KR102095784B1 - Apparatus and method for identifying forensic evidences by using microarray mutiple samples and secondary ion mass spectrometry - Google Patents

Apparatus and method for identifying forensic evidences by using microarray mutiple samples and secondary ion mass spectrometry Download PDF

Info

Publication number
KR102095784B1
KR102095784B1 KR1020190049045A KR20190049045A KR102095784B1 KR 102095784 B1 KR102095784 B1 KR 102095784B1 KR 1020190049045 A KR1020190049045 A KR 1020190049045A KR 20190049045 A KR20190049045 A KR 20190049045A KR 102095784 B1 KR102095784 B1 KR 102095784B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
evidence
mass spectrum
ion
target
peaks
Prior art date
Application number
KR1020190049045A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이연희
이강봉
김선희
장윤정
Original Assignee
한국과학기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020190049045A priority Critical patent/KR102095784B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102095784B1 publication Critical patent/KR102095784B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for identifying an evidence for identifying a matter remaining in the evidence. According to the embodiment of the present invention, the method for identifying an evidence for identifying a matter remaining in the evidence includes: a step of arranging one or more reference samples and an object evidence obtained from the evidence on a sample table; a step of covering the object evidence and the one or more reference samples at the same time and fixing a metal microarray cover having a plurality of holes onto the sample table; a step of generating an ion image and mass spectrum about the one or more reference samples and the object evidence by using a secondary ion mass spectrometry; a step of generating a peak list comprising peaks of a predetermined ion level or greater based on the mass spectrum; a step of regenerating an ion image mapping about the peaks included in the peak list; and a step of determining identity of the one or more reference samples and the object evidence by comparing ion image patterns. The method for identifying an evidence for identifying a matter remaining in the evidence allows a user to easily compare an object evidence and reference samples at once.

Description

다수표본 마이크로어레이 및 이차이온질량분석기를 이용한 법과학 증거물 감식방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR IDENTIFYING FORENSIC EVIDENCES BY USING MICROARRAY MUTIPLE SAMPLES AND SECONDARY ION MASS SPECTROMETRY}Method and apparatus for identification of forensic science evidence using a multi-sample microarray and a secondary ion mass spectrometer.

본 발명은 다수표본 마이크로어레이 및 이차이온 질량분석기(Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS)를 이용한 법과학 증거물 감식방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상증거물과 유사한 기준시료를 하나의 마이크로어레이로 구성하면서 대면적 이온이미지 매핑을 통해 법과학 증거물을 쉽고 빠르게 식별하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for recognizing forensic science evidence using a multi-sample microarray and a secondary ion mass spectrometry (SIMS), and more specifically, while configuring a reference sample similar to the target evidence as one microarray. It is about how to quickly and easily identify forensic scientific evidence through large-area ion image mapping.

과학수사란 물리, 의학, 심리, 화학과 같은 과학 분야의 전문지식과 장비를 이용하는 체계적이고 합리적인 수사방법을 의미한다. 과학수사는 경험 및 육감에 기초한 주관적 판단과 추리에 의하는 것이 아니라, 현대의 발전된 과학지식과 숙달된 기술, 조직적인 자료와 시설을 이용한 합리적이고 객관적인 판단을 필요로 한다. 또한, 과학수사는 증거위주의 범죄사실 증명을 엄격히 충족시킴으로써 법관 및 수사 관계자의 합리적, 과학적 심증형성에 결정적 역할을 한다. 최근에는 강력범죄는 물론 유해식품, 환경오염, 약화사고, 마약사범, 교통사고, 화재 및 문서변조 등의 범죄가 다양화되고 흉포화, 지능화되고 있어, 국가적인 차원의 범죄 감식 및 사고 예방을 위한 첨단 분석기술 개발이 필요한 실정이다. Forensic investigation means a systematic and rational investigation method using expertise and equipment in the scientific fields such as physics, medicine, psychology, and chemistry. Forensic investigation does not rely on subjective judgment and reasoning based on experience and intuition, but requires rational and objective judgment using modern advanced scientific knowledge, mastery of technology, and organizational data and facilities. In addition, forensic investigations play a decisive role in the rational and scientific psychological formation of judges and investigators by strictly meeting evidence-based evidence of crime. Recently, as well as violent crimes, crimes such as harmful food, environmental pollution, weakening accidents, drug crimes, traffic accidents, fire and document alteration have been diversified, vicious, and intelligent, to prevent crimes and prevent accidents at the national level. It is necessary to develop advanced analytical technology.

범죄 사건현장의 증거물을 대상으로 한 법과학적 실험의 결과는 사건 수사에서 범죄 현장을 분석하고, 사건을 해결하는데 있어서 중요한 역할을 한다. 최근 수사과정에서 법과학 분야의 DNA 분석을 통한 개인식별 외에도, 범인으로부터 유래된 흔적증거물 등으로부터 중요한 정보를 획득하는 사례가 늘고 있다.The results of forensic experiments on evidence at crime scenes play an important role in analyzing crime scenes and resolving cases in case investigations. Recently, in the investigation process, in addition to personal identification through DNA analysis in the field of forensic science, there are increasing cases of obtaining important information from trace evidence derived from criminals.

범죄 현장에서 발견되는 유리컵, 거울, 유리창, 휴지, 종이, 의류, 침대시트, 이불보 등에 남아 있는 혈액, 타액 등의 인체 유류물, 립스틱, 매니큐어, 파운데이션, 핸드크림 등의 각종 화장품류, 잉크류, 기름류, 특수약품, 오염물질 등의 다양한 증거물을 분석하고 확인하는 것은 매우 중요한 단서가 된다.Glassware, mirrors, glass windows, tissues, paper, clothing, bed sheets, futons, and other human oils such as blood, saliva, lipsticks, nail polish, foundations, and hand creams. It is a very important clue to analyze and confirm various evidences such as oil, special chemicals, and pollutants.

이러한 범죄 현장의 증거물을 분석하는 방법으로 파괴적인 분석방법과 비파괴적인 분석방법이 있다. 파괴분석법인 화학분석을 위해 HPLC(high Performance Liquid Chromatography), TLC(Thin Layer Chromatography), GC/MS(Gas Chromatography/Mass Spectrometry)와 같은 장비가 사용될 수 있다. 그러나, 범죄수사의 경우에는 물리적인 증거물을 남겨두어야 하므로 파괴적인 분석법은 제한적일 수 밖에 없다. 추후의 증거자료를 위해 증거물을 남겨놓아야 하기 때문에 증거물의 아주 미세한 양에 대한 비파괴 분석이 더 바람직하다고 할 수 있다. There are destructive analysis methods and non-destructive analysis methods to analyze the evidence at the crime scene. Equipment such as high performance liquid chromatography (HPLC), thin layer chromatography (TLC), and gas chromatography (mass spectrometry) (GC / MS) may be used for chemical analysis, which is a fracture analysis method. However, in the case of criminal investigations, physical evidence must be left, so destructive analysis methods are bound to be limited. It can be said that nondestructive analysis of a very small amount of evidence is more desirable because the evidence must be left for future evidence.

