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Comparison of ESI and APPI for the Detection of Nitro Explosives Using Differential Mobility Mass Spectrometry

Lünsmann, Vanessa und Breuch, René und Herrmann, Silvia A. M. und Konstantynovski, Kostyantin (2026) Comparison of ESI and APPI for the Detection of Nitro Explosives Using Differential Mobility Mass Spectrometry. ACS Omega, 11 (33), Seiten 50471-50482. American Chemical Society (ACS). doi: 10.1021/acsomega.6c06952. ISSN 2470-1343.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1021/acsomega.6c06952

Kurzfassung

Rapid and reliable detection of explosive residues is critical for security applications (e.g., counterterrorism) and environmental health contexts (e.g., legacy military site contamination). Key target analytes among nitro-organic explosives encompass 2,4,6-trinitrotoluene (TNT), hexogen (RDX), pentaerythritol tetranitrate (PETN) as well as 2,4-dinitrotoluene (DNT, a common military-grade TNT impurity) and 2-amino-4,6-dinitroluene (2A-DNT, a microbial degradation product of TNT). Ion mobility spectrometry is one of the key technologies for fast and reliable detection of explosives. When coupled with mass spectrometry (MS), it enables high sensitivity and precise analyte identification. In this study, a differential mobility analyzer (DMA) coupled to a triple quadrupole MS was utilized to compare two relatively orthogonal ionization techniques─atmospheric pressure photoionization (APPI) and electrospray ionization (ESI)─for explosive trace detection in calibration standards and soil extracts, applied via liquid injection or via thermal desorption from filters. Both ionization techniques showed good linearity and enabled sensitive detection of the tested explosives. While APPI showed increased sensitivity toward dinitrotoluenes (DNT, 2A-DNT), ESI performed significantly better for TNT, RDX, and PETN but failed to detect DNT via thermal desorption. Both ionization techniques were further applied to the analysis of explosives in soil extracts, providing meaningful insights into their applicability for field sample analysis and revealing distinct effects of matrix components on ion source behavior and detection performance. The study underscores the practical relevance of the approach while offering a balanced evaluation of the methodological strengths and limitations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/226937/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Comparison of ESI and APPI for the Detection of Nitro Explosives Using Differential Mobility Mass Spectrometry
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lünsmann, Vanessavanessa.luensmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0009-6426-763X229775709
Breuch, Renérene.breuch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4931-1283229775711
Herrmann, Silvia A. M.Hochschule Bonn-Rhein-SiegNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Konstantynovski, KostyantinKostyantin.Konstantynovski (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2572-6062NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 August 2026
Erschienen in:ACS Omega
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.1021/acsomega.6c06952
Seitenbereich:Seiten 50471-50482
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Ganesh, Krishna N.ACS OmegaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:American Chemical Society (ACS)
ISSN:2470-1343
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ESI, APPI, explosives, Differential ion mobility, soil, DMA-MS
HGF - Forschungsbereich:keine Zuordnung
HGF - Programm:keine Zuordnung
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:keine Zuordnung
DLR - Forschungsgebiet:keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):keine Zuordnung
Standort: Rhein-Sieg-Kreis
Institute & Einrichtungen:Institut für den Schutz terrestrischer Infrastrukturen > Detektionssysteme
Institut für den Schutz terrestrischer Infrastrukturen
Hinterlegt von: Lünsmann, Vanessa
Hinterlegt am:13 Okt 2026 10:32
Letzte Änderung:13 Okt 2026 10:32

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