Testy wskaźnikowe i kolorymetryczne
Szybkie testy terenowe oparte na zmianie barwy lub pasma testowego; przydatne do przesiewu, lecz co do zasady niewystarczające do ostatecznej identyfikacji.
- Papierki wskaźnikowe M8
Barwniki wskaźnikowe rozpuszczają się w kropli ciekłego środka i dają orientacyjną barwę klasy: żółtą dla środków G, czerwoną dla części środków parzących H oraz ciemnozieloną lub czarną dla środków V. Rola: alarm i rozróżnienie klasy ciekłego środka.
- Papier detekcyjny M9
Warstwa barwnikowa na samoprzylepnej taśmie zmienia zabarwienie po kontakcie z kroplami określonych bojowych środków trujących. Rola: ciągły alarm skażenia ciekłego.
- Zestaw detekcyjny M256A1
Ampułki z odczynnikami uruchamiają reakcje barwne na osobnych polach testowych przeznaczonych dla klas środków nerwowych, parzących i krwią działających. Rola: terenowe badanie przesiewowe par.
- Rurki wskaźnikowe do gazów i par
Znana objętość powietrza przechodzi przez złoże odczynnikowe; długość albo intensywność zabarwienia odpowiada orientacyjnemu stężeniu analitu lub grupy związków. Rola: pomiar przesiewowy atmosfery.
- Odczynnikowe testy barwne narkotyków
Odczynniki takie jak Marquis, Mecke, Mandelin, Scott i Duquenois–Levine tworzą produkty barwne z określonymi grupami funkcjonalnymi albo klasami substancji. Rola: wstępna klasyfikacja materiału.
- Testy kolorymetryczne materiałów wybuchowych
Reakcje barwne wskazują grupy chemiczne typowe dla azotanów, azotynów, chloranów, nadchloranów, nitroaromatów lub nadtlenków. Rola: terenowy przesiew śladów i materiału.
- Testy immunochromatograficzne
Próbka przemieszcza się po membranie, a związanie analitu przez znakowane przeciwciała tworzy linię testową; linia kontrolna ocenia prawidłowy przepływ. Rola: szybki przesiew antygenu lub klasy związku.
Czujniki i detektory terenowe
Przenośne przyrządy ostrzegawcze i przesiewowe do par, aerozoli, śladów powierzchniowych i nieznanych atmosfer.
- Spektrometria ruchliwości jonów (IMS)
Zjonizowane cząsteczki są rozdzielane w gazie dryftowym według ruchliwości; czas dryftu i polaryzacja są porównywane z biblioteką alarmów. Rola: alarm i przesiew śladów, par lub aerozolu.
- FAIMS i DMS
Jony przemieszczają się w zmiennym polu elektrycznym; różnica ich ruchliwości w polu wysokim i niskim pozwala filtrować wybrane populacje jonów. Rola: selektywny przesiew gazowy.
- Detektor fotojonizacyjny (PID)
Lampa ultrafioletowa jonizuje cząsteczki o energii jonizacji niższej od energii lampy, a prąd jonowy odpowiada przybliżonemu obciążeniu atmosfery lotnymi związkami. Rola: nieswoisty alarm lotnych związków organicznych.
- Czujniki elektrochemiczne gazów
Gaz dyfunduje do elektrody, gdzie reakcja utleniania albo redukcji wytwarza prąd proporcjonalny do stężenia w zakresie roboczym. Rola: ciągły pomiar wybranych gazów.
- Fotometria płomieniowa do detekcji siarki i fosforu
Spalanie próbki wzbudza charakterystyczną emisję związaną z siarką albo fosforem, której intensywność jest rejestrowana w odpowiednim paśmie. Rola: alarm klasowy dla związków siarki lub fosforu.
- Detektory bioaerozolu
Urządzenia łączą zliczanie i rozmiar cząstek z fluorescencją wzbudzaną laserem lub innymi cechami optycznymi materiału biologicznego. Rola: nieswoisty alarm cząstek biologicznych.
Spektroskopia
Metody identyfikacji na podstawie oddziaływania promieniowania z próbką, w tym Raman, FTIR, NIR, UV-Vis, XRF i LIBS.
