编辑推荐:
为解决将有机枪击残留物(OGSR)和引物枪击残留物(pGSR)纳入法医工作流程的相关问题,研究人员开展了关于 OGSR 和 pGSR 保存与稳定性的研究。结果表明多测试方法可行,存储条件和时间对检测影响小。该研究为法医工作提供了重要依据。
在法医科学领域,枪击残留物(Gunshot Residue,GSR)分析一直是解决涉枪案件的关键环节。传统的 GSR 分析主要依赖引物枪击残留物(primer gunshot residue,pGSR),然而随着无铅弹药的广泛使用,pGSR 的局限性逐渐凸显。无铅弹药中的成分使得 pGSR 在检测和解释时面临挑战,其证据价值受到影响。为了应对这一困境,有机枪击残留物(organic gunshot residue,OGSR)的研究应运而生。OGSR 能够提供独特的信息,有助于区分 GSR 颗粒与其他环境痕迹,但目前对于 OGSR 的研究还存在诸多空白,例如其检测、收集、提取和分析等方面都缺乏全面深入的了解。在这样的背景下,开展对 OGSR 和 pGSR 的综合研究显得尤为迫切。
来自国外的研究人员针对这些问题展开了深入研究。他们的研究主要围绕着优化 OGSR 和 pGSR 的存储条件、探究在同一样本上进行顺序分析的可行性以及确定 pGSR 和 OGSR 的最佳分析顺序等方面。通过一系列严谨的实验,研究人员得出了一系列具有重要意义的结论。这些结论为法医工作流程中纳入 OGSR 分析提供了坚实的理论和实践基础,有助于提高涉枪案件调查的准确性和效率,增强了法医证据的说服力。该研究成果发表在《Forensic Chemistry》杂志上。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。样本方面,从 128 名射击者手中收集样本,使用碳粘性胶带在 SEM-EDS 铝质支架上进行采集并密封保存。分析技术上,采用液相色谱 - 串联质谱(LC-MS/MS)检测 OGSR,通过特定的表面洗涤、过滤、干燥和复溶等步骤处理样本;利用扫描电子显微镜能量色散 X 射线光谱(SEM-EDS)分析 pGSR,按照相关标准设定参数进行自动化分析。同时运用统计分析软件对实验数据进行处理和分析。
研究结果
- pGSR 分析结果
- 不同存储条件和分析流程下 pGSR 的保存情况:研究发现,无论是在冷冻(约 -30°C)还是室温(约 25°C)条件下存储,pGSR 特征颗粒的数量均无显著差异。并且,先进行 LC-MS/MS 分析再进行 SEM-EDS 分析,或者反之,对 pGSR 特征颗粒的数量也没有显著影响。这表明 pGSR 的检测不受存储时间、温度和分析流程的影响。即使对样本进行稀释,模拟实际案件中较少颗粒的情况,LC-MS/MS 提取过程也不会显著去除 pGSR 颗粒。
- SEM-EDS 分析时间的观察:对比两种分析流程,先进行 LC-MS/MS 分析的样本,其后续的 SEM-EDS 分析所需时间更短。这是因为 LC-MS/MS 的提取过程有助于去除样本表面的杂质,如皮肤细胞、微纤维等,减少了 SEM-EDS 分析时的额外电荷干扰,从而缩短了分析时间。
- OGSR 分析结果
- 存储方式的比较:对 OGSR 存储方式的研究发现,将其存储在样本接收时的碳粘性存根中,与提取后保存在小瓶中的方式相比,对 OGSR 的检测能力没有显著影响。考虑到实际操作的便利性,选择将样本存储为碳粘性存根更适合法医实验室。
- 冷冻存储下分析流程的比较:在冷冻存储条件下,通过箱线图分析发现,先进行 SEM-EDS 分析时,OGSR 的浓度普遍较低。不过,经 ANOVA 测试,多数 OGSR 化合物在不同分析流程下并无显著差异。虽然部分化合物(如 2-NDPA 和 4-NDPA)检测不稳定,但至少有三种 OGSR 化合物在经过 SEM-EDS 分析后仍能被检测到。综合来看,数据支持在分析流程中优先进行 LC-MS/MS 分析。
- 冷冻存储下 OGSR 随时间的保存情况:研究表明,在冷冻存储条件下,OGSR 在长达六个月的时间内仍可被检测到,存储时间对其检测无显著影响。
- 室温存储下 OGSR 随时间的保存情况:室温存储时,研究初期发现即使经过两周,OGSR 仍可被检测到,且浓度未下降,这是因为部分样本中含有部分燃烧的推进剂颗粒。但去除这些可见颗粒后,发现 OGSR 浓度从立即分析到两天后有所下降,且在两周内持续下降。不过,即使在室温下存储两周,仍可检测到 AKII、EC 和 DPA 等化合物。此外,研究还发现 OGSR 不仅以气态形式存在,还包含 1 - 20μm 大小的微粒,这一发现有助于理解 OGSR 的稳定性。
研究结论和讨论
本研究通过对 128 个样本在多种受控条件下的分析,全面监测了 pGSR 和 OGSR 的存储和保存情况。结果表明,先进行 LC-MS/MS 分析再进行 SEM-EDS 分析,既有利于保存 OGSR 化合物,又能缩短 SEM-EDS 分析时间,因为该流程可以去除样本表面的杂质。同时,这种顺序分析的方式也为案件筛查提供了便利,短时间的 OGSR 分析可初步判断是否需要进行 SEM 分析,在紧急案件中能更快为调查人员提供线索。
在存储条件方面,冷冻和室温存储在两周内对 OGSR 和 pGSR 的回收没有显著影响,且在冷冻条件下,收集后六个月内仍可检测到 pGSR 和 OGSR 化合物。这表明在较长时间内对 pGSR 和 OGSR 进行痕量检测是可行的,将 OGSR 纳入当前的法医工作流程具有实际可操作性。
然而,本研究也存在一定的局限性,未涉及 GSR 在其他复杂条件下的情况,如沉积、流行、转移和持久性等。但研究人员在其他研究中已对这些挑战有所探讨,并为本次研究的样本收集策略和分析流程提供了参考。
总体而言,本研究的结论为犯罪现场人员和法医检验人员提供了重要的指导,有助于他们更好地理解 pGSR 和 OGSR 证据的收集、保存和存储方法。同时,也证明了法医实验室将 OGSR 与当前的 GSR 确认分析相结合是可行的,为法医科学在涉枪案件中的应用提供了更强大的技术支持,有望推动该领域的进一步发展。未来,研究人员计划进一步研究极端温度存储条件对 OGSR 稳定性的影响,并评估其他检测方法如 GC-MS 在 OGSR 分析中的应用,以不断完善对 GSR 的研究和应用。