質量分析を使用する指紋分析
本出願は、質量分析法を使用して指紋上または内の残留物の存在を判定するための方法に関する。前記質量分析法は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよびＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳから選択することができる。マトリックス支援レーザー脱離においてマトリックスとしての役割を果し、指紋の視覚化に役立つ粒子懸濁液を指紋に塗布する。適するマトリックスの例は、疎水性シリカ、チタニア、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブなどである。任意で、指紋は、採取テープを使用して採取することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析法を使用して指紋内の残留物の存在を判定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜在指紋は、非常に多数の化合物、例えば、身体からの自然に発生する化合物、例えばコレステロール、スクアレンおよび脂肪酸、［１−３］、または接触から潜在指紋上に残ることがある化合物、例えばコカインもしくは他の乱用薬物を含有する。この目的での今日までの研究にあたっては、ラマン分光法［４、５］が使用されてきた。これらの研究では、分析を行うために乱用薬物の位置を視覚的に特定する点で困難が認められ、また、本方法は、比較的感度が悪く、比較的非特異的であった。潜在指紋の最も一般的な精査方法は、ガスクロマトグラフィー−質量分析（ＧＣ−ＭＳ）である。潜在指紋からの残留物を溶剤に抽出し、ＧＣ−ＭＳによって分析できることは、以前に証明されている［２、３］。そのような化合物としては、スクアレンおよびコレステロールが挙げられるが、潜在指紋上のこれらのレベルは、人によって変わるばかりでなく、同じ人でも時間によって変わる［３］。ＧＣ−ＭＳを使用して、スパイクされた指紋から接触残留物、例えばコカインを約３００ｕｇの検出限界で検出することもでき［６］、ならびに乱用薬物および代謝産物を市販のスウェットパッチからパッチレベルに従ってｎｇレベルまで下がって検出すること［７］、および唾液から検出することもできる［８］。しかし、上述の方法のすべてが、分析前に着手しなければならない複雑な抽出手順を要する。
【０００３】
マトリックス支援レーザー脱離／イオン化質量分析飛行時間型質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ）が、１９８０年代後期にＫａｒａｓおよびＨｉｌｌｅｎｋａｍｐによって開発され、高い質量精度および最大感度を有する大きな高分子、例えばタンパク質、多糖類、核酸および合成ポリマーの分析および正確な分子量決定のための技法として定着するようになった。ＭＡＬＤＩは、最小限の断片化を生じさせる「ソフトな」イオン化プロセスであり、このプロセスでは、レーザーからのエネルギーが、高分子の分解にではなくマトリックスの揮発に費やされる。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは、潜在指紋上に存在する残留物の同定の分野では考究されていない。グラファイト、二酸化チタンまたはシリカがＭＡＬＤＩ用の懸濁マトリックスとして使用される場合、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは、表面支援レーザー脱離／イオン化（ＳＡＬＤＩ）と呼ばれる［９、１１］。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、指紋の検出および／または画像化において使用することができる様々な材料を開示する。これらの材料は、一般に、様々な質量分析法においてマトリックス剤としての役割を果すこともできる。従って、これらの材料は、そのような「二つの目的を兼ねた」役割の遂行を可能にする特殊な特性を有する。
【０００５】
従って、本発明の一つの態様では、指紋内の残留物の存在を判定する方法を提供し、本方法は、
ｉ）（１）マトリックス支援質量分析法においてマトリックス剤または材料としての役割を果すことができ、かつ（２）指紋の検出および／または画像化に役立つ材料を含む粒状物質を指紋に塗布して、粒子塗布指紋を形成すること；そして次に、
ｉｉ）その粒子塗布指紋を形成している材料を質量分析に供して残留物の存在または非存在を検出すること
を含む。
【０００６】
一つの実施形態において、前記方法は、材料、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物および炭素の使用を含み、これらの材料は、（１）それらのみで、または、ビヒクル（例えば、シリカビヒクル）と組み合わされもしくはビヒクル内に埋めまれて、指紋を視覚化するための薬剤として使用することができ、かつ（２）マトリックス支援質量分析法を使用してプリントを精査する（分析する）ためのマトリックスとして使用することができる。この質量分析法は、指紋が含む物質、例えば、一つ以上の内因性化合物もしくは代謝産物、外因性化合物もしくは代謝産物および／または接触残留物の存在または非存在を同定するために使用することができる。一つの実施形態において、この質量分析法は、（１）ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび（２）ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび（３）これらの組み合わせから選択される。
【０００７】
前記方法が適用される指紋は、採取テープを使用して表面から採取されたプリントであり得る。
【０００８】
一つの実施形態において、前記粒状物質は、指紋へのその粒状物質の塗布および接触を助長するために疎水性である。
【０００９】
用語「指紋」が部分的プリントおよび／または他の体部のプリントへの言及を含むこと、ならびに例えば、粒状物質が塗布された指紋の一部を質量分析に供すことができることは、理解される。一般に、プリントは、質量分析適用前にその下にある表面から採取され、したがって、用語「指紋」は、採取された指紋を含む。実施形態において、指紋は、粒状物質の塗布前に採取される。本発明は、段階ｉｉ）がプリントから分析物を捕捉した粒状物質を質量分析に供すことを含む方法を含むと、考えている。さらに、本発明は、段階（ｉｉ）が指紋材料と粒状物質の両方を質量分析に供すことを含む方法を含むと、考えている。
【００１０】
本発明に関連して、用語「サンプル」および／または「分析物」が、プリント、プリントから取ったサンプル、および／またはそのプリント上に存在するもしくはプリントの中に含まれている残留物を意味すると解釈できることは理解される。
【００１１】
本発明の一部の方法では、指紋を表面から採取し、採取前であろうと採取後であろうと、粒状物質（処理剤）を指紋に塗布し、その後、その採取された指紋（少なくとも、そのプリント内に含まれる材料）を質量分析装置内に配置する。他の方法では、プリントをサンプル支持体上で直接作り、そのプリントへの処理剤の塗布後、そのサンプル支持体を質量分析装置内に配置する。
【００１２】
一つの実施形態において、本方法は、指紋の位置特定および／または視覚化、ならびに上で説明した質量分析法、例えばＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳを使用するそのプリントの精査をさらに含む。
【００１３】
本発明の一つの態様に従って、表面に位置する指紋の中の残留物の存在を判定する方法を提供し、本方法は、
ｉ）処理剤、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、炭素粒子およびこれらの組み合わせから選択される材料を含む粒状物質を指紋に塗布する段階；
ｉｉ）その指紋を質量分析に供して前記残留物の存在または非存在を検出する段階
を含む。
【００１４】
従って、前に述べたように、本発明は、指紋内の残留物の検出（任意で、定量を含む）に関する。用語「残留物」は、検出が望まれる、特に、予め選ばれた化合物についての検出が望まれる、任意の材料を指す。残留物は、指紋の中にある、またはある場合があり、すなわち、指紋に含まれている、または含まれている場合があり、つまり、指紋を構成する材料は、その残留物を含有する、または含有すると推測される、または含有する場合がある。
【００１５】
一つの実施形態において、前記粒状物質は、疎水性である。一つの類の方法では、粒状物質は、他のマトリックス剤および／または他の指紋検出剤と併用することができる。
【００１６】
本発明は、（１）指紋に含まれている残留物として存在する内因的に生産された物質、例えば、タンパク質、脂質、ＤＮＡ、ペプチドおよび／もしくは内因的に得られた代謝産物；（２）指紋に含まれている残留物として存在する、外因性化合物もしくは代謝産物；ならびに／または（３）指紋上または内に存在する接触残留物の検出を可能にする方法を提供する。これらのタイプの残留物の例は、後に論じるが、例えば、（１）スクアレンおよびコレステロール；（２）コカインおよびその代謝産物ならびにニコチンおよびその代謝産物；ならびに（３）例えば小火器および／または爆発物からの弾道学的残留物、乱用薬物（麻薬）、例えばコカインの取り扱いからの残留物を含む。
【００１７】
一つの実施形態において、本方法は、内因的に得られる成分（すなわち、内因性代謝産物および／または外因性代謝産物）と一緒に表面に共付着している接触残留物の検出も可能にする。
【００１８】
本明細書に記載する方法は、一般に、先行技術に随伴する分析前の複雑な抽出手順を必要とせず、およびさらに、より低い検出限界をもたらす。
【００１９】
一つの類の方法は、予め決められた物質の存在または非存在を判定しようとするものである。この場合、この既知の物質に関連した一つ以上のピークの存在について、質量スペクトルを検査する。もう一つの類の方法は、その質量スペクトル中のピークをピークのデータベースまたはライブラリーと比較することによりプリント内の一つ以上の物質を同定しようとするものである。両方の類の方法を組み合わせて行うこともできる。
【００２０】
一つの実施形態において、本方法は、粒状物質の塗布前にＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体上に直接付着させた指紋に含まれている残留物の検出および／または同定を含む。一つの代替実施形態において、本方法は、採取手段、例えば採取テープを使用して表面から採取された指紋の中の残留物の存在または非存在の検出を含む。前記表面は、例えば犯罪現場での指紋の付着部位であり得る。本方法は、粒状物質の塗布前に採取指紋をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体と接触させることを含むことができる。
【００２１】
あるいは、本方法は、採取手段、例えば採取テープを指紋に適用する前に、指紋を粒状物質と接触させることを含む場合がある。一つの実施形態では、表面に先ず散粉して、潜在プリントの位置を特定する。この後、その散粉したプリントを採取テープで採取する。その後、その採取テープ上に位置するプリントを、ＭＳ分析前にＭＡＬＤＩまたはＳＡＬＤＩターゲットプレート（サンプル支持体）に適用する。
【００２２】
一般に、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体は、ＭＳシステムに合うように設計されているプレート、例えばステンレス鋼プレートである傾向がある。このプレートは、サンプル（すなわち、指紋、例えば、採取指紋）を加える一つのウエルまたは多数のウエルを含むことがある。一つの実施形態において、前記プリントは、採取テープの粘着性表面に存在する半個体付着物である。
【００２３】
本方法は、残留物の存在もしくは非存在を判定するために定性的に、および／または残留物の量を決定するために定量的に利用することができる。さらに、一つの実施形態において、本方法は、指紋を視覚化または画像化するために使用することができる。この視覚化または画像化は、指紋の「所有者」の特定を可能にするので重要である。指紋の視覚化に役立つように、好ましくは、前記粒子は、染料、例えば蛍光染料または有色染料をさらに含む。適切な染料は、当業者には公知であるが、例えば、ローダミン６Ｇが挙げられる。
【００２４】
一つの態様において、本発明は、マトリックス支援質量分析法において指紋上の残留物を検出するための、金属、金属酸化物および／または炭素を含む粒状物質の使用も提供する。
【００２５】
本発明の一つの態様において、指紋に含まれる残留物の同定におけるマトリックス支援質量分析法の使用を提供する。詳細には、指紋内の残留物を検出するためのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法の使用を提供する。前記残留物は、内因性残留物（例えば、内因性物質もしくは代謝産物、例えばスクアレン、または外因性代謝産物、例えば薬物もしくは薬物代謝産物）、および／または「接触」残留物、例えば、一般には爆発物もしくは小火器からの弾道学的残留物であり得る。一つの実施形態において、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法および／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法は、指紋を検出（特に、視覚化）するために使用することができる指紋画像化剤と共に使用されることがある。従来の指紋用薬剤の例としては、アルミニウム、Ｍａｇｎｅｔａ Ｆｌａｋｅおよび市販ホワイトパウダーが挙げられる。一つの実施形態では、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ／ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法において、脱離／イオン化プロセスを支援するために適するマトリックス剤が使用される。従来のマトリックス剤の例としては、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢまたはＤＨＢＡ）およびα−シアノ−４−ヒドロキシ桂皮酸（α−ＣＨＣＡ）が挙げられる。
【００２６】
代替実施形態において、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用は、（１）金属（２）金属酸化物（３）金属窒化物および（４）炭素から選択される材料をマトリックス剤として含む粒状物質の使用を含む。前記粒状物質は、本明細書において説明する追加の特徴をさらに含むことがある。一般に、前記粒状物質は、指紋を検出および／または画像化するための薬剤として使用することもできる。
【００２７】
一つの実施形態において、指紋は、その中に（すなわち、それに含まれている）残留物を有する。一つの実施形態において、前記粒状物質は、他のマトリックス剤または材料（時には、マトリックス支援剤および／またはマトリックス強化剤としても知られている）と併用することができる。
【００２８】
一つの実施形態において、前記使用は、残留物の同定をさらに含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」ならびにこれらの語の変形、例えば「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、「を含むが、それらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」という意味であり、他の部分、添加物、成分、整数または段階を排除するためのものではない（且つ、排除しない）。
【００３０】
本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、単数形は、その文脈が別様に要求していない限り、複数形を含む。詳細には、明確でない物品が使用されている場合、その明細は、その文脈が別様に要求していない限り、単数性ばかりでなく複数性も考慮していると解釈しなければならない。
【００３１】
本発明の特定の態様、実施形態または実施例に関連して記載する特徴、整数、特性、化合物、化学的部分または基は、適合不能でない限り、本明細書に記載する他の任意の態様、実施形態または実施例に適用できると理解しなければならない。
【００３２】
本開示を通して、本発明の様々な態様が範囲形式で提示されていることがある。範囲形式での記載は、単に便宜および簡潔のためであり、本発明の範囲に対する変えられない制限と解釈すべきではないことは理解される。従って、ある範囲の記載は、すべての可能なサブ範囲ならびにその範囲内の個々の数値を具体的に開示したものと見なさなければならない。例えば、１から６のような範囲の記載は、１から３、１から４、１から５、２から４、２から６、３から６などのサブ範囲、ならびにその範囲内の個々の数値、例えば１、２、３、４、５および６を具体的に開示したものと見なさねばならない。これは、その範囲の幅に関係なく適用される。多数の範囲の記載は、終点の組み合わせを具体的に開示したものと見なさねばならないことも理解される。
【００３３】
方法
本発明は、指紋残留物分析における質量分析の使用に関する。具体的には、本発明は、指紋残留物の分析におけるマトリックス支援質量分析法、例えば、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用に関する。
【００３４】
前に述べたように、用語「残留物」は、検出が望まれる、特に、予め選ばれた化合物についての検出が望まれる任意の材料を指す。残留物は、指紋の中にある、またはある場合があり、すなわち、指紋に含まれている、または含まれている場合があり、つまり、指紋を構成する材料は、その残留物を含有する、または含有すると推測される、または含有する場合がある。
【００３５】
本発明の一つの態様では、指紋上の残留物の存在の判定方法を提供し、本方法は、（ｉ）（１）マトリックス支援質量分析においてマトリクス剤としての使用に適する特性、ならびに（２）指紋を検出および／または画像化のための薬剤としての使用に適する特性を有する粒状物質を、指紋に塗布すること；および（ｉｉ）その指紋を質量分析に供して前記残留物の存在または非存在を検出することを含む。
【００３６】
好ましくは、前記粒状物質は、疎水性である。本発明は、マトリックスが疎水性であることを特徴とするマトリックス支援質量分析による疎水性物質の分析方法をさらに含む。一つの実施形態において、本方法は、例えば、段階（ｉｉ）の前に、その質量分析法の較正に使用するための少なくとも一つの較正標準物質の調製を含む。一つの実施形態において、本方法は、段階（ｉｉ）の結果を分析して、例えば、特定の残留物（例えば、ニコチン）がその指紋の中に存在するかどうかを判定することを含む。
【００３７】
上で述べたように、用語「指紋」が、部分的プリントおよび／または他の体部のプリントへの言及を含むこと、ならびに例えば、粒状物質が塗布された指紋の一部を質量分析に供すことができることは、当業者には理解される。一般に、指紋は、質量分析適用前に表面から採取され、したがって、用語「指紋」は、採取された指紋を含む。実施形態において、指紋は、粒状物質の塗布前に採取される。本発明は、段階ｉｉ）が粒状物質を質量分析に供すことを含む方法を含むと、考えている。さらに、本発明は、段階（ｉｉ）が指紋と粒状物質の両方を質量分析に供すことを含む方法を含むと、考えている。一つの類の方法において、段階（ｉ）は、プリントが付着しているまたは付着しているかもしれない物品を、除去する前に粒状物質を含む液体媒体に浸漬することを含む。浸漬の長さは重要でなく、約１５分から約１２時間またはそれ以上まで様々であり得る。その後、採取テープを使用してプリントをその物品から採取することができる。
