Forensic Comparison of Jewellery, Soil, and Sand Samples Using Elemental Profiling by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS)

कल्पना कीजिए कि आप एक रहस्य सुलझाने की कोशिश कर रहे एक जासूस हैं, लेकिन उंगलियों के निशान या डीएनए के बजाय, आपके सुराग धातु के सूक्ष्म कण और रेत के दाने हैं। फोरेंसिक विज्ञान की दुनिया में, हर वस्तु का एक गुप्त इतिहास होता है जो उसकी रासायनिक संरचना में लिखा होता है। जिस तरह कोई भी बर्फ का टुकड़ा बिल्कुल एक जैसा नहीं होता, उसी तरह धातु या रेत का कोई भी बैच रासायनिक रूप से समान नहीं होता। वे उन तत्वों से बनी एक अनूठी "फिंगरप्रिंट" रखते हैं जो उनमें मौजूद होते हैं। वैज्ञानिक एक अत्यंत शक्तिशाली उपकरण का उपयोग करते हैं जिसे इंडक्टिवली कपल्ड प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री, या संक्षेप में ICP-MS कहा जाता है। इस मशीन को एक सूक्ष्म शेफ (रसोइया) के रूप में सोचें जो एक अंगूठी के छोटे से टुकड़े या मिट्टी की एक चुटकी को ले सकता है, उसे एक तरल सूप में घोल सकता है, और फिर उसे देखने के लिए अत्यधिक गर्म ऊर्जा के साथ ब्लास्ट कर सकता है कि उसके अंदर वास्तव में कौन से घटक मौजूद हैं। यह केवल यह जानने के बारे में नहीं है कि कोई चीज़ किस चीज से बनी है; यह यह पता लगाने के बारे में भी है कि वह कहाँ से आई है, इसे कैसे बनाया गया था, और क्या अलग-अलग अपराध स्थलों पर मिले दो सबूत वास्तव में एक ही समूह के हैं।

यह विशिष्ट अध्ययन आभूषणों और मिट्टी या रेत के रासायनिक रहस्यों की जांच करता है जिसमें कीमती धातुएं छिपी हो सकती हैं। शोधकर्ता यह देखना चाहते थे कि क्या वे अपने लैब में प्रस्तुत वास्तविक साक्ष्य की तुलना करने के लिए इस हाई-टेक "केमिकल शेफ" का उपयोग कर सकते हैं। उन्होंने चमकदार आभूषणों और दानेदार भूवैज्ञानिक नमूनों को देखा ताकि यह देख सकें कि क्या मशीन उनके बीच सूक्ष्म अंतरों को पकड़ सकती है। बड़ा सवाल यह था: क्या यह विधि बता सकती थी कि क्या दो आभूषण एक ही बैच से आए थे, या क्या रेत के दो ढेर एक ही स्थान से आए थे? उत्तर यह था कि यह विधि नमूनों की तुलना करने और समानताओं को पहचानने के लिए अत्यधिक प्रभावी है, लेकिन एक महत्वपूर्ण मोड़ के साथ: शोधकर्ताओं ने स्पष्ट रूप से चेतावनी दी कि देखे गए अंतरों को किसी विशिष्ट भूवैज्ञानिक स्रोत के स्वतंत्र, निर्णायक प्रमाण के रूप में नहीं माना जाना चाहिए। इसके बजाय, रासायनिक प्रोफाइल समानताओं और संभावित अंतरों की पहचान करने के लिए शक्तिशाली तुलनात्मक विशेषताओं के रूप में कार्य करते हैं, जो पूर्ण स्रोत पहचान का दावा किए बिना सामग्रियों को जोड़ने या अलग करने में मदद करते हैं।

टीम ने वास्तविक साक्ष्य—वास्तविक अंगूठियों, हारों और रेत या मिट्टी के थैलों—को लेकर उन्हें तोड़ने से शुरुआत की। आभूषणों के लिए, उन्होंने छोटे टुकड़े काटे; मिट्टी के लिए, उन्होंने इसे महीन पाउडर में पीस दिया। फिर, उन्होंने एक शक्तिशाली एसिड (जैसे कि एक सुपर-चार्ज्ड क्लीनिंग सॉल्यूशन) के मिश्रण का उपयोग करके सब कुछ एक तरल में घोल दिया। इस तरल को फिर ICP-MS मशीन में डाला गया। मशीन एक अत्यंत संवेदनशील तराजू की तरह कार्य करती थी, जो विभिन्न तत्वों के परमाणुओं को तौलकर यह देखती थी कि प्रत्येक की कितनी मात्रा मौजूद है। उन्होंने "बड़े" तत्वों (मुख्य सामग्री) और "ट्रेस" तत्वों (सूक्ष्म अशुद्धियाँ जो गुप्त हस्ताक्षर के रूप में कार्य करती हैं) की तलाश की।