- Przenośna spektroskopia Ramana
Rozproszenie nieelastyczne światła laserowego tworzy widmo drgań cząsteczkowych porównywane z biblioteką substancji. Rola: identyfikacja wstępna ciała stałego lub cieczy.
- Spektroskopia FTIR-ATR
Absorpcja promieniowania podczerwonego daje widmo drgań cząsteczkowych; przystawka ATR mierzy próbkę przez kontakt z kryształem bez klasycznej kuwety. Rola: identyfikacja wstępna materiału głównego.
- Spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIR)
Szerokie pasma nadtonów i kombinacji drgań C–H, O–H i N–H tworzą sygnał analizowany zwykle metodami chemometrycznymi. Rola: szybki przesiew i klasyfikacja materiału.
- Spektrofotometria UV-Vis
Mierzy absorbancję próbki w ultrafiolecie i świetle widzialnym; zależność od stężenia wykorzystuje się po kalibracji i kontroli zakresu liniowego. Rola: oznaczenie ilościowe lub test reakcyjny.
- Fluorescencja rentgenowska (XRF)
Promieniowanie rentgenowskie wzbudza atomy, a energia emitowanego promieniowania charakterystycznego wskazuje obecne pierwiastki. Rola: analiza składu pierwiastkowego.
- Optyczna spektrometria emisyjna z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-OES)
Atomy i jony wzbudzone w plazmie emitują promieniowanie o liniach charakterystycznych dla obecnych pierwiastków. Rola: ilościowe oznaczenie składu pierwiastkowego.
- Mikroskopia elektronowa ze spektrometrią EDS (SEM-EDS)
Wiązka elektronów obrazuje powierzchnię cząstek, a charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie pozwala określić miejscowy skład pierwiastkowy. Rola: morfologia i miejscowy skład pierwiastkowy cząstek.
- Spektroskopia emisyjna ze wzbudzeniem laserowym (LIBS)
Krótki impuls laserowy tworzy mikroplazmę, a linie emisyjne stygnącej plazmy ujawniają skład pierwiastkowy powierzchni. Rola: szybka analiza pierwiastkowa.
Chromatografia i spektrometria mas
Metody rozdzielania i identyfikacji składników mieszanin, używane przede wszystkim jako techniki laboratoryjne i potwierdzające.
- Spektrometria mas z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-MS)
Zmineralizowana próbka jest atomizowana i jonizowana w plazmie, a spektrometr mas rozdziela jony według stosunku masy do ładunku. Rola: czułe oznaczenie składu pierwiastkowego.
- Chromatografia gazowa ze spektrometrią mas (GC-MS)
Chromatograf rozdziela składniki, a spektrometr mas rejestruje widmo jonów dla każdego piku; zgodność czasu retencji i widma z materiałem odniesienia daje wielowymiarową identyfikację. Rola: identyfikacja potwierdzająca związków lotnych i półlotnych.
- Headspace GC-MS
Do chromatografu wprowadza się fazę gazową pozostającą w równowadze z próbką, co ogranicza obciążenie układu składnikami nielotnymi. Rola: potwierdzenie lotnych składników nad próbką.
- Chromatografia cieczowa z tandemową spektrometrią mas (LC-MS/MS)
Chromatografia cieczowa rozdziela anality, a dwa etapy selekcji masy i fragmentacji monitorują charakterystyczne przejścia jonowe. Rola: czułe oznaczenie i potwierdzenie związków polarnych lub termolabilnych.
- Wysokorozdzielcza spektrometria mas (HRMS)
Dokładny pomiar masy i wzoru izotopowego ogranicza możliwy skład elementarny; fragmentacja i retencja wspierają identyfikację znanych i nowych związków. Rola: identyfikacja ukierunkowana i podejrzana/nieukierunkowana.
- DART-MS i inne metody bezpośredniej jonizacji
Strumień wzbudzonego gazu jonizuje materiał z powierzchni bez klasycznej chromatografii, a spektrometr rejestruje masy i widma fragmentacyjne. Rola: szybki przesiew masowy z potwierdzeniem w zwalidowanym układzie.
