W laboratoriach kryminalistycz-nych w badaniach materia³ów po¿arowych (g³ównie fragmentów po-gorzelisk) od lat stosowano procedu-rê przygotowania próbek do badañ chromatograficznych polegaj¹c¹ na wykonywaniu ekstrakcji dostarczone-go materia³u eterem dietylowym. Wy-bór tego rozpuszczalnika nie by³ przypadkowy. O jego stosowaniu w tego rodzaju badaniach zadecydo-wa³a zdolnoœæ ekstrakcji okreœlonych substancji, ograniczona dostêpnoœæ œrodka dla potencjalnych sprawców podpaleñ oraz jego niska temperatu-ra wrzenia, któtemperatu-ra sprzyja zatê¿aniu uzyskiwanych ekstraktów bez istot-nych strat substancji poszukiwaistot-nych. Praca z eterem dietylowym wymaga jednak posiadania pracowni che-micznej z dobrze pracuj¹cymi wyci¹-gami, a tak¿e œcis³ego przestrzega-nia zasad pracy z tego rodzaju roz-puszczalnikami. Ta sytuacja oraz na-turalne zainteresowanie nowymi technologiami spowodowa³o siêgniê-cie w badaniach próbek popo¿aro-wych po w³ókna SPME wykorzystuj¹-ce ekstrakcjê substancji na fazie sta-³ej. Zalety tej metody, jak równie¿ za-sady doboru rodzaju w³ókien oraz optymalizacji warunków adsorpcji i desorpcji, przedstawi³ podinsp. dr W. Krawczyk w ksi¹¿ce „Chromato-grafia gazowa w kryminalistyce”1.
Praktyka stosowania ww. w³ókien w Laboratorium Kryminalistycznym Komendy Sto³ecznej Policji (LK KSP) pozwala na przedstawienie pewnych spostrze¿eñ, co – autorka ma nadzie-jê – wywo³a odzew kolegów eksper-tów z innych laboratoriów i dostarczy wszystkim wiêcej informacji na temat wykorzystywania tej metody w anali-zach.
Dla uœciœlenia informacji warto po-daæ, ¿e w LK KSP u¿ywane jest
urz¹dzenie do rêcznego nastrzyku, do którego stosuje siê w³ókna czer-wone o gruboœci filmu 100 µm firmy Supelco. Na etapie prób analitycz-nych mo¿na siê przekonaæ, ¿e po-wierzchnia tego typu w³ókna ulega ca³kowitemu zniszczeniu w zetkniê-ciu z oparami eteru dietylowego. Stwierdzenie tego faktu pozwoli³o na wyeliminowanie pos³ugiwania siê ww. w³óknami przy próbkach podej-rzanych o zawartoœæ eteru dietylo-wego. Takich przypadków jest na szczêœcie bardzo ma³o.
Do czasu wyposa¿enia chromato-grafów w mo¿liwoœæ automatycznego nastrzykiwania przygotowanych pró-bek nastrzyki rêczne by³y na porz¹d-ku dziennym, a dogl¹danie pracy chromatografu nie wywo³ywa³o znie-cierpliwienia i nikogo nie dziwi³ fakt, ¿e musi byæ ca³y czas zaanga¿owany w badanie kolejnych próbek. Obec-nie, gdy upowszechni³a siê automa-tyczna praca sprzêtu, a liczba spraw wp³ywaj¹cych do laboratoriów wielo-krotnie wzros³a, koniecznoœæ pe³ne-go zaanga¿owania eksperta przez ca³y czas wykonywania badañ wyda-je siê ogromn¹ rozrzutnoœci¹ i niepo-szanowaniem czasu.
