Bruikbaarheid van de InfiTOF massaspectrometer als detector van giftige stoffen. Nationaal Technologie Programma InfiTOF - Verslag van werkzaamheden WP 2 & 3

Wanneer de kans bestaat dat personeel van Defensie wordt blootgesteld aan toxische stoffen, is het belangrijk dat deze stoffen snel gedetecteerd en geïdentificeerd kunnen worden. Vanwege de grote verscheidenheid aan toxische stoffen is het wenselijk de beschikking te hebben over een veelzijdige chemische detector die in staat is deze stoffen te detecteren. De JEOL InfiTOF is een compacte massa spectrometer die in staat is vele stoffen, ook met een lage molecuulmassa, te analyseren en met een hoge resolutie zodat deze ook stoffen van interferenten kan onderscheiden. De laagst detecteerbare concentratie die de InfiTOF kan worden gemeten bedraagt ongeveer 2-8 ppm. Om stoffen bij de alarmeringsgrenswaarde (AGW) te kunnen bepalen is het echter nodig dat bepaalde stoffen tot een concentratie van ca 0,2 ppm kunnen worden gemeten. Er is daarom onderzocht of de InfiTOF kan worden uitgerust met een preconcentrator. Dit rapport doet verslag van de experimenten die verricht zijn met de InfiTOF in combinatie met een preconcentrator. Er is gekozen voor een cryotrap concentrator om eventuele chemische discriminatie, dat zou optreden bij gebruik van een adsorbens, uit te sluiten. De geconstrueerde cryotrap bleek goed te functioneren voor stoffen waarvan de condensatie temperatuur bij de AGW boven de ingestelde temperatuur van ca -60 °C lag. Vele toxische stoffen hebben echter een condensatietemperatuur beneden -60 °C zodat de cryotrap in slechts beperkte mate een oplossing kan bieden.
Dit rapport markeert ook het laatste werkpakket voorafgaand aan het beslismoment om het NTP project voor te zetten naar fase 2. Voorwaarde om het project voort te zetten is dat de InfiTOF een verbeterde analytische performance heeft t.o.v. bestaande compacte MS systemen zoals de Bruker MM2 en FLIR G510. Daartoe werd het functioneren van de InfiTOF vergeleken met die van de FLIR G510. Qua concentratie gevoeligheid is de InfiTOF geen verbetering t.o.v. bestaande compacte MS systemen. De absolute detectielimiet ligt voor de InfiTOF echter wel ca 30 maal lager dan voor de FLIR G510. Indien de InfiTOF, net als de G510, ook met een membraan inlet zou worden uitgevoerd, zouden stoffen mogelijk bij een 30 maal lagere concentratie kunnen worden gedetecteerd. In dat geval zouden vrijwel alle TIC’s bij de AGW kunnen worden gedetecteerd. De meerwaarde van de InfiTOF t.o.v. compacte MS systemen ligt vooral in het kunnen meten van stoffen met molecuulmassa lager dan 50 (zoals vele toxische gassen) en de hoge resolutie die het mogelijk maakt dat toxische stoffen van de achtergrond kunnen worden onderscheiden.