- HPLC z detektorem matrycy diodowej (HPLC-DAD)
Chromatografia cieczowa rozdziela składniki, a detektor rejestruje pełne widmo UV-Vis piku i jego absorbancję w czasie. Rola: rozdzielenie, identyfikacja wspierająca i oznaczenie ilościowe.
- GC-FID, GC-ECD i GC-FPD
Po rozdzieleniu chromatograficznym FID odpowiada szeroko na związki organiczne, ECD szczególnie na związki elektroujemne, a FPD na emisję związaną z siarką lub fosforem. Rola: rozdzielenie i selektywne oznaczenie.
- Chromatografia jonowa
Kolumna jonowymienna rozdziela aniony lub kationy, które są następnie mierzone najczęściej konduktometrycznie z supresją tła. Rola: rozdzielenie i oznaczenie jonów.
Metody biologiczne i molekularne
Badania kwasów nukleinowych, antygenów, białek i cech fenotypowych stosowane przy zagrożeniach biologicznych.
- PCR — reakcja łańcuchowa polimerazy
Cykle denaturacji, przyłączania starterów i wydłużania selektywnie amplifikują wskazany fragment DNA; produkt wykrywa się końcowo lub w czasie rzeczywistym. Rola: wykrywanie określonej sekwencji DNA.
- qPCR i RT-qPCR
Fluorescencja śledzi narastanie produktu w każdym cyklu; dla RNA etap odwrotnej transkrypcji tworzy komplementarny DNA. Rola: czułe wykrywanie i orientacyjne oznaczenie DNA lub RNA.
- Cyfrowy PCR (dPCR)
Próbkę dzieli się na tysiące reakcji, klasyfikuje partycje jako dodatnie lub ujemne i oblicza liczbę kopii z rozkładu Poissona. Rola: bezwzorcowe oznaczenie liczby kopii sekwencji.
- Amplifikacja izotermiczna LAMP
Zestaw kilku starterów amplifikuje cel w stałej temperaturze, a produkt można wykrywać fluorescencyjnie, turbidymetrycznie lub barwnie. Rola: szybki ukierunkowany przesiew molekularny.
- ELISA
Swoiste wiązanie antygen–przeciwciało jest przekształcane przez znacznik enzymatyczny w mierzalny sygnał barwny lub fluorescencyjny. Rola: wykrywanie antygenu, toksyny lub przeciwciała.
- Sekwencjonowanie NGS i metagenomika
Miliony fragmentów kwasu nukleinowego są odczytywane równolegle, składane lub porównywane z bazami w celu identyfikacji organizmów, wariantów i domieszek. Rola: szeroka identyfikacja i charakterystyka genomowa.
- Hodowla, mikroskopia i identyfikacja fenotypowa
Materiał namnaża się w kontrolowanych warunkach, ocenia morfologię, barwienie, cechy metaboliczne i podatność, a wynik zestawia z metodami molekularnymi. Rola: wykazanie żywotności i charakterystyka izolatu.
- MALDI-TOF MS w identyfikacji mikroorganizmów
Laser desorbuje i jonizuje materiał osadzony z matrycą, a rozkład mas dominujących białek jest porównywany z biblioteką profili. Rola: identyfikacja izolatu na podstawie profilu białkowego.
Detekcja radiologiczna i jądrowa
Pomiary promieniowania, wykrywanie skażeń i identyfikacja radionuklidów w działaniach terenowych i laboratoryjnych.
- Licznik Geigera-Müllera
Promieniowanie wywołuje lawinowe wyładowanie w rurze wypełnionej gazem; impulsy są zliczane jako częstość lub przeliczane na dawkę dla określonej kalibracji. Rola: wykrywanie promieniowania i pomiar orientacyjny.
- Ręczny detektor scyntylacyjny
Promieniowanie wytwarza błyski światła w scyntylatorze, a fotodetektor przekształca je w impulsy; amplituda może nieść informację o energii. Rola: czułe wyszukiwanie źródeł promieniowania.
- Osobisty detektor promieniowania (PRD)
Mały detektor stale porównuje bieżącą częstość zliczeń z adaptacyjnym tłem i alarmuje po przekroczeniu ustalonego kryterium. Rola: alarm osobisty przy wzroście tła.
