Variation in amino acid and lipid composition of latent fingerprints

ความหลากหลายของ amino acid และ lipid ทเปนองคประกอบของลายนวมอแฝง

ทปรกษา

รองศาสตราจารย ดร. ธนต ผวนม

จดท าโดย

นางสาวเสาวภาคย เบยซน

รหส 52312345

รายงานนเปนสวนหนงของการศกษารายวชา 510 701 สมมนานตวทยาศาสตร 1

ภาคเรยนท 1 ปการศกษา 2553

สาขานตวทยาศาสตร คณะวทยาศาสตร

มหาวทยาลยศลปากร วทยาเขตพระราชวงสนามจนทร

บทคดยอ

การท าใหลายนวมอแฝงปรากฏขนทงในทเกดเหตและในหองปฏบตการ โดยใชกระบวนการทาง

เคม, ฟสกส และการตรวจดวยสายตาเพอใชในการพสจนเอกลกษณบคคลนน แมวามเทคนคมากมายท

สามารถน ามาใชในการตรวจพสจนลายนวมอแฝงไดแตกยงมโอกาสทจะไมประสบผลส าเรจในการท าให

ลายนวมอแฝงปรากฏขน ความเขาใจในคณสมบตและการเกดขนของลายนวมอแฝง จะมสวนชวยในการ

พสจนและพฒนาเทคนคทใชในการตรวจหาลายนวมอแฝงในปจจบนได ซงในงานวจยนไดท าการศกษา

ปรมาณของ amino acid และ fatty acid ทเปนองคประกอบในลายนวมอแฝง ทเกบบนพนผวเรยบ และท า

การตรวจวเคราะหดวยเทคนค Gas chromatography-mass spectrometry และมการตรวจหาปรมาณของ

squalene ดวย ซงในทกๆตวอยางของลายนวมอแฝงพบวา fatty acid ทมปรมาณมากทสด คอ Hexadecanoic

acid, Octadecanoic acid และ cis-9-octadecenoic acid ซงมความหลากหลายในเชงของความสมพนธกบ

ปรมาณของ fatty acid แตละตวทพบในตวอยางของลายนวมอแฝง จากการทดลองไดมการน านวมอไป

สมผสกบบรเวณทมตอมไขมนมากบนใบหนากอนน ามาประทบรอยลงบนพนผวเรยบ พบวามปรมาณของ

fatty acid และ squalene ปรากฏอยมากในลายนวมอแฝงกลม groomed และม serine เปน amino acid ทพบ

ในปรมาณมากทสด รองลงมาคอ glycine, alanine และ aspartic acid ตามล าดบ การวเคราะหหาความ

แตกตางของปรมาณ ระหวางตวอยางลายนวมอแฝงกลม natural และ groomed ไดวเคราะหเฉพาะ fatty acid

เทานน ไมไดวเคราะห amino acid ดวย งานวจยนไดพสจนถงความหลากหลายขององคประกอบใน

ลายนวมอแฝงดานความเปนเอกลกษณและวธการประทบรอยลายนวมอโดยการวเคราะหกรดอะมโนและ

กรดไขมนเชงปรมาณของลายนวมอ

บทท 1

บทน า

ลายนวมอมบทบาทส าคญในการตรวจสถานทเกดเหต การตรวจเปรยบเทยบรอยลายนวมอทเกบได

จากทเกดเหตกบลายนวมอทเกบมาจากผตองสงสย หรอลายนวมอทมเกบไวในฐานขอมลท าใหเกด

เครองมอทมประสทธภาพ ลายนวมอทเปนวตถพยานทพบในทเกดเหต อาจจะพบไดทงลายนวมอทมองเหน

ไดดวยตาเปลา รอยประทบ หรอรอยลายนวมอแฝงซงเปนรอยลายนวมอทพบไดบอยในทเกดเหต เทคนค

Visualisation เปนเทคนคทวไปทใชท าใหลายนวมอแฝงปรากฏขน ท าใหสามารถตรวจเกบและน าไประบ

ตวบคคลได ความหลากหลายขององคความรดานเทคนคทางเคม ฟสกส และการมองเหน ไดถกน ามาใชใน

การตรวจหาลายนวมอแฝง รวมทงการใช ninhydrin, cyanoacrylate(superglue) fuming และผงฝ น การศกษา

และพฒนาเทคนคตางๆทมใชอยในปจจบนอยางตอเนอง ท าใหเกดเทคนคทมความไวในการตรวจสอบและ

มประโยชนในการใชงานทกวางมากขน

การพฒนาเทคนคใหมทใชในการตรวจพสจนรอยลายนวมอแฝงไดมการศกษาวจยกนอยางมาก

ความหลากหลายของวธการททไดน ามาใชในการพฒนาเทคนคใหมทใชในการท าใหลายนวมอแฝงปรากฏ

ขน อาท เชน การใชประโยชนจากสารเคมทมอย หรอการประยกตใชสารเคมอนๆ[1] วธการอนนอกจากน

จะเกยวของกบสารทเปนองคประกอบในรอยลายนวมอแฝง ตวอยางเชน การตรวจหากระบวนการเมตตาบอ

ลซมในยาโดยใช antibodies immobilized บน nanoparticles หรอ immunodetection ของเพปไทดและ

โปรตน ในบางกรณเทคนคนอาจจะชวยใหขอมลเกยวกบลกษณะเฉพาะไดเชนเดยวกบการพฒนา

รายละเอยดของเสนสนนน ในการประยกตใชเทคนคใหมในการวเคราะห รวมทงเทคนค micro-X-ray

fluorescence, fourier transform infrared spectroscopy และ time-of-flight secondary ion mass spectrometry

ไดถกน ามาใชในการท าใหลายนวมอแฝงปรากฏขนดวยและใชในการศกษาเกยวกบพฤตกรรมในการเกด

ลายนวมอแฝงได [12]

ความรเกยวกบองคประกอบทางเคมของลายนวมอแฝง และพฤตกรรมหลงการประทบรอย

ลายนวมอแฝงลงบนพนผว จะชวยใหระบถงองคประกอบทสนใจ และโดยเฉพาะอยางยงสารทเปน

องคประกอบทวไปของลายนวมอทงหมด เพอทจะใชประโยชนในการพฒนาน ายาหรอเทคนคทใชในการ

ตรวจหาลายนวมอแฝงทเปนสากลมากขน

ลายนวมอแฝงเกดขนจากสารคดหลงธรรมชาตทมาจากตอมในผวหนง เชน eccrine และ sebaceous

glands โดยสารคดหลงจากตอมเหงอ (eccrine gland) ประกอบไปดวยสารประกอบของน า และสวนทเหลอ

จะเปนสารประกอบเชงซอนของสารอนทรย (เชน amino acids, proteins และ lactate) และสารอนนทรย

(เชน Na+, K+, Cl- และ trace metal ions) และสารคดหลงจากตอมไขมน (sebaceous gland) ประกอบไปดวย

สารประกอบประเภท fatty acids, glycerides, cholesterol, squalene และ lipid esters หลายๆชนด สาร

ปนเปอนจากสงแวดลอม เชน bacteria spores, ฝ น, เครองส าอางค, สารทเปนผลตผลจากผมและใบยาสบ ซง

อาจจะปนเปอนอยดวย ในขณะมขอมลอยมากมายเกยวกบสารทเปนองคประกอบของเหงอ เมอเทยบกบ

ขอมลเกยวกบสารทเปนองคประกอบเฉพาะของลายนวมอแฝงจรง และการเปลยนแปลงทเกดขนเมอเวลา

ผานไปหลงจากทมการประทบของลายนวมอแฝงแลว

ในหลายๆการศกษาทเกยวกบลายนวมอแฝงไดมการศกษาเกยวกบองคประกอบของสารอนทรย

จ าพวกไขมนทชอ fatty acid, long chain fatty acid esters, squalene, cholesterol และ wax esters

