СПОСОБ И НАБОР ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХ ОКИСЛИТЕЛИ ОПРЕДЕЛЕННОГО ВИДА Российский патент 2009 года по МПК G01N33/22 G01N31/22 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к улучшенному способу и набору для обнаружения взрывчатых веществ, выбранных из пероксидов, хлоратов и броматов.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В последнее время применение самодельных импровизированных взрывчатых веществ быстро растет, и было показано, что взрывчатые вещества на основе пероксидов, подобные триацетонтрипероксиду (ТАТР) и гексаметилентрипероксиддиамину (HMTD), могут быть легко изготовлены и являются почти такими же сильными, как и обычные взрывчатые вещества, используемые в настоящее время.

Способы и тест-наборы для обнаружения взрывчатых веществ, выбранных из нитроароматических веществ, органических нитратов, нитраминов, неорганических нитратов, хлоратов и броматов, были описаны Маргалитом (Margalit) в патентах US 5296380 и US 5480612. Ни один из этих патентов не описывает обнаружение взрывчатых веществ на основе пероксидов. Содержание US 5296380 и US 5480612 полностью включено в данное описание посредством ссылки.

Itzhaky с соавт. в WO 99/43846 описал способ и набор для обнаружения в образце взрывчатого вещества на основе органического пероксида. Органический пероксид гидролизуют сильной кислотой с высвобождением перекиси водорода, и полученную смесь подвергают взаимодействию с ферментом пероксидазой и с субстратом, способным окисляться этим оксидантом (окислителем) в условиях катализа, осуществляемого этим ферментом, с получением четко выраженного изменения в измеряемом физическом параметре данного субстрата. Содержание WO 99/43846 полностью включено в данное описание посредством ссылки.

Основная задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить возможность обнаружения взрывчатых веществ, содержащих хлораты или броматы, и последующее обнаружение взрывчатых веществ на основе пероксидов после исследования на присутствие хлоратов или броматов в том же образце. Другие задачи изобретения будут очевидны из описания, которое следует ниже.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно в одном аспекте настоящего изобретения предложен способ обнаружения взрывчатого вещества, которое содержит оксидант, выбранный из хлората, бромата и органического пероксида, включающий последовательные стадии: взятие образца, потенциально содержащего взрывчатое вещество; приведение данного образца указанного вещества в контакт с первым реагентом, представляющим собой сильно кислотный раствор, по меньшей мере, одного первичного или вторичного ароматического амина, в результате чего присутствие взрывчатого вещества хлоратного или броматного типа дает отчетливое окрашивание; а в отсутствие такого окрашивания, приведение того же образца, который уже находится в контакте с первым реагентом, в контакт со вторым реагентом, представляющим собой раствор, содержащий катионы, по меньшей мере, одного переходного металла, в результате чего присутствие органических пероксидов в данном образце, который был гидролизован, по меньшей мере, частично до перекиси водорода сильной кислотой из первого реагента, дает отчетливое окрашивание.

В другом аспекте настоящего изобретения предложен испытательный набор (далее также именуемый «тест-набор») для применения в способе обнаружения взрывчатого вещества, которое содержит оксидант, выбранный из хлората, бромата и органического пероксида, включающий следующие компоненты: первый контейнер, содержащий первый реагент, который представляет собой сильно кислотный раствор, по меньшей мере, одного первичного или вторичного ароматического амина; и второй контейнер, содержащий второй реагент, который представляет собой раствор, содержащий катионы, по меньшей мере, одного переходного металла.

В еще одном аспекте изобретения предложен набор реагентов для обнаружения взрывчатого вещества, которое может содержать органический пероксид, включающий контейнер для реагента, представляющего собой раствор, который содержит катионы, по меньшей мере, одного переходного металла, вместе с инструкциями для применения в обнаружении указанного взрывчатого вещества после, по меньшей мере, частичного кислотного гидролиза органического пероксида до перекиси водорода.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В способе и тест-наборе по изобретению:

(а) по меньшей мере, один из первых и вторых реагентов предпочтительно содержит, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель, такой как, по меньшей мере, один растворитель, выбранный из группы, состоящей из диметилсульфоксида, диметилформамида, диметилацетамида, гексаметилфосфорамида, М-метилпирролидона и смешивающихся с водой спиртов и эфиров; и/или