Zgodnie z przyjêt¹ procedur¹ ba-dañ, próbka przeznaczona do bada-nia z zastosowaniem SPME jest ter-mostatowana w cieplarce, w³ókno kondycjonowane w dozowniku chro-matografu gazowego, a nastêpnie prowadzona jest ekspozycja w³ókna w fazie nadpowierzchniowej próbki. Wszystkie powy¿sze dzia³ania wy-magaj¹ nadzoru i przestrzegania re-¿imu czasowego, a dopiero po nich nastêpuje rêczne umieszczenie w³ókna w dozowniku chromatografu i kontrolowana w czasie desorpcja. Powtarzanie ww. czynnoœci, przy ko-niecznoœci wykonania cyklu
ozna-czeñ, ca³kowicie absorbuje eksperta. Analogiczne badania wykonane z za-stosowaniem ekstrakcji eterem diety-lowym pozwalaj¹ na przygotowanie kilkunastu lub nawet kilkudziesiêciu ekstraktów, umieszczenie ich w po-dajniku do automatycznego nastrzy-kiwania i zajêcie siê innym zagadnie-niem, a¿ do chwili opracowania wyni-ków, co równie¿ mo¿na wykonaæ zbiorczo po przeanalizowaniu ca³ej nastawionej serii próbek. Przy du¿ym obci¹¿eniu prac¹ ekspertów, m.in. w LK KSP, stanowi to w wielu przy-padkach czynnik decyduj¹cy o wybo-rze metody „eterowej”.
S¹ jednak rodzaje próbek, które lepiej badaæ z u¿yciem metody z SPME. Chodzi o próbki w których widoczne s¹ elementy styropianu, pianek imituj¹cych g¹bkê lub z du¿¹ iloœci¹ klejów. Zastosowanie w tych przypadkach ekstrakcji eterem powo-duje uzyskanie ekstraktu niszcz¹ce-go (zalepiaj¹ceniszcz¹ce-go) strzykawkê dozu-j¹c¹ próbki do komory nastrzykowej chromatografu, czego nie ma przy stosowaniu SPME. W przypadku du-¿ych gabarytowo materia³ów, np. odzie¿y osoby pokrzywdzonej lub po-dejrzanej, ekstrakcje eterem przypo-mina³yby pralniê chemiczn¹ i mo¿na przypuszczaæ, ¿e warunków do wy-ekstrahowania np. grubej zimowej kurtki nie ma nie tylko LK KSP, lecz i inne policyjne laboratoria. Tu te¿ z pomoc¹ przychodzi SPME.
Podczas stosowania w badaniach obu opisywanych metod autorka za-obserwowa³a pewn¹ prawid³owoœæ. Dla jej zobrazowania wykonano seriê badañ przygotowanych wczeœniej próbek. W zakrêcanych s³oikach (ty-pu twist) umieszczono jednakowe fragmenty bibu³y, naniesiono na nie po jednej kropli benzyny silnikowej i od razu zakrêcono s³oiki. Tak
przy-PROBLEMY KRYMINALISTYKI 255/07 1
Z PRAKTYKI
Mikroekstrakcja na fazie sta³ej
gotowane próbki pozostawiono kilka godzin, a nastêpnie siedem z nich (losowo wybranych) ekstrahowano eterem dietylowym (po ok. 20 ml). Resztê (8) próbek zbadano z zasto-sowaniem SPME. Ekstrakty eterowe zatê¿ono na ³aŸni wodnej do objêto-œci ok. 2 ml.
U¿ywana w doœwiadczeniu iloœæ benzyny zosta³a dobrana w taki spo-sób, aby chromatogramy uzyskiwane przy stosowaniu metody eterowej nadawa³y siê do oceny bez t³umienia i równoczeœnie rejestrowane piki by³y mo¿liwie najwiêksze.