【００３８】
本発明に関連して、用語「サンプル」および／または「分析物」は、直接付着しているものとあるいは、採取手段、例えば採取テープを使用して表面から採取されたものと、指紋および／または指紋上もしくは内に存在する残留物を意味すると解釈することができることは理解される。
【００３９】
一つの実施形態において、質量分析法は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよびＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳから選択される。簡単に言うと、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは、サンプルとマトリックス分子の混合、およびサンプルなどへのそのマトリックス材料の塗布を必要とする。そのＭＡＬＤＩ−ターゲットを、高真空下にある質量分析装置のイオン源に導入する。そのサンプルと抽出プレートの間に強い電場を印加する。そのサンプルにレーザーを発射し、その結果、マトリックス分子によるレーザーエネルギーの吸収度に起因して脱離事象が生じる。
【００４０】
従って、本発明は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳプロセスにおいてマトリックス材料として適する材料を利用する方法を含む。科学的理論によって拘束されるものではないが、前記粒状物質は、レーザーからのエネルギーを吸収し、それを、サンプルに含まれている分析物に伝達することができると考えられる。本発明において、分析物は、一般に、指紋内の残留物を形成する物質である。分析物へのエネルギーの伝達は、結果として、分析物のイオン化および質量分析装置による加速を生じさせる。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳが、本方法で使用される、すなわち、サンプル（分析物）へのイオンの伝達を伴う場合、それは、陽イオン検出と知られている。
【００４１】
ある実施形態において、電子の伝達が分析物から粒状物質への伝達である場合がある。この実施形態では、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ）が陰イオン化モードで実行されていると考えられる。
【００４２】
サンプル（例えば、指紋上または内の残留物または推測残留物）が、プロトン（Ｈ+）を容易に受容する官能基を有すると考えられる場合には、陽イオン検出を用いることができる。サンプル（例えば、指紋上または内の残留物または推測残留物）が、プロトンを容易に喪失する官能基を有すると推測される場合には、陰イオン検出を用いる。
【００４３】
本方法は、指紋に含まれている（ｉ）内因性残留物、例えば、内因性代謝産物および外因性代謝産物、ならびに（ｉｉ）接触残留物の存在の判定を可能にすることができる。前記内因性代謝産物および「接触」残留物は、指紋内に共に付着していることもある。さらに、本方法は、残留物の同定を可能にすることができる。
【００４４】
一つの類の方法は、内因性残留物、例えば人体による物質の代謝の結果として生産された残留物の検出および／または同定に使用することができる。前記内因性残留物としては、内因性代謝産物（例えば、身体により生産される分子の代謝産物）または外因性代謝産物（例えば、身体に摂取または伝達され、その後、その身体によって代謝される分子の代謝産物）を挙げることができる。
【００４５】
本方法によって同定することができる内因性残留物の他の例としては、例えば、毛穴を通して分泌され、指紋内に他の化学物質と共に付着していることがある内因性物質（例えば、スクアレン、コレステロール、蝋およびエステル、ステロイド、例えばエストロゲンおよびテストステロン、ならびに性および健康のマーカー）が挙げられる。本方法は、上述の代謝産物およびコンジュゲートを検出するために使用することもできる。内因性残留物の例としては、外因性代謝産物、例えば、乱用薬物およびそれらの代謝産物を含む、薬物およびそれらの代謝産物、処方薬、ならびに食事源またはその分解生成物に由来する代謝産物および化合物も挙げることができる。本方法は、現像されたプリント内にそれぞれ位置する細胞（例えば、脱皮細胞）またはＤＮＡのプロテオームまたはゲノム分析に適用することもできる。本方法は、他の接触残留物、例えば、違法薬物、例えば麻薬；爆発性材料、例えば爆弾製造工程で使用される材料；および小火器の使用からの残留物を検出するために使用することもできる。
【００４６】
本発明のさらなる態様において、指紋に含まれている残留物を検出および／または同定するためのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法の使用を提供する。前記残留物は、内因性残留物および／または「接触」残留物、例えば、弾道学的残留物、例えば爆発物もしくは小火器からの弾道学的残留物であり得る。一つの実施形態において、前記残留物は、「接触」残留物、すなわち、物質との接触により人の手に移され、その後、人の指紋と共に表面に移された残留物であり得る。このような残留物の検出は、警察機関にとっては特に関心の高いものであり、一つの重大な法医学的証拠であることを証明することができる。一つの実施形態において、金属、金属酸化物、炭素およびこれらの組み合わせから選択される材料を含む粒状物質は、指紋と接触させるために、およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ装置においてマトリックスとしての役割を果すために、使用することができる。
【００４７】
代替実施形態において、指紋を検出するために使用することができる指紋現像剤を指紋に接触させる場合がある。従来の指紋用薬剤の例としては、アルミニウム、Ｍａｇｎｅｔａ ＦｌａｋｅおよびＣｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ｗｈｉｔｅが挙げられる。このとき、本方法は、一般に、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳマトリックス剤、例えば、ＤＨＢＡ（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）もしくはα−シアノ−４−ヒドロキシ桂皮酸（α−ＣＨＣＡ）または別のマトリックス剤（これは、例えば、本明細書に記載するような粒状物質であり得る）を使用することができる。
【００４８】
本発明の方法は、指紋上で見つけることができる様々な残留物を分析するために使用することができる。従って、一つの実施形態において、本方法は、喫煙者からの潜在指紋を現像および分析するために使用することができる。ニコチンがインビボで広範にコチニンに代謝されることは十分に確立されており［２２］、ニコチンとコチニンの両方が共に汗に排泄されるという証拠がある［８］。図１１および１２は、本明細書に記載するような粒状物質、特に、金属、金属窒化物、金属酸化物および炭素から選択される物質を含有する疎水性シリカ粒子を現像剤として使用して、喫煙者からの潜在指紋を視覚化できること、ならびにそのようなプリントを、適する表面上で直接、またはその表面から採取した後、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによって分析して、ニコチンおよび／またはその代謝産物を検出できることを証明するものである。
【００４９】
一つの実施形態において、本明細書に記載する方法は、ある人が乱用薬物、例えばコカインを取り扱ったまたは摂取したかどうかを検出または判定するために使用することができる。他の実施形態において、本明細書に記載する方法は、ある人が、例えば、喫煙者であるかどうか、または乱用薬物、例えばコカインを摂取したかどうかを判定するために、要員審査の一部として使用することができる。
【００５０】
記載する方法は、特定の残留物が人の指紋上または内に存在するかどうかを特定するために使用することができるが、それらの結果は、最高の精度レベルにはならず、従って、例えば刑事裁判所が要求する基準に対して、現今、不適格である場合がある。この場合、例えば、本方法を裁判所で使用するための証拠を目的として実行する場合、本方法は、タンデム型質量分析、すなわち、一般には指紋内の残留物中に存在する化合物についての構造情報を提供するためのさらなる質量分析法の遂行をさらに含むことができる。
【００５１】
従って、一つの実施形態において、本方法は、指紋および／または粒状物質をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳに供すことを含む。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳ／ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳは、一般に、質量分析装置内部で特定のサンプルイオンを断片化し、従って、残留物についてのさらなる構造情報を提供する。したがって、一つの実施形態において、本方法は、得られたフラグメントイオンの同定を含む。この構造情報は、一定の状況で、例えば、上で述べたような、裁判所での証拠として有用であり得る。
【００５２】
本明細書に記載する方法および使用は、様々な用途において使用することができる。一つの実施形態において、例えば雇用者は、ある人が喫煙者または違法薬物の乱用者であるかどうかを判定するために、要員審査過程の一部として本方法および使用を利用することができる。ある実施形態では、本方法および使用は、例えばプロまたはアマチュアスポーツの分野において、「薬物検査」過程の一部として利用することができる。
【００５３】
一つの実施形態において、本明細書に記載の方法は、違法もしくは禁制物質および／またはそれらの代謝産物を含有する接触残留物または内因性残留物いずれかの残留物を検出するために使用することができる。詳細には、本方法を使用して、スポーツ競技および／または無作為検査時に、プロおよび／またはアマチュアスポーツ選手を、その人の指紋から採取した残留物中の禁制物質の存在または非存在について検査することができる。現在使用されている方法に勝る本方法を使用する利点は、分析が、個人固有の指紋で直接行われ、従って、尿および唾液をサンプリングし、その後、薬物分析スクリーニングを行う現在用いられている方法の場合には可能であるようなサンプルの取替えが不可能である点である。
【００５４】
指紋上の残留物を検出および／または同定するためのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用は、以前には考究されておらず、従って、指紋上の残留物を検出および／または同定するためのこれらの技術の使用は、本発明の一部を形成する。この使用は、本明細書に記載するような粒状物質を指紋に接触させることを含む場合がある。あるいは、この使用は、従来の指紋検出剤を指紋に接触させることを含む場合もある。この実施形態における使用は、質量分析段階における従来から知られているマトリックス剤の使用をさらに含む場合がある。あるいは、本明細書に記載するような粒状物質を質量分析段階においてマトリックス剤として使用することもできる。
【００５５】
本発明の方法および使用は、例えば、違法薬物の取り扱いまたは摂取、禁止物質、例えば小火器および弾道兵器（ｂａｌｌｉｓｔｉｃｓ）の取り扱いを示唆することができる残留物の存在について旅行者を検査するために、入国の時点で使用することもできる。
【００５６】
上で説明したように、本方法は、法廷、例えば刑事裁判所において、例えば薬物または弾道兵器取り扱いの法医学的証拠として使用することができる。
【００５７】
粒状物質
本発明は、指紋と接触させることができる、およびその後、質量分析法において使用して残留物が指紋上に存在するかどうかを判定することができる、粒状物質を利用する。
【００５８】
本粒状物質は、好ましくは、金属、金属窒化物、金属酸化物、炭素およびこれらの組み合わせから選択される材料を含む。
【００５９】
本発明の一つの実施形態において、本粒状物質は、疎水性シリカ粒子を含む場合がある。一つの類の疎水性シリカ粒子は、以下の方法によって得ることができる。
【００６０】
疎水性シリカ粒子を調製するための方法（方法Ａと呼ぶ）は、（１）シランエーテルモノマー、例えばアルコキシシランおよび（２）有機置換シランエーテルモノマー、例えばフェニル変性シリカと、加水分解剤、例えばアルカリとの混合物を一段階で互いに反応させることを含む。
【００６１】
従って、本方法は、一般に、アルコキシシランモノマーの使用を含む。本方法は、テトラアルコキシシラン（本明細書ではＴＡＯＳと略記する）の使用を含む場合がある。ＴＡＯＳは、詳細には、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）またはＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）から選択される。
【００６２】
一つの実施形態において、前記混合物は、水混和性溶剤、例えばエタノール、およびまた水をさらに含む。本方法は、周囲温度で行うことができる。反応の継続時間は、重要ではない。ＴＡＯＳモノマーとＰＴＥＯＳモノマーとの反応は、一晩行うこともあり、または同等の期間、すなわち、約１２時間から約１８時間の間行うこともある。反応の長さは、生成されるシリカ粒子のサイズに影響を及ぼす。早く反応を停止させるほど、形成される粒子は小さいと考えられる。従って、１２時間未満、例えば６時間から１２時間の間の期間にわたって反応を行うことがある。あるいは、１８時間より長く反応を行うこともある。所望される場合、温度を上昇させ（または低下させ）、反応の継続期間を短縮する（または増す）ことができる。
【００６３】
加水分解剤、一般にはアルカリは、反応中触媒として作用する。好ましくは、この触媒は、水酸化物、例えば、水酸化アンモニウムである。前記触媒は、代わりに酸であってもよい。酸の例は、無機酸、例えば塩酸である。本方法における反応は、酸誘導化水分解を含む。
【００６４】
シランエーテルモノマー、例えばＴＡＯＳ、および有機置換シランエーテルモノマー、例えばＰＴＥＯＳモノマーは、例えば、２：１から１：２、例えば４：３から３：４、特に、１．２：１から１：１．２の比率（ＰＴＥＯＳ：ＴＡＯＳ）で使用することができる。一つの類の方法において、前記比率は、少なくとも約１：１、例えば、１：５以下、例えば１：２である。一つの類の方法において、ＰＴＥＯＳ：ＴＡＯＳ比は、好ましくは、１：１ ｖ／ｖである。ＴＡＯＳおよびＰＴＥＯＳの一方または両方を代替試薬で置換する場合、同じ比率を用いることができることは理解される。
【００６５】
上の方法によって生成される疎水性シリカ粒子は、主としてナノ粒子、すなわち、約２００ｎｍから約９００ｎｍ、一般には約３００ｎｍから約８００ｎｍ、および特に４００ｎｍから５００ｎｍの平均直径のものである傾向がある。その後、これらのナノ粒子を加工してミクロ粒子に形成することができ、このミクロ粒子は、合着したナノ粒子と考えることができる。前記ミクロ粒子は、例えば、以下の段階、すなわち
ｉ）粒子の懸濁液を遠心分離する段階；
ｉｉ）その疎水性シリカ粒子の懸濁液を水性相に移入する段階；
ｉｉｉ）その懸濁液をその水性相から有機相に抽出する段階；
ｉｖ）その有機相を蒸発させる段階；および
ｖ）（ｉｖ）において得られた生成物を粉砕し篩にかける段階
を含む方法を使用して生成することができる。
【００６６】
前記有機相は、好ましくは、非極性であるか低い極性を有する有機溶剤を含む。前記有機相は、ジクロロメタンまたは別の有機溶剤、例えば、アルカン、例えばヘキサン、トルエン、酢酸エチル、クロロホルムおよびジエチルエーテルであり得る。
【００６７】
あるいは、疎水性シリカミクロ粒子は、疎水性シリカナノ粒子を含有する反応生成物から、
（ａ）その反応生成物を遠心分離すること；および
（ｂ）その反応生成物を流体中で洗浄すること
を含む方法を使用して得ることができる。
【００６８】
本方法は、段階（ａ）および（ｂ）の多数回の反復を含むことがある。好ましくは、前記流体は、水溶液：溶剤混合物であり、一般に、水：有機溶剤混合物である。一般に、前記有機溶剤はエタノールである。好ましくは、最初の流体は、水および有機溶剤の約６０（水）：４０（溶剤）の比率での混合物から約４０：６０ ｖ／ｖ混合物を含む。他の実施形態において、前記溶剤は、例えば、ジメチルホルムアミド、ｎ−プロパノールまたはイソプロパノールであり得る。
【００６９】
一般に、前記混合物中の溶剤の割合は、最初の洗浄（すなわち、懸濁）（ｂ）と最後の洗浄（懸濁）の間で増加される。合着したナノ粒子であるミクロ粒子を得るために、最終懸濁液を乾燥させる。その後、それらのミクロ粒子を篩にかける。篩にかけたら、それらのミクロ粒子は、例えば、指紋中の残留物を検出するための本方法の段階（ｉ）において、指紋現像剤として適用する準備が整っている。
【００７０】
前記ミクロ粒子は、より小さいシリカナノ粒子の凝集体であると考えることができる。この実施形態において、前記ミクロ粒子は、フェースマスクを使用して効率的に捕捉するために十分なサイズのものであり、従って、吸入されない。したがって、一つの実施形態において、前記シリカミクロ粒子は、少なくとも１０μｍ、一般には少なくとも２０μｍの平均直径を有する。一般に、前記ミクロ粒子は、約３０〜９０μｍの平均直径を有する。一部の実施形態において、前記ミクロ粒子は、約４５〜６５μｍまたは約６５〜９０μｍの間の平均直径を有する。詳細には、前記ミクロ粒子を含む粒状物質は、乾燥粒状物質であり得る。
【００７１】
一つの類の方法において、前記粒状物質は、疎水性シリカナノ粒子を含む。疎水性シリカナノ粒子は、方法Ａからの反応生成物を遠心分離すること、およびそれを水溶液：溶剤混合物に懸濁させることを含む方法を使用して単離することができる。前記水溶液：溶剤混合物は、第一水溶液：溶剤混合物であり、好ましくは５０：５０混合物である。本方法は、その第一水溶液：溶剤混合物から反応生成物を除去すること、それを遠心分離すること、およびそれを第二水溶液：溶剤混合物に懸濁させることをさらに含む場合がある。好ましくは、前記第二水溶液：溶剤混合物は、溶剤および水性成分について第一混合物と同様の割合を有する。前記水溶液：溶剤混合物の一部を形成する水溶液は、好ましくは水である。前記水溶液：溶剤混合物の溶剤部分を構成する溶剤は、例えば、水混和性溶剤、例えばエタノールである。あるいは、ジメチルホルムアミド、ｎ−プロパノールまたはイソプロパノールを使用してもよい。
【００７２】
水溶液：溶剤混合物への反応生成物の懸濁段階は、多数回、反復される場合がある。好ましくは、その反復懸濁の経過とともに、その水溶液：溶剤混合物中の溶媒の割合が増すように、水溶液：溶剤混合物の組成を変える。好ましくは、本方法は、最終段階において、０％水溶液：１００％溶剤である水溶液：溶媒「混合物」に反応生成物を懸濁させることを含む。総懸濁数は、一般には３から１０、例えば、４、５、６、７、８または９である。一般に、最終懸濁を除き、各懸濁後、懸濁液を遠心分離する。ナノ粒子は、最終エタノール懸濁液で保管することができる。遠心分離が、水溶液：溶剤混合物からナノ粒子を単離する一つの例示的方法であり、他の懸濁法が排除されないことは理解される。
