XRD analysis in forensic drug investigation using benchtop ARL EQUINOX 100 X-ray Diffractometer
Aplikace | 2021 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Forenzní analýza drogových vzorků je klíčová pro odhalování původu, formy a složení nelegálních látek. Rentgenová difrakce (XRD) přináší jednoznačnou identifikaci krystalických fází a doplňuje výsledky hmotnostní spektrometrie či chromatografie. Tato technika umožňuje nejen potvrdit přítomnost aktivní složky, ale i stanovit její chemickou formu a množství dalších fázi v komplexních směsích.
Cílem aplikace bylo demonstrovat, jak benchtop difraktometr ARL EQUINOX 100 zodpoví tři hlavní otázky při forenzní analýze drog:
Vzorky práškových drog připravili experimentátoři za asistence vědecké policie. Měření probíhalo v odrazovém režimu za použití Cu Kα záření. Data byla sbírána v reálném čase díky zakřivenému detektoru (CPS), což umožňuje získat celý difraktogram během 10 minut. Pro kvalitativní a kvantitativní analýzu byl využit softwarový balík MDI JADE 2010 a ICDD PDF-4 Organics databáze s WPF Rietveldovým doladěním.
Identifikace heroinu prokázala přítomnost monohydrátu heroinu hydrochloridu bez minerálních nebo organických ředidel, což usnadňuje porovnání a klastrování vzorků.
Dva kokainové vzorky se lišily v obsahu:
Tato kvantifikace umožňuje zpřesnění forenzních šetření a určení distribuce přísad ve vzorcích.
Očekává se rozšíření XRD do mobilních forenzních laboratoří a integrace s umělou inteligencí pro automatizovanou analýzu difraktogramů. Další směr představuje spojení XRD s technikami in situ monitoringu krystalizace či s hmotnostní spektrometrií v jednom přístrojovém portfoliu.
ARL EQUINOX 100 prokázal spolehlivost při identifikaci i kvantifikaci drog obtížně analyzovatelných mícháním a ředidly. Rychlost měření, vysoká citlivost a jednoduché ovládání z něj činí ideální nástroj pro forenzní laboratoře orientované na trasování a potvrzování drogových látek.
X-ray, XRD
ZaměřeníForenzní analýza a toxikologie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Forenzní analýza drogových vzorků je klíčová pro odhalování původu, formy a složení nelegálních látek. Rentgenová difrakce (XRD) přináší jednoznačnou identifikaci krystalických fází a doplňuje výsledky hmotnostní spektrometrie či chromatografie. Tato technika umožňuje nejen potvrdit přítomnost aktivní složky, ale i stanovit její chemickou formu a množství dalších fázi v komplexních směsích.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem aplikace bylo demonstrovat, jak benchtop difraktometr ARL EQUINOX 100 zodpoví tři hlavní otázky při forenzní analýze drog:
- Potvrzení nálezů z doplňujících technik (např. platnost předběžných testů na heroin či kokain).
- Určení chemické formy aktivní látky (základní báze vs. hydrochloridová či hydrátová forma).
- Identifikace a kvantifikace hlavní i vedlejší fáze pro účely trasování a shlukové analýzy vzorků.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky práškových drog připravili experimentátoři za asistence vědecké policie. Měření probíhalo v odrazovém režimu za použití Cu Kα záření. Data byla sbírána v reálném čase díky zakřivenému detektoru (CPS), což umožňuje získat celý difraktogram během 10 minut. Pro kvalitativní a kvantitativní analýzu byl využit softwarový balík MDI JADE 2010 a ICDD PDF-4 Organics databáze s WPF Rietveldovým doladěním.
Použitá instrumentace
- Thermo Scientific ARL EQUINOX 100 benchtop XRD difraktometr
- 50 W mikrofokusová trubice (Cu nebo Mo) s optikou zrcadel; alternativně 15 W Co zdroj
- Zakřivený position sensitive detector (CPS) pro simultánní měření všech úhlů
- Možnost provozu bez externího vodního chladiče a snadná přenositelnost
Hlavní výsledky a diskuse
Identifikace heroinu prokázala přítomnost monohydrátu heroinu hydrochloridu bez minerálních nebo organických ředidel, což usnadňuje porovnání a klastrování vzorků.