(б) по меньшей мере, один первичный или вторичный ароматический амин предпочтительно содержит вторичный ароматический амин, такой как диариламин, например карбоциклический вторичный ароматический амин - дифениламин; и/или

(в) сильная кислота из первого реагента предпочтительно содержит серную кислоту и может состоять, по существу, из серной кислоты; и/или

(г) по меньшей мере, один переходный металл предпочтительно выбран из железа (например, Fe⁺⁺⁺), меди, марганца, хрома, кобальта и рутения;

(д) в отсутствие положительного окрашивания, указывающего на присутствие хлората, бромата или пероксида, данный способ включает предпочтительно взятие второго образца указанного подозрительного вещества и тестирование (исследование) его на, по меньшей мере, один ингредиент, выбранный из нитроароматических веществ, органических нитратов, нитраминов и неорганических нитратов, тогда как набор предпочтительно включает в себя, по меньшей мере, один контейнер для реагента, приспособленного для тестирования на присутствие, по меньшей мере, одного ингредиента.

Кроме того, тест-набор согласно изобретению предпочтительно включает в себя, по меньшей мере, одно встроенное или отдельное устройство для распределения, по меньшей мере, одного из первых и вторых реагентов, такое как распылительное или опрыскивающее устройство.

Более того, тест-набор согласно изобретению предпочтительно включает адсорбирующую среду (такую как адсорбирующая бумага) для отбора проб из предполагаемого источника взрывчатых веществ, где указанный предполагаемый источник включает вещество, поверхность неживого объекта и наружную поверхность человека.

Следует понимать, что набор реагентов согласно изобретению может включать также вышеописанные предпочтительные признаки, насколько это может быть желательным или подходящим.

В предпочтительной форме осуществления набора согласно настоящему изобретению каждый из первых и вторых реагентов содержится раздельно в закрытых пластмассовых флаконах-капельницах, приспособленных для распределения каждого из компонентов капельным путем. Также в частной форме осуществления любая пара флакона-капельницы и крышки идентифицируется цветной маркировкой, которая различна для каждого флакона-капельницы и его крышки, что позволяет пользователю подбирать правильный флакон и крышку.

Хотя применение вторичного амина, и в частности дифениламина, в настоящее время является предпочтительным, так как это является гораздо менее токсичным и более чувствительным для целей настоящего изобретения, чем анилин, тем не менее, применение первичного амина, такого как анилин, также входит в объем настоящего изобретения.

В предпочтительной форме осуществления настоящего изобретения приготовление испытательных реагентов может осуществляться следующим образом.

Реагент А (для хлоратов или броматов)

Сначала приготавливают жидкую смесь путем осторожного добавления 95%-ной серной кислоты (400 мл) к смеси ДМСО (90 мл), этанола (100 мл) и воды (500 мл). Затем к этой жидкой смеси добавляют при перемешивании дифениламин (11 г) до тех пор, пока не получат гомогенный раствор. Приготовленный таким образом реагент вливают в емкость для хранения перед тем, как использовать для наполнения ампул. Он очень стабилен при освещении и в нормальных условиях; нет необходимости окрашивать ампулы. Этот реагент дает темно-синее окрашивание с хлоратами или броматами в течение 1-2 секунд, которое со временем постепенно исчезает; он чувствителен к уже 0,0000001 г/мм² хлората или бромата; перхлорат не дает положительной реакции.

Реагент Б (для органического пероксида)

Он представляет собой 1%-ный раствор FeCl₃ в дипропиленгликоль-диметиловом эфире. Чувствительность этого реагента аналогична чувствительности реагента А, описанного выше.

Методика

Когда каплю реагента А помещают в собирающую среду, например на фильтровальную бумагу, бумагу, ламинированную полиэтиленом, или один из типов бумаги, отпечатанный с липким слоем акрилового клея для увеличения накопления частиц, на присутствие хлоратов или броматов указывает темно-синий цвет. При отсутствии окрашивания каплю реагента Б помещают на ту же самую бумагу. Проявление синего цвета на этой стадии будет указывать на присутствие органического пероксида в первоначальном образце.

