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激光消融用于法医样品的元素分析

为了确定在犯罪现场收集的无机元素的来源,法医科学家需要可靠的程序。可以使用激光消融电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)来鉴定并比较物理证据,从而可以将元素和同位素变化区分为十亿(PPB)水平的元素变化。

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图片来源:Felipe Caparros/Shutterstock.com

法医样品的元素分析

元素分析是一种材料科学和分析化学过程,用于确定材料标本的元素组成,欧洲杯线上买球例如水,矿藏或人体液体。定性和定量元素分析是元素分析的两种形式。该元素的种类是通过定性检查确定的,而元素的水平/元素由定量分析确定。

为什么元素检查至关重要

对查询期间发现的项目的元素检查可能会提供有关其起源和历史的重要信息。但是,由于可能需要作为证据生产该项目本身,因此该检查使用的任何方法都应无损。可以进行多种样品类型和尺寸,从土壤样品到子弹再到枪击残留物或玻璃件的微小粒子。

元素分析可以为法医科学家提供大量证据。但是,提供检查的样品几乎可能是任何东西,从散装材料到微小碎片。

元素分析的首选技术

非破坏性技术是有益的,因为优先选择将样品保留为物理证据。EDXRF是具有敏感性和元素范围的少数分析方法之一,可以进行许多此类研究,而无需溶解或以其他方式篡改材料。

Spectro Analytical Instruments和EDAX的EDXRF机器的变体旨在处理广泛的样本类型,并可以进行大部分用于法医研究中使用的元素分析。当需要更高的灵敏度时,Spectro Analytical Instruments的ICP-OE和ICP-MS光谱仪提供了最新的最新方法。

激光消融

激光消融或光层次是通过用激光束轰击它从固体(或偶尔液体)表面去除材料的过程。摄入的激光能加热材料,该材料溶解或在低激光通量下溶解或蒸发。使用高强度激光,通常将物质转换为等离子体。

哪些激光用于消融?

激光消融通常是指用脉冲激光剥离,但是,只要激光输出足够高,它可以用高频激光束融化材料。虽然相当长的激光脉冲可以燃烧和破坏处理过的材料,但超短激光脉冲在计算过程中仅造成轻微破坏,这也使它们也适用于微材料处理。

激光消融的工业用途

从固体表面上移除材料是激光消融的最基本用途。激光铣削,尤其是激光钻孔,是脉冲激光如何通过令人难以置信的硬材料钻出令人难以置信的小沟槽的例子。欧洲杯足球竞彩由于非常短的激光脉冲如此迅速地去除材料,以至于周围的材料几乎没有热量,因此可以将激光钻孔用于精致或热敏材料(例如牙齿搪瓷(激光牙))上。欧洲杯足球竞彩

金属纳米颗粒,无机材料和金属欧洲杯猜球平台碳水化合物是由几位研究人员使用激光消融和欧洲杯足球竞彩气体冷凝的。激光清洁还用于修复绘画,雕塑和壁画,并从各种表面上消除铁遗物,清洁油或油脂中的生锈,并从古代文物中擦除生锈。激光消融是由于模具的最小表面损伤而清洁橡胶模具的首选方法之一。

LA-ICP-MS(激光消融电感耦合等离子体质谱法)

LA-ICP-MS是一种强大的分析方法,用于对实心材料进行非常精确的元素和同位素分析。欧洲杯足球竞彩通过将激光束聚焦在样品表面上,在LA-ICP-MS中使用激光消融来产生微小的颗粒。欧洲杯猜球平台然后将烧蚀的颗粒转移到IC欧洲杯猜球平台P-MS设备的二级激发源,其中所选质量被处理和电离。然后将来自等离子体火炬的激发离子转移到质谱仪中进行元素和同位素评估。

用于法医应用中元素分析的激光消融

法医分析师的责任是在痕量元素分析上建立客观的科学证据。结果,为LA-ICP-MS分析提供的法医样品可能从头发簇到衣服纤维范围。例如,在汽车前大灯和窗户中使用的玻璃通常是制造商独有的,并且可以使用元素轮廓来确定车辆的商标,品牌甚至制造年的商标。歧视的经典折射率(RI)技术基本上不如跟踪元素含量。

激光消融(LA)-ICP-MS直接用于固体,并保留原始样品完整性。结果,由于其速度,轻松和最小化的样品破坏,LA采样对于法医工作是有利的。样品的LA-ICP-MS消融在很大程度上是无损的,并且可以对样品进行许多观察,这对于法医分析可能是必需的。

LA-ICP-MS已用于区分黄金样本以及建立其起源。基于LA-ICP-MS检测到的痕量元素组成的其他样品包括珠宝,土壤,汽车涂料,骨骼,染料和颜料。

法医工作中用于元素分析的激光消融的一些例子是:

  • 口红样品可以根据痕量元素组成彼此区分。
  • 还可以使用LA-ICP-MS分析铜线样品,以确定整个线长度的微量元素组成的多样性。
  • 可以通过LA-ICP-MS分析砷,汞,铅和铜的数量,以表明组织和幼虫中存在枪声残基。
  • LA-ICP-MS无需进行耗时的样品准备,提供了一种快速简便的方法来表征在衣服上或事故现场遇到的玻璃碎片。

尽管玻璃的主要元素组成和次要元素组成高度相似,因此难以区分或不可能区分标准的表征技术,但这些眼镜可能包含痕量元素特征,可以使用LA-ICP-MS可靠地评估差异。

为什么LA-ICP-MS是关注的中心

LA-ICP-MS是如今法医分析中最令人兴奋的分析技术之一,因为它可以对PPB进行超高细腻的化学分析(每十亿级)水平,而无需任何样品预处理。该分析可以在露天进行,而无需昂贵的真空设备,并且样品可以是导电的或无导电的。

LA-ICP-MS提供了所有分析程序的最快分析速度,并且由于数据可在几秒钟内提供,因此在PPB级别接近检测的限制。LA-ICP-MS分析需要从纳米图到femtograms的次级显微镜样品质量值。ICP-MS的传统液体雾化程序需要去除样品质量的毫克才能有效。

LA-ICP-MS在内容水平上提供元素组成测量值,从而可以在微小的低质量样品之间进行稳健的样品歧视。这些过程几乎不需要标本的准备,通常需要少于100克的材料才能进行评估,从而确保宝贵的资源不会完全丢失。这使您可以根据需要进行任意多的测试。

直到PPB级别的敏感性为犯罪学家提供了所需的科学信息,以确定收集的证据如何适合每种情况。这些发现很快,只需要几分钟的LA-ICP-MS,这可能有助于许多实验室更快地管理样本待遇。

限制

使用ICP-MS或LA-ICP-MS,并非所有法医样品都可以根据痕量元素分析轻松分离。联邦研究局(FBI)对子弹铅的元素分析进行​​了严格的调查,该研究揭示了使用激光消融进行痕量元素分析的几个问题,用于对铅子弹的法医评估。

据估计,40粒子弹将需要12,000到3500万的领先优势。可以使用“构图相同数量的铅”来制作22口径长枪。许多子弹生产商将剩余的铅从子弹制造中列入奇数时期,导致原始熔体的成分偶尔转移。

激光消融-ICP-MS的未来观点

ICP-MS设备已经在市场上已经40年了,并已将自己确立为全球实验室的标准。由于目前对生态系统中的痕量元素评估的极大兴趣,所以现在是大量商业化的时候了。移动LA-ICP-MS的使用也将有助于表征能源生产过程中产生的铀废物。

简而言之,LA-ICP-MS是分析广泛法医证据的强大工具。这种方法对于克服极小样本量或不反应材料制成的样本的限制非常有用。欧洲杯足球竞彩LA-ICP-MS基于痕量元素比率数据产生明确的“指纹”,该数据用于验证或排除法医证据的起源。使用适当的绘图应用程序,通常会创建直接的视觉形式,从而更简单地区分样本。

来自AZOM的更多信息:取证中扫描电子显微镜的当前视图

参考和进一步阅读

Neufeld,L。M.(2004)。激光消融ICP-MS简介,用于分析法医样品。安捷伦技术出版物,1-6。https://www.agilent.com/

Orellana,F。A.,Gálvez,C。G.,Roldán,M。T.,&García-Ruiz,C。(2013年)。激光燃烧式耦合的等离子体质量光谱法在法医证据的化学分析中的应用。分析化学的TRAC趋势,42,1-34。https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/pii/s0165993612002877?via%3dihub

Jantzi,S。C.和Almirall,J。R.(2014)。使用激光消融电感耦合等离子体质谱法(LA-ICP-MS)和激光诱导的分解光谱(LIB)对土壤进行元素分析:具有多变量鉴别:胶带安装可作为小型法医转移样品的颗粒的替代品。应用光谱法,,,,68(9),963-974。https://journals.sagepub.com/doi/10.1366/13-07351

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Ibtisam Abbasi

写的

Ibtisam Abbasi

IBTISAM毕业于伊斯兰堡太空技术研究所,获得了学士学位。在航空航天工程中。在他的学术生涯中,他曾从事多个研究项目,并成功地管理了几项联合课程活动,例如国际世界太空周和国际航空航天工程会议。伊比萨姆(Ibtisam)在他的本科学位上赢得了英国散文比赛,对研究,写作和编辑一直非常感兴趣。毕业后不久,他加入Azonetwork,担任自由职业者,以提高自己的技能。Ibtisam喜欢旅行,尤其是参观乡村。他一直是体育迷,喜欢看网球,足球和板球。伊比萨姆(Ibtisam)出生于巴基斯坦,有一天希望在世界各地旅行。

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    Abbasi,Ibtisam。2022。激光消融用于法医样品的元素分析。Azom,2022年12月19日,https://www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=21642。

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