【００７３】
一つの実施形態において、本粒状物質は、疎水性シリカナノ粒子を含む。一つの類の粒状物質は、流体中の疎水性シリカナノ粒子の懸濁液である。前記流体は、エタノール水性懸濁液であり得る。あるいは、この懸濁液中のエタノールの代わりに、他の有機溶剤、例えば、ジメチルホルムアミド、ｎ−プロパノールまたはイソプロパノールを使用してもよい。
【００７４】
本粒状物質に含まれる粒子の物理的性質および直径は、ＳＥＭおよびＴＥＭスキャンを使用して判定することができる。前記粒子は、様々な食品において凝結防止剤として、ならびに様々な薬物およびビタミン製剤のための調剤の際に凝結防止剤としておよび賦形剤として、一般に使用されている非晶質シリカ［１２］の形態のものである。
【００７５】
従って、好ましい実施形態において、ナノ粒子を含む粒状物質は、適する液体媒体中で指紋または表面に塗布される。一般に、前記液体媒体は、水溶液：溶剤混合物である。前記溶剤は、水混和性溶剤であり得る。一つの実施形態において、前記水性成分は、水である。前記溶媒は、例えば、水混和性溶剤、すなわち、すべての割合で水に１００％混和性であり得る。一つの実施形態において、前記溶剤は、エタノールである。前記水：溶剤比は、約９９．９：０．１（水：溶剤）から約９６：４（水：溶剤）に及ぶ。溶剤のレベルは、好ましくは、約４％以下である。より高い溶剤レベルは、指紋を溶解することとなる、またはそれらの鮮明度を低下させることがあるからである。ナノ粒子が個別の粒子として残り、合着して凝集体を形成しないことを確実にするために、少なくとも微量の溶剤を含めることが好ましい。
【００７６】
あるいは、本粒状物質は、当分野における方法（例えば、Ｔａｐｅｃ ｅｔ ａｌ ＮａｎｏＳｃｉ．Ｎａｎｏｔｅｃｈ．２００２．Ｖｏｌ．２．Ｎｏ．３／４ ｐｐ４０５−４０９；Ｅ．Ｒ．Ｍｅｎｚｅｌ，Ｓ．Ｍ Ｓａｖｏｙ，Ｓ．Ｊ．Ｕｌｖｉｃｋ，Ｋ．Ｈ．Ｃｈｅｎｇ，Ｒ．Ｈ．Ｍｕｒｄｏｃｋ ａｎｄ Ｍ．Ｒ．Ｓｕｄｄｕｔｈ，Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ ｆｏｒ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｒｅｎｓｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（１９９９）５４５−５５１；およびＥ．Ｒ．Ｍｅｎｚｅｌ，Ｍ．Ｔａｋａｔｓｕ，Ｒ．Ｈ．Ｍｕｒｄｏｃｋ，Ｋ．Ｂｏｕｌｄｉｎ ａｎｄ Ｋ．Ｈ．Ｃｈｅｎｇ，Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ＣｄＳ／Ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｏｒ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｒｅｎｓｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（２０００）７７０−７７３を参照）を使用して得ることができる疎水性シリカ粒子を含むことができる。
【００７７】
一つの実施形態において、前記粒状物質は、染料が取り込まれた疎水性シリカ粒子を含む。一つの実施形態において、前記粒子に取り込むことができる染料は、例えば、有色または蛍光染料であり得る。本発明の範囲に含まれる染料の例は、フルオレセイン誘導体、例えばＯｒｅｇｏｎ Ｇｒｅｅｎ、Ｔｏｋｙｏ Ｇｒｅｅｎ、ＳＮＡＦＬおよびカルボキシナフトフルオレセイン、ローダミン（例えば、ローダミンＢおよびローダミン６Ｇ）およびその類似体、チアゾールオレンジ、過塩素酸オキサジン、メチレンブルー、塩基性黄４０、塩基性赤２８、ならびにクリスタルバイオレットおよびその類似体であるが、これらに限定されない。科学的理論によって拘束されないが、正電荷を有する染料、例えばローダミンは、本方法においてＰＴＥＯＳが使用される場合、アニオン性またはカチオン性の基、例えばカルボン酸基を含む染料より、良好に組み込まれると考えられる。本発明において使用することができる他の染料の例としては、平面芳香族部分構造および正電荷の官能基を有するもの（例えば、臭化エチジウムおよび他のＤＮＡ挿入剤）が挙げられる。
【００７８】
前記粒子が磁性または常磁性であると有利な場合もある。例えば、磁気ワンドまたは他の適切な道具を使用して、磁化性ミクロ粒子を容易に指紋に散粉することができる。従って、本発明の好ましい実施形態では、磁性または常磁性亜粒子を疎水性シリカ粒子に取り込む。本発明の一つの実施形態において、前記粒子は、磁化性、例えば、磁性または常磁性である。磁性および／または常磁性粒子は、任意の磁性または常磁性成分、例えば、金属、金属窒化物、金属酸化物および炭素であり得る。磁性材料の例としては、鉄が挙げられ、一方、金属酸化物の例としては、磁鉄鉱および赤鉄鉱が挙げられる。
【００７９】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記炭素は、カーボンブラック、カーボンナノ粒子、フラーレン化合物もしくはグラファイトまたはこれらの類似体である。フラーレン化合物は、少なくとも６０の炭素原子（例えば、Ｃ60）からなる。好ましくは、前記炭素は、カーボンナノ粒子の形態である。カーボンナノ粒子は、例えば、カーボンナノチューブ（誘導体化されているものまたは誘導体化されていないもの）の形態である場合がある。前記カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブ、および／または単層カーボンナノチューブである場合がある。
【００８０】
一つの実施形態において、前記金属酸化物は、酸化チタン（ＴｉＯ2）、磁鉄鉱、赤鉄鉱およびこれらの組み合わせから選択される。一つの実施形態において、前記金属は、アルミニウム、鉄およびこれらの組み合わせから選択される。しかし、代替実施形態では、本発明において使用することができるＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの脱離／イオン化プロセスを支援する代替金属酸化物およびまたは金属窒化物を使用できると当業者は考えると、考えられる。同様に、当業者は、イオン化プロセスを支援する他の金属および／または他の形態の炭素を本粒状物質において使用できると考える。前記金属、金属酸化物、金属窒化物または炭素は、本粒状物質の粒子の中に埋め込むことができる。本粒状物質の粒子は、好ましくは、１００μｍ以下の平均直径、例えば、１μｍ以下の直径を有する。一つの実施形態において、前記粒子は、約１０ｎｍから約１００μｍの平均直径を有する。
【００８１】
シリカ粒子の疎水性は、それらの粒子の指紋への結合を強化する。従って、一つの実施形態では、前記金属、金属酸化物および炭素を疎水性シリカ粒子に組み込む、および／または疎水性シリカ粒子の中に埋め込む。
【００８２】
指紋を関係させる方法では、前記粒状物質と指紋を互いに接触させる。これに関連して、用語「指紋」は、例えば、表面に付着している指紋を指す場合もあり、または代替的に、慣例採取手段、例えば採取テープを使用して表面から採取された「間接的」指紋を指す場合もあることは理解される。
【００８３】
本粒状物質の塗布は、磁気ワンドによって行うことができ、この実施形態での粒状物質は、磁性または常磁性である。これは、任意の作業員の、特に吸入による粒状物質への暴露を減少させるので、健康および安全性の利点を有する。あるいは、プリントが付着している物品を液体媒体（例えば、ナノ粒子の懸濁液）に浸漬し、その後、取り出す場合もある。浸漬の長さは重要でなく、約１５分から約１２時間またはそれ以上まで様々であり得る。
【００８４】
従って、一つの実施形態において、本粒状物質は、上で説明したような磁化性粒子を含む、疎水性シリカ粒子を含む。
【００８５】
一つの類の粒状物質は、疎水性シリカ粒子を含む。前記粒子は、ナノ粒子もしくはミクロ粒子またはこれらの組み合わせであり得る。一つの実施形態において、前記シリカミクロ粒子は、少なくとも１０μｍ、一般には少なくとも２０μｍの平均直径を有する。一般に、前記ミクロ粒子は、約３０〜９０μｍの平均直径を有する。一部の実施形態において、前記ミクロ粒子は、約４５〜６５μｍまたは約６５〜９０μｍの間の平均直径を有する。
【００８６】
約２００ｎｍから約９００ｎｍの平均直径を有するナノ粒子を本方法により使用できると考えられる。好ましくは、前記ナノ粒子は、約４００ｎｍから５００ｎｍの間の平均直径を有する。しかし、約２００ｎｍから約９００ｎｍ、例えば、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０または９００ｎｍである直径を有するナノ粒子を含む粒状物質を本方法において使用できると考えられる。
【００８７】
用語「平均直径（ａｖｅｒａｇｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ）」は、本発明の方法から一般に形成される粒子の「平均値直径（ｍｅａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ）」を意味すると解釈することができる。用語「平均値」は、本質的に、このような測定において使用した粒子の数で割った測定したすべての直径の合計である統計学用語である。ナノ粒子の直径は、ＳＥＭ写真および写真において使用される縮尺から概算することができ、ミクロ粒子についての直径は、篩のサイズと粒径分布測定およびＳＥＭ写真からの結果との組み合わせから概算することができる。平均値直径を決定することができる一つの方法は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．）の使用による方法である。
【００８８】
一つの実施形態において、本粒状物質は、（１）本明細書に記載するような疎水性シリカ粒子と（２）磁性または常磁性粒子、例えば鉄粒子との混合物を含む場合がある。
【００８９】
一つの実施形態において、本粒状物質は、指紋の視覚化および／または画像化に役立つ分子をさらに含む疎水性シリカ粒子を含む。一つの実施形態において、前記疎水性シリカ粒子は、染料分子を含む。染料の例としては、例えば、ローダミン、例えばローダミン６Ｇおよびその誘導体が挙げられる。指紋を視覚化する段階は、当分野において公知の様々な方法を使用して行うことができる。例えば、光学的方法、例えば、ＵＶサーチライト、平床式光学スキャナ、蛍光スキャナおよびＵＶ可視スキャナを含む光学式スキャナを使用することができる。
【実施例】
【００９０】
ここで、添付の図面を参照しながら、単なる例として本発明の実施形態を説明する。
【００９１】
材料および方法
この調査において使用したＴｅｃａｎ ＬＳ３００スキャナは、バークシャー州、レディングのＴｅｃａｎ ＵＫからのものである。Ｋｒａｔｏｓ Ａｘｉｍａ−ＣＦＲ ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（英国、マンチェスターのＳｈｉｍａｄｚｕ Ｂｉｏｔｅｃｈ）システムをＳｈｉｍａｄｚｕ金属ターゲットプレートと共に使用する。使用した市販のマトリックスは、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ）（５０：５０ アセトニトリル：脱イオン水［ｄＨ2Ｏ］中、１０ｍｇ・ｍＬ-1）である。カーボンブラック懸濁液は、英国、チェシャーのＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．により親切にも寄贈された。アナターゼ型の二酸化チタンを含む他のすべての化学物質は、英国、ドーセットのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから入手できる。市販散粉剤、指紋採取用ブラシ、磁気ワンドおよび市販採取テープは、英国、ノーサンプトンのＣｒｉｍｅ Ｓｃｅｎｅ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｌｔｄ．（以前は、Ｋ９ Ｓｃｅｎｅｓ ｏｆ Ｃｒｉｍｅ Ｌｔｄ．）から入手できる。
【００９２】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムにおいて使用するための較正溶液を調製した。塩酸パパベリン（ｄＨ2Ｏ中、１０ｍｇ／ｍＬ）およびレセルピン（ジメチルホルムアミド、ＤＭＦ中の５ｍｇ／ｍＬ溶液）の溶液を調製した。このパパベリン溶液のアリコート（１００μＬ）を、そのレセルピン溶液のアリコート（２００μＬ）およびｄＨ2０（４００μＬ）およびＤＭＦ（３００μＬ）と混合した。アセトニトリル／水（５０：５０ ｖ／ｖ）中の２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ、１０ｍｇ／ｍＬ）の溶液も調製した。最終較正溶液は、ＤＨＢ溶液およびレセルピンとパパベリンの混合物の各１０μＬを互いに混合することによって調製した。この溶液のアリコート（１ｕＬ）を各実験において使用し、これら二つの標準物質の分子イオンについてのｍ／ｚを使用して前記システムを較正した。
【００９３】
埋め込まれた疎水性シリカ粒子の調製
本方法は、ブランクシリカ系ナノ粒子の調製「１２」の適応法であり、３０ｍＬのエタノール、５ｍＬのｄＨ2Ｏ、各２．５ｍＬのテトラエトキシシランおよび２．５ｍＬのフェニルトリエトキシシランを遠心管の中で混合する。このために、２ｍＬの水酸化アンモニウム溶液（２８％）を添加してナノ粒子形成を開始させ、その溶液を一晩、回転させる。得られた粒子懸濁液を、二塩化メチレン／水またはエタノール／水（両方の場合、５０：５０）で繰り返し抽出する。その懸濁液を遠心分離する（例えば、３０００ｒｐｍで５分）。上清を除去し、１０ｍＬのｄＨ2Ｏおよび同量のジクロロメタンを添加する。その懸濁液をさらに１０分間、回転させ、その後、その懸濁液を再び遠心分離する。その溶液の上部水性層を除去し、水およびジクロロメタンのさらなるアリコートを添加する。このすすぎおよび遠心分離プロセスを、水：ジクロロメタンをさらに添加できなくなるまで、４回、繰り返す。前述の時間の後、粒子をインキュベータにおいて４０℃で乾燥させてジクロロメタンから落とす。
【００９４】
乾燥したら、粒子を乳鉢および乳棒で粉剤し、その後、篩にかけて適する粒径を生じさせる。これらの疎水性粒子は、ブロンズの網目を有する真鍮製試験篩（英国、ロンドンのＥｎｄｅｃｏｔ Ｌｔｄ．）により手で篩分けた。この調査において使用した粒径分画物は、約６３μｍ未満であった。Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ（英国、モールヴァンのＭａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．）を使用して、粒径分布を検証する。
【００９５】
二酸化チタン含有粒子については、２５ｍｇの二酸化チタンを遠心管に添加し、その後、シラン処理試薬を添加する。カーボンブラック（ＣＢ）粒子については、水中の供給カーボンブラック懸濁液の１：２〜１：１００倍希釈液の５ｍＬを、ＴｉＯ2の代わりに前駆体溶液に添加する。磁性粒子については、出版物に掲載されている方法に従って、粒状磁鉄鉱を調製する［１３、１４］。その後、水中のこの懸濁液の５ｍＬをｄＨ2Ｏの代わりに前駆体溶液に添加する。
【００９６】
接触残留物が潜在指紋から有効に採取されるという証明
指先をローダミン６Ｇ（Ｒｈ ６Ｇ；ＥｔＯＨ中、１００μｇ・ｍＬ-1）溶液に入れた。指を振って過剰なＥｔＯＨを蒸発させ、その後、清浄なスライドガラスに指紋を付着させた。３つのプリント（Ｒｈ ６Ｇで２つ、および１つのブランク対照）を付着させた。これらを、Ｔｅｃａｎ ＬＳ３００スキャナ（ｅｘ ５４３ｎｍ、ｅｍ ５９０ｎｍ、ゲイン １２０）を使用して調べた。その後、それらに、二酸化チタンが中に組み込まれたシリカの疎水性微粒子を散粉し、その後、同じスキャン条件下で視覚化した。その後、それらを、市販の採取テープ（１１．５×６．５ｃｍ）を使用して採取し、スライドガラスおよび採取テープ上の残留物両方をスキャンした。
【００９７】
採取した接触残留物のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ検出を証明するための実験（ローダミン６Ｇ）
この実験では、数グレーンのＲｈ．６Ｇ粉末を指先に直接付加し、その後、前のようにスライドガラスに指紋として付着させたが、散粉剤は付加しなかった。その後、伝導性両面テープを使用して指紋を採取し、金属ターゲットに付着させた。この導電性テープは、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦでの使用に適し、Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｂｉｏｔｅｃｈからの寄贈品であった。その後、そのターゲットプレートをＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムの内部に配置し、Ｒｈ．６Ｇの存在について指紋を検査した。約４４４のＲｈ．６Ｇの検出可能ｍ／ｚを有する得られたＭＳを、テープのフラットピースに付着させた１００ｎｇの染料と等量の標準物質（エタノール中１００μｇ・ｍＬ-1の１μＬ）のものと比較した。
【００９８】
ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳにおけるカーボンブラック埋め込みシリカ粒子の強化剤としての効力を証明するための実験
金属ターゲットプレートの表面に存在する円形セル／領域に付着させたコカインが存在する状態および非存在の状態で、ＣＢ埋め込みナノ粒子を有するセルに対する計器応答を調査した。すべての結果は、三重反復で行った。塩酸コカイン（エタノール中の１ｍｇ／ｍＬ溶液の１μＬの場合、１μｇを分取した）を２セットのウエルに添加した。陽性セットには、１０ｍｇ・ｍＬ-1のＣＢ埋め込みナノ粒子（マトリックス）懸濁液の１μＬをセルに添加した。他のセットは、マトリックス一切なしでのコカインに対する応答を明らかにするために対照として放置した。金属ターゲットのブランクセルであるような、コカインが非存在の状態でのマトリックスの対照も調査した。前に説明したとおりセルを乾燥させた後、分析した。
【００９９】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによるコカイン接触残留物の検出
少量（数グレーン）の塩酸コカインを、その薬物の上に指を置くことにより、指先に付着させた。その後、指を清浄な金属ターゲットプレートと直接接触させ、それによって、そのターゲットの表面にプリントを付着させ、得られたプリントは、その表面上の非常に多数のセル／ウエルをカバーした。その後、それらの潜在プリントに、磁鉄鉱が埋め込まれた疎水性シリカ粒子、または市販の散粉剤を散粉した。これらは、アルミニウム粉末、Ｍａｇｎｅｔａ Ｆｌａｋｅ（商標）、および二酸化チタンを含有すると考えられるホワイトパウダーであった。市販の磁気ワンドを使用して、二つの磁性粉末を塗布し、一方、非磁性粉末には市販のブラシを使用した。指紋上のコカインの存在を証明するために、市販のＤＨＢマトリックス、１０μＬの１０ｍｇ・ｍＬ-1を１０μＬの１０ｍｇ・ｍＬ-1 塩酸コカイン溶液と混合し、この混合物の１μＬをＭＡＬＤＩターゲットのウエルに添加した。その後、その金属ターゲットをヒーターボックス（Ｓｈｉｍａｄｚｕ／Ｋｒａｔｏｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）において乾燥させ、その後、ＭＳシステム内に配置した。