Dva kokainové vzorky se lišily v obsahu:
- Vzorek 1: kokain hydrochlorid ~35 % hmotn., zbytek tvořily α-laktóza a stopové množství kofeinu.
- Vzorek 2: kokain hydrochlorid >90 % hmotn., minimální množství příměsí.
Tato kvantifikace umožňuje zpřesnění forenzních šetření a určení distribuce přísad ve vzorcích.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá a jednoznačná identifikace chemických forem drog do 10 min.
- Komplementarita k MS a chromatografii – potvrzení a rozšíření analýzy.
- Možnost simultánního stanovení více fází v komplexních směsích.
- Snadná přenositelnost přístroje do terénu či mezi laboratořemi.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření XRD do mobilních forenzních laboratoří a integrace s umělou inteligencí pro automatizovanou analýzu difraktogramů. Další směr představuje spojení XRD s technikami in situ monitoringu krystalizace či s hmotnostní spektrometrií v jednom přístrojovém portfoliu.
Závěr
ARL EQUINOX 100 prokázal spolehlivost při identifikaci i kvantifikaci drog obtížně analyzovatelných mícháním a ředidly. Rychlost měření, vysoká citlivost a jednoduché ovládání z něj činí ideální nástroj pro forenzní laboratoře orientované na trasování a potvrzování drogových látek.
Reference
- Thermo Fisher Scientific: Application Note AN41128 – XRD analysis in forensic drug investigation. 2021.
- MDI JADE 2010 Software Manual.
- ICDD PDF-4 Organics Database.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Investigation of ceramic materials in 5G Antenna development with ARL EQUINOX 100 XRD and QUANT’X EDXRF
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE Dr. Simon Welzmiller & Ju Weicai XRD & XRF Application Specialists Introduction As the demand for wireless data transmission increases year over year, the need for faster speeds and higher volumes continues to rise. The sub 6 GHz…
Klíčová slova
edxrf, edxrfwgt, wgtsio, sioxrd, xrdquant’x, quant’xgeikielite, geikielitemgtio, mgtiowadsleyite, wadsleyiteforsterite, forsteritecatio, catioarl, arlwpf, wpfantenna, antennaxrf, xrfpervoskite
Explosives in forensic science using benchtop ARL EQUINOX 100 X-ray Diffractometer
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE Author: Dr. Simon Welzmiller, Application Specialist, Dr. Henry Pilliere, Research Manager Introduction The analysis of explosives is an important part of forensic science. Due to the ever-present threat of attacks by terrorist organizations and criminals, it is crucial…
Klíčová slova
explosive, explosiveexplosives, explosivesxrd, xrdforensic, forensicchlorate, chloratecrystalline, crystallinediffraction, diffractionreductants, reductantsieds, iedsrooting, rootingtrinitrotoluene, trinitrotoluenewpf, wpfequinox, equinoximprovised, improvisedcontractors
XRD Investigation of Ibuprofen with ARL EQUINOX 100 in Transmission Mode
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE Introduction X-ray diffraction is a standard technique to investigate pharmaceutical compounds and formulations, both in production and academic research. As the need for new drugs to better serve society increases, so does the demand for versatile X-Ray diffractometers…
Klíčová slova
diffraction, diffractionvendors, vendorsdifferent, differentdiffractometers, diffractometersray, raypharmaceutical, pharmaceuticaltransmission, transmissioncrystalline, crystallineibuprofen, ibuprofenwhereof, whereofrealms, realmscompounds, compoundspowder, powderequinox, equinoxtalc
Study of austenite in 410 steel from additive manufacturing according to the direction of printing using ARL EQUINOX 100 XRD
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE Introduction Additive Manufacturing (AM; 3-D printing of metals) is a quickly evolving new manufacturing technique which enables manufactures to produce parts and components with complex structures conveniently by building them layer by layer from metal powder beds or…
Klíčová slova
austenite, austeniteprinting, printingmicrostructure, microstructurewpfitted, wpfittedpattern, patternanisotropy, anisotropyasses, assesdif, difmetal, metalcounts, countsintensity, intensityxrd, xrddiffraction, diffractiondirection, directionray