Comprehensive Raman Analysis of Forensic Samples

Význam tématu

Ramanova spektroskopie nabízí pro forenzní analýzu rychlou a nedestruktivní identifikaci řady materiálů – od prášků, látek rozpuštěných v kapalinách, až po vlákna či povrchové stopy. V kombinaci s různými vzorkovacími módy pokrývá rozsah vzorků, které běžně nalézají uplatnění v kriminalistických laboratořích.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo demonstrovat, jak využít spektrometr Thermo Scientific DXR3 Flex se třemi vzorkovacími přístupy (makro, mikrostage, vláknová sonda) k analýze typických forenzních materiálů. Testy zahrnuly:

• kvantifikaci složení směsí prášků (acetaminofen a kukuřičný škrob),
• identifikaci rtěnek in situ na povrchu sklenice,
• detekci přísad v alkoholu (acetaminofen ve vodce),
• rozeznání značek lepicí pásky.

Použitá metodika a instrumentace

Spektrometr DXR3 Flex umožňuje rychlou výměnu vzorkovacích modulů:

• Makro sampler pro objemové vzorky v nádobkách,
• Mikroskop s manuálním stolem pro detailní bodové měření,
• Vláknová sonda pro nepřístupné nebo velké objekty.

Spektra byla sbírána převážně s excitací 785 nm, která potlačuje fluoreskenci. Uživatel může během minut zaměnit zdroj (455, 532, 633, 785 nm) a také mřížku a filtr v optice.

Hlavní výsledky a diskuse

1) Kvantifikace prášků: Pomocí poměru Ramanových intenzit charakteristických pásem (1169 cm-1 pro acetaminofen a 478 cm-1 pro škrob) vznikla kalibrační přímka s R2 = 0,988, umožňující spolehlivé stanovení podílu složek.
2) Identifikace rtěnek: Vzorky tří odstínů ukázaly rozdílné intenzity ve spektrálních vrcholech (396, 514, 637 a 297 cm-1), přičemž vláknová sonda umožnila měření přímo na křivém povrchu šálku.
3) Detekce přísad v nápojích: Odečtením spektra čisté vodky od vodky s acetaminofenem odhalila spektrální linie daného analgetika, potvrzené knihovní shodou.
4) Rozlišení pásek: Spektra tří značek lepicí pásky vykazovala rozdíly v poměru vrcholů i pozicích pásů, což umožňuje značkovou diferenciaci i mezi podobně zbarvenými vzorky.

Přínosy a praktické využití metody

Analytická platforma pokrývá široké spektrum forenzních vzorků bez nutnosti složité přípravy. Výměna vzorkovacích modulů během minut a variabilita vlnových délek podporuje flexibilitu při řešení různorodých forenzních úloh. Díky malému footprintu lze spektrometr snadno přenášet mezi laboratořemi a integrovat s dalšími technikami.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření automatizace vzorkovacích modulů, propojování Ramanovy spektroskopie s chemometrickými datovými toky a zvýšená aplikace ve vzdáleném (remote) nebo terénním měření. Kombinace s umělou inteligencí umožní rychlejší knihovní vyhodnocení a digitální porovnávání nových typů forenzních materiálů.

Závěr

DXR3 Flex Raman Spectrometer se třemi vzorkovacími módy představuje univerzální nástroj pro forenzní analýzu širokého spektra materiálů. Vysoká přesnost kvantifikace a schopnost neinvazivního měření na obtížných vzorcích podtrhují jeho význam pro kriminalistiku a laboratoře QA/QC.

Reference

1. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2018, doi:10.1016/j.trac.2017.12.003
2. Forensic Science International, 2010, doi:10.1016/j.forsciint.2010.11.012
3. Forensic Science International, 2013, doi:10.1016/j.forsciint.2013.07.007