Forenzná veda je moderná, rozvíjajúca sa vedná disciplína, ktorá zaujíma zvláštne miesto medzi prírodnými odbormi, pretože využíva poznatky z rôznych oblastí vedy za účelom vyšetrovania trestnej činnosti. Forenzné vyšetrovanie slúži právnemu systému na usvedčenie páchateľov z trestnej činnosti, skúmaním dôkazov z miesta činu. Dôležitou súčasťou forenznej vedy je vývoj nových metód analýzy dôkazov z miesta činu. Jednou z týchto moderných metód je aj hmotnostná spektrometria sekundárnych iónov (SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry)), ktorá pre svoju vysokú citlivosť môže byť považovaná za potencionálne perspektívnu techniku na analýzu povýstrelových splodín. Cieľom práce bolo vytvoriť 2D chemické zobrazenie odtlačku prsta na materiály, na ktorom nemôžeme vidieť tento odtlačok voľným okom a identifikovať povýstrelové splodiny vo vzorke. Na analýzu sme využili metódu hmotnostnej spektrometrie sekundárnych iónov, pri ktorej sú emitované atomárne a molekulové ióny bombardovaním povrchu pevnej látky vysoko-energetickými primárnymi iónmi [1]. V analyzovanej vzorke odtlačku prsta metódou SIMS sme zobrazili sekundárne ióny sodíka (Mm (Na+) = 22,99 m/z), draslíka (Mm (K+) = 39,098 m/z), fragmentu kyseliny steárovej (Mm (C18H36O2+) = 284,483 m/z) a fragmentu cholesterolu (Mm (C27H45+) = 369,654 m/z), ktoré pochádzajú z odtlačku prsta a nachádzajú sa prirodzene v ľudskom pote. Pri analýze povýstrelových splodín sme použili zhorené zvyšky strelného prachu z nábojnice, ktoré obsahovali sekundárne ióny Ba+, Pb206+, Pb207+, Pb208+. Tieto výsledky sme porovnávali s analýzou vzoriek odobraných zo zbrane, čím sme dokázali prítomnosť povýstrelových splodín na hlavni zbrane. Vďaka vysokej citlivosti môžeme metódou hmotnostnej spektrometrie sekundárnych iónov odhaliť prítomnosť streliva aj pri nízkych koncentráciách a preto sa táto metóda javí ako vhodná na analýzu strelivín.
[1] Lőrinčík, J., Bastl, Z., Šroubek, Z., Hmotnostní spektrometrie sekundárních iontů. Praha: Academie, 2002, str. 147- 201, ISBN 80-200-0594-3.
Otazka k abstraktu
Vazena slecna Slusna, mohli by ste opisat v com vasa technika prekonava zavedene postupy forenznej analyzy?
Re: Otazka k abstraktu
Vážený pán Lorenc, doteraz zavedené techniky sú zamerané na detekciu odtlačku prsta, napr. dôkazová reakcia s ninhydrínom, pri ktorej reaguje amoniak alebo amíny (aminokyselina lyzín) a vzniká ružovo sfarbený odtlačok prsta. Žiadna z dosiaľ zavedených metód neposkytuje bližšiu chemickú charakterizáciu odtlačku prsta. Analýzu zloženia a distribúcie jednotlivých molekúl v odtlačku prsta môžeme urobiť pomocou metódy hmotnostnej spektrometrie sekundárnych iónov. 2D chemickým zobrazením môžme vytvoriť chemické mapy odtlačkov prstov na rôznych typoch materiálov. Takto môžme na odtlačku prsta priamo detegovať povýstrelové splodiny, drogy, lieky alebo iné látky bez použitia ďalších metód.
Slečna Slušná
V práci píšete že koncentrácia iónov v nábojnici je asi 20X vyššia ako na hlavni. Viete povedať prečo pri iónoch bária je rozdiel až 150 násobný? ďakujem
Re: Slečna Slušná
Intenzita iónov je v hmotnostnej spektrometrii sekundárnych iónov závislá od mnohých faktorov, medzi, ktoré platí aj ionizačná pravdepodobnosť daného prvku, čo znamená, že pri Ba+ je iná ako pri Pb+, a samozrejme zavisí aj od koncentrácie daných elementov v povrchovej vrstve.Kedže zloženie nábojnice nie je homogénne vo všetkých častiach nábojnice aj toto ovplyvňuje koncentráciu daných elementov vo vzorke. Pri vysypaní nábojnice dostávame výsledky analýzy, ktoré pochádzajú strelného prachu aj zvyškov zápalkovej zlože (obsahuje bárium) a nábojnice, zatiaľ čo pri analýze povýstrelových splodín z hlavne zbrane získame výsledky nie len z povýstrelových splodín ale aj zo zbrane.