광학현미경은 범죄증거에서 사용되는 가장 중요한 비파괴 분석법 중 하나이다. 그러나, 광학현미경은 화학 성분에 대한 정보를 제공해 주지 못하며, 아주 미세한 부분에 대한 관찰이나 비교에는 제한적이다. FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectrometry), Raman 분광계(Raman Spectrometry) 등의 방법으로 범죄 현장 증거물의 표면에 묻은 일부 성분을 분석할 수 있다. 그러나, 이러한 분석법은 분자의 일부 구조 및 작용기를 파악하는데 제한되고 혼합물의 경우 명확한 결과를 도출할 수 없을 뿐만 아니라, 측정영역이 크므로 증거물 내 미세한 영역을 측정해야 하는 경우 문제가 되어 범죄 현장의 증거물에 묻어 있는 성분의 동일성 여부를 정밀하게 감식하는데 한계가 있다.Optical microscopy is one of the most important non-destructive methods used in crime evidence. However, the optical microscope does not provide information about the chemical composition, and is limited for observation and comparison of very small parts. Some components on the surface of crime scene evidence can be analyzed by methods such as Fourier Transform Infrared Spectrometry (FT-IR) and Raman Spectrometry. However, these assays are limited to understanding some structures and functional groups of molecules, and in the case of mixtures, they are not able to produce clear results, and because the measurement area is large, it becomes a problem when it is necessary to measure a small area in the evidence, which is a crime scene evidence. There is a limit to precisely discerning the identity of the components on the surface.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 범죄 현장에서 수거된 법과학 증거물에 존재하는 물질의 분석을 위해 마이크로어레이 및 이차이온 질량분석기를 이용하여 그 동일성 여부를 감식하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art described above, and a method for recognizing whether the identity is identified by using a microarray and a secondary ion mass spectrometer for analysis of a substance present in forensic science evidence collected at a crime scene It aims to provide.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 증거물에 잔류하는 물질을 감식하기 위한 흔적증거물 감식방법으로서, 상기 증거물로부터 획득된 대상증거물과 하나 이상의 기준시료가 시료대에 배치되는 단계, 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료를 동시에 덮고, 복수 개의 구멍을 포함하는 금속 마이크로어레이 커버가 상기 시료대 위에 고정되는 단계, 이차이온 질량분석기(Secondary Ion Mass Spectrometry)를 이용하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료에 대하여 이온이미지 및 질량스펙트럼을 생성하는 단계, 상기 질량스펙트럼으로부터 특정 이온세기 이상의 피크들로 구성된 피크목록을 생성하는 단계, 상기 피크목록에 포함된 피크들에 대한 이온이미지 매핑을 재생성하는 단계, 및 이온이미지 패턴을 비교하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 동일성을 판단하는 단계를 포함한 흔적증거물 감식방법이 제공된다.In order to achieve the object of the present invention described above, according to an aspect of the present invention, as a trace evidence identification method for recognizing a substance remaining in the evidence, the target evidence obtained from the evidence and at least one reference sample to the sample stand The step of being arranged, covering the object evidence and the one or more reference samples at the same time, and fixing a metal microarray cover including a plurality of holes on the sample table, using a secondary ion mass spectrometry, Generating an ion image and a mass spectrum for the target evidence and the one or more reference samples, generating a peak list consisting of peaks having a specific ionic strength or higher from the mass spectrum, and ions for peaks included in the peak list Regenerating the image mapping, and comparing the ion image pattern Provided is a method for recognizing trace evidence, including determining the identity of the subject evidence and the one or more reference samples.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이온이미지 내에서 관심영역(ROI)에 대한 질량스펙트럼을 재구성하는 단계, 상기 재구성된 질량스펙트럼으로부터 특정 이온세기 이상의 피크들을 비교하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 동일성을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, reconstructing a mass spectrum for a region of interest (ROI) in the ion image, comparing peaks of a specific ion intensity or higher from the reconstructed mass spectrum to compare the target evidence and the one or more criteria The method may further include determining the identity of the sample.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 마이크로어레이 커버의 복수 개의 구멍은 모두 동일한 모양 및 크기를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the plurality of holes of the metal microarray cover may all have the same shape and size.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 마이크로어레이 커버의 복수 개의 구멍은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형, 별모양 중 어느 하나의 모양을 갖고, 50 내지 500㎛ 사이의 지름 크기를 가질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the plurality of holes of the metal microarray cover has a shape of any one of a circle, an oval, a square, a triangle, and a star, and may have a diameter size between 50 and 500 μm.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이온이미지 및 질량스펙트럼을 생성하는 단계는, 상기 이차이온 질량분석기로 상기 금속 마이크로어레이 커버로 덮인 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 전체 영역에 일차이온을 충돌시켜 동시에 상기 전체 영역의 이온이미지와 질량스펙트럼을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of generating the ion image and the mass spectrum includes primary ions in the entire area of the target evidence covered by the metal microarray cover and the one or more reference samples with the secondary ion mass spectrometer. And simultaneously measuring the ion image and mass spectrum of the entire region by colliding.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 대상증거물은 종이, 휴지, 직물, 유리, 플라스틱에 묻어있는 화장품류, 기름류, 마약류, 잉크류, 특수약품류, 오염물질류 중 어느 하나로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the object evidence may be composed of any one of cosmetics, oils, drugs, inks, special drugs, and contaminants on paper, tissue, fabric, glass, and plastic.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속 마이크로어레이 커버는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 구리, 타이타늄, 금, 은 중 하나 이상으로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the metal microarray cover may be made of one or more of stainless steel, aluminum, copper, titanium, gold, and silver.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 피크목록은 상대적인 이온세기가 100 counts/sec 이상인 임의의 값을 하한(lower bound)으로 하는 피크들로 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the peak list may be composed of peaks having a lower bound (arbitrary value) of any value having a relative ionic strength of 100 counts / sec or more.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 증거물에 잔류하는 물질을 감식하기 위한 흔적증거물 감식장치로서, 상기 증거물로부터 획득된 대상증거물과 하나 이상의 기준시료가 배치되는 시료대, 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료를 동시에 덮고, 상기 시료대 위에 고정되는 복수 개의 구멍을 포함하는 금속 마이크로어레이 커버, 상기 금속 마이크로어레이 커버로 덮인 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료에 대하여 이온이미지 및 질량스펙트럼을 생성하는 이차이온 질량분석기, 및 상기 이차이온 질량분석기를 제어하는 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 질량스펙트럼으로부터 특정 이온세기 이상의 피크들로 구성된 피크목록을 생성하고, 상기 피크목록에 포함된 피크들에 대한 이온이미지 매핑을 재생성하고, 이온이미지 패턴을 비교하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 동일성을 판단하는, 흔적증거물 감식장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, as a trace evidence recognizing apparatus for recognizing a substance remaining in an evidence, a sample stand in which an object evidence obtained from the evidence and one or more reference samples are disposed, the object evidence and the one or more criteria A secondary ion that simultaneously covers a sample and includes a metal microarray cover including a plurality of holes fixed on the sample table, an ion image and a mass spectrum of the target evidence covered by the metal microarray cover and the one or more reference samples A mass spectrometer, and one or more processors controlling the secondary ion mass spectrometer, wherein the one or more processors generate a peak list consisting of peaks having a specific ion intensity or higher from the mass spectrum, and the peaks included in the peak list Ion image mapping Regenerated, and is compared to the ion image pattern for determining the target evidence the identity of the one or more reference samples, forensic evidence trail is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 이온이미지 내에서 관심영역(ROI)에 대한 질량스펙트럼을 재구성하고, 상기 재구성된 질량스펙트럼으로부터 특정 이온세기 이상의 피크들을 비교하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 동일성을 판단할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the one or more processors reconstruct the mass spectrum for a region of interest (ROI) in the ion image, and compare the peaks of a specific ionic strength or higher from the reconstructed mass spectrum to obtain the subject evidence. And the identity of the one or more reference samples.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이차이온 질량분석기는, 상기 금속 마이크로어레이 커버로 덮인 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 전체 영역에 일차이온을 충돌시켜 동시에 상기 전체 영역의 이온이미지와 질량스펙트럼을 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the secondary ion mass spectrometer collides primary ions into the entire area of the at least one reference sample and the target evidence covered with the metal microarray cover, and simultaneously the ion image and mass of the entire area. Spectra can be measured.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 마이크로어레이와 이차이온 질량분석 이미지를 이용한 법과학 증거물의 감식 방법은 대상증거물과 유사한 기준시료군을 동시에 시료대에 위치시켜, 대상증거물과 기준시료군을 한번에 손쉽게 비교할 수 있는 식별 방법을 제공한다. 또한, 대상증거물과 기준시료군이 위치된 시료대를 복수 개의 구멍을 가진 마이크로어레이 커버로 덮어 고정하여 동일 장비조건에서 하나의 대면적 이미지를 생성하므로, 장비와 실험조건, 측정시기에 따른 오차를 최소화시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 대상증거물과 기준시료의 측정을 마이크로어레이 구멍에 따라 복수 개를 측정하여 실험의 재현성을 한번에 확인할 수 있으며, 대상증거물과 다수의 기준시료들에 대해 한번의 이미지 측정으로 데이터를 획득하여 각각에 대해 여러번 측정하는 종래 방법에 비해 간편하며 짧은 시간에 한번의 측정으로 데이터 획득이 가능하다. 이를 통해, 본 발명에서 제안하는 기술은 현장증거물, 위조문서, 마약, 위작감정, 차량페인트, 특수약품, 환경오염물질 측정 등에도 유용하게 활용될 수 있다. The method for recognizing forensic science evidence using a microarray and a secondary ion mass spectrometry image according to various embodiments of the present invention simultaneously compares the target evidence and the reference sample group at the same time by placing the reference sample groups similar to the target evidence on the sample table at the same time. It provides a method of identification. In addition, the sample stand where the target evidence and the reference sample group are located is covered and fixed with a microarray cover with a plurality of holes to generate a single large-area image under the same equipment conditions. Can be minimized. In addition, it is possible to confirm the reproducibility of the experiment at a time by measuring a plurality of the subject evidence and the reference sample along the microarray hole, and acquire data by measuring the image of the target evidence and multiple reference samples with one image. Compared to the conventional method for measuring multiple times, it is possible to acquire data with a single measurement in a short time. Through this, the technology proposed in the present invention can be usefully applied to on-site evidence, counterfeit documents, drugs, false emotions, vehicle paint, special drugs, and environmental pollutant measurement.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 법과학 증거물에 존재하는 물질 감식방법의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 법과학 증거물에 존재하는 물질 감식방법의 흐름도를 도시한다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 여러 종류의 대상증거물과 기준시료군을 덮기 위한 금속 마이크로어레이 커버와 시료대 전체의 크기에 맞는 마이크로어레이 커버의 구조도를 각각 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 모양의 구멍을 가진 마이크로어레이 커버 예를 도시한다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상증거물과 기준시료군의 모식도와 실제 시료 예를 각각 도시한다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5와 같이 준비된 시료를 마이크로어레이 커버로 고정한 후 얻어진, SIMS 양이온 모드의 총이온 세기에 대한 이미지와 전체 질량스펙트럼을 각각 도시한다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SIMS 양이온 모드의 피크목록과 피크들에 대한 이미지 매핑을 각각 도시한다.
도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5와 같이 준비된 시료를 마이크로어레이 커버로 고정한 후 얻어진, SIMS 음이온 모드의 총이온 세기에 대한 이미지와 전체 질량스펙트럼을 각각 도시한다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SIMS 음이온 모드의 피크목록과 피크들에 대한 이미지 매핑을 각각 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상증거물과 기준시료군의 특정이온들에 대한 SIMS 이온이미지 매핑과 동일성판단 예를 도시한다.
도 11a 및 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택영역의 양이온 모드와 음이온 모드에서 질량스펙트럼을 재구성하여 비교분석한 각각의 질량스펙트럼을 도시한다.1 shows a conceptual diagram of a substance identification method present in forensic science evidence according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a substance identification method present in forensic science evidence according to an embodiment of the present invention.
3A and 3B show structural diagrams of a metal microarray cover for covering various types of object evidence and a reference sample group and a microarray cover suitable for the size of the entire sample table, respectively, according to an embodiment of the present invention.
4 shows an example of a microarray cover having various shapes of holes according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B show schematic diagrams and actual sample examples of the target evidence and the reference sample group according to an embodiment of the present invention, respectively.
6A and 6B show images of the total ionic strength and total mass spectrum of SIMS cation mode obtained after fixing a sample prepared as shown in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention with a microarray cover, respectively.
7A and 7B show image mapping for peak lists and peaks in SIMS cation mode, respectively, according to an embodiment of the present invention.
8A and 8B show images and total mass spectrums of SIMS anion mode total ion intensity obtained after fixing the sample prepared as in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention with a microarray cover.
9A and 9B respectively show image mapping for peaks and peaks in the SIMS negative ion mode according to an embodiment of the present invention.
10 shows an example of SIMS ion image mapping and identity determination for specific ions of a target sample and a reference sample group according to an embodiment of the present invention.
11A and 11B show mass spectra of comparative analysis by reconstructing a mass spectrum in a cation mode and an anion mode of a selective region according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 법과학 증거물을 마이크로어레이를 이용하여 이차이온 질량분석기의 이미지를 동시에 측정하고 식별하는 감식방법에 관한 것이다. 특히, 본 명세서에서는 화장품류 대상증거물과 그와 유사한 기준시료군을 하나의 마이크로어레이로 고정하여 동시에 대면적 이미지 매핑을 하여 범죄증거물을 식별하는 방법을 예를 들어 설명하나, 반드시 화장품류에만 한정되는 것은 아니며, 다양한 흔적증거물에서 검출될 수 있는 여러 가지 물질 (예: 화약류, 마약류, 특수약품, 잉크류, 기름류, 오염물질류 등)에 대한 감식방법으로 활용될 수 있다.The present invention relates to an identification method for simultaneously measuring and identifying images of a secondary ion mass spectrometer using a microarray for various forensic science evidence. Particularly, in this specification, a method for identifying crime evidence by simultaneously mapping a large-area image by fixing a target object for cosmetics and a similar reference sample group with one microarray at the same time is described, but it is limited to cosmetics only. It can be used as an identification method for various substances (eg, explosives, drugs, special drugs, inks, oils, pollutants, etc.) that can be detected in various trace evidence.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들은 단지 설명을 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention disclosed in the text are exemplified for illustrative purposes only, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments described in the text.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들은 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.The present invention can be variously modified and have various forms, and the embodiments are not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include.

