Gathering Evidence by IR and Raman Spectroscopy

Význam tématu

Infrared (FT-IR) a Ramanova spektroskopie se staly nezastupitelnými nástroji forenzní analýzy díky schopnosti rychle a bezdestruktivně odhalit molekulární „otisky prstů“ široké škály materiálů. Umožňují identifikovat drogy, výbušniny, vlákna, částice, inkousty, pigmenty i další důkazy ve stopovém množství během sekund až minut.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje řešení společnosti Bruker Optics pro forenzní aplikace IR a Raman spektroskopie. Popisuje portofólio přístrojů pro makro- i mikrospektroskopii, mobilní a laboratorní použití, specializované spektrální knihovny a příklady analýzy reálných vzorků v oblastech drog, výbušnin, stopových důkazů, padělků dokumentů a uměleckých děl.

Použitá metodika a instrumentace

Metody:

• FT-IR spektroskopie s diamantovým ATR pro trosekundová měření bez přípravy vzorků
• FT-IR mikroskopie pro analýzu vzorků v mikrometrovém měřítku a chemické zobrazování
• Ramanova spektroskopie pro vysoce specifické a neinvazivní analýzy pigmentů a materiálů ve zkumavkách či plastových obalech

Instrumentace:

• ALPHA-P FT-IR spektrometr – kompaktní přístroj pro rychlou identifikaci neznámých látek v terénu i laboratoři
• LUMOS FT-IR mikroskop – automatizované ATR, transmission a reflection režimy s videorogicím uživatelským rozhraním
• HYPERION 3000 – FT-IR mikroskop s FPA detektorem (128×128) pro rychlé chemické zobrazování
• SENTERRA Raman mikroskop – kontinuálně kalibrovaný, vysoce citlivý Raman spektrometr pro náročné aplikace

Hlavní výsledky a diskuse

• Identifikace street cracku: ALPHA-P odhalil složení směsi kokainu, benzokainu a fenacetinu během ~1 minuty
• Rychlá detekce plastické trhaviny NSP711 (86 % PETN + 14 % plastifikátor) pomocí FT-IR
• Mobilní analýza drog ve venkovních podmínkách s 12 V/24 V napájením nebo vestavěnou baterií až 8 h
• FT-IR mikroskopie (LUMOS) rozlišila syntetická vlákna Ø 25 µm a zmapovala jednotlivé vrstvy vícevrstvého laku
• Chemické zobrazování vrstveného laku pomocí HYPERION 3000: 16 384 spekter za 3 minuty, rozlišení 2,7 µm
• Mapování mikrospektroskopie dokumentů odhalilo úpravu číslic inkoustů na padělané osmičky
• Ramanova analýza pigmentů (SENTERRA) umožnila neinvazivní určení modrých a žlutých minerálních pigmentů ve starobylé nepálské malbě

Přínosy a praktické využití metody

• Minimální požadované množství vzorku, analýza bez poškození důkazů
• Extrémně krátké doby měření (často pod 1 minutu)
• Vysoká specifita i pro složité směsi díky knihovnám a nástrojům pro analýzu směsí
• Flexibilita použití – od laboratoře až po mobilní stanoviště
• Automatizovaný workflow a jednoduché ovládání i pro méně zkušené uživatele

Budoucí trendy a možnosti využití

• Pravidelné rozšiřování spektrálních databází o nové psychoaktivní látky (NPS) a legální drogy
• Integrace chemického zobrazování s umělou inteligencí pro automatickou detekci a klasifikaci stopových důkazů
• Další miniaturizace přístrojů a zvýšení autonomie provozu pro terénní nasazení
• Vývoj multimodálních platforem kombinujících IR, Raman a další techniky pro komplexní forenzní analýzy

Závěr

FT-IR a Raman spektroskopie v kombinaci s moderními spektrometry a širokými spektrálními knihovnami nabízejí spolehlivé, rychlé a neinvazivní řešení pro forenzní identifikaci drog, trhavin, stopových důkazů a padělků. Pokrok v automatizaci a zobrazovacích technikách dále rozšiřuje možnosti analýz i pro složité vzorky.

Reference

• Bruker Optics (2015). Forensic Analysis: Gathering Evidence by IR and Raman Spectroscopy
• EMCDDA. New Psychoactive Substances Report
• CAST – Centre for Applied Science and Technology, UK
• TICTAC Communications. Library for NPS and legal highs