Lenka Slušná
Vedela by ste bližšie charakterizovať druhy primarnych ionov, ktoré sa v SIMSe používajú, prípadne aj tých, ktorých vysoká citlivosť spresňuje výsledky zloženia vzorky ?
Re: Lenka Slušná
V SIMS sa využívajú v princípe dva druhy primárnych iónov. Reaktívne alebo inertné. Reaktívne primárne ióny zvyšujú výťažok sekundárnych iónov tým, že reagujú s povrchom matrice. Na tento účel sa využívajú Cs+ alebo O+. Inertné ióny sú napríklad Ga+, Au+, Bi+. Konkrétne Bi+ používame na analýzu aj my. Okrem atomárnych iónov sa využívajú aj klastrové ióny napr. C60+, ktoré sa používajú na analýzu oragnických alebo biologických vzoriek, pretože zvyšujú výťažnosť veľkých molekúl.
otázka
Zdravim
chcel by som sa spytat, ci sa metoda SIMS vyuziva aj v praxi a ake su mozne nedostatky tejto metody pre pouzitie v praxi? Do akej doby od uskutocnenia vystrelu je mozne spolahlivo stanovit metodou SIMS odlacok prsta a identifikovat osobu? Dakujem
Re: otázka
Dobrý deň, u nás sa Metóda SIMS zatiaľ vo forenznej chémii v praxi nevyužíva, kedže jediný, ktorý na Slovensku existuje je v Medzinárodnom laserovom centre. V kriminalistickom ústave používajú na detekciu povýstrelových splodín elektrónový mikroskop (SEM-EDX). Jeho nevýhodou však je, že je schopný zachytiť len prvky a nie celé molekuly a ich fragmenty,ako to umožňuje SIMS. Vo svete už existuje viacero výskumov zameraných na využitie SIMS pri identifikácií povýstrelových splodín. Pri analýze odtlačku prsta je veľkou výhodou možnosť detekcie látok priamo v odtlačku bez použitia ďalších metód. Takže počas jedného merania, ktoré trvá niekoľko minút môžme naraz identifikovať aj drogy, lieky, strelný prach atď., čo z metódy SIMS robí v podstate veľmi rýchlo metódu. Nie je nutnou robiť veľké množstvo testov, pretože ostatné metódy sú vždy zamerané len na dôkaz jednej látky. Nevýhodou by mohla byť cena prístroja a niekedy aj náročnosť riešenia výsledných spektier.
otázka
V práci ste uviedli, že ste analýzu robili na kremíkových platničkách. Skúšali ste nahradiť tieto platničky inými materiálmi, s ktorými sa stretávame v každodennom živote, ako napríklad sklo, textil,....
Re: otázka
Analýzu odtlačku prsta sme robili na papieri, ktorý je pomerne častý dôkazový materiál (peniaze, dokumenty) a úspešne sme z neho získali odtlačok prsta. Je možné analyzovať aj iné materiály musia byť však pomerne hladké a upevniteľné v držiaku na vzorky.
Otázka k výsledkom
Podľa výsledkov Ste analyzovala iba časť odtlačku prsta. Na základe čoho viete vyhodnotiť, či sú výsledky relevantné. Bolo by tiež rentabilné takto pracne určovať páchateľa ?
Re: Otázka k výsledkom
A v akom zmysle ste mal na mysli výsledky, či sú relevantné?
Re: Re: Otázka k výsledkom
Je možné Vašou metódou odlíšiť podozrivé osoby aj bez sprístupnenia celého odtlačku prsta ?
Re: Otázka k výsledkom
Z časových dôvodov sme analyzovali len časti odtlačkov prstov, pretože analýza plochy odtlačku 5x5mm trvá cca 2,5 hodiny - je nutné spraviť aspoň 50 skenov na každej vzorke, aby sme dosiahli výsledky podobnej kvality. Je teda možné analyzovať aj celú plochu odtlačku bolo by to však časovo náročné a v podstate zbytočne. Nie je nutné robiť scan celého odtlačku pokiaľ nás priamo nezaujíma jeho morfológia iba chemické zloženie, pretože to sa v podstate nemení. Ak by sme hľadali drogy alebo strelný prach našli by sme ich stopy kdekoľvek na rukách, kedže metóda SIMS má citlivosť ppm-ppb.