在法医学留下印记:光谱技术揭示了化学指纹的新见解

里安农e . Boseley^一个达里尔·l·霍华德,^bJitraporn Vongsvivut,^b马克·j·哈克特*^,一个和西蒙·w·刘易斯*^,一个

^一个科廷大学分子和生命科学学院的GPO盒子U1987,澳大利亚珀斯
^bANSTO, 800年澳大利亚同步加速器布莱克本,克莱顿,维多利亚,澳大利亚

DOI:https://doi.org/10.1255/sew.2022.a8
©2022年作者
发表的基于知识共享通过数控执照

在法医学,指纹是用来连接一个刑事调查。其证据价值的成功复苏依赖从犯罪现场的指纹。尽管大量的化学和物理方法能够检测指纹残留,有实质性的挑战指纹恢复由于这种生物材料固有的可变性。正在进行的研究都集中在当前的发展新的或改进的指纹复苏技术。同时,进行基本的研究可以有价值的探索残渣本身,为了更好地理解其变化以应对指纹治疗。

光谱方法起到了至关重要的作用的分析指纹,用于确定化学成分存在,检查他们的恶化随着时间的推移和比较捐助者之间的化学变化。虽然大部分化学方法提供了一个广泛的化学物种存在,指纹残留的异构本质意味着可以获得更准确的照片在空间信息保存。化学成像方法,如质量光谱成像和红外micro-spectroscopy可以捕获最全面的化学指纹图谱。半岛综合体育官方APP下载德甲

最近的科学进步使空间化学分析更容易解决。在这些强大的方法,可以提供前所未有的化学指纹的,只有少数的技术可以分析自然指纹样本没有任何化学变化,治疗前或溶剂萃取分析。捕捉最真实的描述化学物种自然出现在指纹残留,原位,label-free测量是必需的。进一步,分析生物材料,分析样品的能力原位在环境温度和压力,而不需要真空条件下,对松散的稳定性很重要元素内容和样品的形态。

傅里叶变换红外光谱学半岛综合体育官方APP下载德甲

傅里叶变换红外(IR)光谱一直用来描述未知样本基于红外光线的吸收特征官半岛综合体育官方APP下载德甲能团的有机分子。傅立叶变换红外光谱的集成与显微镜(称为红外micr半岛综合体育官方APP下载德甲o-spectroscopy)进一步允许映射类生物分子在样品的表面。不幸的是,长波长的红外光线(相对于可见光)导致贫困的空间分辨率与傅立叶变换红外光谱micro-spectroscopy比通常预计从传统的光学显微镜。半岛综合体育官方APP下载德甲然而,高折射率的光学材料的使用结合衰减全反射(ATR)模式,现在使红外micro-spectroscopy微米尺寸的空间分辨率的方法。半岛综合体育官方APP下载德甲^{1 - 5}

红外micro-spec半岛综合体育官方APP下载德甲troscopy已经使用不仅研究可以表明供体分子化学变化特征,如年龄和生物性别,但估计指纹以来沉积。^{4,6 - 8}组件的识别关联从外分泌腺的腺分泌物和皮脂腺特征及其持久性变量包括监测温度和时间。⁵通常,已分析的指纹样本显微镜(映射或成像),保留空间信息,突出有机材料固有的异构分布在一个示例。特别是,同步光源耦合到红外成像仪器提供了增强的光谱质量和改进数据收集时间。Dorakumburaet al。利用同步加速器红外成像的功能加上ATR附件内描述外分泌腺的和皮脂材料个人指纹残留的水滴。⁹这种方法随后应用于监测的时空变化在环境温度条件下指纹滴。液滴的形态和化学成分的变化后立即小时沉积所示(图1),提供一个独特的视角动态特性的材料。¹⁰

图1所示。变化的时间进程(12小时)研究H₂O内容在用电吹风的滴在一个自然的手印,所显示的同步加速器ATR-FT-IR映射技术。(a)假彩色ATR-FT-IR地图生成通过集成在ν(地)拉伸的H₂O(3000 - 3500厘米¹外分泌腺的材料)作为标记。规模20μm酒吧。(b)代表同步加速器ATR-FT-IR光谱收集从一个液滴内自然手印后1小时,6小时和12小时的用电吹风。

x射线荧光显微镜

研究无机材料潜在的指纹是有限的由于缺乏可用性与适当的仪器灵敏度和空间分辨率要求检测微量金属在指纹残留。x射线荧光(光谱仪)的过程本质上有助于同时多元素映射,这是在许多研究应用程序中很有价值的。耦合的光谱仪仪器与明亮的x射线源(如同步光源)现在提供的机会快速收购等地图,在微米的空间分辨率。¹¹最近我们的团队所做的工作主要是利用synchrotron-sourced x光的亮度,使用x射线荧光显微镜(广播XFM)图像分布的金属和金属离子在自然指纹。¹²像它的有机,无机材料是依赖于捐赠,以极大的数量和分布的变化元素材料。基本材料似乎遵循脊的模式的细节指纹残留,暗示这可能是一个适当的化学指纹小说发展目标的方法。有趣的是,捐赠行为,特别是化妆品使用和接触金属物体可以影响无机材料的化学指纹残留。¹³此信息可以用于法医的目的,用金属概要描述特定的犯罪活动。

图2。广播XFM元素地图从铜、锌和铅的指纹后常规活动(左),处理炮筒30年代(中间)和处理一个弹药药筒在30年代(右)。ng强度单位是厘米²。

综合化学成像研究

获得一个更全面的化学指纹,多工作流结合化学成像方法用于调查有机和无机材料之间的相互作用。¹²相同的指纹样本使用红外成像micro-spectroscopy (IRM)和广播XFM一起允许主机代管的金属和金属离子在半岛综合体育官方APP下载德甲有机分泌物。图3显示了一个示例的金属离子,特别是锌、位于有机分泌物。更广泛分布的外源性金属离子更容易与外部资源,如化妆品使用或二次金属转移。¹²这一发现对于理解是至关重要的金属离子可以与化学治疗,其中一些与有机材料,特别是氨基酸在外分泌腺的汗水。

图3。自然指纹沉积在氮化硅与光学显微镜成像,广播XFM元素映射显示锌分布和红外成像(IRM)分布的脂质材料(假彩色图像所产生的整合对脂质碳氢键拉伸乐队在2800 - 3000厘米¹光谱范围)。

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