สารประกอบอนทรยจ าพวกไขมนทเปนองคประกอบของลายนวมอแฝงพบวามความหลากหลายในแตละ

บคคลในเชงของอายและเพศ เกดการเปลยนแปลงทางเคมเนองมาจากเงอนไขในการประทบรอยลายนวมอ

แฝง และสงแวดลอมกเปนอกปจจยหนงทส าคญ[2] สารประกอบไขมนทไมอมตว เชน squalene, oleic (cis-

9-octadecenoic acid) และ palmitoleic (cis-9-hexadecenoic) acid เปนสารทจะสลายตวไดงายกวาสาร

ประเภทไขมนอมตวจะยงคงอยไมเปลยนแปลง สารทมน าหนกโมเลกลต า เชน short chain fatty acids จะ

ปรากฏในลายนวมอในลกษณะของผลผลตจากการสลายตวของสารประกอบประเภทไขมนไมอมตว โดยท

การสลายตวของสารประกอบประเภท squalene จะเกดขนไดเรวกวาในทมแสงเมอเทยบกบในทมด(Archer

et al. 2005) Mountfort et al. [9]ไดระบอายของลายนวมอแฝงจากสารประกอบทเปนผลผลตจากปฏกรยา

ออกซเดชนของ squalene รวมทง squalene monohydroperoxide และ squalene epoxide ซงเปนเปาหมายท

อาจเกดขนไดส าหรบน ายาชนดใหมๆทใชท าใหลายนวมอแฝงปรากฏ

การประมาณคาปรมาณโดยเฉลยของ amino acid ในลายนวมอ คอ 250 ng [6] ซงการศกษาการมอย

ของ amino acid บนผวของมอไดมการศกษามากอนหนานแลวในชวงปค.ศ. 1960 ถงแมวาจะไมไดมศกษา

ในเรองของสภาพแวดลอมของลายนวมอแฝง ความสมพนธของความเขมขนของ free amino acid ไดถก

น ามาศกษาเทยบกบ serine, glycine, ornithine และ alanine ทมอยเปนจ านวนมาก Cuthvertson ได

ท าการศกษาสารประกอบทเปนของเหลวของลายนวมอแฝง รวมถง amino acid และ chloride พบวาความ

เขมขนของ chloride มความแตกตางระหวางผใหลายนวมอแฝงแตละคน ในเชงของอาย และอาชพ และม

ผลกระทบจากการใชนวมอและความเปนรพรนของพนผว โดยคาเฉลยของความเขมขนของ chloride ของ

ลายนวมอทประทบบน filter paper มคามากกวาลายนวมอทประทบลงบน aluminium foil ประมาณสามเทา

วธการใหมทสามารถจะวเคราะหทง lipid และ nitrogenous material ไดพรอมกน กลาวคอ fatty

acid และ amino acid ในรอยลายนวมอแฝงจรงซงไดมการศกษาและรายงานไวกอนหนาน[3] วธการทจะใช

จะตองสามารถวเคราะหสารหลายๆตวทเปนสารปนเปอนในธรรมชาตของลายนวมอแฝงได โดยพนฐาน

ของความเปนจรงนนวธการทใชในการจ าลองลายนวแฝงจะตองท าใหใกลเคยงกบลายนวมอแฝงทจะพบได

ในทเกดเหต ในงานวจยนรายงายถงประโยชนของวธการทใชในการศกษาความหลากหลายทงในเชง

คณภาพและเชงปรมาณใน amino acid และ fatty acid ทมอยในลายนวมอแฝง ไดมการศกษาถงผลกระทบ

ตอวธการทใชในการเลอกตวอยางขององคประกอบทเหลอของลายนวมอแฝงในงานวจยนดวย

บทท 2

ทบทวนวรรณกรรม

1. Amino acid

ลกษณะเฉพาะและโครงสรางของ amino acid

โครงสรางของ amino acid ประกอบดวยหม carboxyl (COOH) และหม amino (NH2) โดยสตรทวไป

ของ amino acid (รปท 1) ถงแมวาโครงสรางทวไปจะนยมเขยนใหมประจเปนกลาง แตไมถกตองเนองจาก

ความเปนกรดของหม COOH และความเปนดางของหม NH2 จะท าปฏกรยากนระหวางหมเพอใหอยในรป

ของเกลอ เรยกวา zwitterions ซงจะมประจลพธ เปนศนย

รปท 1 โครงสรางของ amino acid

ทมา: http://chemistry.about.com/library/weekly/aa080801a.htm

ม amino acid จ านวน 20 ชนดทเกดจากโปรตน ซงมหลายทฤษฎทใชในการจ าแนกประเภทของ

amino acid ซงหลกการทนยมใชในการจ าแนก คอการจ าแนกตามลกษณะของ side chain ของ amino acid

แบงเปน 3 ประเภท ดงน

- Nonpolar side chains

ม amino acid ประเภทนอย 8 ชนด ไดแก Glycine, Alanine, proline ซงเปน amino acid ทม

nonpolar side chains ขนาดเลกและมความไมชอบน าเลกนอย (weakly hydrophobic) สวน Phenylalanine,

Valine, leucine, Isoleucine และ Methionine จะมหม side chain ขนาดใหญ และความไมชอบน ามาก

(strongly hydrophobic)

- Polar, Uncharged side chains

ม amino acid ประเภทนอย 8 ชนด ไดแก Serine และ Threonine มหม hydroxyl สวน

Asparagine และ Glutamine มหม amide สวน Histidine และ Tryptophan มหม heterocyclic aromatic amine

สวน Cysteine มหม sulfhydryl และ Tyrosine มหม phenolic ซงทงหมดนจะแสดงคาความเปนขวมากนอย

ขนอยกบการแตกตวในสารละลายทมคา pH แตกตางกน

- Charged side chains

ม amino acid ประเภทนอย 8 ชนด ไดแก Aspartic acid และ Glutamic acid มหม carboxyl ใน

side chains โดยกรดแตละตวจะมการแตกตวเตมทท pH 7.4 สวน Arginine และ Lysine มหม amino ใน side

chain ซงจะเกดการ protonated เตมทท pH 7.4 [7]

ตารางท 1 แสดงโครงสรางและชอยอของ amino acid ทง 20 ชนด

Name Abbreviation Linear Structure Alanine ala A CH3-CH(NH2)-COOH Arginine arg R HN=C(NH2)-NH-(CH2)3-CH(NH2)-COOH

Asparagine asn N H2N-CO-CH2-CH(NH2)-COOH Aspartic Acid asp D HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH

Cysteine cys C HS-CH2-CH(NH2)-COOH Glutamic Acid glu E HOOC-(CH2)2-CH(NH2)-COOH

Glutamine gln Q H2N-CO-(CH2)2-CH(NH2)-COOH Glycine gly G NH2-CH2-COOH

Histidine his H NH-CH=N-CH=C-CH2-CH(NH2)-COOH Isoleucine ile I CH3-CH2-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH Leucine leu L (CH3)2-CH-CH2-CH(NH2)-COOH Lysine lys K H2N-(CH2)4-CH(NH2)-COOH

Methionine met M CH3-S-(CH2)2-CH(NH2)-COOH Phenylalanine phe F Ph-CH2-CH(NH2)-COOH

Proline pro P NH-(CH2)3-CH-COOH Serine ser S HO-CH2-CH(NH2)-COOH

Threonine thr T CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH Tryptophan trp W Ph-NH-CH=C-CH2-CH(NH2)-COOH

Tyrosine tyr Y HO-Ph-CH2-CH(NH2)-COOH Valine val V (CH3)2-CH-CH(NH2)-COOH

2. Fatty acids

ในทางเคม โดยเฉพาะอยางยงดานชวเคม fatty acid คอ carboxylic acid ทตออยกบ long

unbranched aliphatic chain ซงมทง saturated และ unsaturated โดย fatty acid ในธรรมชาตสวนใหญจะม

สายโซยาวตงแต 4 ถง 28 carbons โดยจ านวนของ carbon atoms มกจะเปนจ านวนค เนองจากการสงเคราะห