Эта система позволяет оператору улучшить обнаруживающую способность путем использования только одной собирающей среды для обоих тестов, осуществляемых последовательно.

Несмотря на то что конкретные формы осуществления изобретения были раскрыты в данном описании выше, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается ими, поскольку, как совершенно очевидно специалистам в данной области, могут быть сделаны многочисленные модификации и вариации. Предполагается, что такие модификации и вариации, которые не были подробно изложены в данном описании, являются очевидными эквивалентами настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к обнаружению взрывчатого вещества, которое содержит хлорат, бромат и/или органический пероксид. В способе обнаружения взрывчатого вещества подозрительное вещество приводят в контакт с первым реагентом, представляющим собой сильно кислотный раствор, по меньшей мере, одного первичного или вторичного ароматического амина, в результате чего взрывчатое вещество хлоратного или броматного типа дает отчетливое окрашивание, а в отсутствие такого окрашивания тот же образец (находящийся в контакте с первым реагентом) приводят в контакт со вторым реагентом, представляющим собой раствор, содержащий катионы, по меньшей мере, одного переходного металла, в результате чего присутствие органических пероксидов в данном образце, который был гидролизован, по меньшей мере, частично до перекиси водорода сильной кислотой из первого реагента, дает отчетливое окрашивание. Кроме того, представлены тест-набор для применения в указанном способе, контейнер для смешанных реагентов для обнаружения пероксида и набор, включающий такой контейнер. Достигается повышение информативности определения. 4 н. и 9 з.п. ф-лы.

1. Способ обнаружения взрывчатого вещества, которое содержит оксидант, выбранный из хлората, бромата и органического пероксида, включающий последовательные стадии:
- взятие образца, предположительно содержащего взрывчатое вещество;
- приведение этого образца вещества в контакт с первым реагентом, представляющим собой сильнокислотный раствор, по меньшей мере, одного первичного или вторичного ароматического амина, в результате чего присутствие взрывчатого вещества хлоратного или броматного типа дает отчетливое окрашивание; а в отсутствие такого окрашивания,
- приведение того же образца, который уже находится в контакте с первым реагентом, в контакт со вторым реагентом, представляющим собой раствор, содержащий катионы, по меньшей мере, одного переходного металла, в результате чего присутствие органических пероксидов в данном образце, который был гидролизован, по меньшей мере, частично до перекиси водорода сильной кислотой из первого реагента, дает отчетливое окрашивание,
при условии, что когда первый реагент представляет собой сильнокислотный раствор, содержащий первичный ароматический амин, он включает, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель.

2. Способ по п.1, который дополнительно характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих признаков:
(а) по меньшей мере, один из первого и второго реагентов включает в себя, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель;
(б) по меньшей мере, один первичный или вторичный ароматический амин включает карбоциклический вторичный ароматический амин;
(в) сильная кислота первого реагента содержит серную кислоту;
(г) по меньшей мере, один переходный металл выбран из железа, меди, марганца, хрома, кобальта и рутения;
(д) в отсутствие положительного окрашивания, указывающего на присутствие хлората, бромата или пероксида, взятие второго образца указанного подозрительного вещества и тестирование его на, по меньшей мере, один ингредиент, выбранный из нитроароматических веществ, органических нитратов, нитраминов, неорганических нитратов.

3. Способ по п.2, который дополнительно характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих признаков:
(а) по меньшей мере, один из первого и второго реагентов включает в себя, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель, выбранный из группы, состоящей из диметилсульфоксида, диметилформамида, диметилацетамида, гексаметилфосфорамида, N-метилпирролидона и смешивающихся с водой спиртов и эфиров;
(б) по меньшей мере, один первичный или вторичный ароматический амин содержит диариламин;
(в) сильная кислота первого реагента состоит по существу из серной кислоты;
(г) катионы содержат ионы Fe⁺⁺⁺.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный диариламин представляет собой дифениламин.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что указанный диариламин представляет собой карбоциклический вторичный ароматический амин дифениламин.

