激光烧蚀与ICP-TOFMS联用技术在刑侦科学中分析微量残留物的应用

仪器资料 · 发表于 2019-6-18 18:35:31

现代刑侦调查经常会涉及到对微观实物证据样品的分析和数据解读，这是因为罪犯对刑侦知识的知
识和认识使其特别留意不在现场留下证据2。
本文描述的研究，着眼于开发一个强有力的微量证据分析方法，微量证据取自一个特定的使用了氧
炔切割的犯罪现场。用氧炔切割钢板导致了球状气态颗粒残留物(spherule 球粒)的产生，因为这些球粒的
尺寸很小，会同时留存在犯罪现场和嫌疑人的衣服上，这使得两者可能具有关联性。当熔化的钢从加热
产生的气体中凝结时，就形成了球状颗粒。球粒的尺寸具有显著的不同，从现场发现的较大颗粒到从嫌
疑人身上发现的可能变成气态沉积物的微颗粒。残留物的尺寸与其化学分析结果之间的关系是本研究的
内容，集中于对尺寸小于500 μm颗粒物的研究，因为任何更大尺寸的残留物都不太可能从嫌疑人身上发
现。
有很多种传统的方法可以用于这种样品的元素特征指证，通常使用的有能散式X射线光谱仪(XRS)3、
X射线荧光光谱仪(XRF)4、X射线衍射仪(XRD)5、火焰原子吸收(FAAS)6以及电感耦合等离子体发射光谱
仪(ICP-AES)4,5等。Poolman和Pistorius5说明了用ICP-AES辨别同一型号不同批次的钢材和辨别不同来源的
氧炔切割残留物的潜在能力。但是，这些技术的灵敏度都不能满足对在原始材料中含量在ppb以下的浓度
予以辨别的要求。通常情况下，这些技术只能用于辨别相对差别较大的不同类别或不同批次的钢材，而
对元素构成较为接近的不同批次钢材的辨别能力就很有限，比如对于保险柜材料的辨别。
由更多的用户规格体现出来的对工业制造工艺和严格质量控制要求的细分，使得原钢中具有较大元
素差异的现象大大降低，因而需要更灵敏的方法才能发现潜在的差异，要使用超痕量水平的元素构成以
实现对钢材的辨别。对这个水平的辨别，唯一能够提供足够的灵敏度的技术是基于溶液的ICP-MS分析7,8。
由Poolman和Pistorius5承担的调查表明，足以得到有说服力结果的最小样品需求量是90 mg。为了从犯罪
现场和嫌疑人都得到这个样品量，可能需要大量的球粒，这可能会带来交叉污染和同一样品中不同钢材
来源的均化难题。因此，如果采用ICP-MS的解决方案，将很难排除从嫌疑人身上发现的残留物和取自现
场的遗留物不同来源的可能性。