分离和无辜者

如果你的化学的兴趣始于童年,你可能记得一个简单的实验,把点墨成水,添加一块垂直的吸墨纸,看着油墨中的颜料不同利率上升的吸墨纸。运气好的话,一个dull-coloured墨水(也许布朗)分离为一条美丽的彩虹的颜色。这是一个简单的演示的技术已经成为分析化学的支柱:色谱法。它的名字来源于希腊单词浓度(颜色)和graphein(写)。

在这个简单的示例中,吸墨纸代表什么是更普遍被称为固定相,水流动相。化合物混合物中分离到不同的速度移动通过固定与流动相,这种差异是由关联的一个阶段。的色谱仪与探测器组件的性质和数量往往会决定。

科学家第一次观察到色素的分离的墨水在1830年代。大约80年之后,俄罗斯,米哈伊尔•Tsvet进行了第一个实验,我们会意识到的色谱分离植物色素包括叶绿素和胡萝卜素。他被提名为诺贝尔奖工作在植物上,但他的分析工作是忽视了二十多年了。Tsvet的突破性的性质的工作的注意,至少部分原因是他只发表在俄罗斯,”莱昂巴伦说,伦敦国王学院分析化学。这个想法又拿起第二次世界大战之后,和两个英国科学家,阿切尔马丁和理查德•辛格在1952年获得诺贝尔化学奖的分配色谱法(见他们的发明马丁的列)。

这是广泛的固定阶段,移动阶段和探测器类型之一,这使得色谱最多才多艺的和广泛使用的分析技术。气相色谱法(GC)使用惰性或惰性载体气体作为流动相,和固定相通常是一层薄薄的液体。高效液相色谱法(HPLC)包括泵送液体流动相的物质分析是通过列挤满了溶解固体固定相。通常,固定相极性和流动相极性;情况是相反的(在这种情况下,流动相可能是水)技术被称为反相高效液相色谱法。即使相同的对映体化合物,几乎相同的化学和物理性质,可以通过高效液相色谱法分离如果使用单一对映体在静止阶段,”卡罗琳·海德说,经理评述中心,基于分析咨询服务在英国伦敦生物科学创新中心。“标准气体和液相色谱技术分离这些斗争。”

犯罪现场告上法庭

色谱法,擅长分离和分析复杂混合物的物质。因此特别适合应用于法医学的广泛领域。的刑事调查分析通常涉及复杂的混合物,也许涉及土壤、水、碎片,体液,甚至骨头,“巴伦解释道。“法医科学家已经使用这种技术半个世纪以来,它已经成为“黄金标准”技术在法医化学。在这一领域的首次应用是在1960年代,当使用气相色谱分析中使用的石油燃料纵火案件。化学家的广泛审查1976年的英国内政部法医科学实验室在伯明翰表明那时GC和质谱被经常应用于调查纵火,恶意破坏和滥用药物。

我们现在知道的60岁以上类型的爆炸和超过2000的毒药和违禁药品。建立哪些存在于样本来自犯罪现场通常涉及分离使用天然气或液相色谱质谱紧随其后,和峰的识别特定化合物的特征。如果它是一个血液或其他体液样本是一个复杂的混合物,即使未被污染的。识别一个特定的爆炸性,例如,仅仅是第一,有时简单的分析的一部分,“巴伦说。我们也使用色谱法来确定杂质可能表明何时何地它了”。

也许令人惊讶的是,它仍然是惯例对于大多数样本从犯罪现场被删除,被送往实验室进行分析。主要原因是操作而不是技术,因需要绝对完整的样品可能在法庭上使用。很难确保样品污染保持完全免费如果你做分析在移动实验室的巴伦解释道。目前,严重的分析化学只是应用在犯罪现场如果有必要立即保存生命,例如发布后一个未知的环境毒素或发现爆炸装置。“同样的严谨程度并不一定适用于分析化学的应用程序用于安检,不期望也不打算在法庭上使用,如在机场扫描仪。

这是法医分析的结果需要在法庭上站起来,在严格的标准,是必需的。毕竟,“法医”这个词来自于拉丁语forensis,意义的或在论坛”(古代罗马论坛被法院的法律的网站)。在化学分析的情况下,所有相关技术提出了分类和识别不会在法院,除非它已被证实在不同类别由几个技术。在实践中,这意味着结果使用质或气相的组合通常足以在证据使用。

死亡,毒品…和鸡蛋

色谱法发挥了很大一部分在解决一些最著名的和过去50年的臭名昭著的刑事案件,包括在英国,2005年7月7日伦敦爆炸案和哈罗德·希普曼的情况。船员,在英格兰北部一个家庭医生,一个最多产的所有已知的连环杀手,注射致命剂量的海洛因超过200的病人在1980年代和1990年代,他的许多受害者被识别,长死后,通过确定致命的代谢物6-monoacetyl吗啡多具尸体。分析中使用的炸药痕迹7/7袭击导致识别一个高度不稳定的炸药,另其他(TATP)。这种化合物已经被描述为恐怖分子选择的“武器”,因为它是无氮素,因此很难跟踪,它已经涉及到最近在巴黎和布鲁塞尔的自杀炸弹事件。然而,挪威极右恐怖分子安德斯·贝林·布雷维克用硝酸混合燃油在2011年杀死8人在奥斯陆。几种不同形式的色谱现在通常使用,通常结合质谱分析,筛选并确定现有甚至新类型的炸药。