สารชวโมเลกลจะเกยวของกบ acetyl-CoA โดย coenzyme จะน าหม two-carbon-atom มาใชในการ

สงเคราะห โดย fatty acid เกดจากปฏกรยา hydrolysis ของ ester linkages ในไขมน หรอ biological oil (ซง

ทงสองตวเปน triglycerides) ทมการน าหม glycerol ออกแลว

รปท 2 โครงสราง 3 มตของ amino acids ชนดตางๆ

- Unsaturated fatty acids

โดยท fatty acids จะเปนชนด saturated หรอ unsaturated กขนอยกบพนธะคทมอยใน

โครงสราง ซงทง saturated fatty acids และ unsaturated fatty acids จะมลกษณะโครงสรางทคลายคลงกนแต

จะตางกนทในสายโซของ unsaturated fatty acids จะมพนธะคอยอยางนอยหนงต าแหนง และคารบอนสอง

อะตอมในสายทตออยท งสองดานของพนธะคนนสามารถมการจดรปรางของโมเลกลเปนไดทงแบบ cis

หรอ trans (รปท 3)

รปท 3 โครงสรางของ fatty acid แบบ trans isomer (บน) และแบบ cis isomer (ลาง)

- Saturated fatty acids

โครงสรางของ saturated fatty acids จะเปนสายโซยาวของ carboxylic acids ซงโดยปกตแลวจะ

มจ านวน carbon atoms อยประมาณ 12 ถง 24 atoms และไมมพนธะคในโครงสราง ดงนน saturated fatty

acids จะอมตวดวย hydrogen เพราะ saturated fatty acids จะมเพยงพนธะเดยว และแตละ carbon atom ใน

สายโซจะม hydrogen อย 2 atoms (ยกเวน omega carbon ทปลายสายโซจะม hydrogen อย 3 atoms) [15]

3. Squalene

สาร squalene เปนสารประกอบอนทรยทพบไดในธรรมชาต ถกน ามาใชประโยชนในทางธรกจ

โดยเรมแรกไดสาร squalene มาจากน ามนตบปลาฉลาม (shark liver oil) ถงแมวา squalene จากพชสามารถ

น ามาใชไดเชนเดยวกน รวมถง amaranth seed, rice bran, wheat germ, olives ทงพชและสตวทกชนดมการ

สราง squalene รวมท งในมนษยดวย ซงสาร squalene ไดมการศกษาแลวพบวามสวนส าคญใน

Mediterranean diet โดยท าหนาทเปน chemopreventative substance ซงท าหนาทในการปองกนการเกด

มะเรง

สาร squalene เปนสารประกอบ hydrocarbon และ triterpene ซงเปนสารประกอบในธรรมชาตและ

ยงมสวนในกระบวนการสงเคราะห cholesterol, steroid hormones และ vitamin D ในรางกายมนษย และ

สาร squalene นยงไดมการน าไปใชเปนสวนผสมในเครองส าอางค และในการคนพบลาสดพบวาไดมการ

น ามาใชท าหนาทเปน immunologic adjuvant ในวคซน

Role in steroid synthesis

สาร squalene เปนสารชวเคมตงตนในกระสงเคราะหสารจ าพวก steroids ทงหมด ปฏกรยาออกซ

เดชนของปลายพนธะคพนธะหนงของ squalene ไดผลตภณฑคอ 2, 3-squalene oxide ซงทนตอ enzyme-

catalyzed cyclization ทไดมาจาก lanosterol ซงจะถกเปลยนไปเปน cholesterol และ steroids ชนดอนๆได

รปท 4 แผนภาพแสดงขนตอนการสงเคราะห steroid อยางงาย กบสารผลตผลระหวางกระบวนการทางเคม

(intermediate) ไดแก isopentenyl pyrophosphate (IPP), dimethylallyl pyrophosphate (DMAPP), geranyl

pyrophosphate (GPP) และ squalene

Biosynthesis

สาร farnesyl pyrophosphate จ านวน 2 โมเลกล มารวมตวกนดวยปฏกรยา reduction โดย NADPH

เกดเปนสาร squalene

รปท 5 ปฏกรยาการสงเคราะหชวโมเลกล squalene

Shark squalene

สาร squalene เปนสารประกอบทมความหนาแนนต า พบไดในรางกายของปลากระดกออน (cartilaginous fish) เชน ฉลามทไมมถงลมทชวยในการวายน า (swim bladder) ดงนนรางการจงตองลดความหนาแนนของรางกายลงดวยไขมนและน ามน โดยสวนใหญแลว squalene จะถกเกบไวทตบของฉลาม ซงมความหนาแนนนอยกวาน า ซงมคาความถวงจ าเพาะเทากบ 0.855 ในปจจบนมแนวโนมทฉลามจะถกลามากขนเพอทจะน าตบของฉลามมาท า squalene แคปซลเพอสขภาพ การค านงถงเรองของสงแวดลอมตอการลาฉลามท าใหเปนแรงกระตนใหเกดการสกดสาร squalene จากแหลงของพชแทนตบฉลาม

Use as a skin moisturizer in cosmetics

สาร squalene ไดถกน ามาใชในเครองส าอางค โดยใชเปนสารใหความชมชน (a natural moisturizer) ซงสามารถซมเขาสผวหนงไดอยางรวดเรว ไมทงความรสกมนลนไวบนผว และมสวนผสมของน ามนชนดอนๆ และวตามนหลายๆชนด สาร squalane คอสาร squalene ชนดอมตวเกดจากการทพนธะคใน squalene ถกก าจดไปโดยการเกดปฏกรยา hydrogenation เนองจาก squalane มความไวในการเกดปฏกรยาออกซเดชนต ากวา squalene ซงนยมใชในผลตภณฑบ ารงตางๆ การศกษาถงความเปนพษ พบวาไมมความเปนพษอยางเฉยบพลนทง squalene และ squalane ในปรมาณเขมขนทผสมในเครองส าอางค และไมพบวากอใหเกดอาการแพระคายเคองตอผวหนงมนษย

Use as an adjuvant in vaccines

Immunologic adjuvant เปนสารทชวยในการท างานรวมกบ vaccine โดยท าหนาทเปนตวกระตนในระบบภมคมกน และเพมการตอบสนองตอ vaccine ไดแก squalene ซงเตมลงไปเพอท าให vaccine มประสทธภาพดขน ทงใน pandemic flu และ malaria vaccine มการน าไปใชในหลายๆประเทศในทวปยโรป ซงน าไปใชใน 2009 flu pandemic vaccine

สารตวชวยทใช squalene คอ สาร MF59 ทเปนของบรษท Novartis โดยใชสาร MF59 ใสใน influenza vaccine เพอชวยกระตนการตอบสนองตอระบบภมคมกนของรางกายมนษยผานกระบวนการผลตของ CD4 memory cells ซงเปน oil-in-water influenza vaccine ตวแรกทชวยในการรวมตวกบ seasonal influenza virus vaccine ซงไดรบการพฒนาในป 1990 โดยนกวจยท Ciba-Geigy และ Chiron ซงทงสองบรษทไดรบมาจาก Novartis โดยสารนจะอยในรปของ emulsion และถกใชผสมใน vaccine เพอเพมประสทธภาพในการคมกน อยางไรกตามยงไมทราบถงกลไกในการเกดปฏกรยา [17]

4. Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS)