Chromatogramy zarejestrowane zosta³y na chromatografie gazowym GC 17 A firmy Shimadzu z detekto-rem p³omieniowo-jonizacyjnym (FID). Zastosowano kolumnê kapilarn¹ SE--30 o d³ugoœci ok. 25 m i œrednicy we-wnêtrznej 0,22 mm. Temperaturê ko-lumny programowano od 40oC do 100oC z przyrostem 5oC na minutê i od 100oC do 280oC z przyrostem 10oC na minutê. Temperaturê po-cz¹tkow¹ utrzymywano przez 5
mi-nut. Jako gazu noœnego u¿yto helu. Temperatura komory nastrzykowej wynosi³a 250oC, a detektora – 300oC. Przy analizie ekstraktów ete-rowych split wynosi³ 1:20, natomiast przy SPME by³ wy³¹czony. Wielkoœæ nastrzyku ekstraktu wynosi³a 8 µl. Wszystkie badania zosta³y przepro-wadzone z zastosowaniem tego sa-mego linera. Uzyskano chromatogra-my ró¿ne dla obu stosowanych me-tod ekstrakcji, lecz zbie¿ne w ramach ka¿dej z grup.
Poni¿ej przedstawiam po jednym z uzyskanych wyników, charaktery-stycznym dla reprezentowanej grupy (ryc. 1–2).
Dla porównania przedstawiono równie¿ chromatogram benzyny silni-kowej stosowanej w powy¿szym do-œwiadczeniu (ryc. 3).
Z przedstawionych chromatogra-mów wynika, ¿e stosuj¹c SPME, uzy-skuje siê obraz bardziej odparowanej benzyny, natomiast w przypadku eks-trakcji eterem dietylowym chromato-gram jest pe³niejszy.
Bior¹c pod uwagê, ¿e materia³em wyjœciowym by³y tak samo przygoto-wane próbki, przyczyny obserwowa-nych ró¿nic nale¿y szukaæ w stoso-wanej metodyce badañ lub charakte-rystyce SPME.
Mo¿liwym Ÿród³em b³êdu wydaje siê etap ekspozycji w³ókna w fazie nadpowierzchniowej wytermostato-wanej próbki, gdy¿ w przedstawionej serii badañ w³ókno by³o wprowadza-ne do s³oika z analizowanym mate-ria³em przez otwór w zakrêtce (zro-biony w chwili bezpoœrednio poprze-dzaj¹cej wprowadzenie w³ókna) w przybli¿eniu dopasowany do œred-nicy w³ókna, lecz wci¹¿ nieznacznie wiêkszy.
W celu wyeliminowania ewentual-nej utraty materia³u przez nieszczel-noœæ powsta³¹ przy wprowadzaniu w³ókna, etap ekstrakcji i termostato-wania próbki przeprowadzono w od-mienny sposób. Na os³onê w³ókna na³o¿ono uszczelkê (od vialsa). Ana-lizowane próbki przygotowano jak poprzednio (zastosowano inn¹ –
no-PROBLEMY KRYMINALISTYKI 255/07 2
Z PRAKTYKI
Ryc. 1. Chromatogram uzyskany po zastosowaniu ekstrakcji próbek eterem dietylowym (a) rejestracja bez t³umienia, (b) zastosowane t³umienie 100-krotne Fig. 1.
w¹ próbkê benzy-ny). W³ókno rów-nie¿ umieszczono w otworze zakrêtki s³oika, ale w tym przypadku doci-skano je przez ca³y czas doœwiadcze-nia, aby za³o¿ona uszczelka na pew-no spe³nia³a swoje zadanie. Ekstrak-cjê prowadzono bez wczeœniejsze-go termostatowa-nia próbki w cie-plarce. Etap ten zosta³ zast¹piony nawiewem gor¹ce-go powietrza (rêcz-nej suszarki do w³osów) na œcianki s³oika w czasie prowadzonej eks-pozycji w³ókna. Ba-dania chromato-graficzne
wykona-no w analogiczny sposób jak w pierwszym przypadku. Tym razem przebadano piêæ przygotowanych próbek. Uzyskano chromatogramy podobne do wczeœniej uzyskanych przy stosowaniu SPME. Poni¿ej przedstawiony zosta³ przyk³adowy chomatogram (ryc. 4).