범죄 현장에서 발견되는 다양한 증거물을 분석하고 확인하는 것은 매우 중요한 단서가 된다. 범죄 현장의 증거물을 분석하는 방법에는 파괴적인 분석방법과 비파괴적인 분석방법이 있다. 파괴분석법인 화학분석을 위한 방법은 추후의 증거자료를 위해 증거물을 남겨놓아야 할 필요성으로 인해 그 사용이 지극히 제한적이다. 또한, 종래의 비파괴적인 분석방법으로 광학현미경 등이 사용되었으나, 화학 성분에 대한 많은 정보를 얻을 수 없어 정밀 감식에 한계를 가지고 있었다. Analyzing and confirming the various evidence found at the crime scene is a very important clue. There are destructive and non-destructive methods of analyzing evidence at crime scenes. The method for chemical analysis, a destructive analysis method, is extremely limited in use due to the need to leave evidence for future evidence. In addition, although an optical microscope or the like was used as a conventional non-destructive analysis method, there was a limitation in precision identification because many information about chemical components could not be obtained.

이를 극복하기 위해 흔적증거물의 미세영역의 성분에 대한 보다 과학적이고 객관적인 분석법이 연구되어 왔으며, 특히 비행시간형 이차이온 질량분석기(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry, ToF-SIMS) 스펙트럼 측정방법은 증거물을 보존할 수 있는 비파괴 분석방법인 동시에 증거물에 있는 중요한 유기, 무기 성분에 대한 정보를 얻을 수 있다. 그러나, ToF-SIMS 질량스펙트럼에 포함된 크고 작은 모든 피크들을 확인하거나 비교하여야 하는데 대상시료에 대하여 매번 질량스펙트럼을 측정하고 해석해서 확인하는 방법은 많은 시간이 소요되고, 스펙트럼 비교시 피크의 이온세기가 일정하지 않아 오차를 포함하기 쉽다는 문제가 있다. 특히, 동일한 실험조건과 측정조건에서 측정하지 않으면 이온세기에 많은 차이를 나타내어 동일 물질을 확인하는데 어려움이 있다.To overcome this, a more scientific and objective analysis method for the components of the micro-regions of trace evidence has been studied, and in particular, the time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) spectrum measurement method provides evidence. It is a non-destructive analysis method that can be preserved, while also providing information on important organic and inorganic components in the evidence. However, it is necessary to check or compare all the peaks of the large and small peaks included in the ToF-SIMS mass spectrum.However, it is time consuming to measure and analyze the mass spectrum of the target sample every time. There is a problem that it is easy to include an error because it is not constant. In particular, it is difficult to identify the same substance by showing a large difference in ionic strength unless measured under the same experimental and measurement conditions.

따라서, 본 발명은 범죄 현장에서 발견되는 법과학 증거물을 종류에 따라 기준시료군과 함께 마이크로어레이를 만들어 동시에 SIMS 이미지를 측정하여 감식하는 방법을 제안한다.Accordingly, the present invention proposes a method of making a microarray with a reference sample group and measuring SIMS images at the same time to make forensic evidence found in a crime scene according to the type.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 법과학 증거물의 감식방법은 유사한 물질류를 확보하여 기준시료로 삼고 대상증거물을 확인하기 위하여 마이크로어레이 커버를 덮고 동시에 총 이온 이미지와 전체 질량스펙트럼을 측정하여 감식함으로써, 대상증거물의 성분을 알지 못하여도 비교 분석할 수 있고 같은 실험조건에서 이미지를 얻으므로 실험적, 장비적 오차를 최소한으로 줄일 수 있다. 또한, 복수 개의 기준시료와 대상증거물을 동시에 대면적 이미지 매핑을 하여 짧은 시간 내에 신속하게 이미지를 비교 분석하고 대상증거물을 확인할 수 있다.In particular, in the method for recognizing forensic science evidence according to an embodiment of the present invention, a similar material is secured and used as a reference sample, and the microarray cover is covered to identify the target evidence, and at the same time, the total ion image and the entire mass spectrum are measured and subtracted However, it is possible to perform comparative analysis without knowing the composition of the subject evidence and to obtain an image under the same experimental conditions, thereby reducing the experimental and equipment errors to a minimum. In addition, it is possible to quickly compare and analyze images in a short time and confirm the target evidence by mapping a plurality of reference samples and the target evidence at the same time.

본 발명에서 제안하는 이미지 매핑 방법은, 대상증거물과 유사한 종류의 시료들을 기준시료로 사용하여 시편을 만든 후 마이크로어레이 커버로 덮어 일정 영역이 노출되도록 하고 SIMS 이미지 매핑을 통하여 같은 이미지 패턴을 갖는 기준시료를 찾아내는 방법으로 대상증거물을 구별할 수 있다. 한번 측정한 이온이미지에서 특정 이온들을 선택할 수 있고, 이미지의 밝기를 이용하여 동일성을 확인하고 유사여부를 신속하게 판별할 수 있다.The image mapping method proposed in the present invention uses a sample of a kind similar to the target evidence as a reference sample to make a specimen and then covers it with a microarray cover so that a certain area is exposed and a reference sample having the same image pattern through SIMS image mapping Target evidence can be distinguished by finding. Specific ions can be selected from the ion image measured once, and the identity of the image can be checked using the brightness of the image and the similarity can be quickly determined.

본 발명은 법과학 증거물과 기준시료들을 동시에 이미지 매핑하고 특정이온들에 대하여 동일한 이미지 패턴을 확인하여, 복잡한 성분들을 직접 확인해야 하는 오랜 시간의 분석 절차없이 한번의 이미지 측정을 통하여 범죄 현장에서 수거되는 다앙? 법과학 증거물에 대하여 신속하고 재현성 있는, 즉 오차 범위를 줄인 감식 방법으로 범죄 수사 과학화에 기여할 수 있다.In the present invention, forensic science evidence and reference samples are simultaneously mapped and the same image pattern is identified for specific ions, and the collection is performed at a crime scene through a single image measurement without a long time analysis procedure that requires direct identification of complex components. ? Rapid and reproducible, or reduced, error-sensitizing methods for forensic evidence can contribute to the scientific investigation of crime.

이하, 도 1 내지 도 11의 다양한 실시예들을 참조하여 본 발명에서 제안하는 법과학 증거물의 감식을 위한 대상증거물 및 기준시료군의 준비방법 및 SIMS 이미지 매핑 방법을 설명한다. Hereinafter, a method of preparing a target evidence and a reference sample group for identification of forensic science evidence proposed by the present invention and a SIMS image mapping method will be described with reference to various embodiments of FIGS. 1 to 11.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 법과학 증거물에 존재하는 물질 감식방법의 개념도를 도시한다. 다시 말해, 대상증거물과 기준시료군의 시료준비 방법과 마이크로어레이를 이용한 증거물에 존재하는 물질의 SIMS 이미지 매핑으로부터 증거물에 존재하는 물질을 분별하는 방법의 흐름이 개략적으로 도시된다. 1 shows a conceptual diagram of a substance identification method present in forensic science evidence according to an embodiment of the present invention. In other words, the flow of the method of classifying the substances present in the evidence from the SIMS image mapping of the substances present in the evidence using the sample preparation method and the microarray of the target evidence and the reference sample group is schematically illustrated.

이와 같은, 감식 과정은 법과학 증거물 감식장치에 의해 실행될 수 있다. 법과학 증거물 감식장치는 시료대(10), 시료대(10) 위를 덮는 마이크로어레이 커버(20) 및 이차이온 질량분석기(SIMS)를 구비하고, SIMS 이미지의 동일성을 분석하고 ROI 등 설정을 처리하는 하나 이상의 프로세서와, 분석결과를 표시하는 디스플레이(예를 들어, LCD, LED 디스플레이, 터치패널 등)를 포함할 수 있다. 후술하는 감식 과정의 각 단계는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 제어될 수 있다. This identification process can be performed by a forensic science evidence identification device. The forensic science evidence identification device includes a sample stand 10, a microarray cover 20 covering the sample stand 10, and a secondary ion mass spectrometer (SIMS), which analyzes the identity of SIMS images and processes settings such as ROI. It may include one or more processors and a display (eg, LCD, LED display, touch panel, etc.) for displaying the analysis results. Each step of the identification process described below may be controlled by the one or more processors.

먼저, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 범죄 현장에서 발견되는 법과학 증거물(101)이 수거되고, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 증거물(101)과 유사한 기준시료군(103)을 준비한 후, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, SIMS 시료대(10) 위에 일정하게 증거물(101)과 복수의 기준시료들(103)이 동시에 위치된다. 그 다음, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 일정한 모양으로 구멍이 뚫린 마이크로어레이 커버(20)를 이용하여 시료대(10) 위에 위치시킨 증거물(101)과 기준시료들(103)을 덮어 고정될 수 있다. 이때, 나사와 같은 고정 부재를 이용하여 마이크로어레이 커버(20)를 시료대(10)에 고정시킬 수 있다. 그 후, 도 1의 (e)에 도시된 바와 같이 SIMS로 동시에 증거물(101)과 기준시료들(103)의 대면적 이온 이미지(111, 113)를 측정한다. 도 1의 (f)에 도시된 바와 같이, 구체적인 확인을 위해 일정세기 이상의 피크들을 선택하여 각 이온별로 이온 이미지를 재구성한다. 예를 들어, 상대적인 이온세기가 100 counts/sec 이상의 임의의 값을 하한(lower bound)로 하는 피크들이 선택될 수 있다. 도 1의 (g)에 도시된 바와 같이, 특정 이온에 대한 이미지 밝기와 이미지 패턴을 통하여 대상증거물 이미지(121)와 기준시료군 이미지(123)를 비교하고 검색하여 법과학 증거물에 존재하는 물질을 분별할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 (g)를 참조하면, 기준시료 1 내지 4에 대한 기준시료 이미지(123-1 내지 123-4)에 대해 대상증거물 이미지(121)는 기준시료 2 이미지(123-2)와 유사함을 확인할 수 있고, 대상 증거물이 해당 시료 물질인 것으로 비교 분석할 수 있다. 필요에 따라, 관심영역(ROI)을 선택하여 추가적으로 동일성을 확인하고 증거물을 더욱 구체적인 성분으로 확정할 수 있다.First, as shown in FIG. 1 (a), forensic science evidence 101 found at a crime scene is collected, and a reference sample group 103 similar to the evidence 101 as shown in FIG. 1 (b) After preparing the, as shown in Figure 1 (c), the SIMS sample stand 10, a constant evidence 101 and a plurality of reference samples 103 are located at the same time. Subsequently, as shown in FIG. 1 (d), the evidence 101 and the reference samples 103 placed on the sample stand 10 are covered using a microarray cover 20 drilled in a predetermined shape. Can be fixed. At this time, the microarray cover 20 may be fixed to the sample stand 10 using a fixing member such as a screw. Thereafter, as shown in FIG. 1E, SIMS simultaneously measure large-area ion images 111 and 113 of the evidence 101 and the reference samples 103. As shown in (f) of FIG. 1, for specific confirmation, peaks having a predetermined intensity or more are selected to reconstruct an ion image for each ion. For example, peaks whose relative ionic strength is lower than any count of 100 counts / sec or lower can be selected. As shown in (g) of FIG. 1, the target evidence image 121 and the reference sample image 123 are compared and searched through image brightness and image patterns for a specific ion to discriminate substances present in forensic science evidence. You can. For example, referring to (g) of FIG. 1, for the reference sample images 123-1 to 123-4 for the reference samples 1 to 4, the target evidence image 121 is the reference sample 2 image (123-2) ), And the target evidence is a corresponding sample material. If necessary, the region of interest (ROI) can be selected to further confirm the identity and confirm the evidence as a more specific component.