เปนเทคนคทเรมนยมน ามาใชกนอยางแพรหลายมากขน เนองจากเปนวธทสามารถท านายชนดขององคประกอบทมอยในสารไดอยางคอนขางแมนย าโดยอาศยการเปรยบเทยบ fingerprint ของเลขมวล (mass number) ของสารตวอยางนน ๆ กบขอมลทมอย นอกจากนเทคนคนยงมความสามารถในการวเคราะหไดทงในเชงปรมาณ (quantitative analysis) และเชงคณภาพ (qualitative analysis) ไดอยางถกตอง Mass Spectrometer เปน detector ทใชตรวจวดองคประกอบทมอยในสารตวอยาง โดยอาศยกลไกคอโมเลกลขององคประกอบทถกแยกออกมาจากสารตวอยางโดยเครอง GC นนจะถกไอออไนซในสภาวะทเปนสญญากาศ แลวตรวจวดออกมาเปนเลขมวล (mass number) เทยบกบขอมลอางองแลวแปลผลออกมาเปนชอขององคประกอบนน ๆ

หลกการท างานของเครอง GC-MS นนเรมจากน าตวอยางฉดเขาเครอง GC จากนนสารกจะถกแยกออกเปนองคประกอบตาง ๆ เมอผานเขาส column ทอยใน oven จากนนองคประกอบใดทถกแยกออกมาจาก column กอนกจะผานเขาไปในสวนของเครอง MS ซงมสภาวะเปนสญญากาศกอน แลวเขาไปเจอกบ ion source ซงจะท าหนาทไอออไนซโมเลกลทผานเขามาใหกลายเปนประจ จากนนประจเหลานกจะเดนทางผานเครองคดเลอกและแยกแยะขนาดของประจ (mass analyzer) เพอดวาประจเหลานนประกอบไปดวยขนาดมวลเทาใดบาง กอนทจะเดนทางเขาสเครองตรวจวด (detector) เพอท าการตรวจหาปรมาณของประจแลวแปลผลออกมาเปนปรมาณขององคประกอบแตละตวทมอยในสารตวอยาง [11]

รปท 6 diagram of a gas chromatograph องคประกอบส าคญของเครอง GC สามารถแบงออกเปน Carrier gas สารทท าหนาทเปน carrier gas จะตองมคณสมบตเปน inert gas โดยทวไปทนยมใช คอ nitrogen(N2), helium (He), argon (Ar) และ carbon dioxide (CO2) ซงการเลอกใช carrier gas มกจะขนอยกบชนดของ detector ทใช ระบบของ carrier gas มกจะประกอบดวย molecular sieve เพอท าหนาทเปนตวก าจดน าและสารปนเปอนอนๆ Sample injection port

เพอใหการท างานของ column มประสทธภาพสงสด ตวอยางทฉดเขาสเครอง GC จะตองไมมปรมาณมากเกนไป ควรจะใสเขาไปใน column ในลกษณะของการ plug of vapour การฉดสารปรมาณมากอยางชาๆ ท าใหเกดพคทกวางและมความแมนย านอยลง วธการทนยมใชในการฉดสาร คอ การใช microsyringe ในการฉดสารตวอยางเขาส flash vapouriser port ซงอยสวนบนของ column ผาน rubber septum อณหภมของ sample port โดยทวไปจะอยทประมาณ 50 ºC ซงสงกวาจดเดอดขององคประกอบทกลายเปนไอไดงายทสดในตวอยาง ส าหรบ packed columns ขนาดตวอยางจะอยในชวง 10 – 20 µL สวน capillary columns จะใชตวอยางนอยกวา โดยใชตวอยางประมาณ 10-3 µL ส าหรบการวเคราะห capillary GC จะใชการฉดสารแบบ split/ splitless (รปท 7)

รปท 7 The split/ splitless injector

Columns

แบงออกเปน 2 แบบ คอ packed และ capillary columns

Packed columns ประกอบดวย inert, solid support material โคดดวย liquid stationary phase โดยทวไปมความยาวของ column อยทประมาณ 1.5 – 10 m และมเสนผานศนยกลางภายในอยท 2- 4 mm

Capillary columns มเสนผานศนยกลางภายในประมาณ 10 mm แบงออกเปน 2 แบบ คอ wall-coated open tubular (WCOT) หรอ support-coated open tubular (SCOT) โดย wall-coated columns ประกอบดวย capillary tube ทผนงของ capillary ถกเคลอบดวย liquid stationary phase สวนใน support-coated columns ภายใน column จะเปน thin layer of support material เชน diatomaceous earth ซง

stationary phase ถกดดซบไว โดยทวไป SCOT columns มประสทธภาพนอยกวา WCOT columns ซง capillary column ทงสองแบบนมประสทธภาพมากกวา packed columns

รปท 8 Cross section of a Fused Silica Open Tubular Column

Column temperature

ส าหรบการท างานทแมนย า อณหภมของ columns จะตองถกควบคมใหอยชวง ± 10 องศา ของอณหภมทใช โดยอณหภมทเหมาะสมทสดจะขนอยกบจดเดอดของสารตวอยาง โดยจะตองมอณหภมสงกวาคาเฉลยของจดเดอดของสารตวอยางเพยงเลกนอย มคา elution time อยท 2- 30 min และอณหภมต าสดทจะใหคา resolution ทดแตเพมคา elution time ถาสารตวอยางมชวงของจดเดอดกวาง จะตองใช temperature programming เขามาชวยในการควบคมและก าหนดอณหภม [5]

องคประกอบส าคญของเครอง MS สามารถแบงออกเปน

Ionization Source แบงออกเปน 2 แบบคอ

1. Electron Ionization (EI) จะท าใหสารเกดการแตกตวโดยใชล าอเลคตรอนโดย electron จาก filament ทรอนจะผานหองนและถกดงเขาหา repeller ทมความตางศกย 70 โวลต ซงจะใหพลงงานกบ อเลคตรอน เปน 70 อเลคตรอนโวลต ท าใหสารผสมทซบซอนของไอออนเกดการแตกตวซงสามารถใหขอมลเกยวกบโครงสรางของสารได

2. Chemical Ionization (CI) จะท าใหสารเกดการแตกตวดวยวธทางเคมโดยผสมสารตวอยาง เขากบแกสทท าปฏกรยาแลวผานสารผสมเขาไปใน ionization chamber โดยการท าใหเกดการแตกตวดวยการชนกบ อเลคตรอน เชนเดยวกนแกสทใชไดแกมเทน

Mass Analyzer

เครองวเคราะหมวล มหลายแบบเชน Magnetic-sector analyzer, Electrostatic analyzer, Time-of-flight analyzer, Ion cyclotron resonance analyzer, Quadrupole mass spectrometer-Quadrupole Mass Spectrometer ใชหลกการวเคราะหดวยสนามแมเหลก คอมแหลงผลตไอออน 2 สวน สวนแรกจะท าใหตวอยางกลายเปนไอออน และสวนท 2 ท าใหสารมาตรฐานกลายเปนไอออน ล าไอออนทงสองจะถกบงคบใหผานเครองแยกไอออนชดเดยวกน ดงนนไอออนทงหมดจะไดรบอทธพลจากสนามแมเหลกในสภาวะเดยวกน แตถกตรวจและวดดวยเครองแยกกน

รปท 9 MS diagram

Detector

มหลายชนด โดยทวไปมกนยมใช Faraday cup detector, Electron multiplier detector, Scintillation counter detector, Photographic plate detector, Flame ionization detector, Mass spectroscopy

Flame ionization detector (FID) หลกการ สารทออกจาก column จะถกท าใหแตกตวจนเปน ion ดวย flame แลวเขาสตววด ion โดยวดคาการน าไฟฟาของ ion ซงแปรผนตรงกบปรมาณสาร

รปท 10 Flame ionization detector (FID)

ทมา: http://www.shu.ac.uk/schools/sci/chem/tutorials/chrom/gaschrm.htm

Mass spectroscopy (MS) หลกการ สารทออกจาก column จะถกท าใหแตกตวดวย electron ทยงมาจาก ion source จากนนโมเลกลทแตกตวในขนตางๆ จะเขาส ion filter ซงเปนสนามไฟฟา และเขาส detector สารแตละตวจะมรปแบบการแตกตวทจ าเพาะ จงสามารถบอกชนดสารทวเคราะหได