जब उन्होंने मिट्टी और रेत के नमूनों का विश्लेषण किया, तो उन्हें एक स्पष्ट पैटर्न मिला। ये भूवैज्ञानिक नमूने मुख्य रूप से लोहा, कैल्शियम, मैंगनीज, आर्सेनिक और कोबाल्ट से बने थे। उन्हें एल्युमीनियम, लेड, कॉपर, जिंक, निकल और मोलिब्डेनम की भी कम मात्रा मिली। लेकिन असली खजाने की खोज सोने और चांदी के लिए थी। मशीन इतनी संवेदनशील थी कि वह मिट्टी में 0.005 से 0.34 ग्राम प्रति किलोग्राम की मात्रा में चांदी को ढूंढ सकती थी। सोना और भी कठिन से मिलना था, जो केवल सूक्ष्म मात्रा में दिखा, लगभग 0.00001 से 0.00003 ग्राम प्रति किलोग्राम। इसने साबित कर दिया कि मशीन मिट्टी में कीमती धातुओं के अत्यंत सूक्ष्म अंशों को खोजने में अविश्वसनीय रूप से अच्छी है, जो जासूसों को किसी विशिष्ट खनन स्थल या चोरी हुए अयस्क के ढेर से संदिग्ध को जोड़ने में मदद कर सकती है, बशर्ते कि डेटा का उपयोग तुलना के लिए किया जाए न कि निश्चित स्रोत प्रमाण के रूपas।

सबसे दिलचस्प हिस्सा अध्ययन का वह भाग था जब उन्होंने आभूषणों को देखा। उन्होंने एक ही आभूषण को कई छोटे टुकड़ों में विभाजित किया, और एक ही अंगूठी के विभिन्न हिस्सों का परीक्षण किया। आप उम्मीद कर सकते हैं कि अंगूठी का हर हिस्सा रासायनिक रूप से बिल्कुल एक जैसा होगा। हालांकि, ICP-MS ने एक अलग कहानी बताई। उन्होंने पाया कि अंगूठी एकसमान नहीं थी। कुछ हिस्से, विशेष रूप से आंतरिक डिस्क से, कॉपर, निकल और जिंक से भरपूर "रेसिपी" वाले थे। अन्य हिस्से, जैसे बाहरी रिंग, एक पूरी तरह से अलग "रेसिपी" वाले थे जिसमें क्रोमियम और वैनेडियम की मात्रा बहुत अधिक थी।

यह निष्कर्ष महत्वपूर्ण है क्योंकि यह इस विचार को खारिज करता है कि एक एकल वस्तु हमेशा रासायनिक रूप से पूर्ण होती है। इसके बजाय, यह सुझाव देता है कि अंगूठी संभवतः विभिन्न मिश्र धातुओं (alloys), विभिन्न निर्माण चरणों, या शायद विभिन्न जोड़ने की तकनीकों का उपयोग करके बनाई गई थी। अंतर इसलिए नहीं थे क्योंकि अंगूठी दो अलग-अलग जगहों से आई थी; बल्कि इसलिए थे क्योंकि अंगूठी स्वयं विभिन्न सामग्रियों का एक मिश्रण थी। शोधकर्ताओं ने एक ही वस्तु के भीतर दो मुख्य प्रोफाइल पाए: एक कॉपर-निकेल-जिंक प्रोफाइल और एक क्रोमियम-वैनेडियम प्रोफाइल।

तो, एक जासूस के लिए इसका क्या अर्थ है? इसका मतलब है कि ICP-MS साक्ष्यों की तुलना करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है। यह आपको बता सकता है कि क्या दो नमूने इतने समान हैं कि वे संभवतः एक ही स्रोत से आए हैं, या वे पूरी तरह से अलग हैं। हालांकि, अध्ययन हमें सावधान रहने के लिए भी कहता है। सिर्फ इसलिए कि दो आभूषणों के रासायनिक हस्ताक्षर थोड़े अलग हैं, इसका मतलब यह नहीं है कि वे अलग-अलग कारखानों से आए हैं। वे एक ही वस्तु के अलग-अलग हिस्से हो सकते हैं। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने नोट किया कि मिट्टी और रेत में देखे गए तत्वों के अंतर को किसी विशिष्ट भूवैज्ञानिक स्रोत के निर्णायक प्रमाण के रूप में स्वतंत्र रूप से नहीं समझा जाना चाहिए। सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए, वैज्ञानिकों को कई नमूनों को देखना चाहिए और केवल एक समय में एक संख्या को देखने के बजाय पैटर्न पहचानने के लिए उन्नत कंप्यूटर गणित का उपयोग करना चाहिए।

अंत में, यह पेपर दिखाता है कि हम रसायन विज्ञान का उपयोग करके धातु और मिट्टी के इतिहास को पढ़ सकते हैं। चाहे वह रेत के ढेर में सोने के एक छोटे से कण को ढूंढना हो या यह महसूस करना हो कि एक अकेली अंगूठी दो अलग-अलग धातु रेसिपी से बनी है, ICP-MS हमें उन अदृश्य विवरणों को देखने में मदद करता है जो हमारे साक्ष्य की वास्तविक कहानी बताते हैं। यह एक अनुस्मारक है कि सबसे एकरूप दिखने वाली वस्तुओं में भी, रासायनिक भिन्नता की एक जटिल और आकर्षक दुनिया छिपी होती है जिसकी खोज की जा सकती है।