이때, 대상증거물(101)과 비교하는 기준시료들(103)은 육안으로 구별되는 정도에서 유사한 용품들로 결정하여 동일한 조건하에서 동일한 크기의 이온이미지를 동시에 얻도록 할 수 있다. 동일한 실험조건이라도 측정 시간이 달라짐에 따른 장비조건의 차이와 이에 따라 발생하는 오차를 최소한으로 줄일 수 있으며, 동일한 크기의 이미지를 얻음으로써 각 시료의 차이를 쉽게 구별할 수 있도록 한다. 또한, 일정한 크기 이상의 이온세기를 갖는 피크들에 대한 이온 이미지 패턴을 비교함으로써, 한번의 실험으로 빠른 시간 내에 대상증거물의 물질을 기준시료들과 비교하여 확인할 수 있다. 본 실시예에서 화장품(예를 들어, 립스틱, 매니큐어 등)의 이온이미지를 측정하여 특정 이미지와 이미지 패턴을 비교하는 것으로 예를 들었으나, 화장품 이외의 다른 흔적증거물의 경우에도 이온이미지를 측정하여 종류별로 다양한 물질에 제한 없이 적용할 수 있다.At this time, the reference samples 103 to be compared with the object evidence 101 can be determined by similar articles at a degree distinguished by the naked eye to obtain an ion image of the same size at the same time under the same conditions. Even under the same experimental conditions, the difference in equipment conditions due to the change in the measurement time and the error caused by it can be reduced to a minimum, and it is easy to distinguish the difference between each sample by obtaining the same size image. In addition, by comparing the ion image pattern for peaks having an ionic strength of a certain size or more, it is possible to quickly confirm the material of the target evidence in comparison with the reference samples in a single experiment. In this embodiment, it is exemplified to compare an image pattern with a specific image by measuring the ion image of a cosmetic product (for example, lipstick, nail polish, etc.). Therefore, it can be applied to various materials without limitation.

SIMS 질량스펙트럼은 시료의 표면을 수 keV - 수십 keV 에너지를 가진 일차이온을 조사하여 시료표면으로부터 방출되는 여러 가지 이차이온들을 검출기에서 측정한 후, 단위 전하당 질량에 따라 이온세기를 얻는다. SIMS 질량스펙트럼으로부터 시료 표면을 구성하고 있는 무기원소와 유기성분의 분자이온과 토막이온에 대한 정보를 얻을 수 있고, 표면성분을 확인할 수 있다. 또한, 일정영역을 일차이온 빔으로 스캔하여 각 픽셀당 발생하는 이차이온들의 세기를 측정하여 이온이미지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 대상증거물과 기준시료군의 이온이미지 영역은 10 내지 500㎛ 사이의 범위이고, 무기원소, 용매, 유기화합물, 고분자, 오일, 왁스, 천연화합물 중 하나 이상에서 기인한 이차이온에 의해 이미지를 나타낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 이차이온 질량분석기로 금속 마이크로어레이 커버로 덮인 상기 대상증거물과 기준시료군의 전체 영역에 일차이온을 충돌시켜 동시에 전체 영역의 이온이미지와 질량스펙트럼을 측정함으로써, 동일한 조건에서 측정간 오차를 최소화할 수 있다. The SIMS mass spectrum measures various secondary ions emitted from the sample surface by irradiating primary ions having energy of several keV-tens of keV on the surface of the sample, and then obtains the ionic strength according to the mass per unit charge. From the SIMS mass spectrum, it is possible to obtain information about the molecular ions and fragment ions of the inorganic elements and organic components constituting the sample surface, and to confirm the surface components. In addition, an ion image may be generated by scanning a certain region with a primary ion beam and measuring the intensity of secondary ions generated for each pixel. For example, the ion image region of the target evidence and the reference sample group is in the range of 10 to 500 µm, due to secondary ions originating from one or more of inorganic elements, solvents, organic compounds, polymers, oils, waxes, and natural compounds. Can represent an image. According to an embodiment of the present invention, by measuring the ion image and the mass spectrum of the entire region at the same time by colliding primary ions on the entire region of the reference sample group and the target evidence covered with the metal microarray cover with a secondary ion mass spectrometer, the same Under conditions, errors between measurements can be minimized.

예를 들어, 대상증거물은 종이, 휴지, 직물, 유리, 플라스틱에 묻어있는 화장품류, 체액류, 기름류, 마약류, 폭약류, 잉크류, 특수약품류, 그 밖의 오염물질류 중 어느 하나로 구성될 수 있다. For example, the target evidence may consist of any of cosmetics, body fluids, oils, drugs, explosives, inks, special chemicals, and other contaminants on paper, tissue, fabric, glass, and plastic. have.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 법과학 증거물에 존재하는 물질 감식방법의 흐름도를 도시한다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상증거물과 기준시료군의 준비방법과 금속 마이크로어레이를 이용하여 이들로부터 이차이온 이미지를 얻어 한번에 감식하는 방법의 흐름이 구체적으로 도시된다. 예를 들어, 후술하는 감식방법은 법과학 증거물 감식장치에 의해 실행될 수 있다. 법과학 증거물 감식장치는 시료대(10), 시료대(10) 위를 덮는 마이크로어레이 커버(20) 및 이차이온 질량분석기(SIMS)를 구비하고, SIMS 이미지의 동일성을 분석하고 ROI 등 설정을 처리하는 하나 이상의 프로세서와, 분석결과를 표시하는 디스플레이(예를 들어, LCD, LED 디스플레이, 터치패널 등)를 포함할 수 있다. 후술하는 감식방법의 각 단계는 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 제어될 수 있다.2 is a flowchart of a substance identification method present in forensic science evidence according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, a flow of a method of preparing a target evidence and a reference sample group according to an embodiment of the present invention and a secondary ion image from them using a metal microarray and subtracting them at a time is specifically shown. For example, the identification method described later may be implemented by a forensic science evidence identification device. The forensic science evidence identification device includes a sample stand 10, a microarray cover 20 covering the sample stand 10, and a secondary ion mass spectrometer (SIMS), which analyzes the identity of SIMS images and processes settings such as ROI. It may include one or more processors and a display (eg, LCD, LED display, touch panel, etc.) for displaying the analysis results. Each step of the identification method described below may be controlled by the one or more processors.

먼저, 법과학 증거물 감식을 위해 특정 흔적증거물에서 시료를 채취한다(S201). 예를 들어, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 범죄 현장 등에서 발견된 휴지와 같은 증거물에서 화장품 등의 대상 물질이 묻은 위치를 판단하여 이를 채취할 수 있다. First, for identification of forensic science evidence, a sample is taken from a specific trace evidence (S201). For example, as shown in (a) of FIG. 1, it is possible to determine the location of a target substance such as a cosmetic product on evidence such as tissue paper found at a crime scene and collect it.

다음으로, 시료대에 대상증거물 및 기준시료군을 배치한다(S203). 기준시료군은 하나 이상의 기준시료를 포함할 수 있다. 즉, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 측정대상 물질과 유사한 하나 이상의 기준시료를 선택하여 동일한 조건으로 시료를 준비하여 동일 시료대 위에 위치시킨다. 예를 들어, 하나 이상의 기준시료는 대상증거물과 색상, 모양, 물질을 비교하여 선택될 수 있다. Next, the target evidence and the reference sample group are placed on the sample stand (S203). The reference sample group may include one or more reference samples. That is, as shown in FIG. 1 (c), one or more reference samples similar to the material to be measured are selected and samples are prepared under the same conditions and placed on the same sample table. For example, one or more reference samples may be selected by comparing color, shape, and material with the subject evidence.

대상증거물 및 기준시료군 위로 마이크로어레이 커버를 고정시킨다(S205). 예를 들어, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 대상증거물과 기준시료군을 동일한 모양으로 노출시키는 마이크로어레이 커버를 이용하여 고정시킬 수 있으며, 고정 부재로서 나사 등을 이용하여 마이크로어레이 커버를 시료대에 고정시킬 수 있다. 반드시 이에 제한되는 것은 아니나, 마이크로어레이가 대상증거물 및 기준시료군을 각각 노출시키는 동일 또는 유사한 모양의 구멍을 갖도록 구성함으로써 대상증거물 및 기준시료군의 이미지를 쉽게 비교 확인할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 각 대상증거물 및 기준시료에 대해 복수 개의 동일한 모양 및 크기의 구멍을 통해 측정을 수행함으로써 재현성을 한번에 확인할 수 있다. 예를 들어, 마이크로어레이 커버의 복수 개의 구멍은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형, 별모양 중 어느 하나의 모양을 갖고, 50 내지 500㎛ 사이의 지름 크기를 가질 수 있다. 그러나, 마이크로어레이 커버의 구멍의 모양 및 크기는 반드시 이러한 형태에 제한되는 것은 아니며, 대상증거물 및 기준시료군에 따라 다양하게 변형될 수 있다. The microarray cover is fixed on the target evidence and the reference sample group (S205). For example, as shown in FIG. 1 (d), the microarray cover can be fixed using a microarray cover exposing the target evidence and the reference sample group in the same shape, and a screw or the like is used as a fixing member. Can be fixed to the sample table. Although not necessarily limited thereto, the microarrays can be configured to have holes of the same or similar shape exposing the target evidence and the reference sample group, respectively, so that the images of the target evidence and the reference sample group can be easily compared and confirmed. In addition, reproducibility can be confirmed at a time by performing measurement through a plurality of holes of the same shape and size for each object evidence and a reference sample. For example, the plurality of holes in the microarray cover may have any one of circular, elliptical, square, triangular, and star shapes, and may have a diameter size between 50 and 500 μm. However, the shape and size of the holes of the microarray cover are not necessarily limited to these shapes, and may be variously modified according to the target evidence and the reference sample group.