ขอดของเครอง GC-MS มหลายประการอาทเชน สามารถวเคราะหไดทงแบบทวไปและแบบเฉพาะเจาะจง ให sensitivity ทสง สามารถบงชถงชนดขององคประกอบทมอยในสารตวอยางได และสามารถวเคราะหไดทงในเชงปรมาณและเชงคณภาพ [11]

ตารางท 2 Summary of common GC detectors

Detector Type Support

gases

Selectivity Detectability Dynamic

range

Flame

ionization

(FID)

Mass flow Hydrogen and

air

Most organic cpds. 100 pg 107

Thermal

conductivity

(TCD)

Concentration Reference Universal 1 ng 107

Electron

capture (ECD)

Concentration Make-up Halides, nitrates, nitriles,

peroxides, anhydrides,

organometallics

50 fg 105

Nitrogen-

phosphorus

Mass flow Hydrogen and

air

Nitrogen, phosphorus 10 pg 106

Flame

photometric

(FPD)

Mass flow Hydrogen and

air possibly

oxygen

Sulphur, phosphorus, tin,

boron, arsenic, germanium,

selenium, chromium

100 pg 103

Photo-

ionization

(PID)

Concentration Make-up Aliphatics, aromatics, ketones,

esters, aldehydes, amines,

heterocyclics, organosulphurs,

some organometallics

2 pg 107

Hall

electrolytic

conductivity

Mass flow Hydrogen,

oxygen

Halide, nitrogen, nitrosamine,

sulphur

บทท 3

การวจย

1. Preparation of calibration samples for quantification การเตรยมตวอยาง calibration ส าหรบการวเคราะหเชงปรมาณ 1.1 การเตรยม Amino acid และ fatty acid calibration sample ส าหรบ GC-MS

- Amino acid calibration solution เตรยมใน 0.1 M HCl acid โดยใช amino acid standard solution AA-S-18 ทความเขมขน

1.25 และ 200 nmol mL-1 - Fatty acid calibration solution

เตรยมใน hexane ทความเขมขน 5 และ 200 nmol mL-1

1.2 การเตรยม Squalene calibration standard ส าหรบ GC-FID

- Fatty acid internal standard : nonadecanoic acid ความเขมขน 1.875 µmol mL-1 ใน hexane - Amino acid internal standard : L-p-chlorophenylalanine ความเขมขน 0.3125 µmol mL-1 ใน methanol

รปท 11 การเตรยม Amino acid และ fatty acid calibration sample ส าหรบ GC-MS

รปท 12 การเตรยม Squalene calibration standard for GC-FID

1.3 การท าความสะอาดแผน Mylar ®002 polyester film

รปท 13 การท าความสะอาดแผน Mylar ®002 polyester film

2. Collection of latent fingerprint samples การเกบตวอยางลายนวมอแฝงจะท าใหสอดคลองกบ University of Lincoln ethical approval

protocol (รปท 14)

รปท 14 Summary of donor information

Natural Samples

ท าการเกบตวอยางลายนวมอแฝงจากกลมประชากรตวอยาง โดยทกลมประชากรตวอยางจะตองไมลางมอกอนท าการประทบรอยลายนวมอแฝงอยางนอย 1 ชวโมง และจากนนใหถฝามอทงสองขางเขาดวยกน และท าการเกบตวอยางลายนวมอแฝง (รปท 15)

รปท 15 แผนภาพการเกบตวอยางลายนวมอแฝง ‚Natural‛ samples

Groomed samples

ท าการเกบตวอยางลายนวมอแฝงจากกลมประชากรตวอยาง โดยทกลมประชากรตวอยางจะตองไมลางมอกอนท าการประทบรอยลายนวมอแฝงอยางนอย 1 ชวโมง และจากนนใหถฝามอทงสองขางกบบรเวณหนาผากและจมกนานประมาณ 10 วนาทและถมอทงสองขางเขาดวยกน และท าการเกบตวอยางลายนวมอแฝง (รปท 16)

รปท 16 แผนภาพการเกบตวอยางลายนวมอแฝง ‚Groomed‛ samples

Negative controls

เตรยมโดยวธเดยวกบ natural samples และ groomed samples แตไมมการประทบลายนวมอลงไป (รปท 17)

รปท 17 แผนภาพการเกบตวอยางลายนวมอแฝง Negative controls

3. Extraction and derivatisation of sample

การสกดตวอยางลายนวมอแฝงท าตามขนตอน (รปท 18)

รปท 18 แผนภาพการสกดตวอยางลายนวมอแฝง

4. GC-MS analysis ตวอยางจะถกวเคราะหโดยใช Thermo Finnigan Trace GC coupled กบ Thermo Finnigan Trace

MS โดยม conditions ตางๆดงน - Sample : 1 µL - Column : DB-17ms fused silica capillary column - Temperature: 250 ºC (held at 100 ºC for 4.5 min, ramped to 190 ºC at 10 ºC min-1,

then to 250 ºC at a rate of 6 ºC min-1 and finally held for 10 min) - Carrier gas : Helium (1 mL min-1) - MS mode : SIM (scan and selected ion monitoring) - Monitor ions : 50 -500 m/z

5. GC-FID analysis ตวอยางลายนวมอแฝงน ามาวเคราะหหาปรมาณสาร squalene ทง ‘natural’ และ ‘groomed’

fringerprint samples และ negative controls โดยใช PerkinElmer Clarus 500 Gas Chromatograph with flame ionization detector (GC-FID) โดยม conditions ตางๆดงน

- Column : CP Sil 5CB column - Sample : 1 µL - Temperature : 250 ºC (held at 65 ºC for 10 min, ramped to 125 ºC at 10 ºC min-1 and

held for 5 min then ramped to 170 ºC at 10 ºC min-1, held for 2 min, ramped at 5 ºC min-1 to 250 ºC and held for further 5 min)

บทท 4

ผลการวจย

ลายนวมอแฝงทถกเกบจากพนผวเรยบ (non-porous substrate) จากกลมประชากรตวอยางขนาดเลก และไดท าการ extracted และ derivatised สาร amino acids และ fatty acids ใหอยในรปของ N(O,S)-ethoxycarbonyl amino acid ethyl esters และ fatty acid ethyl esters ซงน าไปวเคราะหเชงปรมาณดวยเทคนค gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

กลมประชากรผใหลายนวมอแฝง ทงเพศหญงและเพศชาย จ านวน 18 คน มชวงอายระหวาง 18 ถง 57 ป (รปท 14) เปนผบรโภคมงสวรตจ านวน 4 คน และสบบหรจ านวน 4 คน มผใหจ านวนหนงทใชยาและใชเครองส าอางคหรอครมบ ารงผวในวนทเกบตวอยาง โดยมการเกบตวอยางลายนวมอแฝง 2 แบบ จากกลมตวอยางแตละคน ในกรณแรก ‘natural’ fingerprints ถกเกบโดยไมมการ pre-treatment เพยงแตผใหแตละคนจะตองไมมการลางมอภายใน 1 ชวโมง กอนการใหตวอยางลายนวมอแฝง ส าหรบกรณท 2 ‘groomed’ samples ผใหลายนวมอแฝงถกสงใหถนวมอบรเวณหนาผากและบรเวณรอบๆจมก ซงการกระท าเชนนจะท าการถายเทสารคดหลงจากตอมไขมน (sebaceous secretions) ซงมมากบนใบหนา การท า ‘grooming’ จะใชบอยในกรณการศกษาหาชวงเวลาในการประทบรอยลายนวมอแฝง

ตวอยางลายนวมอแฝงทงหมดถกน ามาวเคราะหในแบบ SIM mode ส าหรบการระบชนด และวเคราะหเชงปรมาณของ amino acids และ fatty acids ซงแสดงรายการดงรปท 19 สารประกอบถกระบชนดโดยขนกบคา relative retention time (RRT) และ ion ratio

รปท 19 Amino acids and fatty acids detected in latent fingerprint samples by gas chromatography-mass spectrometry and their SIM programme parameters.