6. Тест-набор для применения в способе обнаружения взрывчатого вещества в подозрительном образце, который содержит оксидант, выбранный из хлората, бромата и органического пероксида, характеризующийся тем, что указанный набор включает следующие компоненты:
- первый контейнер, содержащий первый реагент, который представляет собой сильнокислотный раствор, по меньшей мере, одного первичного или вторичного ароматического амина; и
- второй контейнер, содержащий второй реагент, который представляет собой раствор, содержащий катионы, по меньшей мере, одного переходного металла,
при условии, что когда первый реагент представляет собой сильнокислотный раствор, содержащий первичный ароматический амин, он включает, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель.

7. Набор по п.6, который дополнительно характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих признаков:
(а) по меньшей мере, один из первого и второго реагентов включает в себя, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель;
(б) по меньшей мере, один первичный или вторичный ароматический амин включает карбоциклический вторичный ароматический амин;
(в) сильнокислотный раствор первого реагента содержит серную кислоту;
(г) по меньшей мере, один переходный металл выбран из железа, меди, марганца, хрома, кобальта и рутения;
(д) набор включает, по меньшей мере, одно встроенное или отдельное устройство для распределения, по меньшей мере, одного из первого и второго реагентов;
(е) набор включает адсорбирующую среду для отбора образцов из предполагаемого источника взрывчатых веществ, причем указанный предполагаемый источник включает вещество, поверхность неживого объекта и наружную поверхность человека;
(ж) набор включает дополнительно, по меньшей мере, один контейнер с реагентом, приспособленным для тестирования на присутствие в подозрительном образце, по меньшей мере, одного дополнительного ингредиента, выбранного из нитроароматических веществ, органических нитратов, нитраминов, неорганических нитратов.

8. Набор по п.7, который дополнительно характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих признаков:
(а) по меньшей мере, один из первого и второго реагентов включает в себя, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель, выбранный из группы, состоящей из диметилсульфоксида, диметилформамида, диметилацетамида, гексаметилфосфорамида, N-метилпирролидона и смешивающихся с водой спиртов и эфиров;
(б) по меньшей мере, один первичный или вторичный ароматический амин содержит диариламин;
(в) сильнокислотный раствор первого реагента состоит по существу из серной кислоты;
(г) катионы содержат ионы Fe⁺⁺⁺;
(д) по меньшей мере, одно устройство выбрано из распылительных устройств и опрыскивающих устройств;
(е) адсорбирующая среда представляет собой адсорбирующую бумагу.

9. Набор по п.8, отличающийся тем, что диариламин представляет собой карбоциклический вторичный ароматический амин дифениламин.

10. Контейнер с реагентом, представляющим собой раствор, содержащий катионы, по меньшей мере, одного переходного металла, для применения в обнаружении взрывчатого вещества, которое может содержать органический пероксид, в присутствии сильнокислотного раствора, по меньшей мере, одного первичного или вторичного ароматического амина.

11. Набор реагентов для обнаружения взрывчатого вещества, которое может содержать органический пероксид, включающий контейнер с реагентом по п.10 вместе с инструкциями для его применения в обнаружении указанного взрывчатого вещества.

12. Набор по п.11, который дополнительно характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих признаков:
(1) реагент содержит, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель;
(2) по меньшей мере, один переходный металл выбран из железа, меди, марганца, хрома, кобальта и рутения;
(3) набор включает, по меньшей мере, одно встроенное или отдельное устройство для распределения, по меньшей мере, одного из реагентов;
(4) набор включает адсорбирующую среду для отбора образцов из предполагаемого источника взрывчатых веществ, причем указанный предполагаемый источник включает вещество, поверхность неживого объекта и наружную поверхность человека.

13. Набор по п.12, который дополнительно характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих признаков:
(1) реагент содержит, по меньшей мере, один смешивающийся с водой неводный растворитель, выбранный из группы, состоящей из диметилсульфоксида, диметилформамида, диметилацетамида, гексаметилфосфорамида, N-метилпирролидона и смешивающихся с водой спиртов и эфиров;
(2) катионы содержат ионы Fe⁺⁺⁺;
(3) по меньшей мере, одно устройство выбрано из распылительных устройств и опрыскивающих устройств;
(4) адсорбирующая среда представляет собой адсорбирующую бумагу.