그 다음, 대상증거물 및 기준시료군에 대한 대면적 이온이미지 및 전체 스펙트럼을 측정한다(S207). SIMS로 대상증거물과 기준시료군을 동시에 양이온모드와 음이온 모드에서 대면적 이온이미지와 전체 질량스펙트럼을 얻을 수 있다. 대상증거물과 기준시료군에 대한 대면적 이온이미지는 도 1의 (e)에 도시된 바와 같이 획득될 수 있다. Then, the large-area ion image and the entire spectrum of the target evidence and the reference sample group are measured (S207). With SIMS, a large area ion image and a full mass spectrum can be obtained in the cation mode and the anion mode at the same time as the target evidence and the reference sample group. A large-area ion image of the target evidence and the reference sample group can be obtained as shown in Fig. 1 (e).

이후, 양이온 모드에서 일정크기 이상의 이온세기를 갖는 피크목록을 생성한 후, 특정 피크들의 이미지 매핑을 재구성한다(S209). 또한, 음이온 모드에서 일정크기 이상의 이온세기를 갖는 피크목록을 생성한 후, 특정 피크들의 이미지 매핑을 재구성한다(S211). 예를 들어, 피크목록은 상대적인 이온세기가 100 counts/sec 이상의 임의의 값을 하한으로 하는 피크들로 구성될 수 있다. 피크목록을 구성하는 이온 세기에는 제한이 없으나, 너무 낮은 하한 값을 기준으로 선택하는 경우 필요 없는 노이즈 피크 등, 대부분의 피크가 그대로 포함되게 되어 재구성의 의미가 없을 수 있고, 너무 높은 하한 값의 경우 특징적인 주요 피크들이 누락되어 정확한 결과를 얻기 어려울 수 있다. 따라서, 시료의 종류, 질량스펙트럼 이온 세기의 분포 등을 고려하여 상황에 따라 피크목록을 구성하는 이온 세기가 적절하게 선택될 수 있다. 대상증거물이 미지의 시료이고 양이온 모드와 음이온 모드에서 나타나는 질량스펙트럼이 다르기 때문에 정확한 결과를 얻기 위해 두 모드에서 특정 피크들의 이미지 매핑을 재구성할 수 있다. 경우에 따라, S209 또는 S211 단계는 생략되고 양이온 또는 음이온 모드에서 얻어진 질량스펙트럼에 기반하여 피크목록을 생성하고, 피크들의 이미지 매핑을 재구성할 수 있다. 피크목록과 특정 피크들의 이미지 매핑은 도 1의 (f)에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.Thereafter, in the cation mode, a peak list having an ionic strength of a certain size or more is generated, and then image mapping of specific peaks is reconstructed (S209). In addition, after generating a peak list having an ionic strength of a certain size or more in anion mode, image mapping of specific peaks is reconstructed (S211). For example, the peak list may consist of peaks whose relative ionic strength is a lower limit of any value of 100 counts / sec or more. There is no limit to the ionic strength constituting the peak list, but most peaks, such as noise peaks, which are unnecessary when selecting based on a lower limit value, may be included as it is, so there may be no meaning of reconstruction. Characteristic major peaks may be missing, making it difficult to obtain accurate results. Accordingly, the ion intensity constituting the peak list may be appropriately selected depending on the situation in consideration of the type of sample, distribution of mass spectrum ion intensity, and the like. Since the target evidence is an unknown sample and the mass spectra appearing in the cation mode and the anion mode are different, image mapping of specific peaks in both modes can be reconstructed to obtain accurate results. In some cases, steps S209 or S211 are omitted, and a peak list may be generated based on a mass spectrum obtained in a cation or anion mode, and image mapping of peaks may be reconstructed. The image mapping of the peak list and specific peaks may be configured as shown in (f) of FIG. 1.

그 다음, 대상증거물과 기준시료들의 이미지 매핑의 패턴을 비교한다(S213). 이를 통해, 이미지 패턴이 유사한 기준시료를 통해 대상증거물에 존재하는 물질을 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 (g)에 도시된 바와 같이 이미지 패턴의 동일성을 확인할 수 있고, 본 실시예에서는 기준시료 2 이미지(123-2)와 대상증거물 이미지(121)가 동일한 패턴을 가지므로 기준시료 2와 대상증거물 사이에 동일성이 있는 것으로 판단할 수 있다. Then, the pattern of the image mapping of the target evidence and the reference samples is compared (S213). Through this, it is possible to determine a substance present in the subject evidence through a reference sample having a similar image pattern. For example, as shown in FIG. 1 (g), the identity of the image pattern can be confirmed. In this embodiment, the reference sample 2 image 123-2 and the target evidence image 121 have the same pattern. It can be judged that there is an identity between the reference sample 2 and the subject evidence.

본 발명의 일 실시예에 따라, 단계 S213에서 충분히 동일성 판단이 가능한 경우 감식 과정을 종료할 수 있다. 단계 S213에서 판단이 모호한 경우 또는 보다 신뢰성 높은 결론을 도출하려는 경우 관심영역(ROI) 선택에 따른 질량스펙트럼 재구성을 통해 동일성을 판단하는 이하 단계 S215 내지 S217 감식 과정을 더 거칠 수 있다. According to an embodiment of the present invention, if sufficient identity determination is possible in step S213, the identification process may be ended. If the determination in step S213 is ambiguous or if a more reliable conclusion is to be drawn, the identification process of steps S215 to S217 below, which determines the identity through mass spectrum reconstruction according to the selection of the region of interest (ROI), may be further performed.

더욱 정확한 동일성 판단을 위해, 도 11a 및 11b에 도시된 바와 같이 노출 영역을 관심영역(ROI)으로 선택하여 정밀 질량스펙트럼을 재구성할 수 있다(S215). 또한, 관심영역(ROI)의 질량스펙트럼을 재구성하여 대상증거물과 기준시료를 판별하는 정확도를 높이고 대상증거물에 존재하는 물질의 동일성을 판단할 수 있다(S217). 이 때, 마이크로어레이의 노출된 영역을 관심영역(ROI)으로 선택하여 질량스펙트럼을 재구성하여, 대상증거물 시료와 기준시료를 정밀 비교할 수 있다.For more accurate identity determination, the precision mass spectrum can be reconstructed by selecting the exposed region as the region of interest (ROI) as shown in FIGS. 11A and 11B (S215). In addition, the mass spectrum of the region of interest (ROI) can be reconstructed to increase the accuracy of determining the target evidence and the reference sample and to determine the identity of the substances present in the target evidence (S217). At this time, the mass spectrum can be reconstructed by selecting the exposed region of the microarray as the region of interest (ROI), so that the target evidence sample and the reference sample can be precisely compared.

도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 여러 종류의 대상증거물과 기준시료군을 덮기 위한 금속 마이크로어레이 커버(20)와 시료대(10) 전체의 크기에 맞는 마이크로어레이 커버(20)의 구조도를 각각 도시한다. 3A and 3B show a microarray cover 20 suitable for the size of the entire metal microarray cover 20 and the sample stand 10 for covering various types of object evidence and a reference sample group according to an embodiment of the present invention. The structural diagrams are shown respectively.

도 3a 및 3b를 참조하면, 대상증거물과 이와 유사한 기준시료군을 덮기 위한 커버의 크기가 20x15mm 과 68x79mm 인 금속 마이크로어레이 커버(20)가 각각 도 3a 및 3b와 같이 도시될 수 있다. 즉, 도 3a는 하나의 대상증거물과 이와 유사한 기준시료군을 덮는 마이크로어레이 커버(20)를 도시하고, 도 3b는 시료대(10) 전체를 덮을 수 있는 대형 마이크로어레이 커버(20)를 도시한다. 3A and 3B, a metal microarray cover 20 having a size of 20x15mm and 68x79mm for covering a target evidence and a similar reference sample group may be illustrated as shown in FIGS. 3A and 3B, respectively. That is, FIG. 3A shows a microarray cover 20 covering one object evidence and a similar reference sample group, and FIG. 3B shows a large microarray cover 20 capable of covering the entire sample table 10. .

대상증거물에 묻은 물질의 크기에 따라 금속 마이크로어레이 커버(20)의 적당한 모양이나 크기를 선택하여 대상증거물과 기준시료군을 위치시킨 시료대(10)에 고정시키면, 대상증거물과 기준시료들 각각의 적어도 일부가 동일한 모양으로 노출되며 SIMS로 이미지 측정시 표면에서 전하가 쌓여 발생하는 정전기를 최소화하여 균일하고 정확한 이온이미지를 측정할 수 있다.Selecting the appropriate shape or size of the metal microarray cover 20 according to the size of the material on the target evidence and fixing it to the sample stand 10 where the target evidence and the reference sample group are located, respectively, the target evidence and the reference samples At least a part is exposed in the same shape, and when measuring an image with SIMS, static electricity generated by accumulation of electric charges on the surface can be minimized to measure a uniform and accurate ion image.

예를 들어, 금속 마이크로어레이 커버는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 구리, 타이타늄, 금, 은 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. For example, the metal microarray cover may be made of one or more of stainless steel, aluminum, copper, titanium, gold, and silver.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 모양의 구멍을 가진 마이크로어레이 커버(20) 예를 도시한다. 대상증거물 및 기준시료군의 이미지 패턴을 측정하기 위한 마이크로어레이 커버(20)의 구멍 모양 및 크기에는 특별한 제한이 없으며, 측정하는 대상증거물에 존재하는 물질의 모양이나 크기에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 측정하는 대상증거물에 존재하는 물질의 모양이나 크기에 따라 금속 마이크로어레이 커버(20)가 선택되어 대상증거물과 기준시료들을 고정할 수 있다.4 shows an example of a microarray cover 20 having various shapes of holes according to an embodiment of the present invention. There is no particular limitation on the shape and size of the holes in the microarray cover 20 for measuring the image pattern of the target evidence and the reference sample group, and may be variously modified according to the shape or size of the material present in the target evidence to be measured. . The metal microarray cover 20 is selected according to the shape or size of the material present in the object evidence to be measured to fix the object evidence and reference samples.