1. Fingerprint profiles ความหลากหลายเฉพาะตวปรากฏใหเหนเมอท าการเปรยบเทยบ Total ion chromatograms (TIC)

(รปท 20) โดยความแตกตางทงในเชงคณภาพ (จ านวนของ peak ทปรากฏ) และเชงปรมาณ (ขนาดของ peak) จะเหนไดทงความจ าเพาะ และระหวาง ‘natural’ และ ‘groomed’ samples สวน Target compound chromatograms (TCCs) จะเนนใหเหนถงความหลากหลายของตวอยาง (รปท 21)

รปท 20 Total ion chromatograms (TIC) of (i) ‘natural’ and (ii) ‘groomed’ latent fingerprint samples. (a) Donor 2, 57-year-old male, (b) Donor 13, 18-year-old female, (c) Donor 18, 18-year-old female. Number refer to รปท 19, with the exception of 21 which refers to squalene.

รปท 21 Target compound chromatograms (TCC) of (i) ‘natural’ and (ii) ‘groomed’ latent fingerprint samples. (a) Donor 2, 57-year-old male, (b) Donor 13, 18-year-old female, (c) Donor 18, 18-year-old female. *: Chlorophenylalanine (amino acid internal standard); **: nonadecanoic acid (fatty acid internal standard).

การสรางกราฟ TCC สารประกอบเปาหมาย ไดแก fatty acids และ amino acids ตามรายการในรปท 19 และทเพมมา คอ squalene จะถกระบใน TIC และการพลอตกราฟระหวาง base peak ion ของการวเคราะหปรมาณ mass spectrum และ retention time จะสงเกตวาแกน x กบแกน y ในกราฟ TIC และ TCC เกดจากการพลอตระหวางคาการตอบสนองตอเครองตรวจวดทงหมดและพนทของ base peak ion ตามล าดบ และดงนนความสมพนธการกระจายของสารประกอบเปาหมายมความแตกตางกนในกราฟ chromatograms ทงสอง โดย TCC จะเปนกราฟทเขาใจงายกวากราฟ TIC ทมประสทธภาพในการเปรยบเทยบและรปแบบในการจดจ า สารประกอบทเปน background ซงรวมทง phthalates เชน diethyl-, dibutyl- และ bis(2-ethylhexyl) ซงเกดจากแผน Mylar®film โดยตรง (เหนไดใน negative controls) โดยเฉพาะอยางยงทปรากฏใน TIC ท retention time 14.78, 15.10, 17.60 และ 26.39 min แตไมรวมใน TCC 2. Fatty acid composition

Octanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid และ cis-9-tetradecenoic acid ใหกราฟ calibration ทสงเปนสองเทาของชวงความเขมขน 5-1200 nmol mL-1 ทมคา correlation coefficient (R2) มากกวา 0.99 ในทกๆกรณ ยกเวน octanoic acid ทมคา R2 = 0.92 และ undecanoic acid มคา R2 = 0.97 สวน fatty acids ตวอนๆใหกราฟ calibration ทมความเปนเสนตรง (linear) มากกวา ทชวงความเขมขนเดยวกน และมคา R2 = 0.99 เกอบทกกรณ และ 0.97 ในทงหมด ส าหรบการวเคราะหเชงปรมาณของตวอยางทงหมดจะท าการเกบโดยใช blanks ทเหมาะสม ในตวอยางDodecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, hexadecanoic acid, octadecanoic acid และ cis-9-octadecenoic acid ไดท าการตรวจระบชนด และเกอบทกตวอยางใหคาสงกวาคา limit ของการวเคราะหเชงปรมาณ (200-394 ng deposited, mean blank + 10 standard deviations) สวนในตวอยาง Tridecanoic acid, cis-9-hexadecenoic acid, heptadecanoic acid, cis-9,12-octadecadienoic acid, eicosanoic acid และ tetracosanoic acid ไดท าการตรวจวเคราะหเชนเดยวกนและใหคาสงกวาคา limit of detection (96-464 ng deposited, mean blank + 3 standard deviations) ในบางตวอยาง แตไมสงกวาคา limit of quantification ในทกตวอยาง (137-570 ng deposited) สวน fatty acid อนทเหลอ ไดแก octanoic, decanoic, undecanoic และ cis-9-tetradecenoic acids ไมไดท าการตรวจวเคราะหในตวอยางลายนวมอใดๆ

คา Total fatty acid deposited อยในชวงตงแต 0.16 ถง 3.37 µg ตอลายนวมอแฝง ในการตรวจวเคราะหพบวามความหลากหลายมากในความสมพนธเชงปรมาณของ fatty acid แตละชนดทพบในตวอยางลายนวมอแฝง (รปท 22) ในตวอยางลายนวมอแฝงปรมาณของ fatty acid ทพบมากทสด คอ hexadecanoic acid รองลงมาคอ octadecanoic acid และ cis-9-octadecenoic acid ตามล าดบ[2] พบความแตกตางของปรมาณ fatty acid แตละชนดระหวางตวอยางลายนวมอกลม ‘natural’ และ ‘groomed’ (รปท 22a) ทความเชอมน P < 0.05 ปรมาณของ fatty acids สวนใหญจะมมากในลายนวมอแบบหลงมากกวา ประกอบดวยการ

ท า ‘grooming’ และการสมผสบรเวณทมสารคดหลงปรมาณมากบนใบหนาในชวงเวลาไมนานกอนการประทบตวอยางลายนวมอแฝง สวนคาปรมาณของ fatty acid แตละตวไดถกน ามาหาความสมพนธเทยบกบปรมาณของ hexadecanoic acid ในตวอยาง (รปท 22b) ซงความแตกตางในเชงปรมาณระหวางตวอยางลายนวมอแฝงกลม ‘natural’ และ ‘groomed’ มความแตกตางกนนอย

รปท 22 Fatty acid content of fingerprint samples. Amount in a single fingerprint (a) in nanograms and (b) relative to C16 (hexadecanoic acid). ‘Groomed’ samples of Donor 2 (1472 ng, extreme value) and Donor 11 (1116.47 ng, outlier value) have been omitted from C16 dataset in (a). * an extreme value (more than 3 times interquartile range from upper edge of box) and o an outlier value between 1.5 and 3 times interquartile range from upper edge of box). Unshaded boxes = ‘natural’ sample and shaded boxes = ‘groomed’ sample

มรปแบบการเปลยนแปลงของการกระจายของ fatty acids มความชดเจนในแตละชนดในแตละบคคล (รปท 22) ซงอาจจะขนอยกบปจจยหลายๆอยางของกลมประชากรตวอยาง เชน การบรโภคอาหาร หรอการใชเครองส าอางค การเปรยบเทยบความแตกตางระหวางตวอยางทงสองแบบ ส าหรบความเฉพาะในแตละบคคลยงแสดงใหเหนถงการเปลยนแปลงทเพมขนมาได ในการเพมขนของปรมาณ fatty acids แตละตวหลงจากการท า ‘grooming’ แลวมการเปลยนแปลงจาก 1% (‘natural’ sample 29.93 ng tetradecanoic acid/fingerprint, ‘groomed’ sample 30.23 ng) ไปเปนมากกวา 2000% (‘natural’ 28.54 ng and ‘groomed’ 650.92 ng cis-9-octadecenoic acid) การลดลงของสารทประทบลงบนพนผว มการเปลยนแปลงจาก 12% (‘natural’ 43.39 ng และ ‘groomed’ 38.26 ng octadecanoic acid) แลวลดลงจนเกอบจะไมมอยเลย การเพมหรอลดคารอยละของตวอยางใดๆทไมสอดคลองกนของปรมาณ fatty acids ทงหมด จะบงบอกถงความแตกตางของการกระจายบนปลายนวและบนใบหนา กลาวโดยสรปคอใน fatty acid ทงหมดหลงจากท า

grooming แลว มการเพมขน 22-2000% ซงการท า grooming นนไดมการพสจนไวอยางชดเจนแลววามผลกระทบในเรองของวธการเกบตวอยางตอองคประกอบทางเคมของการประทบลายนวมอแฝง