- Ręczny identyfikator radionuklidów (RID)
Widmo energii promieniowania gamma jest porównywane z biblioteką linii charakterystycznych, a oprogramowanie wskazuje najbardziej prawdopodobne nuklidy. Rola: terenowa identyfikacja radionuklidu.
- Spektrometria gamma HPGe
Kryształ germanu o wysokiej czystości mierzy energię fotonów gamma z rozdzielczością pozwalającą rozdzielać bliskie linie emisyjne. Rola: wysokorozdzielcza identyfikacja i oznaczenie radionuklidów.
- Detekcja neutronów
Neutron jest rejestrowany po reakcji jądrowej w materiale konwertera, często po spowolnieniu w moderatorze; impulsy odróżnia się od tła gamma konstrukcyjnie lub analizą sygnału. Rola: alarm i charakterystyka źródeł neutronowych.
- Monitor skażeń alfa/beta
Cienkookienkowa sonda rejestruje cząstki alfa i beta emitowane z powierzchni; wynik porównuje się z tłem i sprawnością dla wzorca. Rola: kontrola skażenia powierzchniowego.
- Bramki radiometryczne (RPM)
Duże detektory gamma, czasem także neutronowe, porównują sygnał przejeżdżającego obiektu z dynamicznie wyznaczonym tłem. Rola: automatyczny przesiew osób, pojazdów i ładunków.
Pobieranie i przygotowanie próbek
Zabezpieczanie reprezentatywnego materiału, kontrola skażeń krzyżowych, przygotowanie próbki i zapewnienie jakości wyniku.
- Łańcuch dowodowy i dokumentacja próbki
Każda zmiana posiadania, otwarcie, podział, badanie i warunki przechowywania są rejestrowane, a niepowtarzalne oznaczenie łączy pojemnik, protokół, fotografie i wynik. Rola: zapewnienie identyfikowalności od miejsca do wyniku.
- Pobieranie próbek nieznanych proszków i cieczy
Plan pobierania łączy ocenę ryzyka, minimalną konieczną ingerencję, kontrolę źródła i dobór kompatybilnego pojemnika z reprezentatywnością materiału. Rola: bezpieczne uzyskanie próbki reprezentatywnej.
- Wymazy powierzchniowe
Zdefiniowany obszar przeciera się kompatybilnym materiałem zwilżonym lub suchym, a odzyskany ślad ekstrahuje do analizy instrumentalnej. Rola: zabezpieczanie śladów z określonej powierzchni.
- Pobieranie próbek powietrza
Pompa zasysa znaną objętość powietrza przez filtr, sorbent, impinger albo kasetę; analit jest następnie desorbowany lub ekstrahowany. Rola: zebranie par, gazów lub aerozolu do analizy.
- Mikroekstrakcja do fazy stałej i headspace (SPME)
Pokryte włókno sorbuje anality z fazy nadpowierzchniowej lub cieczy, po czym są one termicznie desorbowane w dozowniku GC. Rola: wzbogacenie lotnych i półlotnych analitów.
- Ekstrakcja ciecz–ciecz i do fazy stałej (LLE/SPE)
LLE rozdziela analit między niemieszające się fazy, a SPE zatrzymuje go na złożu i selektywnie wymywa po usunięciu części matrycy. Rola: oczyszczanie i wzbogacanie próbki.
- QuEChERS
Ekstrakcja acetonitrylem i wysalanie przenoszą anality do fazy organicznej, a dyspersyjna SPE usuwa wybrane składniki matrycy. Rola: wieloskładnikowa ekstrakcja z matryc złożonych.
- Transport i przechowywanie próbek
Opakowanie pierwotne, wtórne i zewnętrzne, kontrola temperatury, światła, czasu oraz zgodność chemiczna ograniczają wyciek, degradację i zamianę próbek. Rola: zachowanie integralności i bezpieczeństwa próbki.
- Kalibracja, walidacja i kontrola jakości
Wzorce, blanki, próbki kontrolne, krzywe kalibracyjne, kryteria akceptacji i badania biegłości dokumentują selektywność, czułość, precyzję, poprawność i odporność metody. Rola: wykazanie, że wynik jest miarodajny.