도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 대상증거물과 기준시료군의 모식도와 실제 시료 예를 각각 도시한다. 5A and 5B show schematic diagrams and actual sample examples of the target evidence and the reference sample group according to an embodiment of the present invention, respectively.

도 5a에 도시된 바와 같이, 대상증거물과 기준시료군을 밀접하게 위치시켜 각 시료의 영역 크기 및 배치에 맞는 모양의 구멍을 갖는 마이크로어레이 커버로 덮어 SIMS 이미지를 얻을 수 있다. 기준시료군은 하나 이상의 분류와 분류에 해당하는 복수의 구체적인 제품 시료를 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5a를 참조하면, 기준시료군은 그 특성에 따라 A 제품군, B 제품군, C 제품군으로 분류될 수 있고, A 제품군에는 A1, A2, A3 제품이, B 제품군에는 B1, B2, B3 제품이, C 제품군에는 C1, C2, C3 제품이 포함될 수 있다. 기준시료군은 같은 분류의 제품은 밀집하여 배치하고, 각기 다른 제품군은 간격을 두고 배치되어 시각적 분류 효과를 높일 수 있다. As shown in FIG. 5A, the target evidence and the reference sample group are closely positioned to cover the microarray cover having holes shaped to fit the size and arrangement of each sample area to obtain a SIMS image. The reference sample group may be configured to include one or more classifications and a plurality of specific product samples corresponding to the classification. For example, referring to FIG. 5A, the reference sample group may be classified into the A family, the B family, and the C family according to their characteristics, and the A family includes A1, A2, and A3 products, and the B family includes B1, B2, The B3 product and the C family may include C1, C2, and C3 products. In the standard sample group, products of the same classification are densely arranged, and different product groups are spaced apart to increase the visual classification effect.

도 5b를 참조하면, 동시에 마이크로어레이 커버로 덮고 동일한 모양으로 SIMS 이미지를 얻을 수 있도록 시료들을 밀접하게 위치시키고 동일시료에 여러 개의 구멍을 위치시켜 재현성 확인을 위하여 준비된 실제 시료의 예가 도시된다.Referring to FIG. 5B, an example of an actual sample prepared for reproducibility is illustrated by closely placing samples so as to simultaneously cover a microarray cover and obtain a SIMS image in the same shape and placing multiple holes in the same sample.

예를 들어, 기준시료군은 대상증거물과 유사한 물질들로 구성하고 띠 형태로 준비하여 총 이온이미지뿐만 아니라 복수의 특정피크에 대한 이미지와 재현성을 확인할 수 있도록 준비될 수 있다.For example, the reference sample group may be prepared to be composed of materials similar to the target evidence and prepared in the form of a band, so as to confirm images and reproducibility of a plurality of specific peaks as well as a total ion image.

도 6a 및 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5와 같이 준비된 시료를 마이크로어레이 커버로 고정한 후 얻어진, SIMS 양이온 모드의 총이온 세기에 대한 이미지와 전체 질량스펙트럼을 각각 도시한다. 6A and 6B show images of the total ionic strength and total mass spectrum of SIMS cation mode obtained after fixing a sample prepared as shown in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention with a microarray cover, respectively.

도 6a 및 6b를 참조하면, 예를 들어 대상증거물과 함께 이와 유사한 매니큐어(예를 들어, 제품군 A, B, C와 각 제품군에 속하는 각각 3개의 제품 또는 9개의 별개의 제품)를 기준시료군으로 하여 동시에 얻어진 대면적 이온이미지와 측정영역 전체에 대해 얻어진 양이온 모드 질량스펙트럼이 도시된다. 이차이온 이미지 측정은 일정한 면적을 여러 개 연속적으로 측정하고 결합하여 대면적의 총 이온이미지를 생성할 수 있다.6A and 6B, for example, a similar manicure (for example, product groups A, B, C and 3 products belonging to each product group or 9 separate products) as a reference sample group, together with the target evidence. Thus, the large-area ion image obtained simultaneously and the cation mode mass spectrum obtained for the entire measurement region are shown. Secondary ion image measurement can continuously measure and combine several areas to generate a large area total ion image.

도 6b에 도시된 바와 같이, 서로 다른 매니큐어 제품은 구성 성분에 따라 매우 다양한 피크들을 나타낸다. 매니큐어에 사용되는 원료들은 유기성분, 무기성분, 실리콘화합물, 고분자, 첨가물, 그리고 용제가 혼합되어 있고 조성이나 함량도 달라서, 이러한 매니큐어의 구성성분으로 인해 생성되는 이차이온들이 매우 복잡하여 일일이 성분 확인을 하기 위해서는 많은 시간과 노력이 필요하다. 즉, 매니큐어에 사용된 원료들은 두 가지 이상의 유/무기 성분, 색소, 실리콘화합물, 고분자, 첨가물, 그리고 용제가 혼합되어 있고 조성도 상이하며 ToF-SIMS 스펙트럼에서 각각의 고유한 특징적인 질량을 나타낸다. As shown in FIG. 6B, different nail polish products show a wide variety of peaks depending on the composition. The ingredients used in nail polish are mixed with organic ingredients, inorganic ingredients, silicone compounds, polymers, additives, and solvents, and the composition and content are different, so the secondary ions generated by the ingredients of nail polish are very complex, so you can check the ingredients individually. It takes a lot of time and effort to do this. In other words, the raw materials used for nail polish are mixed with two or more organic / inorganic components, pigments, silicone compounds, polymers, additives, and solvents, and the composition is different, and each of them has a unique characteristic mass in the ToF-SIMS spectrum.

예를 들어, 무기성분으로 소듐(Na, 23), 마그네슘(Mg, 24), 알루미늄(Al, 27), 규소(Si, 28), 칼륨(K, 39), 칼슘(Ca, 40), 타이타늄(Ti, 48), 철(Fe, 56) 이온들이 측정 되는데, 이것은 소듐마그네슘 실리케이트, 알루미늄하이드록사이드, 실리콘산화물, 철산화물, 타이타늄산화물 등에서 기인한 것이다. 유기물질과 첨가물은 다양한 왁스나 오일, 공중합체, 실리콘계 화합물, 염료, 향료 등이 첨가되어 있으며, 이러한 매니큐어 제품의 구성성분으로 인해 발생하는 이차이온들을 이용하여 각각의 매니큐어 제품이 서로 상이하며 고유의 특징적인 피크를 가진 스펙트럼을 얻을 수 있다.For example, sodium (Na, 23), magnesium (Mg, 24), aluminum (Al, 27), silicon (Si, 28), potassium (K, 39), calcium (Ca, 40), and titanium as inorganic components (Ti, 48), and iron (Fe, 56) ions are measured, which are derived from sodium magnesium silicate, aluminum hydroxide, silicon oxide, iron oxide, and titanium oxide. Various waxes, oils, copolymers, silicone compounds, dyes, fragrances, etc. are added to organic substances and additives, and each nail polish product is different from each other by using secondary ions generated by components of these nail polish products. Spectra with characteristic peaks can be obtained.

도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SIMS 양이온 모드의 피크목록과 피크들에 대한 이미지 매핑을 각각 도시한다. 7A and 7B show image mapping for peak lists and peaks in SIMS cation mode, respectively, according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 복잡한 조성으로 구성된 매니큐어 제품 성분을 일일이 확인할 필요없이 한번의 대면적 이온이미지를 측정하고 전체영역 질량스펙트럼을 얻은 후, 도 7a에 도시된 바와 같이 이온세기가 일정 크기 이상(예를 들어, 10,000counts/sec이상)인 이온세기를 갖는 피크들의 목록을 추출하고, 도 7b에 도시된 바와 같이 피크들에 대한 이미지 매핑을 재생성할 수 있다. 이온세기가 일정 크기 이상(예를 들어, 10,000counts/sec 이상)인 피크들에 대하여 이온 이미지 패턴을 나타내는 기준시료들을 추려가면서 대상증거물 물질과 동일한 이온이미지 패턴을 갖는 기준시료를 찾아내어, 한번의 이온이미지 측정으로 신속하게 동일성을 갖는 매니큐어 제품을 판별할 수 있다.After measuring the large-area ion image and obtaining the entire area mass spectrum without having to individually check the components of the manicure product composed of the complex composition according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. A list of peaks having an ion intensity (for example, 10,000 counts / sec or more) may be extracted, and image mapping for peaks may be regenerated as shown in FIG. 7B. For the peaks having an ionic strength of a certain size or more (for example, 10,000 counts / sec or more), the reference samples having the same ion image pattern as the target evidence material are searched for by collecting reference samples representing the ion image pattern. Ion image measurement can quickly identify nail polish products that have the same identity.

도 8a 및 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5와 같이 준비된 시료를 마이크로어레이 커버로 고정한 후 얻어진, SIMS 음이온 모드의 총이온 세기에 대한 이미지와 전체 질량스펙트럼을 각각 도시한다. 8A and 8B show images and total mass spectrums of SIMS anion mode total ion intensity obtained after fixing the sample prepared as in FIG. 5 according to an embodiment of the present invention with a microarray cover.

도 8a 및 8b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대상증거물과 유사한 색깔이나 모양의 아홉 종류의 매니큐어 기준시료들에 대하여 한번에 얻어진 대면적 음이온 이미지와 측정영역 전체의 음이온 모드 질량스펙트럼이 도시된다. 8A and 8B, a large area anion image obtained at a time for nine types of nail polish reference samples of a color or shape similar to the object evidence according to an embodiment of the present invention and an anion mode mass spectrum of the entire measurement region are illustrated. do.

도 8b에 도시된 바와 같이, 전체 질량 스펙트럼은 매니큐어 제품을 구성하고 있는 성분에 따라, 그리고 음이온 이온화되는 정도에 따라 여러 가지 피크들이 나타난다. 매니큐어를 구성하는 다양한 성분들이 양이온과 음이온을 만들어 내는 정도가 달라 양이온 모드와 음이온 모드를 매니큐어를 판별하는데 상호 보완적으로 사용할 수 있다. 양이온 모드 또는 음이온 모드 질량스펙트럼만을 이용하여 대상증거물 물질을 판별할 수도 있지만, 양이온 모드와 음이온 모드 질량스펙트럼을 모두 사용하여 감식의 신뢰도를 더욱 높일 수 있다. As shown in Fig. 8B, the entire mass spectrum shows various peaks depending on the components constituting the nail polish product and the degree of anion ionization. Since the various components that make up the nail polish have different degrees of producing cations and anions, the cation mode and the anion mode can be used complementarily to determine the nail polish. Although it is possible to discriminate the target evidence material using only the cation mode or the anion mode mass spectrum, it is possible to further increase the reliability of identification by using both the cation mode and the anion mode mass spectrum.