มประชากรตวอยางเพยงคนเดยว คอ Donor 18 ทมสารทเปนองคประกอบในลายนวมอกลม ‘groomed’ นอยกวาใน ‘natural’ sample ในขณะทตวอยางอนมการลดลง (4.5%) ใน fatty acids ซงพบการเพมขนของ hexadecanoic (5%), cis-9-octadecenoic (8%) และ octadecanoic acids (17%) โดย Donor 18 เปนเพศหญง อาย 18 ป มการใชยา antibiotic erythromycin ซง antibiotics จะมผลกระทบตอ bacterial lipase activity ทท าหนาท hydrolysis สารประเภท triglycerides ในสารคดหลงทมบนผวหนง และดงนนสาร antibiotics นอาจท าใหปรมาณของ free fatty acids ทควรมจากการท า ‘grooming’ ลดลงไปดวย ซงประชากรตวอยางในงานวจยนยงมขอจ ากด

ความสมพนธของการกระจายของ tetradecanoic, octadecanoic และ cis-9-octadecenoic acids เมอเทยบกบ hexadecanoic acid ในตวอยางกลม ‘natural’ และ ‘groomed’ มความสอดคลองกบงานวจยของ Mong et al. และ Archer et al.[2] ยกเวน octadecanoic acid ซงมความสมพนธโดยรวมมากขน Mong et al. และ Archer et al. ไดใชวธการเกบลายนวมอบนกระดาษกรอง (filter paper) และวธการเกบตวอยาง รวมทงวธการทใหผใหตวอยางลายนวมอถปลายนวกบบรเวณหนาผากกอนการประทบลายนวมอ ผลทตามมากคอเปนการยากทจะศกษาเปรยบเทยบงานวจยเชงปรมาณ

3. Amino acid composition Amino acids ทงหมดใหกราฟ calibration ทมความเปนเสนตรง (linear) ในชวงความเขมขน 1.25-

200 nmol mL-1 และมคา R2 > 0.99 ในเกอบทกกรณ และ 0.95 ทงหมด สาร Arginine, cystine และ histidine ไมตรวจพบทงใน calivration standards หรอใน fingerprint samples สวนสาร hydroxyproline, methionine และ tryptophan ไมพบในตวอยางลายนวมอใดๆ ซงในงานวจยกอนหนานตรวจพบสารเหลานในปรมาณทนอยมากหรอไมพบเลย ในงานวจยนสามารถตรวจพบสาร lysine, ornithine และ tyrosine ในทกตวอยางลายนวมอ อยางไรกตามมความขดแยงกนในการท า calibration standards และดงนนการวเคราะหเชงปรมาณในงานวจยนจงขาดความถกตองแมนย า แลว amino acid จะไมถกน าไปอธบายตอไปในงานวจยน

รปท 23 Comparison of total amino acid and fatty acid content of a single (a) ‘natural’ and (b) ‘groomed’ fingerprint. Donor 12 ‘natural’ sample has been omitted from (a) due to extreme outlier value for cysteine

ในทกๆตวอยางของลายนวมอตรวจพบสาร glycine, valine, leucine, serine, proline, asparagines,

aspartic acid, glutamic acid, phenylalanine และ cysteine สวนสาร alanine ตรวจพบไดบางสวนในตวอยางทงหมด (one ion ratio หรอมากกวา) ปรมาณของ ion peaks ท 70, 144, 189 m/z พบวายากทจะน าพคไป integrate ไมพบ ion ratio ทเขากนไดกบ isoleucine ในตวอยางลายนวมอประมาณครงหนงของตวอยางทงหมด สวนสาร threonine พบไดในทกตวอยางแตพบในปรมาณทนอยพอๆกบทพบใน negative controls ยกเวนสองตวอยาง ในเกอบทกตวอยางพบวามปรมาณของ amino acids สงกวาคา limit of quantification (15.5-28.1 ng deposited)

ปรมาณของ amino acid ทพบมากทสดคอ serine รองลงมาคอ glycine, alanine และ aspartic acid ปรมาณ relative abundance ของ amino acids มแสดงอยในงานวจยกอนหนาน ในระหวางผใหตวอยางแตละคนพบการเปลยนแปลงของปรมาณ amino acid เปนชวงกวางตงแต 20.7 ถง 345.1 ng/fingerprint แตไมความสมพนธกนในเชงปรมาณของ total fatty acid และ total amino acid ทมอยในตวอยางลายนวมอกลม ‘natural’ (รปท 23a) ซงนาจะเกดจากสารทมาจากตางแหลงกน คอ sebaceous secretions และ eccrine sweat secretions และยงพบวาไมมความสมพนธในตวอยางลายนวมอกลม ‘groomed’ อกดวย (รปท 23b)

รปท 24 Amino acid content of fingerprint samples. Amount in a single fingerprint (a) in nanograms and (b) relative to serine. Donor 12 ‘natural’ sample (594.11 ng; extreme value) has been omitted from cysteine dataset. * an extreme value (more than 3 times interquartile range from upper edge of box) and o an outlier value between 1.5 and 3 times interquartile range from upper edge of box). Unshaded boxes = ‘natural’ sample and shaded boxes = ‘groomed’ sample

ในการวเคราะหเชงปรมาณนพบความแตกตางของ fatty acids ระหวางลายนวมอตวอยางกลม ‘natural’ และ ‘groomed’ แตไมพบใน amino acids (P > 0.05, รปท 24a) จากขอมลนบงชวาสารประเภท lipid ทตดมากบปลายนวมอระหวางการท า grooming ไมไดยบย งการสกด amino acids จากลายนวมอโดยใชวธการทดลองน ถามคดเกดขนปรมาณของ amino acid ในกลม ‘groomed’ จะตองมการลดลงอยางสอดคลองกน ส าหรบกลมตวอยางจ านวน 10 คน ทมภาวะของการลดลงของปรมาณ total amino acid ในกลม ‘groomed’ เมอเทยบกบกลม ‘natural’ และมการเพมขนในกลมประชากรตวอยางอก 8 คนทเหลอ แตไมพบความสอดคลองการของการลดลงหรอเพมขนของปรมาณ amino acid แตละชนดในผใหตวอยางลายนวมอคนเดยวกน ส าหรบกลมตวอยางบางคนนนพบ amino acids บางตวในเฉพาะกลม ‘groomed’ หรอเฉพาะในกลม ‘natural’ เทานน ในวธการเกบตวอยางลายนวมอ จะท าการเกฐตวอยางลายนวมอกลม ‘natural’ กอน และท าการเกบตวอยางลายนวมอแบบ ‘groomed’ หลงจากนนไมนาน (โดยทวไปจะใชเวลาประมาณ 10 นาท โดยขนอยกบชวงเวลาทงหมดทใชในการประทบลายนวมอ และวธการจดการกบ ‘groomed’) ซงคาดวา amino acid ทพบบนปลายนวมอไดถกท าใหลดลงจนถงระดบหนงในตวอยางลายนวมอแรกและไมไดถกเตมในการท า grooming ดงนนจะคาดวานาจะพบปรมาณของ amino acid ในตวอยางลายนวมอกลม ‘groomed’ ในระดบต า สวนในเรองของปฏกรยาระหวางสารทเปนองคประกอบของ eccrine และ sebaceous gland บนปลายนวมอและบนวตถพนผวเรยบนนยงไมเปนทเขาใจไดอยางชดเจน อาจเปนไปไดวาในตวอยางลายนวมอแรก amino acids ยงหลงออกมาไมเตมท และ amino acids ทปลายนวมอนนอาจไดมาจากบรเวณหนาผากระหวางการท า grooming ตวอยางกลม ‘natural’ และ ‘groomed’ ไดถก

