Виталий Митричев - Основы криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них

Масс-спектральный анализ осуществляется на масс-спектрометрах — приборах для разделения ионизированных молекул и атомов по их массам, основанных на воздействии магнитных и электрических полей на пучки ионов, летящих в вакууме. В масс-спектрометрах регистрация ионов осуществляется электрическими методами, в масс-спектрографах — по потемнению фоточувствительного слоя.

В настоящее время для повышения информативности, точности анализа различных объектов исследования используют сочетание хроматографических и масс-спектрометрических методов. Это позволяет проводить анализ сложных многокомпонентных смесей органических и неорганических веществ. Для проведения подобного рода исследований используются комбинированные системы, включающие в себя газовый (или жидкостный) хроматограф и масс-спектрометр — хроматомасспектрографы.

Исключительно высокой чувствительностью и информативностью обладает нейтронно-активационный анализ — метод определения качественного и количественного макро- и микроэлементного состава веществ, основанный на получении радиоактивных изотопов химических элементов при облучении анализируемого вещества потоком нейтронов в ядерном реакторе. Метод характеризуется высокой чувствительностью, избирательностью и специфичностью (позволяет определить в одной навеске более 70 элементов). Эффективен при исследовании бумаги, карандашных штрихов, следов золота и смазочных материалов, при определении количества микроэлементов в объектах экспертного исследования, например наркотиках, лакокрасочных материалах и покрытиях и т.п. Определение повышенного содержания мышьяка в волосах Наполеона, произведенное этим методом, позволило криминалистам сделать вывод, что император был отравлен мышьяком.

Указанный метод в экспертных исследованиях в нашей стране (в противоположность зарубежной криминалистической практике) используется лишь эпизодически из-за сложности и малодоступности необходимого оборудования, проблем с обеспечением соблюдения правил техники безопасности.

Важный раздел экспертной криминалистической техники при исследовании веществ, материалов и изделий составляют методы и технические средства проведения молекулярного анализа — спектрофотометрия в ультрафиолетовой и видимой областях спектра (спектрофотометрический метод), инфракрасная спектрометрия, молекулярная масс-спектрометрия, спектральный люминесцентный анализ, электронный парамагнитный резонанс, анализ по спектрам комбинационного рассеяния, ядерный магнитный резонанс [99] Методы электронного парамагнитного резонанса, анализа по спектрам комбинационного рассеяния, ядерного магнитного резонанса в экспертной практике распространены мало. , хроматографические и химико-аналитические методы и некоторые другие.

Спектрофотометрический метод основан на изучении поглощения света веществом в области 200-800 нм. Соответствующие так называемые электронные спектры [100] Поглощение в указанной области обусловлено изменением в электронном состоянии молекулы и поэтому спектры поглощения в ультрафиолетовой и видимой областях получили название электронных спектров. получаются на спектрофотометрах применительно к таким объектам КИВМИ, как ГСМ, материалы документов, фармацевтические препараты, спиртные напитки, растительные наркотические средства, лакокрасочные покрытия [101] Применительно к ЛКП регистрируются электронные спектры в ультрафиолетовой области этанольных экстрактов связующих веществ. .

Значительно шире применительно к веществам, материалам и изделиям используется метод инфракрасной спектроскопии. Инфракрасные спектры поглощения, обусловленные колебательными и вращательными движениями ядер элементов, образующих молекулы вещества, являются весьма специфичными. Это позволяет устанавливать состав химических соединений по инфракрасным спектрам с помощью информационно-поисковых систем на базе ПЭВМ. Метод ИК-спектроскопии позволяет получить ценную информацию при изучении таких веществ и материалов, как нефтепродукты, лакокрасочные материалы и покрытия, волокна, пластмассы и резины, материалы письма, взрывчатых веществ, клеящих веществ и др.

Спектральный люминесцентный анализ относится к группе самых высокочувствительных методов анализа, хотя в экспертной практике он применяется мало из-за недостаточной распространенности соответствующих приборов. Спектры люминесценции возбуждаются облучением вещества ультрафиолетовым светом. Данный метод в КИВМИ применяется для исследования ГСМ, полициклических ароматических углеводородов в почвах, ядовитых веществ и ряда других. Например, применяя метод спектрального люминесцентного анализа, удалось осуществить дифференциацию участков местности по содержанию таких промышленных загрязнений, как 3, 4-бензпирен, и других углеводородов этого ряда. Метод пригоден и для дифференциации стекол разного происхождения.

Для определения молекулярного состава исследуемых веществ используются и методы ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), основанные на взаимодействии вещества с магнитным полем.

Если систему ядер, обладающих магнитными моментами, поместить во внешнее магнитное поле, то на них будет действовать сила, которая сориентирует их магнитные оси в направлении этого поля. В определенных условиях, характерных для данного ядра, магнитные моменты ядра будут резонансно поглощать энергию переменного магнитного поля, частота изменения которого лежит в радиодиапазоне. Это поглощение приводит к возникновению ядерного магнитного резонанса.

С помощью ЯМР могут быть решены следующие задачи:

• установление состава соединений (определение или подтверждение структуры, функциональной принадлежности);

• анализ сложных смесей (качественный или количественный анализ, комплексообразование, изомеризация);

• определение скоростей динамических процессов (конформационные превращения, обменные взаимодействия).

Изменения резонансной частоты при переходе некоторых ядер из одного химического окружения в другое могут быть значительными. Это открывает многообещающие возможности для изучения тончайших деталей поведения молекул и выведения ЯМР на уровень информативности рентгеноструктурного анализа (расстояние, углы) и даже выше (определение природы химической связи).