도 9a 및 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SIMS 음이온 모드의 피크목록과 피크들에 대한 이미지 매핑을 각각 도시한다. 9A and 9B respectively show image mapping for peaks and peaks in the SIMS negative ion mode according to an embodiment of the present invention.

도 9a 및 9b를 참조하면, 예를 들어, 도 8b에서 얻어진 것과 같은 전체영역의 음이온 모드 질량스펙트럼에서 이온세기가 일정 크기 이상(예를 들어, 10,000counts/sec 이상)인 피크들의 목록과 그에 대한 음이온 이미지 매핑을 재생성한 결과가 도시된다. 이온세기가 일정 크기 이상(예를 들어, 10,000counts/sec 이상)인 특정 피크들에 대하여 음이온 이미지 패턴을 나타내는 기준시료들로부터 대상증거물(예를 들어, 대상 매니큐어 증거물)과 동일한 이온이미지 패턴을 갖는 기준시료를 찾아내어 신속히 대상 매니큐어를 판별하는데 사용할 수 있다.9A and 9B, for example, a list of peaks having an ionic strength of a certain size or more (for example, 10,000 counts / sec or more) in the anion mode mass spectrum of the entire region as obtained in FIG. The result of regenerating the anion image mapping is shown. Having the same ion image pattern as the target evidence (e.g., target nail polish evidence) from reference samples showing an anion image pattern for specific peaks having an ionic strength of a certain size or more (e.g., 10,000counts / sec or more) It can be used to quickly determine the target nail polish by finding a reference sample.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상증거물과 기준시료군의 특정이온들에 대한 SIMS 이온이미지 매핑과 동일성판단 예를 도시한다. 10 shows an example of SIMS ion image mapping and identity determination for specific ions of a target sample and a reference sample group according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3개의 다른 회사제품(A, B, C 제품군)의 각각 3개의 다른 색상 매니큐어(A1~A3, B1~B3, C1~C3)와 미지의 대상매니큐어의 대면적 이온이미지가 도시된다. 예를 들어, 먼저 이온세기가 10,000counts/sec 이상인 피크에 대한 이미지 중 측정 질량(m/z +39, -41, -171)에 대하여 대상 매니큐어 증거물과 A 제품군의 기준시료 매니큐어가 동일한 패턴을 보이고 있음을 판별할 수 있고, 다른 측정 질량 (m/z +43, -121, +283)에 대하여 기준시료 매니큐어 중 제품 A1 과 A3가 대상 매니큐어 증거물과 일치하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 특정질량 (m/z -191, -192)에 대하여 기준시료 매니큐어 제품 A1 과 A3 중 A1이 대상 증거물과 동일한 이온이미지 패턴을 보이는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 대상증거물은 피크들에 대해 동일한 이온이미지 패턴을 나타내는 A1 매니큐어 제품인 것을 감식할 수 있다.Referring to FIG. 10, three different color nail polishes (A1 to A3, B1 to B3, C1 to C3) and unknowns of three different company products (A, B, and C product lines) according to an embodiment of the present invention The large-area ion image of the target manicure is shown. For example, first, the target nail polish evidence and the reference sample nail polish of the A family exhibit the same pattern with respect to the measured mass (m / z +39, -41, -171) of the image for a peak having an ionic strength of 10,000counts / sec or more. It can be discriminated, and it can be confirmed that products A1 and A3 among the reference sample nail polishes match the target nail polish evidence for different measured masses (m / z +43, -121, +283). In addition, it can be seen that for a specific mass (m / z -191, -192), A1 of the reference sample manicure products A1 and A3 exhibits the same ion image pattern as the target evidence. As such, it is possible to recognize that the object evidence is an A1 nail polish product showing the same ion image pattern for peaks.

본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 대상증거물과 기준시료들의 이온이미지 매핑 영역은 가로, 세로 각각 10 x 10 내지 500 x 500㎛2 사이의 범위이고, 대상시료와 기준시료군을 모두 포함하는 이미지 매핑으로 기준시료의 개수에 따라 연속하여 모은 일련의 이온이미지를 접합하여 0.5 x 0.5 내지 70 x 80mm2 크기의 대면적 이온이미지를 나타낼 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the ion image mapping regions of the target evidence and the reference samples are in a range between 10 x 10 to 500 x 500 µm 2 in width and length, respectively, and include both the target sample and the reference sample group By mapping, a series of ion images continuously collected according to the number of reference samples can be joined to represent a large area ion image having a size of 0.5 x 0.5 to 70 x 80 mm 2 .

도 11a 및 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 선택영역의 양이온 모드와 음이온 모드에서 질량스펙트럼을 재구성하여 비교분석한 각각의 질량스펙트럼을 도시한다. 11A and 11B show mass spectra of comparative analysis by reconstructing a mass spectrum in a cation mode and an anion mode of a selective region according to an embodiment of the present invention.

예를 들어, 도 10과 같이 양이온 모드와 음이온 모드에서 구해진 대면적 이온이미지 내에서 관심영역(ROI)에 대한 질량스펙트럼을 재구성할 수 있다. 도 11a 및 11b를 참조하면, 각각 양이온 모드와 음이온 모드에서 구해진 질량스펙트럼에서 특징적인 주요 피크들에 대한 비교 분석을 통하여 대상증거물과 기준시료군에서 구별한 매니큐어시료의 피크들을 정확히 비교하고 동일성을 다시 한번 명확하게 확인할 수 있다.For example, as shown in FIG. 10, a mass spectrum for a region of interest (ROI) may be reconstructed in a large-area ion image obtained in a cation mode and an anion mode. 11A and 11B, the peaks of the nail polish samples distinguished from the target evidence and the reference sample group are accurately compared through the comparative analysis of the characteristic peaks in the mass spectrum obtained in the cation mode and the anion mode, respectively, and the identity is re-examined. You can clearly see it once.

상술한 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수 개의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시예들이 단수 또는 복수 개의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the above-described specific embodiments, components included in the present invention are expressed in singular or plural according to the specific embodiments presented. However, the singular or plural expressions are appropriately selected for the situation presented for convenience of explanation, and the above-described embodiments are not limited to the singular or plural components, and even the components expressed in plural are composed of the singular or , Even a component represented by a singular number may be composed of a plurality.

한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.On the other hand, in the description of the invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the technical spirit of the various embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims described below, but also by the claims and equivalents.

Claims (16)