Wyniki otrzymane w opisanych badaniach s¹ zgodne ze znan¹ z lite-ratury charakterystyk¹ SPME. Bior¹c pod uwagê, ¿e badania identyfikacyj-ne p³ynów ³atwo zapalnych (w tym wypadku benzyny silnikowej) wyko-nywane s¹ metod¹ porównawcz¹ w stosunku do substancji odniesie-nia, trzeba pamiêtaæ o obserwowa-nym efekcie uzyskiwaobserwowa-nym przy obu stosowanych metodach.
Stosuj¹c metodê SPME, otrzymu-je siê chromatogramy, które nie po-zwalaj¹ na ocenê stopnia odparowa-nia benzyny. Niezale¿nie od zaawan-sowania jej odparowania chromato-gramy zawsze odpowiadaj¹ benzynie czêœciowo odparowanej. Nale¿y
za-PROBLEMY KRYMINALISTYKI 255/07 3
Z PRAKTYKI
Ryc. 2. Chromatogram uzyskany po zastosowaniu mikroekstrakcji na fazie sta³ej SPME (a) rejestracja bez t³umienia, (b) zastosowane t³umienie 100-krotne Fig. 2.
Ryc. 3. Zastosowane t³umienie 24-krotne Fig.3.
tem uwzglêdniaæ ten fakt przy inter-pretacji uzyskiwanych wyników.
Podsumowuj¹c wyniki opisanych doœwiadczeñ, nale¿y stwierdziæ, ¿e mimo zalet u¿ywania SPME do iden-tyfikacji œladowych iloœci benzyny œwie¿ej lub nieznacznie odparowanej zawartej w próbkach, w codziennej pracy laboratoryjnej lepsza wydaje siê metoda ekstrakcji próbek eterem dietylowym. Przy jej zastosowaniu uzyskano pe³niejsze i z wiêkszymi pi-kami chromatogramy, co daje mo¿li-woœæ pewniejszej i bardziej jedno-znacznej identyfikacji poszukiwanej substancji.
W opisanych badaniach metoda SPME okaza³a siê znacznie bardziej czasoch³onna, mniej czu³a dla lek-kich frakcji benzyny, ale bardziej czu-³a dla frakcji ciê¿szych. Oznacza to, ¿e w przypadku poszukiwania zniko-mych œladów znacznie odparowanej benzyny wskazane wydaje siê stoso-wanie SPME, gdy¿ uzyskuje siê wówczas wiêksz¹ wykrywalnoœæ. Na-le¿y jednak pamiêtaæ, ¿e wi¹¿e siê to z wyd³u¿eniem czasu analizy, co w konsekwencji prowadzi do wydania mniejszej liczby opinii, a metoda ta
nie nadaje siê do oceny stopnia od-parowania bada-nej próbki np. benzyny. Równo-czeœnie bior¹c pod uwagê prze-pisy BHP zwi¹za-ne z prac¹ z ete-rem etylowym trzeba zauwa¿yæ, ¿e wykonywanie badañ z zastoso-waniem mikroek-strakcji SPME mi-mo swej czaso-ch³onnoœci i in-nych ww. cech mo¿e staæ siê ko-niecznoœci¹ w la-boratoriach poli-cyjnych.
Przedstawia-j¹c powy¿szy punkt widzenia, autor-ka czeautor-ka na odzew kole¿anek i kole-gów ekspertów stosuj¹cych SPME, na ich spostrze¿enia i doœwiadczenia w stosowaniu przytoczonych w niniej-szym artykule metod badania próbek popo¿arowych.
PRZYPISY
1 Waldemar Krawczyk: Chromato-grafia gazowa w kryminalistyce, Wy-dawnictwo Centralnego Laborato-rium Kryminalistycznego KGP, War-szawa 1999.
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 255/07 4
Z PRAKTYKI
Ryc. 4. Chromatogram uzyskany po zastosowaniu mikroekstrakcji na fazie sta³ej SPME z za³o¿on¹ uszczelk¹ (rejestracja bez t³umienia)
Fig. 4. aaa aaaa
