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Sensitive Untersuchung von Schmauchspuren

Ein Tatort für die Analytik

| Autor / Redakteur: GUIDO DEUßING* / Dr. Ilka Ottleben

Abb. 1: Wann eine Waffe letztmalig abgefeuert wurde und ob sie das Tatwerkzeug ist, lässt sich anhand von Schmauchspuren bestimmen.
Abb. 1: Wann eine Waffe letztmalig abgefeuert wurde und ob sie das Tatwerkzeug ist, lässt sich anhand von Schmauchspuren bestimmen. (Bild: © Bjoern Wylezich/Fotolia.com)

Um aufzuklären, ob und wann eine Handfeuerwaffe abgeschossen wurde, unter­suchen Forensiker zur Aufklärung von Straftaten Munitionsreste auf organische Schussrückstände (GSR), auch bekannt als Schmauchspuren. Ein neuer Extrak­tionsansatz kann helfen, die Aussagekraft der Analyse zu erhöhen.

Bei der Aufklärung einer Straftat unter Einsatz von Schusswaffen kann es von Bedeutung sein, am Tatort gefundene Munitionsrückstände sowie potenzielle Tatwaffen auf anhaftende organische Schussrückstände (GSR, gunshot residues, s. LP-Tipp) genauestens zu untersuchen. Die Analyse kann hilfreich sein, eine Waffe als Tatwerkzeug zu identifizieren oder auszuschließen sowie Auskunft über den Zeitpunkt zu erlangen, wann die untersuchte Waffe letztmalig abgefeuert wurde.

Die hierfür gängige gaschromatographische Vorgehensweise unter Einsatz der Solid-Phase-Micro-Extraction (SPME) wurde von Wissenschaftlern der Universität in Lausanne (Schweiz), der Sapienza Universität in Rom (Italien) und des King’s College in London (England) gemeinschaftlich auf den Prüfstand gestellt und mit einer alternativen Methode verglichen: Gallidabino et al. setzten der Solid-Phase-Micro-Extraction die Headspace-Sorptive-Extraction (HSSE), die auf der Stir-Bar-Sorptive-Extraction (SBSE) basiert, mit einer nachfolgenden Thermodesorptions-Gaschromatographie und massenselektiver Detektion (GC/MS) der Analyten entgegen und frohlockten über die damit erzielten Resultate [1].

Die Zusammensetzung von Schmauch

Aufgrund von Alterungsprozessen, denen organische GSR-Bestandteile unterliegen, könne sich deren Analyse dafür eignen, schreiben Gallidabino et al. in der Fachzeitschrift Analytical Chemistry [1], den Zeitpunkt der letzten Entladung einer Waffe abzuschätzen.

Als GSR identifiziert habe man, zitieren die Wissenschaftler aus der Literatur, unter anderem Nitroglyzerin, Diphenylamin, Ethylcentralit, Dibutylphthalat und 3-Ethyl-1-Hexanol sowie organische Reaktionsnebenprodukte, namentlich vor allem Derivate des Benzols sowie polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (PAK). Für deren Bestimmung wird weitverbreitet die SPME in Verbindung mit der Gaschromatographie und unterschiedlichen Detektoren genutzt. Um eine GSR-Datierung vorzunehmen, schildern Gallidabino et al., erfolge eine wiederholte Entnahme von Analyten aus dem Innenraum der Waffe oder der Munition mit dem Ziel, durch deren Analyse eine Alterungskurve zu ermitteln, die sich mit einem Referenzprofil vergleichen lässt. Naphthalin sowie Zersetzungsprodukte von Nitrozellulose wurden als Zielverbindungen für eine solche Referenzmessung vorgeschlagen, schreiben die Forscher.

Problem mit Handfeuerwaffen und die Lösung

Während sich die SPME insbesondere bei der Datierung der Entladung von Flinten, Gewehren und der damit verschossenen Munition bewährt habe, ließe ihr Einsatz bei Handfeuerwaffen zu wünschen übrig, weil „die Wiederholbarkeiten und die Alterungskurven schnell unter die Nachweisgrenzen der in Betracht gezogenen und beobachteten Zielverbindungen“ fielen, schreiben Gallidabino et al [1]. Anders gesagt: die Empfindlichkeit der SPME-Analyse ist nicht hinreichend.

Ergänzendes zum Thema
 
LP-Tipp – zu Schmauchspuren

Auf der Suche nach einer Extraktions- und Analysenmethode, die eine höhere Sensitivität bei der Bestimmung ausgewählter Zielanalyten aus GSR-Rückständen von Handfeuerwaffen aufweist, fiel die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler auf die Headspace-Sorptive-Extraction (HSSE). Die HSSE basiert auf der Stir-Bar-Sorptive-Extraction (SBSE), deren Funktionsprinzip der HS-SPME ähnelt. Die Extraktion erfolgt allerdings nicht mit einer von außen beschichteten Faser oder einer innenbeschichteten Nadel, letztgenanntes ist bei der Headspace-Solid-Phase-Dynamic-Extraction (HS-SPDE) der Fall, sondern mit dem Gerstel-Twister. Hierbei handelt es sich, vereinfacht ausgedrückt, um ein Rührstäbchen für Magnetrührer, das mit einer Sorptionsschicht – im vorliegenden Beispiel Polydimethylsiloxan (PDMS) – ummantelt ist und das im Dampfraum des Vials oberhalb der Probe befestigt wird. Nach der Extraktion erfolgt die Thermodesorption der im PDMS des Twisters sorbierten Analyten in der Thermal-Desorption-Unit (Gerstel-TDU) sowie unmittelbar die GC/MS-Analyse. Die komplette TDU-GC/MS-Analyse lässt sich vollständig automatisieren.

„Charakteristisch für den Twister ist sein gegenüber der SPME-Faser sehr großes PDMS-Volumen, wodurch eine in Abhängigkeit vom Siedepunkt der zu extrahierenden Verbindung bis zu tausendfach größere Empfindlichkeit gegenüber der SPME resultiert“, sagt Oliver Lerch, promovierter Chemiker und Applikationsexperte von Gerstel. Inzwischen stünden für die SBSE verschiedene Twister mit unterschiedlichen Phasen zur Verfügung, berichtet Oliver Lerch, mit denen sich eine große Bandbreite unterschiedlich polarer Verbindungen höchst sensitiv extrahieren und sowohl mittels TD-GC/MS als auch mittels HPLC/MS bestimmen ließen.

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