Automated Characterization of Compounds in Fire Debris Samples

Význam tématu

Určení přítomnosti a typu hořlavých kapalných akcelerantů ve vzorcích požárních zbytků je klíčové v forenzní praxi pro objasnění příčin vzniku požáru. Komplexní směsi uhlovodíků a interferující pozadí (např. styreny z koberců) činí ruční interpretaci plynově-chromatografických dat časově náročnou a náchylnou k subjektivním chybám.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo představit a ověřit výkonný software Sherlock X, který automatizuje identifikaci uhlovodíkových sloučenin v extraktech požárních zbytků měřených na LC–MS/DD (GC–MS). Studie demonstrovala přesnost, reprodukovatelnost a schopnost detekovat více sloučenin včetně nerozdělených vrcholů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky akcelerantů (uhlíkové floky s karbon disulfidem eluované z referenční kolekce ILRC) i skutečné požární zbytky extrahované pasivní hlavní soustředěním na aktivní uhlíkové pásky (ASTM E1412) byly podrobeny analýze na:

• Agilent 7890 GC s kolonkou HP-5 MS (30 m × 0,25 mm, film 0,25 µm)
• Agilent 5977A MSD v režimu full scan (36–350 amu), se zpožděním detekce rozpouštědla 2,25 min
• Teplotní program: 50 °C (3 min) → 280 °C (10 °C/min) → 310 °C (60 °C/min, 3,5 min)
• Softwarové prostředí: MassHunter B.07.03, ChemStation F.01.01 a makro spouštějící Sherlock X

Hlavní výsledky a diskuse

Na referenčních vzorcích ILRC (6 typů akcelerantů, čtyři dávky každého) Sherlock X:

• Automaticky pojmenoval více než 20 sloučenin s odchylkami run-to-run okolo 0,4–1,2 %
• V regresi složení pro 25 % vs. 75 % weathered benzín prokázal očekávané snížení lehčích frakcí a zvýšení těžších aromátů.
• Rozpoznal charakteristické řady alkanů i cykloalkanů ve vzorcích nafty a petroleje.
• Schopnost dekonvoluce překrývajících se vrcholů (např. cymen vs. trimethylbenzeny) zlepšuje úplnost a objektivitu identifikace.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizace analýzy fire debris:

• Šetří až 30 minut práce na vzorek oproti manuálnímu vyhodnocení
• Zvyšuje počet identifikovaných sloučenin pro detailní profil akcelerantu
• Odstraňuje subjektivní vlivy operátora, zajišťuje konzistentní pojmenování
• Umožňuje rychlé kategorizace (alkany, aromáty, cykloalkany) dle ASTM E1618

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj by mohl zahrnovat:

• Integraci výkonnějších databází škálovatelných pro širší spektrum hořlavin
• Využití strojového učení k rozpoznání vzorců úprav počasí i pyrolytických produktů pozadí
• Online kalibraci metodou interních standardů pro zvýšení přesnosti retencí
• Rozšíření na další forenzní aplikace (drogy, výbušniny)

Závěr

Sherlock X automatizuje klasifikaci uhlovodíků v požárních zbytcích s vysokou reprodukovatelností a objektivitou. Software zkracuje čas analýzy, rozšiřuje počet detekovaných látek a usnadňuje rozhodování o přítomnosti akcelerantů.

Reference

1. ASTM E1412 – 12: Standard Practice for Separation of Ignitable Liquid Residues by Passive Headspace Concentration
2. P. Koussiates, Fire and Arson Investigator, 66, 30–40
3. ASTM E1618 – 14: Standard Test Method for Ignitable Liquid Residues in Extracts from Fire Debris Samples by GC–MS
4. Ignitable Liquids Reference Collection (ILRC), ilrc.ucf.edu
5. J. Hendriske, M. Grutters, F. Shaefer, Identifying Ignitable Liquids in Fire Debris, Academic Press, 2015, 43–44