【０１００】
採取指紋上のコカイン残留物の検出のためのＴｉＯ2／ＰＴＥＯＳ粒子の有効性を証明するための実験
ブランクおよびコカインをスパイクした指紋を、上で説明したようにスライドガラスに付着させた。これらを、Ｚｅｐｈｙｒ指紋採取用ブラシを使用し、ＴｉＯ2／ＰＴＥＯＳ粒子を使用して現像した。その後、市販の採取テープを使用してプリントを採取し、これを反転させ、プリント面を上にしてＭＡＬＤＩターゲットプレートに貼り付けた。その後、それらの指紋をコカインの存在または非存在についてＭＳにより精査した。
【０１０１】
疎水性粒子を強化マトリックスとして使用するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用による指紋からのコレステロールおよびスクアレンの検出
金属ターゲットプレートを清浄にし、乾燥させた。１２の右手人差し指の指紋をその金属プレートに付着させた。その後、これらをインキュベータ内で３７℃で約１．５時間、放置して乾燥させた。上で説明したとおり調製した疎水性粒子の１０の異なる配合物を各指紋に散粉した。各場合、粒子内に埋め込まれた薬剤をカッコ内に示す。加えて、得られた粉末のうちの幾つか（１、５、６および８）も、その後、ＤＨＢとも入念に混合して、１％ ｗ／ｗ配合物を製造した。これらを使用して、このマトリックスの存在が、散粉後の潜在プリントおよびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳにおけるスクアレンの検出を改善するかどうかを判定した。ブラックパウダーの４つの配合物を使用した。これらは、最初の合成に起因して様々な割合のカーボンブラックをそれらの中に有した。カッコ内の数は、最初の合成の際に使用したｄＨ2Ｏに対するカーボンブラックの比率を指す。
１．ホワイトパウダーＡ（二酸化チタン；１．０％ ｗ／ｗ ＤＨＢ；粉末）
２．ホワイトパウダーＢ（二酸化チタン）
３．バイオレットパウダーＡ（クリスタルバイオレット）
４．ブラックパウダーＡ（１：１０）
５．ブラックパウダーＢ（１：１０；１．０％ ｗ／ｗ ＤＨＢ：粉末）
６．バイオレットパウダーＢ（クリスタルバイオレット；１．０％ ｗ／ｗ ＤＨＢ：粉末）
７．レッド蛍光パウダーＡ（ローダミン６Ｇ）
８．レッド蛍光パウダーＢ（ローダミン６Ｇ；１．０％ ｗ／ｗ ＤＨＢ：粉末）
９．ブラックパウダーＣ（１：５）
１０．ブラックパウダーＤ（１：２）
【０１０２】
最初の１０のプリントの各々に、対応する番号の粉末１〜１０を個々に散粉し、得られたプリントをデジタルカメラで撮影した（写真は示さない）。その後、散粉剤またはマトリックで処理していないプリント（プリント１２）およびジヒドロキシ安息香酸のみを散粉したプリント（プリント１１）を含むそれらを、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳで個々に分析した。
【０１０３】
疎水性粒子を強化剤として使用するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用によるコレステロールおよびスクアレンの直接検出
１００％エタノール中のコレステロールおよびスクアレンの溶液（両方とも２ｍｇ／ｍＬ）を調製し、各溶液の５００μＬアリコートを互いに混合した。この溶液の２４のスポット（各０．５μＬ）を清浄な乾燥金属ターゲット上に分取し、２時間放置して空気乾燥させた。それらのウエルに、個々に、８つの疎水性粉末の各々の配合物を散粉した（各配合物につき３つのスポット）。これらの配合は、２．８に記載したものと同一であった。
１．レッド蛍光パウダーＡ
２．ブラックパウダーＡ
３．ブラックパウダーＢ
４．バイオレットパウダーＡ
５．バイオレットパウダーＢ
６．レッド蛍光パウダーＢ
７．ブラックパウダーＣ
８．ブラックパウダーＤ
【０１０４】
散粉は、これらの粉末の各々を用い、上で説明したとおり、その金属プレートの表面に直接行った。５００μＬのコレステロール／スクアレン溶液と５００μＬの１０ｍｇ／ｍＬ ＤＨＢ溶液（マトリックス）を混合することにより別の溶液も調製した。この溶液の３つのスポット（０．５μＬ）も金属ターゲット上に分取し、放置して空気乾燥させた。その金属ターゲット上の各スポットをＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳで分析し、コレステロール（ｍ／ｚ ３８６）とスクアレン（ｍ／ｚ ４１０）の両方およびそれらの金属付加体についてのピークをモニターした。
【０１０５】
結果
接触残留物が潜在指紋から有効に採取されることの証明
指紋採取プロセスの効率および得られたプリントの隆線ディテールを調査した。ローダミン６Ｇを、その高い蛍光のためモデル接触剤として使用した。したがって、接触後に高い蛍光のプリントが見られた（図１ａの上および下のプリント）が、通常のプリント（図１ａの中央）は、使用したスキャン条件下で蛍光性でなかった。
【０１０６】
疎水性シリカ散粉剤を前記３つのプリントに塗布すると、ローダミン蛍光のため、およびまたプリントに付着したシリカ粒子から散乱された光のため、それらは視覚的に明瞭になり（図示なし）、それから３つすべてのプリントが、蛍光スキャンで良好で明確なプリントを与えた（図１ｂ）。採取テープを使用してプリントを採取した後、そのスライドガラスの表面には殆ど蛍光が残らず（図１ｃ）、これにより採取プロセスの有効性が証明された。そのとき、そのテープの表面のスキャンは、「蛍光」プリントを示し、これにより、それらの採取プリントおよび散粉剤が、このプロセス中に損なわれずに残ることが証明された（図１ｄ）。
【０１０７】
図１において観察される結果は、市販の採取テープの適用により、潜在指紋の大部分の付着材料がスライドガラスからそのテープに転写される結果となることを示唆している。これは、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによる潜在指紋上の任意の材料の検出における第一段階である。
【０１０８】
採取された接触残留物のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ検出（ローダミン６Ｇ）
この実験の成功を仮定して、顕微鏡用スライドガラスの表面から採取したローダミンを、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳを使用して検出できるという仮説を立てた。結果を図２に示す。上のトレースは、採取指紋からのものであり、Ｒｈ ６Ｇに対応するｍ／ｚ ４４３でのピークを有する。下のスペクトルは、ＭＡＬＤＩターゲットに直接付加したＲｈ ６Ｇ標準物質からのものである。ピークの形およびパターンは同様であり、これは、同じ化合物を示差している。上のトレースにおいて見られる質量減少は、イオン化した化学種の飛行時間を減少させるターゲットプレートへの採取テープの付着中の使用したテープのわずかな隆起に、おそらく起因する。
【０１０９】
導電テープは、ＭＡＬＤＩターゲットに平らに貼り付け、その上面にサンプルを加えられるように設計する。これは、比較的脆くもあり、容易に延伸され、それにより現像指紋現物が歪むことがある。困難を伴いつつ、それを用いて顕微鏡用スライドからプリントを採取し、ＭＡＬＤＩターゲット上にできる限り良好に付着させたが、その脆性および粘着性の性質のため、それを平らにすることができなかった。
【０１１０】
図２に示す結果は、粉末形態の接触残留物を表面から採取することができ、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムを使用して首尾よく検出することができることを証明した。
【０１１１】
コカインについてのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳにおけるカーボンブラック埋め込みシリカ粒子の強化剤としての効力
これらの結果が、マトリックスとコカインの両方が存在する状態で観察され、バックグラウンドシグナルからはされないことを証明するために、量がわかっているコカインおよびマトリックスを使用して、さらなる分析を行った。コカインが存在する状態および非存在の状態での磁性シリカ粒子の応答を、マトリックスを一切伴わないブランクターゲットおよびコカインの応答と比較した。
【０１１２】
コカインが存在する状態および非存在の状態でのカーボンブラック埋め込みシリカ粒子のｍ／ｚ ３０４での応答を、ＤＨＢマトリックスを一切伴わないブランクターゲットおよびコカインの応答と比較した。コカインに起因するＭＳピークの強度を図３に示す。それらのシリカ粒子の存在は、その非存在時にコカインについて見られたものと比較して、ピーク強度の１０倍増をもたらした。５６，５５２および１１２％の上昇、ｎ＝３というＤＨＢが存在する状態での対応する結果と比較して、良好な再現性が観察された（強度平均値９０，２７５および５．８％の上昇、ｎ＝３）。
【０１１３】
従来のＤＨＢマトリックスと比較したカーボンブラック埋め込み粒子の可能的ＳＡＬＤＩ使用を調査した。塩酸コカインをターゲット分析物として使用した。指紋でのこの同定は、指紋を提供した人がコカインと接触したことを証明できるので、警察機関にとって関心が高いからである。金属ＭＡＬＤＩターゲットに直接付着させたプリントについての従来の化学的マトリックス（ＤＨＢ）および新規散粉マトリックスが存在する状態でのコカインの質量スペクトルを図４に示す。下のスペクトルは、ＤＨＢが存在する状態でのコカインのスペクトルを示し、上のスペクトルは、磁性ワンドによって付着させた、磁性ＰＴＥＯＳナノ粒子が存在する状態でのコカインを示す。両方が、その薬物のものに対応する、同様のスペクトルを示しているが、磁性粒子が存在する状態では明らかに応答が増加されている。これは、磁性ＰＴＥＯＳ粒子が、従来のマトリックスのものと同様の様式でコカインの脱離プロセスを支援することを示している。良好な隆線ディテールが、現像されたプリント上で観察された（図示なし）ので、この磁性ＰＴＥＯＳは、指紋視覚化粉末としての可能性も示した。
【０１１４】
金属ターゲットプレートに付着させ、二酸化チタン、カーボンブラック（１：１０）を含有する疎水性粉末を散粉した、またはＤＨＢで処理した、もしくは未処理のままにした（詳細は示さない）接触プリントについての３０４．５ ｍ／ｚでのコカインピークについても同様の結果が観察され、このとき、相対強度は、それぞれ、１，７００、１０，０００、９，０００および１００ｍＶであった（図４ｂ）。
【０１１５】
採取指紋上のコカイン残留物の検出についてのＴｉＯ2埋め込み粒子の有効性
採取プロセスの効力（図１および２）およびＭＡＬＤＩターゲット上のスパイクした潜在プリントからのコカインの検出（図３〜５）を証明したところで、コカインを、市販の採取テープから直接取った採取指紋で検出することができるという仮説を立てた。結果を図６に示す。下のトレースは、コカインと接触していない採取プリントについて観察されたものであり、一方、上のトレースは、その薬物と接触したプリントからのものである。コカインに対応する３０４でのｍ／ｚの明確なピークは、上のトレースでしか見られない。両方の場合、プリント現物にＴｉＯ2埋め込み疎水性シリカ粒子を散粉した。図７は、コカインでスパイクした指紋の、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦにより分析したターゲット領域を示すものである。同様の写真が、陰性対照について得られた（図示なし）。このウエルの直径は、３．４ｍｍであり、指紋の明確な隆線ディテールを観察することができる。図６におけるスペクトルは、セル内の画定された領域に対するレーザースキャンによって得たものであり、シグナルを平均してこのスペクトルを生成した。
【０１１６】
疎水性粒子を強化マトリックスとして使用するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用による指紋からのコレステロールおよびスクアレンの検出
この実験では、１２のプリントをステンレス鋼ＭＳターゲットプレートに直接付着させた。熟成後、それらのプリントに、疎水性散粉剤の１０の異なる配合物のうちの１つを散粉した。その後、それらのプリントを採取し、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムを使用して精査した。
【０１１７】
コレステロールとスクアレンの両方が検出されると予想されたが、実際にはスクアレンしか観察されなかった。これは、分子イオンとナトリウム付加体に対応する４３３のｍ／ｚで見られた。図７からわかるように、強化剤が一切非存在の状態で観察された強度は、約２，０００ｍＶであった（プリント１２）。これがＤＨＢによって約１４，０００に強化された。これらの粉末のうち、最も高いカーボンブラック比を含有するものが、最高の応答を与え（プリント９および１０）、炭素の比率が高いほど、ピークは強く、そのため、約２２，０００ｍＶの最大強度を有するサンプルをカーボンブラック（１：２の希釈比）に対応付けた。
【０１１８】
一般に、粉末内のＤＨＢの存在は、ピーク強度をわずかに強化した（プリント１および２−二酸化チタン、ならびに４および５−１：１０のカーボンブラック比）が、この傾向は、染料クリスタルバイオレットを含有する粉末（３および６）およびローダミン６Ｇを含有する粉末（７および８）については見られず、これらの場合、未処理のプリント１２と等価またはそれより低い、低シグナルが生成された。
【０１１９】
疎水性粒子を強化マトリックスとして使用するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用によるコレステロールおよびスクアレンの直接検出
コレステロールは、プリントのＭＳでは見られなかったので、ＤＨＢおよび新規散粉剤が存在する状態で、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムを使用してこの化合物を検出できるかどうかを判定しようと決めた。したがって、スクアレンとコレステロールの混合物の標準物質を金属ターゲットプレートの表面に付着させ、３部構成での８セットのこれらのスポットに、３．６で使用した疎水性粉末の８つの配合物を散粉するか、それらのスポットをＤＨＢで処理するか、未処理のままにした。
【０１２０】
この場合、スクアレンに起因するピークが、その化合物のナトリウム付加体に起因して再び４３３のｍ／ｚで観察され、粉末１、２、７および８は、ＤＨＢが存在する状態で見られた強度より相当大きいシグナルを与えた（図８）。最大強度は、レッド蛍光パウダー（ローダミン６Ｇ、パウダー１、４９，０００ｍＶ）で観察され、重ねて、カーボンブラックが良好な応答を与えた（１：１０、６，０００ｍＶ；１：５、３６，０００ｍＶ；および１：２、４，０００ｍＶ）。そのとき、３８６のｍ／ｚでのピークが観察されたが、すべての場合において、強度値は、スクアレンで見られたものよりはるかに低かった。クリスタルバイオレット染料を含有する粉末が存在する状態で最高値が生じ（１，８００ｍＶ、パウダー４）、カーボンブラックを含有するものも、比較的良好なピークを生じさせた（パウダー３、１：１０とＤＨＢ、パウダー７、１：５およびパウダー８、１：２についてすべて約８００ｍＶ）（図９）。
【０１２１】
これら２つの化合物についての実際のスペクトルを図１０ａ（スクアレン）および図１０ｂ（コレステロール）に示す。これらは、使用した条件下でより良好なスクアレン応答を明確に示している。
【０１２２】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳを使用する散粉潜在指紋における喫煙者からの外因性代謝産物の直接検出
使用した疎水性散粉剤は、１：２のカーボンブラック：ＰＴＥＯＳの開始比で形成されたカーボンブラック組み込み薬剤であった。この合成は、本明細書の次のセクションで説明する。
【０１２３】
これを、疎水性粒子のイオン粒子に対する比率が２：９８ ｗ／ｗになるように、鉄微粒子（直径＜６０μＭ）とステアリン酸（１．０％ ｗ／ｗ）の混合物に均一に組み込んだ。潜在プリントは、市販の磁性ワンドを使用して散粉し、ステンレス鋼プレート（Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳターゲットプレート）の表面でプリントについてインサイチューで分析するか、市販の採取テープを使用して採取した。採取プリントは、市販の接着テープを使用してプリント面を上してターゲットプレートに貼り付けた。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは、Ｋｒａｔｏｓ Ａｘｉｍａ ＣＦＲ Ｐｌｕｓ ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（英国、マンチェスターのＳｈｉｍａｄｚｕ Ｂｉｏｔｅｃｈ）を使用し、陽イオン反射モードで動作させて行った。使用した市販のマトリックスは、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ）（５０：５０ アセトニトリル：脱イオン水［ｄＨ2Ｏ］中、１０ｍｇ・ｍＬ-1）であった。
【０１２４】
図１１に示す結果は、ニコチンとコチニン（各１０ｎｇ）の混合物でスパイクされる潜在プリントについて、マトリックス強化剤が非存在の状態では、ニコチン（ＦＷ １６２）およびコチニン（ＦＭ １７６）に起因するピークが観察されないことを示している（１１ａ）。従来のマトリックス支援剤ＤＨＢを、各化合物でスパイクしたプリントに加えると、１６３および１７７でのピークが観察される（１１ｃ）。したがって、スパイクされた潜在プリントに疎水性散粉剤を加えると、１６３および１７７でのピークが再び観察され、これは、この薬剤が、強化剤としての役割も果すことを示している。そのとき、ｍ／ｚ １９９で追加のピークが観察され、これは、おそらく、コチニンのナトリウム付加体に起因する。疎水性散粉剤を散粉した、スパイクしていないプリントについては、ｍ／ｚ １５７でのピークが、ほぼ同じ強度の１６３のｍ／ｚでのピークと共に観察される。このスペクトルでは、１７７および１９９でのピークは見られない（１１ｄ）。図１１ｂにおける１６３でのピークは、ニコチンの存在におそらく起因する１５７でのピークより相当強い強度のピークであると注目すべきである。
【０１２５】
図１１は、潜在指紋に塗布したとき、ＤＨＢなどのマトリックス強化剤を添加しない場合だけは、ＴＯＦ−ＭＳによってニコチンおよびコチニン（両方とも、プリント当たり１０ｎｇ）を検出できないことを明確に証明している（１１ｃと比較した１１ａ）。この図は、潜在プリントを現像するために使用した疎水性散粉剤が、強化剤としての役割も果し、そのため、これらの化合物が再び検出されることも証明している（１１ｂ）。１６３．３（ニコチンについての式量は、１６２．２３である）および１７７．３（コチニンについての式量は、１７６．２２である）および１９９．２のｍ／ｚ値で大きなピークが見つかった。この最後のピークは、おそらくコチニンのナトリウム付加体（Ｃ10Ｈ12Ｎ2ＯＮａ、式量１９９．２１）に起因する。これらのピークは、ニコチンおよびコチニンでスパイクしていない、事前に散粉した潜在指紋にはない（１１ｄ）。２４時間、喫煙していない元喫煙者についての対応するスペクトルを図２に示す。散粉マトリックスに起因するものではない大きなピークが１６３．１（ニコチン）および１９９．１（コチニンナトリウム付加体）のｍ／ｚに見られ、１７７．１（コチニン）に小さなピークが見られる。
【０１２６】
より高い質量数でのスペクトルを検査する場合、ステンレス鋼プレートに直接適用したプリントには３０７．４および４３３．４でのピークが見られることに注目すると面白い。これらは、おそらく、それぞれ、ステアリン酸のナトリウム付加体（ＦＷ ３０７．４７）およびスクアレンのナトリウム付加体（ＦＷ ４３３．７１）に起因するものである。これらは、散粉剤の配合の際に使用したステアリン酸に、および指紋の内因性成分として分泌された天然スクアレンに源を発する。
【０１２７】
これらのピークは、採取プリントで得られるピークの較正に使用することができる。それらは、採取テープの表面に存在し、そのテープ自体がステンレス鋼ターゲットプレートの表面に取り付けられるからである。これは表面を隆起させ、そのため、イオン化した化学種の飛行時間は、その時、鋼表面からのものより短く、ピークの見掛けのｍ／ｚ値は、より小さい。従って、採取テープ上の喫煙者からのプリントについて得られたスペクトルには、３０５．１および４３１．２でのナトリウム付加体のピークが、１７４．６（大きい）および１９７．４でのピークと共に見られる。これらのピークのより低い質量を２．３ｍ／ｚ単位で補正して、１７６．９（コチニン）および１９９．７（ナトリウムコチニン付加体）でのピークを得ることができる。
【０１２８】
１６１、１６７および１６８でのピークは、一貫して、喫煙者のＭＳでしか見られない。ニコチンはタバコ葉中のアルカロイドの約９５％を構成するが、様々な他のアルカロイドも存在することは公知である。これらの中で、ニコチン（ＲＭＭ １４８）およびアナタビン（ＲＭＭ １６０）が最も豊富である［２２］。プロトン化形のニコチンおよびコチニンがこれらのスペクトル中で観察されるので、１６１のｍ／ｚでのピークはアナタビンに起因するものであるが、これを確認するためにさらなる調査が必要である。
【０１２９】
カーボンブラックが組み込まれた薬剤の調製
ブランクナノ粒子の基本的調製方法は、遠心管内での３０ｍＬのエタノール、５ｍＬのｄＨ2Ｏ、各２．５ｍＬのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）および２．５ｍＬのフェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＯＳ）の混合を含む。この混合物に２ｍＬの水酸化アンモニウム溶液を添加し、その溶液を一晩回転させる。この時間の後、その懸濁液を遠心分離する（３，０００ｒｐｍで３分）。
【０１３０】
１０：９０ ｖ／ｖのエタノール／水を使用する一連の遠心分離および洗浄段階に従ってその生成物を単離し、その後、９７：３ ｖ／ｖ 水／エタノール中の懸濁液として保持する。これらは、粒径分布分析およびＳＥＭおよびＴＥＭにも供した。
【０１３１】
カーボンブラック粒子については、水中のカーボンブラック溶液の１：１００倍希釈物の５ｍＬをその前駆体溶液に添加する。ＴＥＯＳ：ＰＴＥＯＳ被覆磁性粒子については、出版物に掲載されている方法に従って粒状磁鉄鉱を作製し、水中のその懸濁液の５ｍＬを前駆体溶液に添加する。
【０１３２】
以下のパラグラフは、本開示の一部を形成する。
１．ある表面上に位置する指紋の中の残留物の存在を判定する方法であって、
ｉ）金属、金属酸化物または炭素粒子を含む粒状物質を指紋に塗布する段階；
ｉｉ）前記指紋を質量分析に供して前記残留物の存在または非存在を検出する段階
を含む方法。
【０１３３】
２．前記支援質量分析法が、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳである、パラグラフ１に記載の方法。
【０１３４】
３．前記組成物を使用する潜在指紋の視覚化をさらに含む、パラグラフ１または２に記載の方法。
【０１３５】
４．前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化鉄（磁鉄鉱）であり、または前記金属がアルミニウムもしくは鉄である、パラグラフ１から３のいずれかに記載の方法。
【０１３６】
５．前記炭素が、カーボンブラック、フラーレン化合物、またはグラファイトもしくは前記類似体である、パラグラフ１から３のいずれかに記載の方法。
【０１３７】
６．前記粒状物質が、前記金属、金属酸化物または炭素が中に埋め込まれた粒子を含む、パラグラフ１から５のいずれかに記載の方法。
【０１３８】
７．前記粒子の直径が、１００ｍ以下である、パラグラフ６に記載の方法。
【０１３９】
８．前記粒子の直径が、１ｍ以下である、パラグラフ７に記載の方法。
【０１４０】
９．前記粒子が、疎水性シリカ粒子である、パラグラフ６から８のいずれかに記載の方法。
【０１４１】
１０．前記粒子が、染料をさらに含む、パラグラフ６から９のいずれかに記載の方法。
【０１４２】
１１．前記染料が、蛍光性である、パラグラフ１０に記載の方法。
【０１４３】
１２．前記粒子が、磁性または常磁性である、パラグラフ６から１１のいずれかに記載の方法。
【０１４４】
１３．前記粒子が、磁性フェニルトリメトキシシラン（ＰＴＥＯＳ）ナノ粒子である、パラグラフ１２に記載の方法。
【０１４５】
１４．前記残留物が、内因性代謝産物である、パラグラフ１から１３のいずれかに記載の方法。
【０１４６】
１５．前記内因性代謝産物が、スクアレンである、パラグラフ１４に記載の方法。
【０１４７】
１６．前記残留物が、接触残留物である、パラグラフ１から１４のいずれかに記載の方法。
【０１４８】
１７．前記接触残留物が、麻薬である、パラグラフ１６に記載の方法。
【０１４９】
１８．前記麻薬が、コカインである、パラグラフ１７に記載の方法。
【０１５０】
１９．少なくとも一つの内因性代謝産物および少なくとも一つの接触残留物が、指紋の中に共に付着している、パラグラフ１から１８のいずれかに記載の方法。
【０１５１】
２０．前記指紋を、粒状物質の塗布前に、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ／ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体上に直接付着させる、パラグラフ１から１９のいずれかに記載の方法。
【０１５２】
２１．前記指紋を、前記粒状物質塗布前に、採取テープを使用して前記付着部位から採取し、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ／ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体と接触させる、パラグラフ１から１９のいずれかに記載の方法。
【０１５３】
２２．添付の実施例を参照しながら本明細書において実質的に説明したとおりの方法。
【０１５４】
[参考文献]
【表１Ａ】
【表１Ｂ】
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】接触剤としてローダミン６Ｇ（Ｒｈ．６Ｇ）を使用するスライドガラスに付着させ、そこから採取した指紋の蛍光スキャン（λｅｘ ５４３ｎｍ、λｅｍ ５９０ｎｍ）を示す。 図１ａ．顕微鏡用スライド上に付着させた潜在指紋。上と下はローダミン６Ｇで、中央は、ブランク対照である。 図１ｂ．「Ｓｕｎｄｅｒｌａｎｄ Ｗｈｉｔｅ」指紋用パウダー（ＴｉＯ2埋め込み疎水性シリカ粒子）で現像した１ａからの指紋。 図１ｃ．市販の指紋採取テープで採取した後の１ｂからのプリントの残留物。 図１ｄ．市販の採取テープ上の１ｂからの採取指紋。
【図２】エタノールからの付着したローダミン６Ｇの質量スペクトル（上）および採取指紋からのローダミン６Ｇの質量スペクトル（下）（両方とも、ＭＡＬＤＩテープ（下記）で分析した）を示す。
【図３】塩酸コカインが存在する状態または非存在の状態でのカーボンブラック埋め込みシリカ粒子に対するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムの応答を示す。
【図４】金属ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳプレートに直接適用したスパイクした指紋に関するコカインの検出についてのマトリックス材料の比較を示す。下のトレースは、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ）を１０ｍｇ・ｍＬ-1で使用して得、上のトレースは、疎水性シリカ磁気粒子で得た。 図４ａ：金属ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳプレートに直接適用したスパイクした指紋に関するコカインの検出についてのマトリックス材料の比較。下のトレースは、ＤＨＢを１０ｍｇ・ｍＬ-1で使用して得、上のトレースは、疎水性シリカ磁気粒子で得た。 図４ｂ：コカインが存在する状態と非存在の状態両方のでの金属ターゲットプレートに付着させ、三種類の粉末を散粉した指紋のｍ／ｚ ３０４．５でのスペクトル強度。
【図５】コカインとの接触を検出するために、ＴｉＯ2埋め込み疎水性シリカ粒子を散粉した、採取潜在指紋の質量スペクトルを示す；接触陽性（上のトレース）およびコカインとの接触なし（下のトレース）。
【図６】ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによる分析前にＴｉＯ2埋め込み疎水性シリカ粒子を前以て散粉した採取指紋の隆線ディテール（ライトストライプ）を示す質量分析装置内に配置した９６ウエルＭＡＬＤＩ−ターゲットプレートの表面の単一ウエル／セル単位の写真。
【図７】疎水性粒子の１０の配合物（１〜１０）および対照（１１および１２）を散粉した採取プリントについてのｍ／ｚ ４３３．５５（スクアレンとナトリウム付加体についての分子イオン）での相対強度を示す。コレステロールに起因するｍ／ｚ ３８６でのピークは観察されなかった。
【図８】疎水性粉末の８つの配合物（１〜８）および２つの対照（９、１０）が存在する状態でのスクアレン標準物質についてのｍ／ｚ ４３３．５５（スクアレン、式量４１０．７２、とナトリウム（２２．９９）の付加体）での相対強度を示す。
【図９】疎水性粉末の８つの配合物（１〜８）および２つの対照（９、１０）が存在する状態でのコレステロール標準物質についてのｍ／ｚ ３８６．３７（コレステロールについての式量３８６．６５）での相対強度を示す。
【図１０】スクアレンおよびコレステロール標準物質についての質量スペクトルを示す。（ａ）スクアレン標準物質についてのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ。（ｂ）コレステロール標準物質についてのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ。
【図１１】ステンレス鋼プレート上の非喫煙者（ＦＲ）からの潜在指紋である、ニコチン（ＲＭＭ １６３）とコチニン（ＲＲＭ １７６）の１μｇ／ｍＬ混合物を含有する１０μＬの溶液でスパイクした潜在指紋のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＦ。下から上に、 ａ−疎水性粒子を散粉せず、ＤＨＢで処理したスパイクした潜在プリント ｂ−ＤＨＢで処理したスパイクした潜在プリント ｃ−疎水性粒子を前以て散粉したスパイクした潜在プリント ｄ−疎水性粒子を前以て散粉したスパイクしていない潜在プリント
【図１２】疎水性粒子を前以て散粉したステンレス鋼上に付着させた（最後のタバコから２４時間たった）元喫煙者からの潜在指紋のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ。 ａ）ｍ／ｚ範囲 １５５〜１８０、ｂ）ｍ／ｚ範囲 １８０〜２０５、ｃ）ｍ／ｚ範囲 ２０５〜４５０
【図１３】喫煙者の散粉プリントからの潜在指紋のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳ。１６３、１４８、１３３、１１９、１０５、９１、８４および７９でのピークは、ニコチンの特徴であり、その存在の明白な証拠を与える。
【図１４】喫煙者の散粉プリントからの潜在指紋のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳ。１７７、１６１、１４７、１３５、１１９、１０５、９７、９１および７９でのピークは、コチニンの特徴であり、その存在の明白な証拠を与える。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質量分析法を使用して指紋内の残留物の存在を判定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜在指紋は、非常に多数の化合物、例えば、身体からの自然に発生する化合物、例えばコレステロール、スクアレンおよび脂肪酸、［１−３］、または接触から潜在指紋上に残ることがある化合物、例えばコカインもしくは他の乱用薬物を含有する。この目的での今日までの研究にあたっては、ラマン分光法［４、５］が使用されてきた。これらの研究では、分析を行うために乱用薬物の位置を視覚的に特定する点で困難が認められ、また、本方法は、比較的感度が悪く、比較的非特異的であった。潜在指紋の最も一般的な精査方法は、ガスクロマトグラフィー−質量分析（ＧＣ−ＭＳ）である。潜在指紋からの残留物を溶剤に抽出し、ＧＣ−ＭＳによって分析できることは、以前に証明されている［２、３］。そのような化合物としては、スクアレンおよびコレステロールが挙げられるが、潜在指紋上のこれらのレベルは、人によって変わるばかりでなく、同じ人でも時間によって変わる［３］。ＧＣ−ＭＳを使用して、スパイクされた指紋から接触残留物、例えばコカインを約３００ｕｇの検出限界で検出することもでき［６］、ならびに乱用薬物および代謝産物を市販のスウェットパッチからパッチレベルに従ってｎｇレベルまで下がって検出すること［７］、および唾液から検出することもできる［８］。しかし、上述の方法のすべてが、分析前に着手しなければならない複雑な抽出手順を要する。
【０００３】
マトリックス支援レーザー脱離／イオン化質量分析飛行時間型質量分析（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ）が、１９８０年代後期にＫａｒａｓおよびＨｉｌｌｅｎｋａｍｐによって開発され、高い質量精度および最大感度を有する大きな高分子、例えばタンパク質、多糖類、核酸および合成ポリマーの分析および正確な分子量決定のための技法として定着するようになった。ＭＡＬＤＩは、最小限の断片化を生じさせる「ソフトな」イオン化プロセスであり、このプロセスでは、レーザーからのエネルギーが、高分子の分解にではなくマトリックスの揮発に費やされる。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは、潜在指紋上に存在する残留物の同定の分野では考究されていない。グラファイト、二酸化チタンまたはシリカがＭＡＬＤＩ用の懸濁マトリックスとして使用される場合、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは、表面支援レーザー脱離／イオン化（ＳＡＬＤＩ）と呼ばれる［９、１１］。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、指紋の検出および／または画像化において使用することができる様々な材料を開示する。これらの材料は、一般に、様々な質量分析法においてマトリックス剤としての役割を果すこともできる。従って、これらの材料は、そのような「二つの目的を兼ねた」役割の遂行を可能にする特殊な特性を有する。
【０００５】
従って、本発明の一つの態様では、指紋内の残留物の存在を判定する方法を提供し、本方法は、
ｉ）（１）マトリックス支援質量分析法においてマトリックス剤または材料としての役割を果すことができ、かつ（２）指紋の検出および／または画像化に役立つ材料を含む粒状物質を指紋に塗布して、粒子塗布指紋を形成すること；そして次に、
ｉｉ）その粒子塗布指紋を形成している材料を質量分析に供して残留物の存在または非存在を検出すること
を含む。
【０００６】
一つの実施形態において、前記方法は、材料、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物および炭素の使用を含み、これらの材料は、（１）それらのみで、または、ビヒクル（例えば、シリカビヒクル）と組み合わされもしくはビヒクル内に埋めまれて、指紋を視覚化するための薬剤として使用することができ、かつ（２）マトリックス支援質量分析法を使用してプリントを精査する（分析する）ためのマトリックスとして使用することができる。この質量分析法は、指紋が含む物質、例えば、一つ以上の内因性化合物もしくは代謝産物、外因性化合物もしくは代謝産物および／または接触残留物の存在または非存在を同定するために使用することができる。一つの実施形態において、この質量分析法は、（１）ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび（２）ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび（３）これらの組み合わせから選択される。
【０００７】
前記方法が適用される指紋は、採取テープを使用して表面から採取されたプリントであり得る。
【０００８】
一つの実施形態において、前記粒状物質は、指紋へのその粒状物質の塗布および接触を助長するために疎水性である。
【０００９】
用語「指紋」が部分的プリントおよび／または他の体部のプリントへの言及を含むこと、ならびに例えば、粒状物質が塗布された指紋の一部を質量分析に供すことができることは、理解される。一般に、プリントは、質量分析適用前にその下にある表面から採取され、したがって、用語「指紋」は、採取された指紋を含む。実施形態において、指紋は、粒状物質の塗布前に採取される。本発明は、段階ｉｉ）がプリントから分析物を捕捉した粒状物質を質量分析に供すことを含む方法を含むと、考えている。さらに、本発明は、段階（ｉｉ）が指紋材料と粒状物質の両方を質量分析に供すことを含む方法を含むと、考えている。
【００１０】
本発明に関連して、用語「サンプル」および／または「分析物」が、プリント、プリントから取ったサンプル、および／またはそのプリント上に存在するもしくはプリントの中に含まれている残留物を意味すると解釈できることは理解される。
【００１１】
本発明の一部の方法では、指紋を表面から採取し、採取前であろうと採取後であろうと、粒状物質（処理剤）を指紋に塗布し、その後、その採取された指紋（少なくとも、そのプリント内に含まれる材料）を質量分析装置内に配置する。他の方法では、プリントをサンプル支持体上で直接作り、そのプリントへの処理剤の塗布後、そのサンプル支持体を質量分析装置内に配置する。
【００１２】
一つの実施形態において、本方法は、指紋の位置特定および／または視覚化、ならびに上で説明した質量分析法、例えばＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳを使用するそのプリントの精査をさらに含む。
【００１３】
本発明の一つの態様に従って、表面に位置する指紋の中の残留物の存在を判定する方法を提供し、本方法は、
ｉ）処理剤、例えば、金属、金属酸化物、金属窒化物、炭素粒子およびこれらの組み合わせから選択される材料を含む粒状物質を指紋に塗布する段階；
ｉｉ）その指紋を質量分析に供して前記残留物の存在または非存在を検出する段階
を含む。
【００１４】
従って、前に述べたように、本発明は、指紋内の残留物の検出（任意で、定量を含む）に関する。用語「残留物」は、検出が望まれる、特に、予め選ばれた化合物についての検出が望まれる、任意の材料を指す。残留物は、指紋の中にある、またはある場合があり、すなわち、指紋に含まれている、または含まれている場合があり、つまり、指紋を構成する材料は、その残留物を含有する、または含有すると推測される、または含有する場合がある。
【００１５】
一つの実施形態において、前記粒状物質は、疎水性である。一つの類の方法では、粒状物質は、他のマトリックス剤および／または他の指紋検出剤と併用することができる。
【００１６】
本発明は、（１）指紋に含まれている残留物として存在する内因的に生産された物質、例えば、タンパク質、脂質、ＤＮＡ、ペプチドおよび／もしくは内因的に得られた代謝産物；（２）指紋に含まれている残留物として存在する、外因性化合物もしくは代謝産物；ならびに／または（３）指紋上または内に存在する接触残留物の検出を可能にする方法を提供する。これらのタイプの残留物の例は、後に論じるが、例えば、（１）スクアレンおよびコレステロール；（２）コカインおよびその代謝産物ならびにニコチンおよびその代謝産物；ならびに（３）例えば小火器および／または爆発物からの弾道学的残留物、乱用薬物（麻薬）、例えばコカインの取り扱いからの残留物を含む。
【００１７】
一つの実施形態において、本方法は、内因的に得られる成分（すなわち、内因性代謝産物および／または外因性代謝産物）と一緒に表面に共付着している接触残留物の検出も可能にする。
【００１８】
本明細書に記載する方法は、一般に、先行技術に随伴する分析前の複雑な抽出手順を必要とせず、およびさらに、より低い検出限界をもたらす。
【００１９】
一つの類の方法は、予め決められた物質の存在または非存在を判定しようとするものである。この場合、この既知の物質に関連した一つ以上のピークの存在について、質量スペクトルを検査する。もう一つの類の方法は、その質量スペクトル中のピークをピークのデータベースまたはライブラリーと比較することによりプリント内の一つ以上の物質を同定しようとするものである。両方の類の方法を組み合わせて行うこともできる。
【００２０】
一つの実施形態において、本方法は、粒状物質の塗布前にＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体上に直接付着させた指紋に含まれている残留物の検出および／または同定を含む。一つの代替実施形態において、本方法は、採取手段、例えば採取テープを使用して表面から採取された指紋の中の残留物の存在または非存在の検出を含む。前記表面は、例えば犯罪現場での指紋の付着部位であり得る。本方法は、粒状物質の塗布前に採取指紋をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体と接触させることを含むことができる。
【００２１】
あるいは、本方法は、採取手段、例えば採取テープを指紋に適用する前に、指紋を粒状物質と接触させることを含む場合がある。一つの実施形態では、表面に先ず散粉して、潜在プリントの位置を特定する。この後、その散粉したプリントを採取テープで採取する。その後、その採取テープ上に位置するプリントを、ＭＳ分析前にＭＡＬＤＩまたはＳＡＬＤＩターゲットプレート（サンプル支持体）に適用する。
【００２２】
一般に、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体は、ＭＳシステムに合うように設計されているプレート、例えばステンレス鋼プレートである傾向がある。このプレートは、サンプル（すなわち、指紋、例えば、採取指紋）を加える一つのウエルまたは多数のウエルを含むことがある。一つの実施形態において、前記プリントは、採取テープの粘着性表面に存在する半個体付着物である。
【００２３】
本方法は、残留物の存在もしくは非存在を判定するために定性的に、および／または残留物の量を決定するために定量的に利用することができる。さらに、一つの実施形態において、本方法は、指紋を視覚化または画像化するために使用することができる。この視覚化または画像化は、指紋の「所有者」の特定を可能にするので重要である。指紋の視覚化に役立つように、好ましくは、前記粒子は、染料、例えば蛍光染料または有色染料をさらに含む。適切な染料は、当業者には公知であるが、例えば、ローダミン６Ｇが挙げられる。
【００２４】
一つの態様において、本発明は、マトリックス支援質量分析法において指紋上の残留物を検出するための、金属、金属酸化物および／または炭素を含む粒状物質の使用も提供する。
【００２５】
本発明の一つの態様において、指紋に含まれる残留物の同定におけるマトリックス支援質量分析法の使用を提供する。詳細には、指紋内の残留物を検出するためのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法の使用を提供する。前記残留物は、内因性残留物（例えば、内因性物質もしくは代謝産物、例えばスクアレン、または外因性代謝産物、例えば薬物もしくは薬物代謝産物）、および／または「接触」残留物、例えば、一般には爆発物もしくは小火器からの弾道学的残留物であり得る。一つの実施形態において、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法および／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法は、指紋を検出（特に、視覚化）するために使用することができる指紋画像化剤と共に使用されることがある。従来の指紋用薬剤の例としては、アルミニウム、Ｍａｇｎｅｔａ Ｆｌａｋｅおよび市販ホワイトパウダーが挙げられる。一つの実施形態では、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ／ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法において、脱離／イオン化プロセスを支援するために適するマトリックス剤が使用される。従来のマトリックス剤の例としては、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢまたはＤＨＢＡ）およびα−シアノ−４−ヒドロキシ桂皮酸（α−ＣＨＣＡ）が挙げられる。
【００２６】
代替実施形態において、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用は、（１）金属（２）金属酸化物（３）金属窒化物および（４）炭素から選択される材料をマトリックス剤として含む粒状物質の使用を含む。前記粒状物質は、本明細書において説明する追加の特徴をさらに含むことがある。一般に、前記粒状物質は、指紋を検出および／または画像化するための薬剤として使用することもできる。
【００２７】
一つの実施形態において、指紋は、その中に（すなわち、それに含まれている）残留物を有する。一つの実施形態において、前記粒状物質は、他のマトリックス剤または材料（時には、マトリックス支援剤および／またはマトリックス強化剤としても知られている）と併用することができる。
【００２８】
一つの実施形態において、前記使用は、残留物の同定をさらに含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」ならびにこれらの語の変形、例えば「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、「を含むが、それらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」という意味であり、他の部分、添加物、成分、整数または段階を排除するためのものではない（且つ、排除しない）。
【００３０】
本明細書の記載および特許請求の範囲を通して、単数形は、その文脈が別様に要求していない限り、複数形を含む。詳細には、明確でない物品が使用されている場合、その明細は、その文脈が別様に要求していない限り、単数性ばかりでなく複数性も考慮していると解釈しなければならない。
【００３１】
本発明の特定の態様、実施形態または実施例に関連して記載する特徴、整数、特性、化合物、化学的部分または基は、適合不能でない限り、本明細書に記載する他の任意の態様、実施形態または実施例に適用できると理解しなければならない。
【００３２】
本開示を通して、本発明の様々な態様が範囲形式で提示されていることがある。範囲形式での記載は、単に便宜および簡潔のためであり、本発明の範囲に対する変えられない制限と解釈すべきではないことは理解される。従って、ある範囲の記載は、すべての可能なサブ範囲ならびにその範囲内の個々の数値を具体的に開示したものと見なさなければならない。例えば、１から６のような範囲の記載は、１から３、１から４、１から５、２から４、２から６、３から６などのサブ範囲、ならびにその範囲内の個々の数値、例えば１、２、３、４、５および６を具体的に開示したものと見なさねばならない。これは、その範囲の幅に関係なく適用される。多数の範囲の記載は、終点の組み合わせを具体的に開示したものと見なさねばならないことも理解される。
【００３３】
方法
本発明は、指紋残留物分析における質量分析の使用に関する。具体的には、本発明は、指紋残留物の分析におけるマトリックス支援質量分析法、例えば、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用に関する。
【００３４】
前に述べたように、用語「残留物」は、検出が望まれる、特に、予め選ばれた化合物についての検出が望まれる任意の材料を指す。残留物は、指紋の中にある、またはある場合があり、すなわち、指紋に含まれている、または含まれている場合があり、つまり、指紋を構成する材料は、その残留物を含有する、または含有すると推測される、または含有する場合がある。
【００３５】
本発明の一つの態様では、指紋上の残留物の存在の判定方法を提供し、本方法は、（ｉ）（１）マトリックス支援質量分析においてマトリクス剤としての使用に適する特性、ならびに（２）指紋を検出および／または画像化のための薬剤としての使用に適する特性を有する粒状物質を、指紋に塗布すること；および（ｉｉ）その指紋を質量分析に供して前記残留物の存在または非存在を検出することを含む。
【００３６】
好ましくは、前記粒状物質は、疎水性である。本発明は、マトリックスが疎水性であることを特徴とするマトリックス支援質量分析による疎水性物質の分析方法をさらに含む。一つの実施形態において、本方法は、例えば、段階（ｉｉ）の前に、その質量分析法の較正に使用するための少なくとも一つの較正標準物質の調製を含む。一つの実施形態において、本方法は、段階（ｉｉ）の結果を分析して、例えば、特定の残留物（例えば、ニコチン）がその指紋の中に存在するかどうかを判定することを含む。
【００３７】
上で述べたように、用語「指紋」が、部分的プリントおよび／または他の体部のプリントへの言及を含むこと、ならびに例えば、粒状物質が塗布された指紋の一部を質量分析に供すことができることは、当業者には理解される。一般に、指紋は、質量分析適用前に表面から採取され、したがって、用語「指紋」は、採取された指紋を含む。実施形態において、指紋は、粒状物質の塗布前に採取される。本発明は、段階ｉｉ）が粒状物質を質量分析に供すことを含む方法を含むと、考えている。さらに、本発明は、段階（ｉｉ）が指紋と粒状物質の両方を質量分析に供すことを含む方法を含むと、考えている。一つの類の方法において、段階（ｉ）は、プリントが付着しているまたは付着しているかもしれない物品を、除去する前に粒状物質を含む液体媒体に浸漬することを含む。浸漬の長さは重要でなく、約１５分から約１２時間またはそれ以上まで様々であり得る。その後、採取テープを使用してプリントをその物品から採取することができる。
【００３８】
本発明に関連して、用語「サンプル」および／または「分析物」は、直接付着しているものとあるいは、採取手段、例えば採取テープを使用して表面から採取されたものと、指紋および／または指紋上もしくは内に存在する残留物を意味すると解釈することができることは理解される。
【００３９】
一つの実施形態において、質量分析法は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよびＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳから選択される。簡単に言うと、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは、サンプルとマトリックス分子の混合、およびサンプルなどへのそのマトリックス材料の塗布を必要とする。そのＭＡＬＤＩ−ターゲットを、高真空下にある質量分析装置のイオン源に導入する。そのサンプルと抽出プレートの間に強い電場を印加する。そのサンプルにレーザーを発射し、その結果、マトリックス分子によるレーザーエネルギーの吸収度に起因して脱離事象が生じる。
【００４０】
従って、本発明は、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳプロセスにおいてマトリックス材料として適する材料を利用する方法を含む。科学的理論によって拘束されるものではないが、前記粒状物質は、レーザーからのエネルギーを吸収し、それを、サンプルに含まれている分析物に伝達することができると考えられる。本発明において、分析物は、一般に、指紋内の残留物を形成する物質である。分析物へのエネルギーの伝達は、結果として、分析物のイオン化および質量分析装置による加速を生じさせる。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳが、本方法で使用される、すなわち、サンプル（分析物）へのイオンの伝達を伴う場合、それは、陽イオン検出と知られている。
【００４１】
ある実施形態において、電子の伝達が分析物から粒状物質への伝達である場合がある。この実施形態では、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ）が陰イオン化モードで実行されていると考えられる。
【００４２】
サンプル（例えば、指紋上または内の残留物または推測残留物）が、プロトン（Ｈ+）を容易に受容する官能基を有すると考えられる場合には、陽イオン検出を用いることができる。サンプル（例えば、指紋上または内の残留物または推測残留物）が、プロトンを容易に喪失する官能基を有すると推測される場合には、陰イオン検出を用いる。
【００４３】
本方法は、指紋に含まれている（ｉ）内因性残留物、例えば、内因性代謝産物および外因性代謝産物、ならびに（ｉｉ）接触残留物の存在の判定を可能にすることができる。前記内因性代謝産物および「接触」残留物は、指紋内に共に付着していることもある。さらに、本方法は、残留物の同定を可能にすることができる。
【００４４】
一つの類の方法は、内因性残留物、例えば人体による物質の代謝の結果として生産された残留物の検出および／または同定に使用することができる。前記内因性残留物としては、内因性代謝産物（例えば、身体により生産される分子の代謝産物）または外因性代謝産物（例えば、身体に摂取または伝達され、その後、その身体によって代謝される分子の代謝産物）を挙げることができる。
【００４５】
本方法によって同定することができる内因性残留物の他の例としては、例えば、毛穴を通して分泌され、指紋内に他の化学物質と共に付着していることがある内因性物質（例えば、スクアレン、コレステロール、蝋およびエステル、ステロイド、例えばエストロゲンおよびテストステロン、ならびに性および健康のマーカー）が挙げられる。本方法は、上述の代謝産物およびコンジュゲートを検出するために使用することもできる。内因性残留物の例としては、外因性代謝産物、例えば、乱用薬物およびそれらの代謝産物を含む、薬物およびそれらの代謝産物、処方薬、ならびに食事源またはその分解生成物に由来する代謝産物および化合物も挙げることができる。本方法は、現像されたプリント内にそれぞれ位置する細胞（例えば、脱皮細胞）またはＤＮＡのプロテオームまたはゲノム分析に適用することもできる。本方法は、他の接触残留物、例えば、違法薬物、例えば麻薬；爆発性材料、例えば爆弾製造工程で使用される材料；および小火器の使用からの残留物を検出するために使用することもできる。
【００４６】
本発明のさらなる態様において、指紋に含まれている残留物を検出および／または同定するためのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ法の使用を提供する。前記残留物は、内因性残留物および／または「接触」残留物、例えば、弾道学的残留物、例えば爆発物もしくは小火器からの弾道学的残留物であり得る。一つの実施形態において、前記残留物は、「接触」残留物、すなわち、物質との接触により人の手に移され、その後、人の指紋と共に表面に移された残留物であり得る。このような残留物の検出は、警察機関にとっては特に関心の高いものであり、一つの重大な法医学的証拠であることを証明することができる。一つの実施形態において、金属、金属酸化物、炭素およびこれらの組み合わせから選択される材料を含む粒状物質は、指紋と接触させるために、およびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ装置においてマトリックスとしての役割を果すために、使用することができる。
【００４７】
代替実施形態において、指紋を検出するために使用することができる指紋現像剤を指紋に接触させる場合がある。従来の指紋用薬剤の例としては、アルミニウム、Ｍａｇｎｅｔａ ＦｌａｋｅおよびＣｏｍｍｅｒｃｉａｌ Ｗｈｉｔｅが挙げられる。このとき、本方法は、一般に、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳマトリックス剤、例えば、ＤＨＢＡ（２，５−ジヒドロキシ安息香酸）もしくはα−シアノ−４−ヒドロキシ桂皮酸（α−ＣＨＣＡ）または別のマトリックス剤（これは、例えば、本明細書に記載するような粒状物質であり得る）を使用することができる。
【００４８】
本発明の方法は、指紋上で見つけることができる様々な残留物を分析するために使用することができる。従って、一つの実施形態において、本方法は、喫煙者からの潜在指紋を現像および分析するために使用することができる。ニコチンがインビボで広範にコチニンに代謝されることは十分に確立されており［２２］、ニコチンとコチニンの両方が共に汗に排泄されるという証拠がある［８］。図１１および１２は、本明細書に記載するような粒状物質、特に、金属、金属窒化物、金属酸化物および炭素から選択される物質を含有する疎水性シリカ粒子を現像剤として使用して、喫煙者からの潜在指紋を視覚化できること、ならびにそのようなプリントを、適する表面上で直接、またはその表面から採取した後、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによって分析して、ニコチンおよび／またはその代謝産物を検出できることを証明するものである。
【００４９】
一つの実施形態において、本明細書に記載する方法は、ある人が乱用薬物、例えばコカインを取り扱ったまたは摂取したかどうかを検出または判定するために使用することができる。他の実施形態において、本明細書に記載する方法は、ある人が、例えば、喫煙者であるかどうか、または乱用薬物、例えばコカインを摂取したかどうかを判定するために、要員審査の一部として使用することができる。
【００５０】
記載する方法は、特定の残留物が人の指紋上または内に存在するかどうかを特定するために使用することができるが、それらの結果は、最高の精度レベルにはならず、従って、例えば刑事裁判所が要求する基準に対して、現今、不適格である場合がある。この場合、例えば、本方法を裁判所で使用するための証拠を目的として実行する場合、本方法は、タンデム型質量分析、すなわち、一般には指紋内の残留物中に存在する化合物についての構造情報を提供するためのさらなる質量分析法の遂行をさらに含むことができる。
【００５１】
従って、一つの実施形態において、本方法は、指紋および／または粒状物質をＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳに供すことを含む。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳ／ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳは、一般に、質量分析装置内部で特定のサンプルイオンを断片化し、従って、残留物についてのさらなる構造情報を提供する。したがって、一つの実施形態において、本方法は、得られたフラグメントイオンの同定を含む。この構造情報は、一定の状況で、例えば、上で述べたような、裁判所での証拠として有用であり得る。
【００５２】
本明細書に記載する方法および使用は、様々な用途において使用することができる。一つの実施形態において、例えば雇用者は、ある人が喫煙者または違法薬物の乱用者であるかどうかを判定するために、要員審査過程の一部として本方法および使用を利用することができる。ある実施形態では、本方法および使用は、例えばプロまたはアマチュアスポーツの分野において、「薬物検査」過程の一部として利用することができる。
【００５３】
一つの実施形態において、本明細書に記載の方法は、違法もしくは禁制物質および／またはそれらの代謝産物を含有する接触残留物または内因性残留物いずれかの残留物を検出するために使用することができる。詳細には、本方法を使用して、スポーツ競技および／または無作為検査時に、プロおよび／またはアマチュアスポーツ選手を、その人の指紋から採取した残留物中の禁制物質の存在または非存在について検査することができる。現在使用されている方法に勝る本方法を使用する利点は、分析が、個人固有の指紋で直接行われ、従って、尿および唾液をサンプリングし、その後、薬物分析スクリーニングを行う現在用いられている方法の場合には可能であるようなサンプルの取替えが不可能である点である。
【００５４】
指紋上の残留物を検出および／または同定するためのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用は、以前には考究されておらず、従って、指紋上の残留物を検出および／または同定するためのこれらの技術の使用は、本発明の一部を形成する。この使用は、本明細書に記載するような粒状物質を指紋に接触させることを含む場合がある。あるいは、この使用は、従来の指紋検出剤を指紋に接触させることを含む場合もある。この実施形態における使用は、質量分析段階における従来から知られているマトリックス剤の使用をさらに含む場合がある。あるいは、本明細書に記載するような粒状物質を質量分析段階においてマトリックス剤として使用することもできる。
【００５５】
本発明の方法および使用は、例えば、違法薬物の取り扱いまたは摂取、禁止物質、例えば小火器および弾道兵器（ｂａｌｌｉｓｔｉｃｓ）の取り扱いを示唆することができる残留物の存在について旅行者を検査するために、入国の時点で使用することもできる。
【００５６】
上で説明したように、本方法は、法廷、例えば刑事裁判所において、例えば薬物または弾道兵器取り扱いの法医学的証拠として使用することができる。
【００５７】
粒状物質
本発明は、指紋と接触させることができる、およびその後、質量分析法において使用して残留物が指紋上に存在するかどうかを判定することができる、粒状物質を利用する。
【００５８】
本粒状物質は、好ましくは、金属、金属窒化物、金属酸化物、炭素およびこれらの組み合わせから選択される材料を含む。
【００５９】
本発明の一つの実施形態において、本粒状物質は、疎水性シリカ粒子を含む場合がある。一つの類の疎水性シリカ粒子は、以下の方法によって得ることができる。
【００６０】
疎水性シリカ粒子を調製するための方法（方法Ａと呼ぶ）は、（１）シランエーテルモノマー、例えばアルコキシシランおよび（２）有機置換シランエーテルモノマー、例えばフェニル変性シリカと、加水分解剤、例えばアルカリとの混合物を一段階で互いに反応させることを含む。
【００６１】
従って、本方法は、一般に、アルコキシシランモノマーの使用を含む。本方法は、テトラアルコキシシラン（本明細書ではＴＡＯＳと略記する）の使用を含む場合がある。ＴＡＯＳは、詳細には、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）またはＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）から選択される。
【００６２】
一つの実施形態において、前記混合物は、水混和性溶剤、例えばエタノール、およびまた水をさらに含む。本方法は、周囲温度で行うことができる。反応の継続時間は、重要ではない。ＴＡＯＳモノマーとＰＴＥＯＳモノマーとの反応は、一晩行うこともあり、または同等の期間、すなわち、約１２時間から約１８時間の間行うこともある。反応の長さは、生成されるシリカ粒子のサイズに影響を及ぼす。早く反応を停止させるほど、形成される粒子は小さいと考えられる。従って、１２時間未満、例えば６時間から１２時間の間の期間にわたって反応を行うことがある。あるいは、１８時間より長く反応を行うこともある。所望される場合、温度を上昇させ（または低下させ）、反応の継続期間を短縮する（または増す）ことができる。
【００６３】
加水分解剤、一般にはアルカリは、反応中触媒として作用する。好ましくは、この触媒は、水酸化物、例えば、水酸化アンモニウムである。前記触媒は、代わりに酸であってもよい。酸の例は、無機酸、例えば塩酸である。本方法における反応は、酸誘導化水分解を含む。
【００６４】
シランエーテルモノマー、例えばＴＡＯＳ、および有機置換シランエーテルモノマー、例えばＰＴＥＯＳモノマーは、例えば、２：１から１：２、例えば４：３から３：４、特に、１．２：１から１：１．２の比率（ＰＴＥＯＳ：ＴＡＯＳ）で使用することができる。一つの類の方法において、前記比率は、少なくとも約１：１、例えば、１：５以下、例えば１：２である。一つの類の方法において、ＰＴＥＯＳ：ＴＡＯＳ比は、好ましくは、１：１ ｖ／ｖである。ＴＡＯＳおよびＰＴＥＯＳの一方または両方を代替試薬で置換する場合、同じ比率を用いることができることは理解される。
【００６５】
上の方法によって生成される疎水性シリカ粒子は、主としてナノ粒子、すなわち、約２００ｎｍから約９００ｎｍ、一般には約３００ｎｍから約８００ｎｍ、および特に４００ｎｍから５００ｎｍの平均直径のものである傾向がある。その後、これらのナノ粒子を加工してミクロ粒子に形成することができ、このミクロ粒子は、合着したナノ粒子と考えることができる。前記ミクロ粒子は、例えば、以下の段階、すなわち
ｉ）粒子の懸濁液を遠心分離する段階；
ｉｉ）その疎水性シリカ粒子の懸濁液を水性相に移入する段階；
ｉｉｉ）その懸濁液をその水性相から有機相に抽出する段階；
ｉｖ）その有機相を蒸発させる段階；および
ｖ）（ｉｖ）において得られた生成物を粉砕し篩にかける段階
を含む方法を使用して生成することができる。
【００６６】
前記有機相は、好ましくは、非極性であるか低い極性を有する有機溶剤を含む。前記有機相は、ジクロロメタンまたは別の有機溶剤、例えば、アルカン、例えばヘキサン、トルエン、酢酸エチル、クロロホルムおよびジエチルエーテルであり得る。
【００６７】
あるいは、疎水性シリカミクロ粒子は、疎水性シリカナノ粒子を含有する反応生成物から、
（ａ）その反応生成物を遠心分離すること；および
（ｂ）その反応生成物を流体中で洗浄すること
を含む方法を使用して得ることができる。
【００６８】
本方法は、段階（ａ）および（ｂ）の多数回の反復を含むことがある。好ましくは、前記流体は、水溶液：溶剤混合物であり、一般に、水：有機溶剤混合物である。一般に、前記有機溶剤はエタノールである。好ましくは、最初の流体は、水および有機溶剤の約６０（水）：４０（溶剤）の比率での混合物から約４０：６０ ｖ／ｖ混合物を含む。他の実施形態において、前記溶剤は、例えば、ジメチルホルムアミド、ｎ−プロパノールまたはイソプロパノールであり得る。
【００６９】
一般に、前記混合物中の溶剤の割合は、最初の洗浄（すなわち、懸濁）（ｂ）と最後の洗浄（懸濁）の間で増加される。合着したナノ粒子であるミクロ粒子を得るために、最終懸濁液を乾燥させる。その後、それらのミクロ粒子を篩にかける。篩にかけたら、それらのミクロ粒子は、例えば、指紋中の残留物を検出するための本方法の段階（ｉ）において、指紋現像剤として適用する準備が整っている。
【００７０】
前記ミクロ粒子は、より小さいシリカナノ粒子の凝集体であると考えることができる。この実施形態において、前記ミクロ粒子は、フェースマスクを使用して効率的に捕捉するために十分なサイズのものであり、従って、吸入されない。したがって、一つの実施形態において、前記シリカミクロ粒子は、少なくとも１０μｍ、一般には少なくとも２０μｍの平均直径を有する。一般に、前記ミクロ粒子は、約３０〜９０μｍの平均直径を有する。一部の実施形態において、前記ミクロ粒子は、約４５〜６５μｍまたは約６５〜９０μｍの間の平均直径を有する。詳細には、前記ミクロ粒子を含む粒状物質は、乾燥粒状物質であり得る。
【００７１】
一つの類の方法において、前記粒状物質は、疎水性シリカナノ粒子を含む。疎水性シリカナノ粒子は、方法Ａからの反応生成物を遠心分離すること、およびそれを水溶液：溶剤混合物に懸濁させることを含む方法を使用して単離することができる。前記水溶液：溶剤混合物は、第一水溶液：溶剤混合物であり、好ましくは５０：５０混合物である。本方法は、その第一水溶液：溶剤混合物から反応生成物を除去すること、それを遠心分離すること、およびそれを第二水溶液：溶剤混合物に懸濁させることをさらに含む場合がある。好ましくは、前記第二水溶液：溶剤混合物は、溶剤および水性成分について第一混合物と同様の割合を有する。前記水溶液：溶剤混合物の一部を形成する水溶液は、好ましくは水である。前記水溶液：溶剤混合物の溶剤部分を構成する溶剤は、例えば、水混和性溶剤、例えばエタノールである。あるいは、ジメチルホルムアミド、ｎ−プロパノールまたはイソプロパノールを使用してもよい。
【００７２】
水溶液：溶剤混合物への反応生成物の懸濁段階は、多数回、反復される場合がある。好ましくは、その反復懸濁の経過とともに、その水溶液：溶剤混合物中の溶媒の割合が増すように、水溶液：溶剤混合物の組成を変える。好ましくは、本方法は、最終段階において、０％水溶液：１００％溶剤である水溶液：溶媒「混合物」に反応生成物を懸濁させることを含む。総懸濁数は、一般には３から１０、例えば、４、５、６、７、８または９である。一般に、最終懸濁を除き、各懸濁後、懸濁液を遠心分離する。ナノ粒子は、最終エタノール懸濁液で保管することができる。遠心分離が、水溶液：溶剤混合物からナノ粒子を単離する一つの例示的方法であり、他の懸濁法が排除されないことは理解される。
【００７３】
一つの実施形態において、本粒状物質は、疎水性シリカナノ粒子を含む。一つの類の粒状物質は、流体中の疎水性シリカナノ粒子の懸濁液である。前記流体は、エタノール水性懸濁液であり得る。あるいは、この懸濁液中のエタノールの代わりに、他の有機溶剤、例えば、ジメチルホルムアミド、ｎ−プロパノールまたはイソプロパノールを使用してもよい。
【００７４】
本粒状物質に含まれる粒子の物理的性質および直径は、ＳＥＭおよびＴＥＭスキャンを使用して判定することができる。前記粒子は、様々な食品において凝結防止剤として、ならびに様々な薬物およびビタミン製剤のための調剤の際に凝結防止剤としておよび賦形剤として、一般に使用されている非晶質シリカ［１２］の形態のものである。
【００７５】
従って、好ましい実施形態において、ナノ粒子を含む粒状物質は、適する液体媒体中で指紋または表面に塗布される。一般に、前記液体媒体は、水溶液：溶剤混合物である。前記溶剤は、水混和性溶剤であり得る。一つの実施形態において、前記水性成分は、水である。前記溶媒は、例えば、水混和性溶剤、すなわち、すべての割合で水に１００％混和性であり得る。一つの実施形態において、前記溶剤は、エタノールである。前記水：溶剤比は、約９９．９：０．１（水：溶剤）から約９６：４（水：溶剤）に及ぶ。溶剤のレベルは、好ましくは、約４％以下である。より高い溶剤レベルは、指紋を溶解することとなる、またはそれらの鮮明度を低下させることがあるからである。ナノ粒子が個別の粒子として残り、合着して凝集体を形成しないことを確実にするために、少なくとも微量の溶剤を含めることが好ましい。
【００７６】
あるいは、本粒状物質は、当分野における方法（例えば、Ｔａｐｅｃ ｅｔ ａｌ ＮａｎｏＳｃｉ．Ｎａｎｏｔｅｃｈ．２００２．Ｖｏｌ．２．Ｎｏ．３／４ ｐｐ４０５−４０９；Ｅ．Ｒ．Ｍｅｎｚｅｌ，Ｓ．Ｍ Ｓａｖｏｙ，Ｓ．Ｊ．Ｕｌｖｉｃｋ，Ｋ．Ｈ．Ｃｈｅｎｇ，Ｒ．Ｈ．Ｍｕｒｄｏｃｋ ａｎｄ Ｍ．Ｒ．Ｓｕｄｄｕｔｈ，Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ ｆｏｒ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｒｅｎｓｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（１９９９）５４５−５５１；およびＥ．Ｒ．Ｍｅｎｚｅｌ，Ｍ．Ｔａｋａｔｓｕ，Ｒ．Ｈ．Ｍｕｒｄｏｃｋ，Ｋ．Ｂｏｕｌｄｉｎ ａｎｄ Ｋ．Ｈ．Ｃｈｅｎｇ，Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ＣｄＳ／Ｄｅｎｄｒｉｍｅｒ Ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｆｏｒ Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｒｅｎｓｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（２０００）７７０−７７３を参照）を使用して得ることができる疎水性シリカ粒子を含むことができる。
【００７７】
一つの実施形態において、前記粒状物質は、染料が取り込まれた疎水性シリカ粒子を含む。一つの実施形態において、前記粒子に取り込むことができる染料は、例えば、有色または蛍光染料であり得る。本発明の範囲に含まれる染料の例は、フルオレセイン誘導体、例えばＯｒｅｇｏｎ Ｇｒｅｅｎ、Ｔｏｋｙｏ Ｇｒｅｅｎ、ＳＮＡＦＬおよびカルボキシナフトフルオレセイン、ローダミン（例えば、ローダミンＢおよびローダミン６Ｇ）およびその類似体、チアゾールオレンジ、過塩素酸オキサジン、メチレンブルー、塩基性黄４０、塩基性赤２８、ならびにクリスタルバイオレットおよびその類似体であるが、これらに限定されない。科学的理論によって拘束されないが、正電荷を有する染料、例えばローダミンは、本方法においてＰＴＥＯＳが使用される場合、アニオン性またはカチオン性の基、例えばカルボン酸基を含む染料より、良好に組み込まれると考えられる。本発明において使用することができる他の染料の例としては、平面芳香族部分構造および正電荷の官能基を有するもの（例えば、臭化エチジウムおよび他のＤＮＡ挿入剤）が挙げられる。
【００７８】
前記粒子が磁性または常磁性であると有利な場合もある。例えば、磁気ワンドまたは他の適切な道具を使用して、磁化性ミクロ粒子を容易に指紋に散粉することができる。従って、本発明の好ましい実施形態では、磁性または常磁性亜粒子を疎水性シリカ粒子に取り込む。本発明の一つの実施形態において、前記粒子は、磁化性、例えば、磁性または常磁性である。磁性および／または常磁性粒子は、任意の磁性または常磁性成分、例えば、金属、金属窒化物、金属酸化物および炭素であり得る。磁性材料の例としては、鉄が挙げられ、一方、金属酸化物の例としては、磁鉄鉱および赤鉄鉱が挙げられる。
【００７９】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記炭素は、カーボンブラック、カーボンナノ粒子、フラーレン化合物もしくはグラファイトまたはこれらの類似体である。フラーレン化合物は、少なくとも６０の炭素原子（例えば、Ｃ60）からなる。好ましくは、前記炭素は、カーボンナノ粒子の形態である。カーボンナノ粒子は、例えば、カーボンナノチューブ（誘導体化されているものまたは誘導体化されていないもの）の形態である場合がある。前記カーボンナノチューブは、多層カーボンナノチューブ、および／または単層カーボンナノチューブである場合がある。
【００８０】
一つの実施形態において、前記金属酸化物は、酸化チタン（ＴｉＯ2）、磁鉄鉱、赤鉄鉱およびこれらの組み合わせから選択される。一つの実施形態において、前記金属は、アルミニウム、鉄およびこれらの組み合わせから選択される。しかし、代替実施形態では、本発明において使用することができるＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよび／またはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの脱離／イオン化プロセスを支援する代替金属酸化物およびまたは金属窒化物を使用できると当業者は考えると、考えられる。同様に、当業者は、イオン化プロセスを支援する他の金属および／または他の形態の炭素を本粒状物質において使用できると考える。前記金属、金属酸化物、金属窒化物または炭素は、本粒状物質の粒子の中に埋め込むことができる。本粒状物質の粒子は、好ましくは、１００μｍ以下の平均直径、例えば、１μｍ以下の直径を有する。一つの実施形態において、前記粒子は、約１０ｎｍから約１００μｍの平均直径を有する。
【００８１】
シリカ粒子の疎水性は、それらの粒子の指紋への結合を強化する。従って、一つの実施形態では、前記金属、金属酸化物および炭素を疎水性シリカ粒子に組み込む、および／または疎水性シリカ粒子の中に埋め込む。
【００８２】
指紋を関係させる方法では、前記粒状物質と指紋を互いに接触させる。これに関連して、用語「指紋」は、例えば、表面に付着している指紋を指す場合もあり、または代替的に、慣例採取手段、例えば採取テープを使用して表面から採取された「間接的」指紋を指す場合もあることは理解される。
【００８３】
本粒状物質の塗布は、磁気ワンドによって行うことができ、この実施形態での粒状物質は、磁性または常磁性である。これは、任意の作業員の、特に吸入による粒状物質への暴露を減少させるので、健康および安全性の利点を有する。あるいは、プリントが付着している物品を液体媒体（例えば、ナノ粒子の懸濁液）に浸漬し、その後、取り出す場合もある。浸漬の長さは重要でなく、約１５分から約１２時間またはそれ以上まで様々であり得る。
【００８４】
従って、一つの実施形態において、本粒状物質は、上で説明したような磁化性粒子を含む、疎水性シリカ粒子を含む。
【００８５】