น ามาเปรยบเทยบในเชงปรมาณ ยกเวนความสมพนธเชงปรมาณของ alanine และ glycine ซงพบวามปรมาณมากกวาในการทดลองกอนหนา (รปท 24b) ความแตกตางของความสมพนธเชงปรมาณพบไดในกรณของ glycine (P < 0.05)

4. Squalene

สามารถตรวจพบ squalene ในตวอยางลายนวมอไดโดยการวเคราะห mass spectral และท าการวเคราะหหาปรมาณในตวอยางลายนวมอโดยวธ GC-FID ปรมาณของ squalene ในตวอยางลายนวมอแสดงขอมลสรปในรปท 25 พบวามปรมาณของ squalene มากในตวอยางลายนวมอกลม ‘groomed’ เมอเทยบกบ ‘natural’ (P < 0.001) ปรมาณของ squalene เพมขนในชวง 1.5 และ 68.4 เทา ตามทคาดวาจะพบไดใน sebaceous secretions ดงจะเหนไดจาก fatty acids ทพบความเปลยนแปลงในเชงปรมาณไดอยางชดเจนระหวางแตละบคคล ตวอยางเชน ลายนวมอแบบ ‘natural’ ของ Donor 4 และ Donor 17 พบปรมาณของ squalene ทสามารถเทยบเคยงกนได คอ 124.25 และ 124.24 ng/ fingerprint ตามล าดบ อยางไรกตามลายนวมอแบบ ‘groomed’ กมความแตกตางกนเปนอยางมาก โดยใน Donor 4 (1282.00 ng) พบวามปรมาณมากกวา Donor 17 (623.15 ng) เปนสองเทา สวนใน Donor 9 ไมพบ squalene ในตวอยางลายนวมอแบบ ‘natural’ แตพบใน ‘groomed’ 283.01 ng/fingerprint

ความสมพนธของปรมาณ squalene เมอเทยบกบ hexadecanoic acid ของตวอยางในงานวจยนไดถกน ามาเทยบอกครงหนงกบของ Mong et al. และ Archer et al.[2] ตวอยางกลม ‘groomed’ ไดถกน าไปเปรยบเทยบกบตวอยางของ Mong et al. ในขณะท ‘natural’ มคาต ากวาและถกเปรยบเทยบกบตวอยางของ Archer et al.

รปท 25 Squalene content of fingerprint samples. Amount in a single fingerprint (a) in nanograms and (b) relative to C16 (hexadecanoic acid). * an extreme value (more than 3 times interquartile range from upper edge of box) and o an outlier value between 1.5 and 3 times interquartile range from upper edge of box). Unshaded boxes = ‘natural’ sample and shaded boxes = ‘groomed’ sample

บทท 5

สรปผลการวจย

งานวจยในอนาคตจะพฒนาความรความเขาใจในองคประกอบของลายนวแฝงของเราใหดยงขน ในงานวจยนพบวาปรมาณของ amino acid, fatty acid และ squalene ทเปนองคประกอบของลายนวมอแฝงนนมความหลากหลายในแตละบคคล ในขณะทพบวามสารหลายชนดทเปนองคประกอบทวไปทเหมอนกนในทกตวอยาง แตพบความแตกตางกนในเชงปรมาณ สวนเรองของวธในการประทบลายนวมอแฝงส าหรบการวเคราะหเชงปรมาณนนยงไมไดมการศกษาอยางแนชด ในการท า ‘grooming’ ในชวงเวลากอนการประทบลายนวมอแฝงพบวามผลกระทบตอการวเคราะหเชงปรมาณขององคประกอบประเภท fatty acids ถงแมวาจะไมพบผลกระทบอยางเดยวกนนในองคประกอบประเภท amino acids ในการวเคราะหหาองคประกอบโดยทวไปสามารถบอกความแตกตางของตวอยางลายนวมอกลม ‘natural’ และ ‘groomed’ ได แตไมพบความแตกตางเมอเทยบในเรองของเพศ การบรโภคอาหาร อาย หรอการสบบหร

การพจารณาถงวธการเกบตวอยาง เมอมการศกษาเกยวกบลายนวมอแฝงเปนสงส าคญ ในการวเคราะหนไดบงชวาการใชตวอยางลายนวมอแบบ ‘groomed’ หรอ ‘enhanced’ ท าใหลดความหลากหลายของน ายาเคมทใชลงได งานวจยนจะเปนสวนหนงทใชในการพจารณาถงสารเคมทใชส าหรบองคประกอบทมาจาก sebaceous secretion และการใชลายนวมอแบบ ‘natural’ นนสามารถน าไปใชไดกบทกการทดลอง

บรรณานกรม

[1] Almog, J., Cohen, Y., Azoury, M. and Hahn, T. R. (2004) Genipin - A novel fingerprint reagent with colorimetric and fluorogenic activity. Journal of Forensic Sciences, 49, 255-257.

[2] Archer, N. E., Charles, Y., Elliott, J. A. and Jickells, S. (2005) Changes in the lipid composition of latent fingerprint residue with time after deposition on a surface. Forensic Science International, 154, 224-23.

[3] Croxton, R. S., Baron, M. G., Butler, D., Kent, T. and Sears, V. G. (2006) Development of a GC-MS method for the simultaneous analysis of latent fingerprint components. Journal of Forensic Sciences, 51, 1329-1333.

[4] Drapel, V., Becue, A., Champod, C. and Margot, P. (2009) Identification of promising antigenic components in latent fingermark residues. Forensic Science International, 184, 47-53.

[5] Hallam, S. Gas Chromatography. [cited 2010 19 July]; Available from: http://teaching.shu.ac.uk/hwb/chemistry/tutorials/chrom/gaschrm.htm.

[6] Hansen, D. B. and Joullie, M. M. (2005) The development of novel ninhydrin analogues. Chemical Society Reviews, 34, 408-417.

[7] Helmenstine, A.M. Amino Acids. [cited 2010 13 July]; Available from: http://chemistry.about.com/library/weekly/aa080801a.htm.

[8] Lennard, C.J. and T.P. Det. Latent Fingerprints. [cited 2010 19 July]; Available from: http://www.policensw.com/info/fingerprints/finger09.html

[9] Mountfort, K. A., Bronstein, H., Archer, N. and Jickells, S. M. (2007) Identification of oxidation products of squalene in solution and in latent fingerprints by ESI-MS and LC/APCI-MS. Analytical Chemistry, 79, 2650-2657.

[10] NANOTEC. Gas Chromatography with MS and FID detector. 19 July 2010 [cited; 2005:[Available from: http://www.nanotec.or.th/lab/viewTool.php?toolId=21.

[11] PerkinElmer. Gas Chromatography-Mass Spectrometry(GC-MS). [cited 2010 19 July]; Available from: http://las.perkinelmer.com/local/Thailand/AS_GCMS.htm.

[12] Ricci, C., Phiriyavityopas, P., Curum, N., Chan, K. L. A., Jickells, S. and Kazarian, S. G. (2007) Chemical imaging of latent fingerprint residues. Applied Spectroscopy, 61, 514-522.

[13] Suttatham, P. (2008) Developing latent fingerprints on various types of papers by using 1,2-indanedione. In: Forensic Science, Vol. Master of Science, pp. 91. Silpakorn University.

[14] Wikipedia. Eccrine sweat glands. [cited 2010 30 July]; Available from:

http://en.wikipedia.org/wiki/Eccrine_sweat_glands. [15] Wikipedia. Fatty acid. [cited 2010 30 July]; Available from:

http://en.wikipedia.org/wiki/Fatty_acid. [16] Wikipedia. Fingerprint. [cited 2010 19 July]; Available from:

http://en.wikipedia.org/wiki/Fingerprint.

[17] Wikipedia. Squalene. 20 July 2010 [cited 2010 21 July]; Available from: http://en.wikipedia.org/wiki/Squalene.

[18] Croxton, R. S., Baron, M. G., Butler, D., Kent, T. and Sears, V. G. Variation in amino acid and lipid composition of latent fingerprints. Forensic Science International, 199, 93-102.