CZ31852U1 - Pachový snímač pro sběr stop v požářišti - Google Patents

Description

Technické řešení se týká materiálů pro snímání a ukládání pachových stop v požářišti, tj. v místě po požáru (fireground, sceneoffire, Brandstelle), zejména pomocí funkcionalizovaných nanovláken povrchově specificky modifikovaných pro senzitivní kvantitativní i kvalitativní detekci plynných stop v požářišti. Toto řešení je použitelné zejména pro kriminalistickou techniku, ale i pro užití v nejširším možném měřítku.

Dosavadní stav techniky

Citlivá kvantitativní detekce vysublimovaných látek v požářišti je esenciální pro identifikaci zápalné látky. V současné době se detekce provádí především laboratorním rozborem odebraného shořelého materiálu a spolehlivá a specifická in sítu analýza neexistuje. Problémem je senzitivní sběr plynných kontaminant v požářišti pro další laboratorní analýzu. V současné době neexistuje široce akceptovatelný a finančně dostupný způsob, respektive materiál, který by problém specifické detekce a uchovávání plynných kontaminant uspokojivě řešil. Jednoduchý, specifický a široce aplikovatelný způsob detekce a ukládání plynných kontaminant v požářišti tak zůstává nevyřešeným závažným problémem.

Nevýhodou současných přístupů je relativně vysoký detekční limit. Pachová stopa totiž obvykle obsahuje jen velmi malé množství materiálu vhodného pro analýzu, odhaduje se na 10’⁹ až 10 gramu. Koncentrace tohoto množství těkavých látek v malém objemu je tudíž nejen esenciální pro spolehlivou analýzu olfaktronickou metodou, ale zcela zásadní pro olfaktorický přístup. Současně užívané textilie pro zajištění pachových stop se vyznačují tím, že nejsou připravené v pachově čistém prostředí, a tudíž jsou charakterizovány poměrně vysokým pachovým pozadím. Tuto nevýhodu tento užitný vzor řeší, neboť sběrač pachových stop dle tohoto řešení lze jednoduše připravit v pachově čistém prostředí, a to z materiálů s nízkým pachovým pozadím, navíc pachově přesně definovaných.

Další nevýhodou aplikace současných typů sběračů pachových stop je jejich minimální variabilita polarity. Gáza či aplikovaná netkaná textilie zachytí hydrofilní i hydrofobní pachové molekuly na bázi povrchové adheze. Nízké koncentrace vysoce hydrofilních i vysoce hydrofobních molekul pachové stopy však mohou být adorovány ve velmi nízkých koncentracích, které snadno nemusí dosáhnout detekčního limitu. Tyto molekuly však mohou být zásadní pro pachovou identifikaci objektu. Existuje mnoho indicií, které naznačují, že právě tyto chybějící molekuly mohou být příčinnou občasného selhání identifikace objektu psem, což následně vede ke snížení důvěryhodnosti identifikace objektu psem a jeho odmítnutí jako soudního důkazu. I tuto nevýhodu tento užitný vzor řeší, neboť sběrač pachových stop lze jednoduše připravit z materiálů s různou polaritou.

Pachová identifikace slouží ke ztotožnění konkrétní osoby prostřednictvím jím vytvořené pachové stopy. Kriminalistická odorologie zkoumá pachové stopy pomocí analytických přístrojů (tzv. metoda olfaktronická), nebo s využitím zvířat, především psů (tzv. metoda olfaktorická). V současnosti se pachové stopy v policejní praxi zajišťují pomocí netkané textilie Aratex, která je složena ze 75 % z bavlny a 25 % z viskózy. U olfaktorické metody je následně pachový snímač očichán psem, u olfaktronické metody je pak vložen do detekčního přístroje, typicky chromatografu, odkud jsou pachové stopy nosným plynem unášeny do injektoru a ve formě par se dostávají do kolony k analýze.

Podobným způsobem jsou zajišťovány i drobné tekuté stopy. Stopy se nasají do malých polštářků z netkané textilie k pozdější analýze.

