Portable Raman Spectroscopy in Forensics: Explosive Residues and Inflammable Liquids

Význam tématu

Chemická identifikace stop na místě činu je klíčová pro rychlé rozhodování a zvýšení bezpečnosti vyšetřovatelů. Přenosná Ramanova spektroskopie umožňuje neinvazivní analýzu vysoce energetických látek, hořlavých kapalin a mikroskopických částic přímo na místě bez nutnosti odběru vzorku.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit schopnosti přenosného Ramanova spektrometru i-Raman Pro při identifikaci organických a anorganických výbušnin ve formě pre- a post-blast částic a současně detekovat hořlavé kapaliny uvnitř uzavřených skleněných lahví. Studie zkoumala optimalizaci měřicích parametrů, vizuální i statistickou diskriminaci vzorků a možnosti mikroskopické analýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy proběhly na přístroji B&W Tek i-Raman Pro s laserem 785 nm a chlazeným detektorem na –25 °C. K dispozici byly dva režimy:

• přímé měření Ramanovou sondou
• mikroskopická analýza umožňující odběr mikroskopických částic

Sběr a zpracování spekter probíhal v softwaru BWSpec s následnou analýzou v chemometrických nástrojích.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace parametrů (5 skenů, 0,5 s a 10 % laserový výkon) přinesla dobré rozlišení při minimálním ohřevu vzorků. Byla úspěšně rozlišena:

• organické výbušniny TNT, TATP, PETN
• anorganické oxidanty amonný dusičnan, draselný dusičnan, chloristan sodný

Diskriminace byla potvrzena PCA, kde jednotlivé třídy vytvářely samostatné clustery s vysokou spolehlivostí. Post-blast částice z dynamitu, ANFO a chloratitu byly identifikovány v mikroskopickém režimu jako amonný dusičnan či chloristan sodný. U hořlavých kapalin (benzín, nafta, ethanol, acetone) analýza skrz skleněnou láhev prokázala dostatečné proniknutí laseru a jednoznačnou identifikaci.

Přínosy a praktické využití metody

Přenosná Ramanova spektroskopie nabízí rychlou a bezpečnou neinvazivní analýzu na místě činu, minimalizuje manipulaci s nebezpečnými vzorky a umožňuje vyšetřovatelům i prvnímu zásahu okamžitě potvrdit přítomnost výbušnin či ohrožujících kapalin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další zdokonalování spektrometrů ve smyslu vyšší spektrální rozlišovací schopnosti, miniaturizace a rozšíření knihoven spekter. Integrace real-time chemometrického vyhodnocení a propojení s databázemi kriminalistických stop výrazně zrychlí forenzní rozbory.

Závěr

Studie potvrdila vysoký potenciál přenosného Ramanova spektrometru i-Raman Pro pro forenzní aplikace. Kombinace chlazeného detektoru, mikroskopického režimu a dostatečné penetrační schopnosti laseru umožnila spolehlivou identifikaci výbušnin i hořlavých kapalin přímo na místě činu.

Reference

1. A.R.W. Jackson, J.M. Jackson, Forensic Science, Pearson Prentice Hall, 2008.
2. L. Kobilinsky, Forensic Chemistry Handbook, Wiley, 2012.
3. E. Locard, L’enquête criminelle et les méthodes scientifiques, 1920.
4. P.L. Kirk, Crime Investigation: Physical Evidence and the Police Laboratory, 1953.
5. J.M. Chalmers et al., Infrared and Raman Spectroscopy in Forensic Science, Wiley, 2012.
6. F. Zapata et al., Anal. Chem. 2016, 88, 6726–6733.
7. C. Martín‐Alberca et al., Talanta 2015, 144, 612–618.