Method optimization of fingermark residue using comprehensive two- dimensional gas chromatography

Význam tématu

Fingermarks představují nekompletní nebo rozmazané otisky prstů, které nelze použít pro vizuální identifikaci osob. Chemická analýza reziduí z těchto otisků však dokáže odhalit vlastnosti dárce, jako je pohlaví nebo přibližný věk, a přispívá tak k rozšíření forenzní palety nástrojů.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na:

• Optimalizaci komplexní dvourozměrné plynové chromatografie (GC×GC) pro nontargetovanou identifikaci složek fingermarků při použití helia jako nosného plynu.
• Přenos a přizpůsobení této optimalizované metody pro nosný plyn vodík s cílem dosáhnout srovnatelné nebo lepší rozlišovací schopnosti při vyšší efektivitě.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika extrakce:

• Bavlněný swab k odběru reziduí z povrchů.
• Centrifugace ve speciálních spinovacích košíčcích pro oddělení částic.
• Odpaření vzorku (blow down) a následná rekonstituce v analytickém rozpouštědle.

Instrumentace:

• GC×GC systém s modulátorem pro zajištění vysoké pikové kapacity.
• Kolony s řízenou tepelnou rampa (primární a sekundární pece s offsetem).
• Nosné plyny helium a vodík; překlad metody proveden pomocí Restek Modeler.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace parametrů GC×GC vedla ke zlepšení rozlišení a symetrie naměřených signálů. Klíčové parametry zahrnovaly:

• Modulační perioda: 3 s (nejlepší kompromis mezi rozlišením a dobou analýzy).
• Čas horkého pulsu: 1,2 s.
• Rychlost tepelné rampa: 10 °C/min s pevnými doběhy na začátku (2 min) a na konci (10 min).
• Sekundární offset pece: +10 °C vůči hlavní peci.

Po optimalizaci byly ve vzorcích spolehlivě detekovány nontargetované třídy sloučenin:

• Steroly a jejich prekurzory.
• Mastné kyseliny a jejich methylestery.
• Mastné alkoholy.
• Steroidy.

Navíc se objevily nečekané antropogenní složky:

• Octocrylene, octisalate, avobenzone (fotoprotektiva).
• Diisopropyl adipate, ɑ-tokoferol acetát, ftaláty (kosmetické přísady).

Přenos metody na vodík prokázal, že tři navržené režimy (překlad, rychlost, referenční) dosahují srovnatelného rozlišení složeného chromatogramu. Režim „H2 Translate“ vykázal nejvyšší počet identifikovatelných sloučenin a byl vybrán jako optimální.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda GC×GC nontargetovaného přístupu umožňuje:

• Rozšířit forenzní analýzu o chemické charakteristiky dárce (pohlaví, věk).
• Zlepšit citlivost a specifitu detekce složek v malých stopových koncentracích.
• Ušetřit čas a náklady přechodem na vodíkový nosný plyn.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry dalšího vývoje:

• Integrace GC×GC s hmotnostní spektrometrií pro strukturovou identifikaci neznámých sloučenin.
• Automatizace datové analýzy prostřednictvím strojového učení a AI.
• Adaptace metody na různorodé povrchy (textilie, kovy, sklo) a složitá prostředí (venkovní scény, biologické matice).

Závěr

Hlavní závěry studie lze shrnout takto:

• Nontargetovaná GC×GC analýza významně rozšiřuje poznatky o chemickém složení fingermarků.
• Optimalizované chromatografické parametry poskytují vysokou pikovou kapacitu pro forenzní aplikace.
• Úspěšný přenos metody z heliového na vodíkový nosný plyn potvrdil její flexibilitu a efektivitu.

Reference

• Primeau P. et al. Journal of Forensic Sciences, 68 (2023).
• Archer N.E. et al. Forensic Science International, 154 (2005), 224–239.
• Kindell D., Bridge K. Forensic Chemistry, 32 (2023).