Kryminalistyk z Ramanem w ręku. Na tropie śladów zbrodni

Wśród wielu technik stosowanych do oznaczania i identyfikacji materiału dowodowego wykorzystuje się spektroskopię Ramana. Metoda ta oferuje unikalny zestaw zalet i ma szeroki potencjał. Zapewnia także ważne uzupełnienie danych zbieranych przy użyciu innych technik analitycznych.

TITLE: Forensic scientist with Raman spectroscopy in their hand. On the trail of trace evidence

STRESZCZENIE: Niniejszy artykuł przedstawia znaczenie i rolę spektroskopii Ramana w kryminalistyce. Tematy poruszane w artykule obejmują wykorzystanie tej techniki spektroskopowej w wykrywaniu śladów zbrodni na matrycach takich jak: krew, paznokcie, włosy, odciski palców.

SŁOWA KLUCZOWE: spektroskopia, Raman, kryminalistyka, ślady zbrodni

SUMMARY: This article presents the importance and role of Raman spectroscopy in forensics. The topics covered in the paper include the use of this spectroscopic technique in detecting trace evidence on matrices such as blood, nails, hair, and fingerprints.

KEYWORDS: spectroscopy, Raman, forensics, trace evidence

Kryminalistyka to wykorzystanie nauk biologiczno-technicznych w wykrywaniu przestępstw i przestępców. Kryminalistyk rozpoznaje, identyfikuje i ocenia dowody rzeczowe podczas dochodzenia [1].

Naukowcy sądowi pracujący w policji czerpią swoją wiedzę przede wszystkim z takich dziedzin nauki jak chemia, biologia i fizyka, aby rozpoznawać, identyfikować i oceniać dowody fizyczne podczas dochodzenia. Dowody poddawane analizie to szeroki zakres substancji (płyny ustrojowe), chemikaliów (farby, włókna, materiały wybuchowe, toksyny, narkotyki, leki), śladów tkankowych (krew, włosy, skóra), śladów odcisków (butów, palców, ślady narzędzi, ugryzień) oraz danych elektronicznych i urządzeń (ruch sieciowy, poczta elektroniczna, zdjęcia). Badaniom kryminalistycznym podlegają także pozostałości po pożarze, pojazdy, dokumenty oraz wzory fizjologiczne i behawioralne.

Różnorodność technik stosowanych w kryminalistyce jest równie duża, jak ilość rodzajów dowodów pozyskiwanych na miejscu zbrodni. W identyfikacji śladów fizykochemicznych kryminalistyk najczęściej wykorzystuje metody chromatograficzne, spektroskopowe, mikroskopię elektronową oraz metody łączone, jak chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrią masową (GC/MS). Wymienione techniki pomiarowe charakteryzują się wysoką czułością i umożliwiają badania niewielkich próbek materiału. Niestety w przypadku niektórych z tych metod proces przygotowania próbki do badań potrafi być skomplikowany i długi, a materiał poddawany analizie ulega nieodwracalnym zmianom i nie można go odzyskać. Tutaj wkracza spektroskopia Ramana, jako alternatywa i/lub uzupełnienie opisywanych powyżej technik pomiarowych [2]. Jest jak chemiczny „odcisk palca” badanego materiału dowodowego, który zapewnia szybki i rzetelny pomiar metodą nieniszczącą dla badanych materiałów.

Spektroskopia Ramana – jak to działa

Spektroskopia jest nauką zajmującą się oddziaływaniem promieniowania na materię. Metody spektroskopowe opierają się na zjawiskach takich jak: emisja, absorpcja, fluorescencja i rozproszenie. Najczęściej stosowanymi metodami spektroskopii promieniowania elektromagnetycznego są techniki spektroskopii w podczerwieni (IR), spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), spektroskopia Ramana i UV-VIS.

Spektroskopia ramanowska opiera się na analizie nieelastycznego rozproszenia wiązki promieniowania przez badaną substancję [3]. Próbka naświetlana jest światłem o określonej długości fali (wiązka monochromatyczna) i oddziałując z nią, powoduje rozproszenie, w efekcie czego obserwuje się trzy rodzaje pasm: pasma Rayleigha, stokesowskie i antystokesowskie. Graficznym obrazem analizy spektroskopowej jest widmo, które jest zależnością intensywności do odwrotności długości fali promieniowania. Dużą zaletą takiej analizy jest to, że jest ona metodą jakościową, czyli ujawnia, jaką mamy substancję, oraz ilościową, czyli ile tej substancji jest. Próbki badane tą metodą nie ulegają zniszczeniu, co jest dużą zaletą, gdy mamy ograniczoną ilość substancji, a także nie wymagają uprzedniego przygotowania, dzięki czemu analiza jest szybka. Analizie można poddawać ciała stałe, proszki i ciecze oraz roztwory wodne. Można porównać otrzymane widma z biblioteką widm Ramana i określić z dużym prawdopodobieństwem rodzaj badanej substancji (rys. 1).

Spektroskopia Ramana stanowi znakomite uzupełnienie spektroskopii w podczerwieni. Główną różnicą między tymi metodami jest oddziaływanie materii z promieniowaniem. Podczas gdy w spektroskopii Ramana promieniowanie jest rozpraszane, spektroskopia IR opiera się na zjawisku absorpcji promieniowania, w efekcie czego cząsteczka przechodzi w stan wzbudzenia, a to z kolei daje obraz widma. Obie metody traktowane są jako metody uzupełniające się, ponieważ mają różną selektywność względem grup funkcyjnych związków organicznych [4].

Czytaj także: Zastosowanie ICP-MS w jądrowej analizie kryminalistycznej