Fachbeitrag

Kriminaltechnik

Vollständige Identifizierung von Faserspuren
Bild 3: Aufbau des Diamant-ATR-Objektivs. Der rote Strahlverlauf kennzeichnet den Weg der IR-Strahlen, die gelben Pfeile zeigen den Weg des sichtbaren Lichts.
Bedingt durch die Erfolge der DNA-Spurenanalytik in der Kriminaltechnik hat diese in der Öffentlichkeit inzwischen eine hohe Popularität erlangt. Daneben gibt es jedoch noch eine ganze Reihe weiterer Analysetechniken, die nicht minder bedeutsam sind. Sie stehen heute allerdings häufig im Schatten der DNA-Spurenanalytik, da ihre Erfolge selten spektakulär sind und vor allem, weil sie schon seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt werden. Dennoch gibt es auch bei den übrigen Techniken neue Lösungen, die ein wesentlich effizienteres Arbeiten erlauben. Im vorliegenden Beitrag soll dies am Beispiel der Textilfasern gezeigt werden, die als klassische Kontaktspuren in vielen Kriminalfällen wie Morden oder Sexualdelikten eine Rolle spielen.

Techniken zur Faserspuren-Analyse

Bei der Untersuchung von Faserspuren im kriminaltechnischen Labor spielen naturgemäß die Techniken der Mikroskopie eine Hauptrolle, wobei den Kunstfasern in diesem Zusammenhang eine besondere Bedeutung zukommt. Mit Hilfe des Polarisations-Mikroskops lassen sich die Brechungsindices und die Doppelbrechung von Fasern bestimmen und vergleichen. Die Thermomikroskopie erlaubt die Ermittlung des Schmelzpunktes von Fasern und die Fluoreszenz-Anregung gibt Hinweise auf mögliche (unsichtbare) Färbungen bzw. optische Aufheller und Kontaminationen. Ziel dieser Untersuchungen ist ein Faser-Vergleich und/oder eine Zuordnung der Faserprobe zu einer generischen Klasse.

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Eine weitere Differenzierung besonders von Polyamid-, Polyester- und Acrylfasern innerhalb ihrer generischen Klassen kann jedoch nur an einem FTIR-Mikroskop erfolgen. Des weiteren ermöglicht nur die FTIR-Mikroskopie Aussagen über die zur Anfärbbarkeit zugesetzten Co-Monomere, über Lösungsmittelreste und andere Zusätze. Allerdings muss das FTIR-Mikroskop sehr hochwertig ausfallen, da die zu einer solchen Differenzierung nötigen Banden in der Regel nur sehr schwach in ihrer Intensität sind. Folglich müsste die Probe zwischen zwei Geräten transportiert und geeignet präpariert werden. Eine sinnvollere Lösung vereint deshalb derartige Analyse-Schritte an ein und demselben Präparat, an einem einzigen Mikroskop in einem durchgängigen Arbeitsgang. Sowohl der zusätzliche Proben-Transport als auch eine aufwändige Probenpräparation können dabei vollständig entfallen.
Das IlluminatIR Spektrometer erlaubt in diesem Zusammenhang neue Wege zur Lösung dieser Aufgabe. Es lässt sich in den unendlich korrigierten Strahlengang herkömmlicher Labor-Mikroskope koppeln, ohne die vorhandenen Funktionen des Mikroskops zu beeinträchtigen. Damit bietet das IlluminatIR-Modul neue Funktionen für die Lichtmikroskope, während die vorhandenen Funktionen vollständig erhalten bleiben. So können sämtliche Methoden der Auflicht- und Durchlicht-Mikroskopie (z.B. Phasenkontrast-Methoden, Differentieller Interferenz-Kontrast DIC, Polarisations-Mikroskopie, Fluoreszenz-Mikroskopie etc.) weiterhin ohne Einschränkung betrieben werden. Zur Aufrüstung gehören neben dem Spektrometermodul zusätzliche, infrarottaugliche Objektive nach Schwarzschild- und ATR-Bauart. Es lassen sich sämtliche marktgängige Mikroskope mit unendlich korrigierter Optik aufrüsten (Bild 1).

Die Schnittstelle zum Anwender bildet das Software-Paket SynchronizIR. Es ist das eigentliche „Herz“ des Gerätes, welches die Funktionen der Optischen Mikroskopie mitsamt denen der klassischen Bilddokumentation und -verarbeitung mit den Funktionen der FTIR-Spektroskopie vereint. So wird jedes IR-Spektrum automatisch mit einem Bild der Messstelle dokumentiert. Des weiteren kann eine Heizkammer simultan zur Bilddokumentation und IR-Spektrenaufnahme angesteuert werden. Sämtliche Ergebnisse werden in einer Fall-basierten Datenbank abgelegt, wobei auch weitere Daten und Ergebnisse aus anderen Analysetechniken hinzugefügt werden können.

Ein anschauliches Beispiel aus der Praxis

Bild 2 zeigt einzelne Kunstfasern im polarisierten Licht. Für die schnelle und zuverlässige Identifikation der Faserspuren reicht es, das ATR-Objektiv einzuschwenken und mit den fraglichen Fasern in Kontakt zu bringen. Durch die spezielle Bauweise des ATR-Objektivs mit seiner auch für visuelle Zwecke nutzbaren Optik (Bild 3) gelingt es selbst bei kleinsten Faserbruchstücken, diese genau zu treffen (Bild 4). Der Proben-Darstellung im Echtzeit-Videobild wird die Messapertur als Grafik maßstabsgerecht überlagert, wobei sich die Messapertur den Probenverhältnissen stufenlos zwischen 10 und 100 µm anpassen lässt. Besonders schätzenswert und nützlich ist dieses Konzept beispielsweise bei Acrylfasern, da diese einer Kontaktausbildung mit dem ATR-Objektiv erfahrungsgemäß versuchen auszuweichen. Zur Dokumentation der Messstelle wird zu jedem Infrarot-Spektrum ein Bild inklusive der überlagerten Messapertur-Grafik gespeichert. Die resultierenden Spektren sind in Bild 5 gezeigt. Ihre Identifizierung ist das Ergebnis eines unmittelbar nach der Spektrenaufnahme automatisch durchgeführten Abgleichs mit dem Inhalt ausgewählter Spektren-Datenbanken.

Fazit

Die mikroskopische Untersuchung von Faserspuren ist eine klassische Anwendung in der Kriminaltechnik. Allerdings können hierüber nur sehr eingeschränkte Aussagen zur Identität der Faserspuren gewonnen werden. Das IlluminatIR Spektrometermodul ergänzt die bildgebende Mikroskopie durch die zusätzliche Möglichkeit, eindeutige Faser-Identifizierungen zerstörungsfrei vornehmen zu können, ohne die bestehenden Mikroskop-Techniken einzuschränken. Dabei liefern die Spektren nicht nur die Art des synthetischen Polymers, vielmehr können auch die spezifischen Untergruppen wie z.B. PA 6 und PA 6.6 bei Polyamidfasern, PET/PCT/PBT bei Polyesterfasern oder Co-Polymere von Acrylfasern in einem Arbeitsgang identifiziert werden. So lässt sich die IR-Mikrospektroskopie ganz elegant in die tägliche Fallarbeit einbinden.

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