증거물에 잔류하는 물질을 감식하기 위한 흔적증거물 감식방법으로서,
상기 증거물로부터 획득된 대상증거물과 하나 이상의 기준시료가 시료대에 배치되는 단계;
상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료를 동시에 덮고, 복수 개의 구멍을 포함하는 금속 마이크로어레이 커버가 상기 시료대 위에 고정되는 단계;
이차이온 질량분석기(Secondary Ion Mass Spectrometry)를 이용하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료에 대하여 이온이미지 및 질량스펙트럼을 생성하는 단계;
상기 질량스펙트럼으로부터 특정 이온세기 이상의 피크들로 구성된 피크목록을 생성하는 단계;
상기 피크목록에 포함된 피크들에 대한 이온이미지 매핑을 재생성하는 단계; 및
이온이미지 패턴을 비교하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 동일성을 판단하는 단계;를 포함하는, 흔적증거물 감식방법.As a trace evidence identification method for identifying substances remaining in the evidence,
A step in which the object evidence obtained from the evidence and one or more reference samples are placed on a sample stand;
A step of simultaneously covering the object evidence and the one or more reference samples and fixing a metal microarray cover including a plurality of holes on the sample stand;
Generating an ion image and a mass spectrum for the target evidence and the at least one reference sample using a secondary ion mass spectrometry;
Generating a peak list consisting of peaks having a specific ionic strength or higher from the mass spectrum;
Regenerating ion image mapping for peaks included in the peak list; And
And comparing the ion image pattern to determine the identity of the target evidence and the at least one reference sample. 제1항에 있어서,
상기 이온이미지 내에서 관심영역(ROI)에 대한 질량스펙트럼을 재구성하는 단계;
상기 재구성된 질량스펙트럼으로부터 특정 이온세기 이상의 피크들을 비교하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 동일성을 판단하는 단계;를 더 포함하는, 흔적증거물 감식방법.According to claim 1,
Reconstructing a mass spectrum for a region of interest (ROI) in the ion image;
And comparing the peaks having a specific ionic strength or higher from the reconstructed mass spectrum to determine the identity of the target evidence and the at least one reference sample. 제1항에 있어서,
상기 금속 마이크로어레이 커버의 복수 개의 구멍은 모두 동일한 모양 및 크기를 갖는, 흔적증거물 감식방법.According to claim 1,
The plurality of holes of the metal microarray cover all have the same shape and size, trace evidence identification method. 제3항에 있어서,
상기 금속 마이크로어레이 커버의 복수 개의 구멍은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형, 별모양 중 어느 하나의 모양을 갖고, 50 내지 500㎛ 사이의 지름 크기를 갖는, 흔적증거물 감식방법.According to claim 3,
A plurality of holes of the metal microarray cover has a shape of any one of a circle, an oval, a square, a triangle, and a star shape, and has a diameter size between 50 and 500 μm. 제1항에 있어서,
상기 이온이미지 및 질량스펙트럼을 생성하는 단계는,
상기 이차이온 질량분석기로 상기 금속 마이크로어레이 커버로 덮인 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 전체 영역에 일차이온을 충돌시켜 동시에 상기 전체 영역의 이온이미지와 질량스펙트럼을 측정하는 단계;를 포함하는, 흔적증거물 감식방법.According to claim 1,
The step of generating the ion image and the mass spectrum,
Containing the secondary ion mass spectrometer to collide primary ions into the entire area of the at least one reference sample and the target evidence covered with the metal microarray cover, and simultaneously measure the ion image and mass spectrum of the entire area. How to identify trace evidence. 제1항에 있어서,
상기 대상증거물은 종이, 휴지, 직물, 유리, 플라스틱에 묻어있는 화장품류,기름류, 마약류, 잉크류, 특수약품류, 오염물질류 중 어느 하나로 구성되는, 흔적증거물 감식방법.According to claim 1,
The target evidence consists of any one of papers, tissues, textiles, glass, plastics, cosmetics, oils, drugs, inks, special drugs, and contaminants. 제1항에 있어서,
상기 금속 마이크로어레이 커버는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 구리, 타이타늄, 금, 은 중 하나 이상으로 구성되는, 흔적증거물 감식방법.According to claim 1,
The metal microarray cover is composed of one or more of stainless steel, aluminum, copper, titanium, gold, silver, trace evidence identification method. 제1항에 있어서,
상기 피크목록은 상대적인 이온세기가 100 counts/sec 이상의 임의의 값을 하한(lower bound)으로 하는 피크들로 구성되는, 흔적증거물 감식방법.According to claim 1,
The peak list consists of peaks whose relative ionic strength is a lower bound of an arbitrary value of 100 counts / sec or more. 증거물에 잔류하는 물질을 감식하기 위한 흔적증거물 감식장치로서,
상기 증거물로부터 획득된 대상증거물과 하나 이상의 기준시료가 배치되는 시료대;
상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료를 동시에 덮고, 상기 시료대 위에 고정되는 복수 개의 구멍을 포함하는 금속 마이크로어레이 커버;
상기 금속 마이크로어레이 커버로 덮인 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료에 대하여 이온이미지 및 질량스펙트럼을 생성하는 이차이온 질량분석기(Secondary Ion Mass Spectrometry); 및
상기 이차이온 질량분석기를 제어하는 하나 이상의 프로세서를 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 질량스펙트럼으로부터 특정 이온세기 이상의 피크들로 구성된 피크목록을 생성하고, 상기 피크목록에 포함된 피크들에 대한 이온이미지 매핑을 재생성하고, 이온이미지 패턴을 비교하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 동일성을 판단하는, 흔적증거물 감식장치.A trace evidence identification device for identifying substances remaining in the evidence,
A sample stand in which at least one reference sample and an object evidence obtained from the evidence are placed;
A metal microarray cover including a plurality of holes which cover the object evidence and the one or more reference samples at the same time and are fixed on the sample table;
A secondary ion mass spectrometry generating an ion image and a mass spectrum of the target evidence covered with the metal microarray cover and the at least one reference sample; And
And one or more processors to control the secondary ion mass spectrometer,
The one or more processors generate a peak list composed of peaks having a specific ionic strength or higher from the mass spectrum, regenerate ion image mapping for peaks included in the peak list, and compare ion image patterns to compare the target evidence. And the one or more reference samples to determine the identity, a trace evidence identification device. 제9항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 이온이미지 내에서 관심영역(ROI)에 대한 질량스펙트럼을 재구성하고, 상기 재구성된 질량스펙트럼으로부터 특정 이온세기 이상의 피크들을 비교하여 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 동일성을 판단하는, 흔적증거물 감식장치.The method of claim 9,
The one or more processors reconstruct a mass spectrum for a region of interest (ROI) in the ion image, and compare peaks of a specific ion intensity or higher from the reconstructed mass spectrum to determine the identity of the subject evidence and the one or more reference samples. Judge, trace evidence identification device. 제9항에 있어서,
상기 금속 마이크로어레이 커버의 복수 개의 구멍은 모두 동일한 모양 및 크기로 구성된, 흔적증거물 감식장치.The method of claim 9,
The plurality of holes of the metal microarray cover are all configured in the same shape and size, the trace evidence identification device. 제9항에 있어서,
상기 금속 마이크로어레이 커버의 복수 개의 구멍은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형, 별모양 중 어느 하나의 모양을 갖고, 50 내지 500㎛ 사이의 지름 크기를 갖는, 흔적증거물 감식장치.The method of claim 9,
The plurality of holes of the metal microarray cover has a shape of any one of a circle, an oval, a square, a triangle, and a star shape, and has a diameter size between 50 and 500 μm. 제9항에 있어서,
상기 이차이온 질량분석기는, 상기 금속 마이크로어레이 커버로 덮인 상기 대상증거물과 상기 하나 이상의 기준시료의 전체 영역에 일차이온을 충돌시켜 동시에 상기 전체 영역의 이온이미지와 질량스펙트럼을 측정하는, 흔적증거물 감식장치.The method of claim 9,
The secondary ion mass spectrometer collides primary ions on the entire area of the target sample and the one or more reference samples covered with the metal microarray cover, and simultaneously measures the ion image and mass spectrum of the entire area. . 제9항에 있어서,
상기 대상증거물은 종이, 휴지, 직물, 유리, 플라스틱에 묻어있는 화장품류,기름류, 마약류, 잉크류, 특수약품류, 오염물질류 중 어느 하나로 구성되는, 흔적증거물 감식장치.The method of claim 9,
The target evidence is any one of cosmetics, oils, drugs, inks, special chemicals, and contaminants on paper, tissue, textiles, glass, and plastics. 제9항에 있어서,
상기 금속 마이크로어레이 커버는 스테인레스 스틸, 알루미늄, 구리, 타이타늄, 금, 은 중 하나 이상으로 구성되는, 흔적증거물 감식장치.The method of claim 9,
The metal microarray cover is composed of one or more of stainless steel, aluminum, copper, titanium, gold, silver, trace evidence identification device. 제9항에 있어서,
상기 피크목록은 상대적인 이온세기가 100counts/sec 이상의 임의의 값을 하한으로 하는 피크들로 구성되는, 흔적증거물 감식장치.The method of claim 9,
The peak list consists of peaks whose relative ionic strength is a lower limit of an arbitrary value of 100counts / sec or more.
KR1020190049045A 2019-04-26 2019-04-26 Apparatus and method for identifying forensic evidences by using microarray mutiple samples and secondary ion mass spectrometry KR102095784B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190049045A KR102095784B1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Apparatus and method for identifying forensic evidences by using microarray mutiple samples and secondary ion mass spectrometry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190049045A KR102095784B1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Apparatus and method for identifying forensic evidences by using microarray mutiple samples and secondary ion mass spectrometry

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102095784B1 true KR102095784B1 (en) 2020-04-01

Family

ID=70276191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190049045A KR102095784B1 (en) 2019-04-26 2019-04-26 Apparatus and method for identifying forensic evidences by using microarray mutiple samples and secondary ion mass spectrometry

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102095784B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1586378A2 (en) * 2004-04-16 2005-10-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sample-analyzing device and process for manufacturing the same
US20100133098A1 (en) * 2003-10-10 2010-06-03 Protein Discovery, Inc. Methods and Devices for Concentration and Purification of Analytes for Chemical Analysis Including Matrix-Assisted Laser Desportion/Ionization (MALDI) Mass Spectrometry (MS)
KR101463461B1 (en) * 2013-09-16 2014-11-21 한국과학기술연구원 Monitoring method of printer inks on documents using tof sims and system for the same
KR101694267B1 (en) * 2015-10-16 2017-01-10 한국과학기술연구원 A method for identifying and quantitating steroids using nuclear magnetic resonance spectroscopy
KR101933611B1 (en) * 2017-06-19 2019-04-05 한국과학기술연구원 Simultaneous detecting method of disinfectants and antiseptics

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100133098A1 (en) * 2003-10-10 2010-06-03 Protein Discovery, Inc. Methods and Devices for Concentration and Purification of Analytes for Chemical Analysis Including Matrix-Assisted Laser Desportion/Ionization (MALDI) Mass Spectrometry (MS)
EP1586378A2 (en) * 2004-04-16 2005-10-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Sample-analyzing device and process for manufacturing the same
KR101463461B1 (en) * 2013-09-16 2014-11-21 한국과학기술연구원 Monitoring method of printer inks on documents using tof sims and system for the same
KR101694267B1 (en) * 2015-10-16 2017-01-10 한국과학기술연구원 A method for identifying and quantitating steroids using nuclear magnetic resonance spectroscopy
KR101933611B1 (en) * 2017-06-19 2019-04-05 한국과학기술연구원 Simultaneous detecting method of disinfectants and antiseptics

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sears et al. A methodology for finger mark research
Muro et al. Vibrational spectroscopy: recent developments to revolutionize forensic science
Clemens et al. Vibrational spectroscopic methods for cytology and cellular research
Sharma et al. Forensic discrimination of menstrual blood and peripheral blood using attenuated total reflectance (ATR)-Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and chemometrics
Maric et al. DART-MS: a new analytical technique for forensic paint analysis
Senior et al. Characterization and dating of blue ballpoint pen inks using principal component analysis of UV–Vis absorption spectra, IR spectroscopy, and HPTLC
Dirwono et al. Application of micro-attenuated total reflectance FTIR spectroscopy in the forensic study of questioned documents involving red seal inks
Bradshaw et al. Direct detection of blood in fingermarks by MALDI MS profiling and imaging
Sharma et al. Detection and discrimination of seminal fluid using attenuated total reflectance Fourier transform infrared (ATR FT-IR) spectroscopy combined with chemometrics
Deininger et al. Proteomics goes forensic: Detection and mapping of blood signatures in fingermarks
Chen et al. Advances in fingermark age determination techniques
González et al. Methodologies applied to fingerprint analysis
Attard-Montalto et al. Determining the chronology of deposition of natural fingermarks and inks on paper using secondary ion mass spectrometry
Banas et al. Detection of microscopic particles present as contaminants in latent fingerprints by means of synchrotron radiation-based Fourier transform infra-red micro-imaging
Sharma et al. Differentiation of Cosmetic Foundation Creams Using Attenuated Total Reflection Fourier‐Transform Infrared Spectroscopy: A Rapid and NonDestructive Approach in Trace Evidence Analysis
Khandasammy et al. A novel two-step method for the detection of organic gunshot residue for forensic purposes: fast fluorescence imaging followed by Raman microspectroscopic identification
Gorziza et al. Blue and black ballpoint pen inks: a systematic review for ink characterization and dating analysis
Jurisch et al. Detection of signature forgery with erasable pens using paper spray mass spectrometry (PS-MS)
Asri et al. On the discrimination between facial creams of different brands using Raman Spectroscopy and partial least squares discriminant analysis for forensic application
Longo et al. MALDI-mass spectrometry imaging for touch chemistry biometric analysis: Establishment of exposure to nitroaromatic explosives through chemical imaging of latent fingermarks
Gładysz et al. A multitechnique approach for discrimination and identification of lipsticks for forensic purposes
KR102095784B1 (en) Apparatus and method for identifying forensic evidences by using microarray mutiple samples and secondary ion mass spectrometry
KR102157348B1 (en) Method for monitoring residues on hair evidences by using secondary ion mass spectrometry and sample preparation
Weyermann et al. Emerging approaches in the analysis of inks on questioned documents
Francese et al. New chemical imaging approaches to fingermark dating by mass spectrometry

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant