BŰNJELEK ÉS VEGYJELEK Kémia a bűnüldözés szolgálatában Szalay Roland 2015. február 5.
Helyszínelők dömping a TVcsatornákon...
BEVEZETÉS Kriminalisztikai (törvényszéki) kémia: az analitikai kémia egy speciális alkalmazási területe Az analitikai kémia az anyagok minőségi és mennyiségi meghatározásával foglalkozik klasszikus analitika műszeres analitika A gyakran csak nyomokban előforduló minták (vér, festék, kábítószer, föld, üveg, szálak, stb.) vizsgálatára az analitika legérzékenyebb módszereit alkalmazzák.
A bűneset felderítésének minden fázisában a nyomozónak és a vegyész szakértőnek szorosan együtt kell működni. A szakvélemény elkészítésének előzményei nyombiztosítás mintavételezés vizsgálati módszer(ek) kiválasztása mérési eredmények értékelése A vegyész szakvéleménye sokszor bizonyító erejű lehet! Fontos kriminalisztikai fogalom: nyomkereszteződés
KRIMINALISZTIKAI ESETEK ÉS ANALITIKAI MÓDSZEREK 1. áldozat: Charles Lafarge gyanúsított: felesége, Marie Lafarge hely/idő: Franciaország, 1840 kérdés: arzénmérgezés volt a halál oka? minta: a holttest (+ temető talaja, + kontroll-minta) Az elmúlt évezred legnépszerűbb mérge az arzén-trioxid! vizsgálati módszer: szerves anyag roncsolása HNO 3 -mal (As 2 O 3 H 3 AsO 4 ) H 3 AsO 4 + 4Zn + 8H + = AsH 3 + 4Zn 2+ + 4H 2 O Marsh-reakció: 2AsH 3 = 2As + 3H 2 (melegítésre; Sb!) As H 3 AsO 4, majd H 3 AsO 4 + 3Ag + = Ag 3 AsO 4 + 3H + v. NaOCl-oldat: As-t ox., Sb-t nem! eredmény: +, következtetés: M. L. gyilkos
2. áldozat: Bonaparte Napoleon gyanúsított:? hely/idő: Szent Ilona-sz., 1821 kérdés: arzénmérgezés volt a halál oka? minta: N. hajszálai vizsgálati módszer: neutronaktivációs analízis (1961, 1982) elv: nem radioaktív elemek r.a.-vá válnak neutronsugárzás hatására; a r.a. elem atomjainak β-, ill. γ-sugárzását mérik (t 1/2, ill. E-int.) eredmény: As-szint a normális 10x-ese (1961); sok Sb, kevés As (1982) következtetés:? (vö. N. gyomorpanasza!)
3. áldozat: Alexandr Litvinyenko (1962-2006) hely/idő: London, 2006. XI. 22. kérdés: mivel mérgezték meg (Tl,...)? minta: holttest (+ szállodai környezet) vizsgálati módszer: radioaktivitás mérése, γ-spektr. eredmény: ~ 10 μg (200 -os halálos adag) 210 Po; első dokumentált mérgezés!; kiderült a reaktor is! gyanúsított: ~ A. Lugovoj,... GM-cső Előállítás: 209 Bi(n,γ) 210 Po α-részecske könnyen elnyelődik (levegőben pár cm úthossz)
4. áldozat: gyakorlatlan adós gyanúsított: hitelező kérdés: 500 v. 5000 Ft az adós tartozása? minta: az elismervény? vizsgálati módszer: vékonyréteg kromatográfia eredmény: az utolsó 0 festékanyaga eltér a többiétől következtetés: a hitelező okiratot hamisított
5. áldozat: Michal Jackson (1958-2009) hely/idő: kastélya Los Angeles-ben, 2009. VI. 25. kérdés: mi volt a halál oka? minta: holttest vizsgálati módszer: számos technika eredmény: nyugtatók a tetemben (főleg 25 mg propofol) propofol diazepám lorazepám midazolám következtetés: gyógyszer-túladagolás (orvosa, Conrad Murray hibájából) 6. áldozat: Heath Ledger (1979-2008); hely/idő: lakása New York-ban, 2008. I. 22. kérdés: mi volt a halál oka? minta: holttest; vizsgálati módszer: ld. fent eredmény: 6-féle vényre kapható gyógyszer a tetemben, egyikből sem több a megengedettnél következtetés: gyógyszer-túladagolás (interakció)
7. áldozat: (potenciálisan) a szingapúri kábítószer-fogyasztók gyanúsított: kábítószerkereskedő-hálózat kérdés: milyen eredetűek a minták? minta: (sok helyről származó) heroin vizsgálati módszer: gázkromatográfia eredmény, következtetés: minden, Sz.-ban árult heroin egy üzemtől származik a szintézis nem mákból kivont morfinból indul ki kodeinnel szennyezett szintetikus morfin volt a kiindulási anyag a morfint acetilezéssel egy lépésben alakították heroinná a reakciót primitív körülmények között, egyszerű felszereléssel hajtották végre (számottevő technológiai eredetű összetétel-ingadozások a kül. mintáknál)
8. áldozat: két, megégett holttestű asszony gyanúsított:? kérdés: ki/mi okozta a közvetlen halált? minta: az áldozatok teteme, ill. vére vizsgálati módszer: UV/Vis abszorpciós spektrofotometria A hemoglobinhoz irreverzíbilisen kötődik a szén-monoxid! eredmény: a fiatalabb asszony vérében 80%, az idősebb asszonynál 68% a CO-hemoglobin szint következtetés: önhibájukból kifolyólag fulladtak meg
9. áldozat: autóbusz és trolibusz ütközésének halálos, ill. súlyos sérültjei gyanúsított: a sofőrök kérdés: milyen színt mutatott az ütközés pillanatában a baleset során kidöntött közlekedési lámpa? minta: a lámpa izzói illusztráció vizsgálati módszer: elektronmikroszkópia Izzószál szakadása: hidegen, ill. melegen eredmény: az izzószálak felületi állapota következtetés: a lámpa a troli felől zöldet, az autóbusz felől pedig piros+sárgát mutatott Megjegyzés: éjszakai karamboloknál a jármű izzóinak vizsgálata a másik gyakori alkalmazás!
10. áldozat: a feljelentő gyanúsított: a haragosa kérdés: lőfegyver ütötte-e a lyukakat a feljelentő kabátján? minta: a lyukas kabát vizsgálati módszer: elektrográfia (+ SEM) > 1 μg Ni jelenlétében is élénkvörös elszíneződés (csapadék) eredmény: a lyukak nikkelezett ollótól származnak következtetés: a feljelentő hamisan vádaskodott
11.áldozat: Vicki Lynne Hoskinson (1976-1984) hely, idő: Tucson (Arizona), 1984 gyanúsított: Frank Jarvis Atwood kérdés: a bicikliző kislányt ki ütötte el? minta: Vicki biciklije és Atwood autója (lökhárító) vizsgálati módszer: festékanalízis eredmény: nyomkereszteződés! (rózsaszín festék krómozás) következtetés: Atwood volt a tettes
12.áldozat: maratoni futóverseny nézői hely, idő: Boston, 2013. IV. 15. tettesek: Tamerlan és Dzsohar Carnajev kérdés: mi okozta a robbanást? vizsgálati módszer: robbanószermaradványok kimutatása eredmény: TATP (valószínűleg) Hasonlít a 2005. évi londoni robbantásokhoz!
Robbanószerek vizsgálata Robbanószerek csoportosítása: tolóhatású (LE; < 1 km/s) és heves (HE; > 1 km/s) nehézfém fulminátok, azidok, acetilidek; peroxidok; nitrovegyületek Az IMS TLC, GC-MS, HPLC, IR stb., továbbá hordozható ionmobilitási spektrométer Az RDX IRspektruma
13.áldozat: Nicole Brown Simpson (1959-1994) és Ronald Lyle Goldman (1968-1994) hely, idő: Los Angeles, 1994. VI. 13. gyanúsított: Orenthal James Simpson kérdés: valóban ő volt a gyilkos? minta: áldozatok és gyanúsított biológiai eredetű mintái (főleg vérmaradványok) vizsgálati módszer: DNS-azonosítás eredmény: DNS nyomkereszteződések! következtetés: ~ O. J. Simpson a tettes,...