Nevýhodou současných přístupů je též analýza pachové stopy, která se typicky provádí ve formě par a plynů, které se zvýšenou teplotou dostávají do kolony plynového chromatografu k analýze. Tento přístup částečně eliminuje vysoké pachové pozadí současně užívaných sběračů pachových stop. Tímto způsobem je ale poměrně značně snížena koncentrace molekul k analýze, která je prakticky omezena na plynovou chromatografii.

- 1 CZ 31852 U1

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení pachového snímače pro sběr stop v požářišti je odběrový systém na bázi funkcionalizováných nanovláken, který je s vysokou citlivostí a specifickou schopen adsorbovat pachové stopy pro další laboratorní analýzu. Jeho výhodou je malá hmotnost, vysoký poměr sběrná plocha verš. hmotnost a jeho úplná rozpustnost. Efektivní povrch nanovlákenných vrstev může být až několik řádů větší než u současného sběrače na bázi mikrovláken. Důsledkem těchto vlastností je dosaženo vysoké účinnosti sběru plynných pachových stop, možnosti aplikace plynové i kapalinové chromatografie pro analýzu látek a rovněž vysokého poměru signál/šum při analýze.

Navrhované řešení umožňuje jednak sběr stop s vysokou citlivostí a specifickou, dále koncentraci pachových molekul v malém objemu a také jejich převedení do polárních i nepolárních rozpouštědel. Předmětné řešení umožní rozpuštění veškerých látek včetně nosiče, a to v různých polárních rozpouštědlech. Tím se jednak zajistí vyšší koncentrace molekul k analýze, dále pak rozšíří aplikace dalších detekčních metod (např. kapalinovou chromatografií), což vede ke snížení detekčního limitu.

Užitný vzor řeší problematiku vytvořením detekčního systému, který je senzitivní, specifický, a přitom cenově velmi dostupný, takže je možné jej široce aplikovat.

Použitá vlákna se vyznačují průměrem několika stovek nanometrů až jednotek mikrometrů, typicky připravené elektrostatickým či odstředivým zvlákňováním syntetického hydrofobního polymeru, typicky polykaprolaktonu. Tato vlákna jsou následně plazmou povrchově modifikována, typicky expozicí v dusíkové či amoniakové plazmě tak, aby na povrchu došlo k indukci aminoskupin, na které je možné následně navázat, byť nespecificky, plynnou kontaminantu. Koncentrace skupin indukovaných expozicí nanovlákna v plazmě pak povede k vytvoření materiálu s různou polaritou povrchu. Takto povrchově modifikovaná nanovlákna budou použita jako vzduchový filtr, který zachytí s vysokou citlivostí různě polární zbytkové molekuly. Možnost expozice nanovlákenného materiálu k definovanému objemu kontaminovaného vzduchu, například ustáleným prouděním po definovanou dobu, umožňuje detekci nejen kvalitativní, ale i kvantitativní.

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Pachový snímač pro sběr stop v požářišti na bázi nanovláken vyrobených z polyvinylalkoholu (PVA) povrchově modifikovaný v podobě plošných útvarů (čtverec, obdélník, kruh, elipsa), přes který je čerpán v definovaném objemu vzduch z požářiště. Plošný útvar je dále charakterizován tím, že jsou na povrchu indukovány aminové skupiny expozicí nanovlákenného útvaru v dusíkové plazmě. Takto indukované skupiny jsou modifikovány linkerem polyetylenglykolem s biotinem (PEG-b linkerem), který je dále modifikován polyklonálními protilátkami proti humánním bílkovinám.

Příklad 2

Pachový snímač vytvořený dle příkladu 1, který je umístěn do detekčního čipu. Detekční čip je připojen do elektrického obvodu a na základě změny svých elektrických vlastností po interakci detekovaných látek v elektrickém obvodě je schopen signalizovat přítomnost detekované látky, „in šitu“.

Příklad 3

Pachový snímač pro sběr stop v požářišti na bázi nanovláken vyrobených z polyvinylalkoholu (PVA) povrchově modifikovaný v podobě plošných útvarů (čtverec, obdélník, kruh, elipsa), přes který je čerpán v definovaném objemu vzduch z požářiště. Plošný útvar je dále charakterizován tím, že jsou na povrchu indukovány aminové skupiny expozicí nanovlákenného útvaru v dusíkové plazmě. Takto indukované skupiny jsou modifikovány linkerem polyetylenglykolem s biotinem

-2CZ 31852 UI (PEG-b linkerem), který je dále modifikován polyklonálními protilátkami proti zvířecím bílkovinám.

Příklad 4

Pachový snímač vytvořený dle příkladu 3, který je umístěn do detekčního čipu. Detekční čip je připojen do elektrického obvodu a na základě změny svých elektrických vlastností po interakci detekovaných látek v elektrickém obvodě je schopen signalizovat přítomnost detekované látky „in sítu“.

Příklad 5

Pachový snímač pro sběr stop v požářišti na bázi nanovláken vyrobených z polyvinylalkoholu (PVA) povrchově modifikovaný v podobě plošných útvarů (čtverec, obdélník, kruh elipsa), a přes který je čerpán v definovaném objemu vzduch z požářiště. Plošný útvar je dále charakterizován tím, že jsou na povrchu indukovány aminové skupiny expozicí nanovlákenného útvaru v amoniakové plazmě. Takto indukované skupiny jsou modifikovány linkerem polyetylenglykolem s biotinem (PEG-b linkerem), který je dále modifikován protilátkou proti humánním bílkovinám.

Příklad 6

Pachový snímač vytvořený dle příkladu 5, který je umístěn do detekčního čipu. Detekční čip je připojen do elektrického obvodu a na základě změny svých elektrických vlastností po interakci detekovaných látek v elektrickém obvodě je schopen signalizovat přítomnost detekované látky „in sítu“.

Příklad 7

Pachový snímač pro sběr stop v požářišti na bázi nanovláken vyrobených z polyvinylalkoholu (PVA) povrchově modifikovaný v podobě plošných útvarů (čtverec, obdélník, kruh, elipsa), a přes který je čerpán v definovaném objemu vzduch z požářiště. Plošný útvar je dále charakterizován tím, že jsou na povrchu indukovány aminové skupiny expozicí nanovlákenného útvaru v amoniakové plazmě. Takto indukované skupiny jsou modifikovány linkerem polyetylenglykolem s biotinem (PEG-b linkerem), který je dále modifikován polyklonálními protilátkami proti zvířecím bílkovinám.

Příklad 8

Pachový snímač vytvořený dle příkladu 7, který je umístěn do detekčního čipu. Detekční čip je připojen do elektrického obvodu a na základě změny svých elektrických vlastností po interakci detekovaných látek v elektrickém obvodě je schopen signalizovat přítomnost detekované látky „in sítu“.

Claims (2)

1. Pachový snímač pro sběr stop v požářišti, vyznačený tím, že je vytvořen na bázi nanovláken vyrobených z polyvinylalkoholu povrchově modifikovaných v podobě plošných útvarů, např. čtverec, obdélník, kruh, elipsa, s tím, že plošné útvary jsou na povrchu indukovány aminoskupinami expozicí nanovlákenného útvaru v plynné plazmě, a jsou dále modifikovány linkerem polyetylenglykolem s biotinem, který je dále modifikován polyklonálními protilátkami proti humánním bílkovinám.

2. Pachový snímač pro sběr stop v požářišti, vyznačený tím, že je vytvořen na bázi nanovláken vyrobených z polyvinylalkoholu povrchově modifikovaných v podobě plošných útvarů, např. čtverec, obdélník, kruh, elipsa, s tím, že plošné útvary jsou na povrchu indukovány

-3CZ 31852 Ul aminoskupinami expozicí nanovlákenného útvaru v plynné plazmě, a jsou dále modifikovány linkerem polyetylenglykolem s biotinem, který je dále modifikován polyklonálními protilátkami proti zvířecím bílkovinám.