于昂贵。半岛综合体育官方APP下载德甲它提出的作者之一(PW)表面增强拉曼散射(ser)光谱可能是一个可行的选择,因为它可以提供所需的灵敏度,提供分子识别,也可以同时检测多个标记。半岛综合体育官方APP下载德甲

表面增强效应是由马丁发现她大约40年前¹尽管早在1980年代,许多分析师认为ser可以提供的优势,只是最近已经意识到它的全部潜力。这种延迟可以归因于没有商业化ser衬底符合的需求中指定的分析师迈克尔•2006年法拉第讨论组的总结会议。²其中包括一个可接受的保质期,批次重现性好,高增强因子和成本。

银胶体普遍首选衬底和许多不同的合成方法已报告但都没有,直到最近,能够完全满足这些规范。一个突破是在2009年,当白色和Hjortkjaer开发和专利方法生产银胶体稳定能满足,在大多数情况下,超过所有的规范。^3,4

现在与一个合适的基质,这打开了潜在的商业应用和机会看看提出SERS-based方法可用于检测燃料欺诈。使用fuel-marking公司(破解),在6个月内开发了一个简单的和快速的方法。后成功的试点研究和便携式拉曼仪器的发展,一些国家选择这部小说ser方法检测燃料欺诈,因此这第一个主要商业和法医ser光谱的应用。半岛综合体育官方APP下载德甲

ser的详细信息的检测方法,开发了本文在描述燃料欺诈,但不幸的是,某些信息,包括ser试剂/解决方案,的身份标记和标记协议中使用的字段,不能泄露原因专有和合同。然而,这里给出的结果将被用来强调要求所需的分析方法被用于这个特定的应用程序。最后,使用ser的优点在更传统的分析技术,以前用于燃料欺诈检测。

样品

燃料样本,包括柴油、汽油和煤油,都至少有一个ser活性化合物(标记)的水平通常由解散50 - 200磅的标记的溶剂与燃料兼容。

分析方法

意识到需要一个快速、可靠和健壮的程序,可用于现场的人员可能没有科学的经验,一个管方法的ser检测标志。这可以实现,因为它是发现,虽然银胶体溶液,,因此,非混相燃料,带负电荷的银粒子援助的提取任何标记出现在燃料在胶体水相。当这是在一个玻璃小瓶,ser的频谱水相可以获得没有任何进一步的操作。通常,标志着燃料样品准备ser分析如下。银胶体溶液稀释用水[500µL;胶体/水30:70 (v / v))添加到1.0毫升螺旋帽玻璃小瓶(Chromacol)包含一个整除(500µL)为燃料的样本。限制之后,瓶和涡混合3×3 s,氯化钠聚合试剂溶液(40µL;添加0.175米),帽子和倒两次混合组件所取代。

ser分析便携式仪器的开发,执行与海洋光学公司合作,专门为这个应用程序必须满足规范要求。显然,成本是一个主要因素,在现场和实验室操作,一种可移植的、健壮的仪器可以由电源或电池供应是必需的。仪器也能生产独特的光谱多个标记可用于识别和量化的水平标记出现在燃料。能够成功地起诉任何欺诈使用的燃料,它是重要的系统可以验证样品和提供安全和tamper-free存储的数据。

现场仪表的主要要求是,它还应该能够提供一个简单的定性“是/否”输出显示标记/标志/存在和产生量化的结果,也可以将字段的完整的数据基础。从制定这些规范,当前的仪器,如图1所示,现在满足所有这些需求。

仪器配备30 mW, 532纳米二极管激光器的激励源和光谱被记录在一个范围的200 - 2000厘米¹使用CCD探测器冷却。准备样品后,玻璃小瓶插入试样夹,从通常1×30年代扫描光谱被记录。获得的仪器控制和数据都是通过软件安装在内侧的计算机处理。提取和ser协议开发使整个分析过程在五分钟左右完成。

燃料样本,包括柴油、汽油和煤油,都至少有一个ser活性化合物(标记)的水平通常由解散50 - 200磅的标记的溶剂与燃料兼容。

结果与讨论

银胶体制备用作描述的专利³和扩展使用在这个应用程序中,它被证明是稳定的一年多了,提供可再生的ser光谱的方法生产批次。为了确保胶体产生的质量,质量保证程序,包括使用和粒子大小,紫外可见光谱。包含银粒子产生的胶体通常10 - 30 nm的窄粒度分布集中在20 nm,如图2所示。紫外可见光谱的胶体也呈现在图3。

如上所示,胶体是带负电,这结果生产使用的方法制备银粒子与磷酸阴离子吸附到表面上。在某种程度上,这也限制了可以使用的标记,因为只有带正电的标记将被吸引到银表面,产生强烈的ser光谱。

显然,使用的标记必须SERS-active,他们必须在燃料中发现在< 5%的水平。然而,对于任何分析技术提出了燃料欺诈检测项目,选择的标记必须符合其他额外的和严格的要求,包括:

• 在稳定的燃料和溶剂载体
• 有具体的检测特点,没有假阳性
• 没有影响燃料
• 被一个简单的检测和快速测试程序和简单的仪器
• 提供一个一致的阅读和在所有燃料相同的结果
• 被检测后尝试洗钱与酸、碱或常见的吸附剂
• 被检测到在一个小体积的燃料以减少废弃物的体积
• 表现出低水平的退化在阳光下。

迄今为止,超过200个潜在标志物检测,看看是否满足上述要求,其中相当数量已确认为合适。理想情况下,标记λ_马克斯接近激光激发波长更可取,因为由于共振效应将更加敏感obtained-surface增强共振喇曼散射(SERRS)光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲⁵

在一个早期的试点试验,ser检测评估与柴油系统已经在运行。这使得直接比较两种不同检测方法的结果被用来确定燃料的标记样本。ser的500场样品分析的方法,每个样本的标记正确认,没有假阳性。人员还报告说,他们发现ser方法清洁,更快,提供永久数据和浪费只有0.5毫升的燃料。

标记是一个主要问题的成本和物流作为燃料的体积明显可能是成千上万的升。标记的成本与成本和体积的溶剂必须非常仔细地考虑和载体,因此,承运人溶剂的溶解度的标志是一个非常重要的考虑因素。实现标记的浓度通常是100磅,10毫升1%的标记需要分散到集中1000升的燃料。燃料的标记的字段进行手动或自动注射器,如图4所示。

当多个标记是必需的,例如区分燃料的来源。这是很重要的,例如,道路燃料补贴以不同的速度工业燃料。此外,如果想要马克等不同燃料柴油、汽油、煤油或生物燃料,或确定不同等级的燃料或区域医疗事故,这些都需要一个以上的标记。这需要识别和量化多个标记在单个微量分析严重限制的选择分析技术,但如图5所示,可以实现与标记a和B的ser检测系统可以检测到一个分析。

掺假检测燃料的一个例子是下面的例子所示,在煤油(免税)已经被用来稀释柴油(征税)。检测这种玩忽职守,柴油或煤油可能标记,或另一个替代方法是标记每个燃料与一个不同的标记。在这个例子,煤油一直在显著水平的200,然后添加到稀释10%的柴油。由此产生的ser柴油的分析,如图6所示,提供了一个标记的频谱,从而确认柴油掺假。

这个例子也说明了系统的灵敏度指标浓度减少到20磅的掺假的柴油样品。此外,同样值得注意的是,尽管柴油和其他燃料含有很多添加剂,一些高荧光,这些不是发现,从而显示检测方法的选择性和较强的荧光猝灭银胶体的性质。

开发了各种分析方法检测标记和ser与其他方法的比较,或仍在使用,如表1所示。

表1。比较分析检测方法用于检测标记的燃料。

从上述结果和评论在表1中,可以看到使用这种新型的优点SERS-based检测方法检测欺诈使用的燃料。

结束语

SERS-based方法使用便携式仪器的检测燃料欺诈已成功开发,实现显示的字段和方法目前有相当大的优势。使用一种新颖的单座策略,利用银胶体的性质从燃料删除标记,整体分析样品时间,通常情况下,5分钟。

优秀的系统能够检测和定量的灵敏度低水平的标记时需要任何类型的燃料是掺假或洗钱。相当大的这种方法的优点是,它还可以用来检测和积极识别多个标记,这是一个重要的检测要求某些形式的弊端,从而突显出选择性,可以实现。

现在这个ser方法已经成功地通过几个国家,导致成功的起诉,这工作导致了被认为是第一个主要商业和法医ser的应用。这仅仅是有可能的,因为一个方法产生一个稳定的和可再生的银胶体,必不可少的ser光谱及其随后的商业应用,最近被开发出来。半岛综合体育官方APP下载德甲删除这个障碍,目前潜在的其他有趣的ser技术的商业应用。

确认

银胶体专利属于林肯大学的。

引用

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