Felhasznált irodalom Leisztner László, Bujtás Piroska: Az anyag vallomása bűnügyekben (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985) Forensic science: from the crime scene to the crime lab / Richard Saferstein. 2nd ed. (2013 by Pearson Education, Inc.) Investigating Chemistry: A Forensic Science Perspective, Second Edition (2009 by W. H. Freeman and Company Publishers) Wikipedia WWW
Köszönöm a figyelmet!
Az elektromágneses sugárzás tartományai
Neutronaktivációs analízis
UV/láthatófény (UV/Vis) abszorpciós spektrofotometria
Infravörös (IR) spektroszkópia heroin IR-spektruma szekobarbitál IR-spektruma ATR (Attenuated Total Reflection) feltéttel igen előnyös! IR-spektruma által a vegyület egyedileg azonosítható!
Mágneses magrezonancia- (NMR) spektroszkópia Törvényszéki vizsgálatokban viszonylag alárendelt jelentőségű a nagy mintaigény, ill. a sokszor bonyolult spektrumok miatt!
Színreakciók, -tesztek (régóta) Narkotikumok: morfium, heroin, metadon, kodein Nyugtatók: barbiturátok, metakvalon, meprobamát, diazepám, klórdiazepoxid Élénkítőszerek: amfetaminok, kokain, koffein, nikotin Hallucinogének: marihuana, LSD, fenciklidin A = heroin (Marquis) B = kokain (Scott) C = marihuana (Duquenois-Levine) D = barbiturátok (Dillie-Koppanyi) E = amfetamin (Marquis)
Drogok mikrokristály vizsgálata kokain/h 2 PtCl 6 metamfetamin/haucl 4 Drogok TLC-vizsgálata marihuana extraktum heroin (1), kinin (2) és lefoglalt minta (3) Kannabisz származékok TLC-kromatogramja
A kromatográfia megszületése (~1900): növényi pigmentek elválasztása Mihail Szemjonovics Cvet (1872-1919) orosz botanikus mai változat
Gázkromatográfia (GC) Lángionizációs detektor (akár 10-12 g anyagi A GC elve és egy kromatogram
Tömegspektrometria (mass spectrometry, MS) és GC-MS A tömegspektrométer vázlatos felépítése A tömegspektrum Használjuk az MS-t a GC detektoraként!
Drogok GC-MS, HPLC-MS, LC-MS/MS vizsgálata ismeretlen (a) és ismert (b) barbiturátelegy kromatogramja LC-MS/MS rendkívül hatékony módszer! (Ld. sokosztályos droganalízis 9 ópiát és 10 benzodiazepin meghatározása 6 perc alatt
Pásztázó elektronmikroszkópia (SEM) A legjobb felbontás: ~ 0,1 nm; nagyvákuumban (10-8 bar) működtetik; több tízezer voltos gyorsítófeszültség A pásztázó e.m. felületek vizsgálatára alkalmas (szekunder elektronok detektálása) Nagy mélységélesség! rovar feje oldalról
Hidegen tört izzószál Melegen tört izzószál, búra ép maradt Melegen (~ 2900 C) tört izzószál, búra is eltörött (WO 3 -lerakódás, döntő bizonyíték: szálra ragadt üvegcsepp!)
Festékek vizsgálata Pirolízis GC: kötőanyag hevítése 500-1000 C-on sztereomikroszkóp: nagy látószög és mélységélesség Mikrospektrofotometria és ATR-IR még előnyös! akril zománcfesték pirogramja: Ford (a) és Chrysler (b)
DNS ujjlenyomat (profil) vizsgálatok DNS kettős hélixet képez a 2-2 bázispárral (A-T és C-G) STR (Short Tandem Repeat) technika