پزشکی قانونی بهعنوان یکی از مهمترین شاخههای علوم جنایی، به روشهای تحلیلی دقیق، سریع و قابل اعتماد برای شناسایی شواهد نیاز دارد. در بسیاری از پروندههای جنایی، نتایج آزمایشگاهی نقش تعیینکنندهای در اثبات یا رد فرضیات تحقیقاتی دارند. طیف سنجی(Spectroscopy) یکی از قدرتمندترین روشهایی است که به دلیل دقت بالا، توانایی شناسایی مواد ناشناخته و امکان تحلیل بدون تخریب در نمونه ها جایگاه ویژهای در آزمایشگاه های پزشکی قانونی پیدا کرده است.
پیشرفت فناوریهای طیف سنجی باعث شده است که امکان تحلیل سریع انواع نمونهها از جمله مایعات بیولوژیکی، مواد مخدر، سموم، بقایای شیمیایی و حتی آثار بسیار کوچک باقیمانده در صحنه جرم فراهم شود. این قابلیتها طیف سنجی را به یکی از ستونهای اصلی برای تحقیقات علمی در حوزه جرمشناسی تبدیل کرده است.
طیف سنجی چیست و چگونه کار میکند؟
طیف سنجی مجموعهای از روش ها است که بر اساس برهمکنش ماده با تابش الکترومغناطیسی یا نور لیزر کار میکند. هنگامی که ماده در معرض تابش قرار میگیرد، با توجه به ساختار مولکولی خود، بخشی از انرژی را جذب، منتشر یا پخش میکند. این رفتار طیفی برای هر ماده متفاوت است و میتوان آن را بهعنوان «اثر انگشت شیمیایی» ماده در نظر گرفت.
با ثبت طیف بهدستآمده و مقایسه آن با پایگاههای داده استاندارد، امکان شناسایی دقیق ترکیب شیمیایی نمونه فراهم میشود. این ویژگی در پزشکی قانونی اهمیت زیادی دارد، زیرا در بسیاری از موارد نمونههای بررسیشده ناشناخته و بسیار کممقدار هستند و نیاز به روشهایی با حساسیت بالا وجود دارد.
کاربرد طیف سنجی در پژشکی قانونی
روشهای طیف سنجی مورد استفاده در پزشکی قانونی
در آزمایشگاه های پزشکی قانونی از چندین روش طیف سنجی استفاده میشود که هر یک برای نوع خاصی از نمونه و برای هدفی مشخص مناسب هستند.از جمله این روشها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)
- طیف سنجی رامان (Raman)
- طیف سنجی فرابنفش–مرئی (UV-Vis)
- طیف سنجی جرمی (MS)
- طیف سنجی جذب اتمی (AAS)
اکنون هر یک از این روشها را بررسی میکنیم.
طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)
این روش بر پایه جذب و عبور تابش مادون قرمز توسط نمونه کار میکند. این روش با بررسی ارتعاشات مولکولی، ترکیبات را شناسایی میکند و اطلاعات دقیقی درباره پیوند های شیمیایی و ساختار مولکولی مواد ارائه دهد و به همین دلیل برای شناسایی ترکیبات آلی، پلیمرها، داروها و مواد بیولوژیکی کاربرد دارد.
در پزشکی قانونی، FTIR میتواند برای تشخیص ترکیبات موجود در لکههای خون، مواد مخدر، رنگها، الیاف و بسیاری از نمونه های ناشناخته مورد استفاده قرار گیرد. همچنین این روش به دلیل غیرمخرب بودن، امکان بررسی نمونههای ارزشمند را بدون تخریب ساختارشان فراهم میکند.
دستگاه FTIR (طیف سنج مادون قرمز) با انواع ماژول ها
طیف سنجی رامان
دستگاه رامان بر اساس پراکندگی نور لیزر توسط مولکول ها انجام میشود و اطلاعات دقیقی از ساختار شیمیایی نمونه ارائه میدهد. این روش با مزایایی مانند سرعت بالا، نیاز کم به آمادهسازی نمونه و امکان تحلیل مستقیم مواد جامد و مایعات، در تحقیقات جنایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
از این دستگاه میتوان برای شناسایی انواع مایعات بیولوژیکی مانند خون، بزاق ، همچنین بررسی مواد منفجره، رنگها و داروها استفاده کرد. در این روش حتی امکان تشخیص تفاوت بین انواع مختلف خون نیز وجود دارد.
دستگاه طیف سنج رامان رومیزی برند Anton Paar
طیف سنجی UV-Vis
این روش برای مواد رنگی مثل جوهر یا رنگها استفاده میشود.در این روش جذب نور در محدوده فرابنفش و مرئی اندازه گیری میشود و برای تشخیص جعل اسناد بسیار کاربردی می باشد..