这种类型的分析已经变得如此敏感,法医化学家正在开发的方法追踪恐怖策划者通过早期检测微小(nano -和沙克)炸药的痕迹,其前体或转换产品的废水。这种类型的分析也用于整个欧洲检测违禁药品的痕迹在污水系统和监控其使用。在网站上获得的数据是可用的欧洲毒品和毒品成瘾监控中心。”这一分析表明,例如,伦敦人使用可卡因比任何其他欧洲城市的居民,但其他国家热点为特定的药物,例如,荷兰对大麻和一些东欧国家冰毒、“巴伦解释道。

法医化学技术也用于对抗各种欺诈行为,包括食品欺诈。消费者不太可能选择放养或有机鸡蛋便宜谷仓的经常思考他们是否得到支付。情况下通过的谷仓鸡蛋品种提高福利和收入囊中了差价已经记录,但没有人知道常见的这类复杂的食品欺诈。法医化学家大卫•汤普森在英国基尔大学的,是与国家研究所的研究人员合作的家禽饲养肉用羊哈珀·亚当斯大学,英国在发展中方法之间的差别谷仓,自由放养的代谢,并使用chromatography-based有机鸡蛋。鸡蛋放在不同的住房系统的代谢产物可能不同,因为鸡喂不同的饮食,更准确地说,由于他们的环境,”汤普森说。但我们需要开发的方法区分从其他来自这些模式,例如,鸟类的品种和年龄的差异。

CSI效应

最近的事件在里约热内卢奥运会,尤其是俄罗斯运动员的命运,说明所涉及的高风险让兴奋剂的主要体育活动免费。所有药物的测试在2012年伦敦奥运会是由毒品控制中心在国王学院,伦敦,在卫星设施由世界反兴奋剂机构认证。尿液样本成千上万的运动员被筛选了200非法物质使用LC耦合的高分辨率质谱,和许多其他禁止物质使用GC耦合串联质谱分析。

法医科学家必须是一流的化学家,因为所需的严谨程度

显然,这种类型的欺诈已发现容易使用的分析技术可以链接每个尿液样本个体的运动员。和这些技术现在存在。“DNA分析”已被用于识别个人自1980年代。这技术不应被混淆与全基因组测序,”丹尼斯Syndercombe-Court说,法医遗传学家伦敦国王学院。这涉及到比较小的DNA序列,通常短重复序列或单基地位置的差异。这是在1986年第一次成功应用在司法案件中,定罪科林强奸和谋杀的干草叉两个女孩在莱斯特,那里还一个清白无辜的怀疑。

在过去的30年里,技术的进步,特别是使用聚合酶链反应(PCR)扩增的DNA样本,允许个人识别使用越来越小的DNA样本。这可以使一个标识是由微小的DNA样本,如可能会在犯罪现场提取指纹。化学分析相同的指纹也将用于识别物质,嫌犯已经处理。正是这种技术——可溶性DNA片段的测序发现在健康人的尿液浓度很低,可以防止诈骗,如在2014年索契冬奥会再次发生。

然而,现代DNA分析技术的极端敏感性(在较小程度上,色谱技术)可以有缺点。避免样品污染是现在更重要。很有可能污染的血液样本在犯罪现场导致重复起诉和无罪的争议情况下英国学生Meredith Kercher在意大利在2007年被谋杀。Syndercombe-Court描述类似的情况在英国,DNA证据似乎表明一个强奸的男人在曼彻斯特尽管他发誓,他从来没有去过那里。这怀疑向警察吐口水而被捕,但强奸受害者的样本污染在实验室与少量的DNA,”她解释说。这个没有被发现,轻微犯罪被判有罪的一个更严重的罪行。”

这样的现实情况下,以及相当现实的书和电视剧的法医科学迅速发展的公共利益科学检测的作用。反过来,这将导致一个法医学越来越浓的兴趣和法医化学作为自己的职业。用纯化学课程可悲的是在下降,一些机构在英国和其它国家化学度转换成法医化学的主题或添加一个选项。有趣的是,这可能存在更多的挑战学术比法医化学家。法医科学家必须是一流的化学家,因为水平的严格要求,“特许的布莱恩·兰金说法医科学的社会。纯粹的化学家,然而,需要学习新技能之前他们可以应用科学在这个新的环境。”,我们可以希望,一些十几岁的侦探小说的粉丝们将以另一种方式,并成为明天的分析化学家。

克莱尔桑塞姆是一个基于科学作家在伦敦,英国