طیف سنجی جرمی
این روش اغلب با کروماتوگرافی گازی ترکیب میشود (GC-MS) و برای شناسایی داروها و سموم کاربرد دارد. در پزشکی قانونی، بیش از 70% تحلیلهای دارویی با MS انجام میشود و برای نمونههای زیستی مثل خون مفید است.
کاربردهای طیف سنجی در پزشکی قانونی
طیف سنجی در زمینههای مختلفی از پزشکی قانونی کاربرد دارد و به حل پروندهها کمک میکند از جمله:
- تحلیل مواد مخدر و سموم: IR و MS برای شناسایی کوکائین، هروئین یا سموم در خون استفاده میشوند .Raman قابل حمل میتواند مواد مخدر را در صحنه جرم تشخیص دهد. به دلیل حساسیت بالا این دستگاه میتواند حتی مقادیر بسیار کم این مواد را در نمونههای بیولوژیکی مانند خون یا ادرار شناسایی کند. مثلاً، در پروندههای مسمومیت، MS متابولیتها را شناسایی میکند.
- بررسی اسناد جعلی: UV-Vis و IR جوهرها را تحلیل میکنند تا تاریخ سند را تعیین کنند.
- تحلیل مواد منفجره: Raman برای باقیماندههای پس از انفجار مفید است و میتواند در ظروف بسته کار کند. در حملات تروریستی، این روش سریع عمل میکند.
- بررسی الیاف و مو: IR و Raman ساختار شیمیایی را نشان میدهند تا منشا را تعیین کنند. مثلا، در قتلها، موهای صحنه جرم با مظنون مقایسه میشود.
- تحلیل مایعات ترشح شده از بدن انسان: طیف سنجی خون، عرق یا بزاق را بررسی میکند. در آتشسوزیها، IR باقیماندهها را شناسایی میکند.
- سایر کاربردها: در تحلیل شیشه شکسته یا رنگ خودروها، UV-Vis کمک میکند تا خودرو را شناسایی کنند
مزایای طیف سنجی در تحقیقات پزشکی قانونی
استفاده از طیف سنجی در پزشکی قانونی مزایای متعددی دارد که آن را به یکی از روشهای اصلی تحلیل شواهد تبدیل کرده است:
- دقت و حساسیت بسیار بالا در شناسایی مواد
- سرعت انجام تحلیلها و کاهش زمان تحقیقات
- امکان بررسی نمونه های بسیار کوچک
- تحلیل غیرمخرب در بسیاری از تکنیک ها
- قابلیت شناسایی مواد ناشناخته از طریق پایگاههای داده طیفی
این ویژگیها باعث شدهاند که طیف سنجی در بسیاری از آزمایشگاههای پزشکی قانونی بهعنوان روش استاندارد مورد استفاده قرار گیرد.
ترکیب طیف سنجی با تحلیل های آماری
یکی از روندهای مهم در توسعه کاربردهای طیف سنجی، ترکیب این روشها با تحلیلهای آماری پیشرفته است. استفاده از این فناوریها امکان تفسیر سریعتر دادههای پیچیده طیفی و افزایش دقت شناسایی مواد را فراهم میکند.
این رویکرد در بررسی نمونههای بیولوژیکی پیچیده و دادههای چندمتغیره اهمیت دارد و میتواند نقش مهمی در آینده تحقیقات پزشکی قانونی ایفا کند.
تجهیزات Anton Paar برای طیف سنجی
آنتونپار در زمینه طیف سنجی رامان و FTIR ابزارهای قدرتمندی ارائه میدهند که برای شناسایی سریع و دقیق مواد و شواهد شیمیایی در صحنه جرم یا آزمایشگاه کاربرد دارند. دستگاه رامان با قابلیت شناسایی مواد خطرناک، مواد منفجره، داروهای غیرمجاز و مواد شیمیایی ناشناخته بدون نیاز به باز کردن ظرف بسیار مناسب برای نیروهای پلیس، گمرک و مرزبانی است. این دستگاهها با تشخیص غیرتماسی و ایمن، خطر تماس مستقیم با مواد سمی یا انفجاری را به حداقل میرسانند و نتایج را در چند ثانیه ارائه میدهند.
از سوی دیگر، دستگاه FTIR آنتونپار برای شناسایی دقیق ترکیبات ارگانیک مانند باقیماندههای مواد مخدر، رنگها، جوهرهای جعلی، پلیمرها و مواد آلی در شواهد جرم مناسب است.
جمعبندی
طیف سنجی یکی از مهمترین ابزارهای تحلیلی در پزشکی قانونی است که امکان شناسایی دقیق مواد شیمیایی، مایعات بیولوژیکی و آثار باقیمانده در صحنه جرم را فراهم میکند. دقت بالا، سرعت تحلیل و قابلیت بررسی نمونه های بسیار کوچک باعث شده است که این روشها درتحقیقات جنایی پرکاربرد باشند.