一つの類の粒状物質は、疎水性シリカ粒子を含む。前記粒子は、ナノ粒子もしくはミクロ粒子またはこれらの組み合わせであり得る。一つの実施形態において、前記シリカミクロ粒子は、少なくとも１０μｍ、一般には少なくとも２０μｍの平均直径を有する。一般に、前記ミクロ粒子は、約３０〜９０μｍの平均直径を有する。一部の実施形態において、前記ミクロ粒子は、約４５〜６５μｍまたは約６５〜９０μｍの間の平均直径を有する。
【００８６】
約２００ｎｍから約９００ｎｍの平均直径を有するナノ粒子を本方法により使用できると考えられる。好ましくは、前記ナノ粒子は、約４００ｎｍから５００ｎｍの間の平均直径を有する。しかし、約２００ｎｍから約９００ｎｍ、例えば、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０または９００ｎｍである直径を有するナノ粒子を含む粒状物質を本方法において使用できると考えられる。
【００８７】
用語「平均直径（ａｖｅｒａｇｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ）」は、本発明の方法から一般に形成される粒子の「平均値直径（ｍｅａｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ）」を意味すると解釈することができる。用語「平均値」は、本質的に、このような測定において使用した粒子の数で割った測定したすべての直径の合計である統計学用語である。ナノ粒子の直径は、ＳＥＭ写真および写真において使用される縮尺から概算することができ、ミクロ粒子についての直径は、篩のサイズと粒径分布測定およびＳＥＭ写真からの結果との組み合わせから概算することができる。平均値直径を決定することができる一つの方法は、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．）の使用による方法である。
【００８８】
一つの実施形態において、本粒状物質は、（１）本明細書に記載するような疎水性シリカ粒子と（２）磁性または常磁性粒子、例えば鉄粒子との混合物を含む場合がある。
【００８９】
一つの実施形態において、本粒状物質は、指紋の視覚化および／または画像化に役立つ分子をさらに含む疎水性シリカ粒子を含む。一つの実施形態において、前記疎水性シリカ粒子は、染料分子を含む。染料の例としては、例えば、ローダミン、例えばローダミン６Ｇおよびその誘導体が挙げられる。指紋を視覚化する段階は、当分野において公知の様々な方法を使用して行うことができる。例えば、光学的方法、例えば、ＵＶサーチライト、平床式光学スキャナ、蛍光スキャナおよびＵＶ可視スキャナを含む光学式スキャナを使用することができる。
【実施例】
【００９０】
ここで、添付の図面を参照しながら、単なる例として本発明の実施形態を説明する。
【００９１】
材料および方法
この調査において使用したＴｅｃａｎ ＬＳ３００スキャナは、バークシャー州、レディングのＴｅｃａｎ ＵＫからのものである。Ｋｒａｔｏｓ Ａｘｉｍａ−ＣＦＲ ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（英国、マンチェスターのＳｈｉｍａｄｚｕ Ｂｉｏｔｅｃｈ）システムをＳｈｉｍａｄｚｕ金属ターゲットプレートと共に使用する。使用した市販のマトリックスは、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ）（５０：５０ アセトニトリル：脱イオン水［ｄＨ2Ｏ］中、１０ｍｇ・ｍＬ-1）である。カーボンブラック懸濁液は、英国、チェシャーのＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐ．により親切にも寄贈された。アナターゼ型の二酸化チタンを含む他のすべての化学物質は、英国、ドーセットのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから入手できる。市販散粉剤、指紋採取用ブラシ、磁気ワンドおよび市販採取テープは、英国、ノーサンプトンのＣｒｉｍｅ Ｓｃｅｎｅ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｌｔｄ．（以前は、Ｋ９ Ｓｃｅｎｅｓ ｏｆ Ｃｒｉｍｅ Ｌｔｄ．）から入手できる。
【００９２】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムにおいて使用するための較正溶液を調製した。塩酸パパベリン（ｄＨ2Ｏ中、１０ｍｇ／ｍＬ）およびレセルピン（ジメチルホルムアミド、ＤＭＦ中の５ｍｇ／ｍＬ溶液）の溶液を調製した。このパパベリン溶液のアリコート（１００μＬ）を、そのレセルピン溶液のアリコート（２００μＬ）およびｄＨ2０（４００μＬ）およびＤＭＦ（３００μＬ）と混合した。アセトニトリル／水（５０：５０ ｖ／ｖ）中の２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ、１０ｍｇ／ｍＬ）の溶液も調製した。最終較正溶液は、ＤＨＢ溶液およびレセルピンとパパベリンの混合物の各１０μＬを互いに混合することによって調製した。この溶液のアリコート（１ｕＬ）を各実験において使用し、これら二つの標準物質の分子イオンについてのｍ／ｚを使用して前記システムを較正した。
【００９３】
埋め込まれた疎水性シリカ粒子の調製
本方法は、ブランクシリカ系ナノ粒子の調製「１２」の適応法であり、３０ｍＬのエタノール、５ｍＬのｄＨ2Ｏ、各２．５ｍＬのテトラエトキシシランおよび２．５ｍＬのフェニルトリエトキシシランを遠心管の中で混合する。このために、２ｍＬの水酸化アンモニウム溶液（２８％）を添加してナノ粒子形成を開始させ、その溶液を一晩、回転させる。得られた粒子懸濁液を、二塩化メチレン／水またはエタノール／水（両方の場合、５０：５０）で繰り返し抽出する。その懸濁液を遠心分離する（例えば、３０００ｒｐｍで５分）。上清を除去し、１０ｍＬのｄＨ2Ｏおよび同量のジクロロメタンを添加する。その懸濁液をさらに１０分間、回転させ、その後、その懸濁液を再び遠心分離する。その溶液の上部水性層を除去し、水およびジクロロメタンのさらなるアリコートを添加する。このすすぎおよび遠心分離プロセスを、水：ジクロロメタンをさらに添加できなくなるまで、４回、繰り返す。前述の時間の後、粒子をインキュベータにおいて４０℃で乾燥させてジクロロメタンから落とす。
【００９４】
乾燥したら、粒子を乳鉢および乳棒で粉剤し、その後、篩にかけて適する粒径を生じさせる。これらの疎水性粒子は、ブロンズの網目を有する真鍮製試験篩（英国、ロンドンのＥｎｄｅｃｏｔ Ｌｔｄ．）により手で篩分けた。この調査において使用した粒径分画物は、約６３μｍ未満であった。Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ（英国、モールヴァンのＭａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．）を使用して、粒径分布を検証する。
【００９５】
二酸化チタン含有粒子については、２５ｍｇの二酸化チタンを遠心管に添加し、その後、シラン処理試薬を添加する。カーボンブラック（ＣＢ）粒子については、水中の供給カーボンブラック懸濁液の１：２〜１：１００倍希釈液の５ｍＬを、ＴｉＯ2の代わりに前駆体溶液に添加する。磁性粒子については、出版物に掲載されている方法に従って、粒状磁鉄鉱を調製する［１３、１４］。その後、水中のこの懸濁液の５ｍＬをｄＨ2Ｏの代わりに前駆体溶液に添加する。
【００９６】
接触残留物が潜在指紋から有効に採取されるという証明
指先をローダミン６Ｇ（Ｒｈ ６Ｇ；ＥｔＯＨ中、１００μｇ・ｍＬ-1）溶液に入れた。指を振って過剰なＥｔＯＨを蒸発させ、その後、清浄なスライドガラスに指紋を付着させた。３つのプリント（Ｒｈ ６Ｇで２つ、および１つのブランク対照）を付着させた。これらを、Ｔｅｃａｎ ＬＳ３００スキャナ（ｅｘ ５４３ｎｍ、ｅｍ ５９０ｎｍ、ゲイン １２０）を使用して調べた。その後、それらに、二酸化チタンが中に組み込まれたシリカの疎水性微粒子を散粉し、その後、同じスキャン条件下で視覚化した。その後、それらを、市販の採取テープ（１１．５×６．５ｃｍ）を使用して採取し、スライドガラスおよび採取テープ上の残留物両方をスキャンした。
【００９７】
採取した接触残留物のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ検出を証明するための実験（ローダミン６Ｇ）
この実験では、数グレーンのＲｈ．６Ｇ粉末を指先に直接付加し、その後、前のようにスライドガラスに指紋として付着させたが、散粉剤は付加しなかった。その後、伝導性両面テープを使用して指紋を採取し、金属ターゲットに付着させた。この導電性テープは、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦでの使用に適し、Ｓｈｉｍａｄｚｕ Ｂｉｏｔｅｃｈからの寄贈品であった。その後、そのターゲットプレートをＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムの内部に配置し、Ｒｈ．６Ｇの存在について指紋を検査した。約４４４のＲｈ．６Ｇの検出可能ｍ／ｚを有する得られたＭＳを、テープのフラットピースに付着させた１００ｎｇの染料と等量の標準物質（エタノール中１００μｇ・ｍＬ-1の１μＬ）のものと比較した。
【００９８】
ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳにおけるカーボンブラック埋め込みシリカ粒子の強化剤としての効力を証明するための実験
金属ターゲットプレートの表面に存在する円形セル／領域に付着させたコカインが存在する状態および非存在の状態で、ＣＢ埋め込みナノ粒子を有するセルに対する計器応答を調査した。すべての結果は、三重反復で行った。塩酸コカイン（エタノール中の１ｍｇ／ｍＬ溶液の１μＬの場合、１μｇを分取した）を２セットのウエルに添加した。陽性セットには、１０ｍｇ・ｍＬ-1のＣＢ埋め込みナノ粒子（マトリックス）懸濁液の１μＬをセルに添加した。他のセットは、マトリックス一切なしでのコカインに対する応答を明らかにするために対照として放置した。金属ターゲットのブランクセルであるような、コカインが非存在の状態でのマトリックスの対照も調査した。前に説明したとおりセルを乾燥させた後、分析した。
【００９９】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによるコカイン接触残留物の検出
少量（数グレーン）の塩酸コカインを、その薬物の上に指を置くことにより、指先に付着させた。その後、指を清浄な金属ターゲットプレートと直接接触させ、それによって、そのターゲットの表面にプリントを付着させ、得られたプリントは、その表面上の非常に多数のセル／ウエルをカバーした。その後、それらの潜在プリントに、磁鉄鉱が埋め込まれた疎水性シリカ粒子、または市販の散粉剤を散粉した。これらは、アルミニウム粉末、Ｍａｇｎｅｔａ Ｆｌａｋｅ（商標）、および二酸化チタンを含有すると考えられるホワイトパウダーであった。市販の磁気ワンドを使用して、二つの磁性粉末を塗布し、一方、非磁性粉末には市販のブラシを使用した。指紋上のコカインの存在を証明するために、市販のＤＨＢマトリックス、１０μＬの１０ｍｇ・ｍＬ-1を１０μＬの１０ｍｇ・ｍＬ-1 塩酸コカイン溶液と混合し、この混合物の１μＬをＭＡＬＤＩターゲットのウエルに添加した。その後、その金属ターゲットをヒーターボックス（Ｓｈｉｍａｄｚｕ／Ｋｒａｔｏｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）において乾燥させ、その後、ＭＳシステム内に配置した。
【０１００】
採取指紋上のコカイン残留物の検出のためのＴｉＯ2／ＰＴＥＯＳ粒子の有効性を証明するための実験
ブランクおよびコカインをスパイクした指紋を、上で説明したようにスライドガラスに付着させた。これらを、Ｚｅｐｈｙｒ指紋採取用ブラシを使用し、ＴｉＯ2／ＰＴＥＯＳ粒子を使用して現像した。その後、市販の採取テープを使用してプリントを採取し、これを反転させ、プリント面を上にしてＭＡＬＤＩターゲットプレートに貼り付けた。その後、それらの指紋をコカインの存在または非存在についてＭＳにより精査した。
【０１０１】
疎水性粒子を強化マトリックスとして使用するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用による指紋からのコレステロールおよびスクアレンの検出
金属ターゲットプレートを清浄にし、乾燥させた。１２の右手人差し指の指紋をその金属プレートに付着させた。その後、これらをインキュベータ内で３７℃で約１．５時間、放置して乾燥させた。上で説明したとおり調製した疎水性粒子の１０の異なる配合物を各指紋に散粉した。各場合、粒子内に埋め込まれた薬剤をカッコ内に示す。加えて、得られた粉末のうちの幾つか（１、５、６および８）も、その後、ＤＨＢとも入念に混合して、１％ ｗ／ｗ配合物を製造した。これらを使用して、このマトリックスの存在が、散粉後の潜在プリントおよびＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳにおけるスクアレンの検出を改善するかどうかを判定した。ブラックパウダーの４つの配合物を使用した。これらは、最初の合成に起因して様々な割合のカーボンブラックをそれらの中に有した。カッコ内の数は、最初の合成の際に使用したｄＨ2Ｏに対するカーボンブラックの比率を指す。
１．ホワイトパウダーＡ（二酸化チタン；１．０％ ｗ／ｗ ＤＨＢ；粉末）
２．ホワイトパウダーＢ（二酸化チタン）
３．バイオレットパウダーＡ（クリスタルバイオレット）
４．ブラックパウダーＡ（１：１０）
５．ブラックパウダーＢ（１：１０；１．０％ ｗ／ｗ ＤＨＢ：粉末）
６．バイオレットパウダーＢ（クリスタルバイオレット；１．０％ ｗ／ｗ ＤＨＢ：粉末）
７．レッド蛍光パウダーＡ（ローダミン６Ｇ）
８．レッド蛍光パウダーＢ（ローダミン６Ｇ；１．０％ ｗ／ｗ ＤＨＢ：粉末）
９．ブラックパウダーＣ（１：５）
１０．ブラックパウダーＤ（１：２）
【０１０２】
最初の１０のプリントの各々に、対応する番号の粉末１〜１０を個々に散粉し、得られたプリントをデジタルカメラで撮影した（写真は示さない）。その後、散粉剤またはマトリックで処理していないプリント（プリント１２）およびジヒドロキシ安息香酸のみを散粉したプリント（プリント１１）を含むそれらを、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳで個々に分析した。
【０１０３】
疎水性粒子を強化剤として使用するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用によるコレステロールおよびスクアレンの直接検出
１００％エタノール中のコレステロールおよびスクアレンの溶液（両方とも２ｍｇ／ｍＬ）を調製し、各溶液の５００μＬアリコートを互いに混合した。この溶液の２４のスポット（各０．５μＬ）を清浄な乾燥金属ターゲット上に分取し、２時間放置して空気乾燥させた。それらのウエルに、個々に、８つの疎水性粉末の各々の配合物を散粉した（各配合物につき３つのスポット）。これらの配合は、２．８に記載したものと同一であった。
１．レッド蛍光パウダーＡ
２．ブラックパウダーＡ
３．ブラックパウダーＢ
４．バイオレットパウダーＡ
５．バイオレットパウダーＢ
６．レッド蛍光パウダーＢ
７．ブラックパウダーＣ
８．ブラックパウダーＤ
【０１０４】
散粉は、これらの粉末の各々を用い、上で説明したとおり、その金属プレートの表面に直接行った。５００μＬのコレステロール／スクアレン溶液と５００μＬの１０ｍｇ／ｍＬ ＤＨＢ溶液（マトリックス）を混合することにより別の溶液も調製した。この溶液の３つのスポット（０．５μＬ）も金属ターゲット上に分取し、放置して空気乾燥させた。その金属ターゲット上の各スポットをＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳで分析し、コレステロール（ｍ／ｚ ３８６）とスクアレン（ｍ／ｚ ４１０）の両方およびそれらの金属付加体についてのピークをモニターした。
【０１０５】
結果
接触残留物が潜在指紋から有効に採取されることの証明
指紋採取プロセスの効率および得られたプリントの隆線ディテールを調査した。ローダミン６Ｇを、その高い蛍光のためモデル接触剤として使用した。したがって、接触後に高い蛍光のプリントが見られた（図１ａの上および下のプリント）が、通常のプリント（図１ａの中央）は、使用したスキャン条件下で蛍光性でなかった。
【０１０６】
疎水性シリカ散粉剤を前記３つのプリントに塗布すると、ローダミン蛍光のため、およびまたプリントに付着したシリカ粒子から散乱された光のため、それらは視覚的に明瞭になり（図示なし）、それから３つすべてのプリントが、蛍光スキャンで良好で明確なプリントを与えた（図１ｂ）。採取テープを使用してプリントを採取した後、そのスライドガラスの表面には殆ど蛍光が残らず（図１ｃ）、これにより採取プロセスの有効性が証明された。そのとき、そのテープの表面のスキャンは、「蛍光」プリントを示し、これにより、それらの採取プリントおよび散粉剤が、このプロセス中に損なわれずに残ることが証明された（図１ｄ）。
【０１０７】
図１において観察される結果は、市販の採取テープの適用により、潜在指紋の大部分の付着材料がスライドガラスからそのテープに転写される結果となることを示唆している。これは、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによる潜在指紋上の任意の材料の検出における第一段階である。
【０１０８】
採取された接触残留物のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ検出（ローダミン６Ｇ）
この実験の成功を仮定して、顕微鏡用スライドガラスの表面から採取したローダミンを、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳを使用して検出できるという仮説を立てた。結果を図２に示す。上のトレースは、採取指紋からのものであり、Ｒｈ ６Ｇに対応するｍ／ｚ ４４３でのピークを有する。下のスペクトルは、ＭＡＬＤＩターゲットに直接付加したＲｈ ６Ｇ標準物質からのものである。ピークの形およびパターンは同様であり、これは、同じ化合物を示差している。上のトレースにおいて見られる質量減少は、イオン化した化学種の飛行時間を減少させるターゲットプレートへの採取テープの付着中の使用したテープのわずかな隆起に、おそらく起因する。
【０１０９】
導電テープは、ＭＡＬＤＩターゲットに平らに貼り付け、その上面にサンプルを加えられるように設計する。これは、比較的脆くもあり、容易に延伸され、それにより現像指紋現物が歪むことがある。困難を伴いつつ、それを用いて顕微鏡用スライドからプリントを採取し、ＭＡＬＤＩターゲット上にできる限り良好に付着させたが、その脆性および粘着性の性質のため、それを平らにすることができなかった。
【０１１０】
図２に示す結果は、粉末形態の接触残留物を表面から採取することができ、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムを使用して首尾よく検出することができることを証明した。
【０１１１】
コカインについてのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳにおけるカーボンブラック埋め込みシリカ粒子の強化剤としての効力
これらの結果が、マトリックスとコカインの両方が存在する状態で観察され、バックグラウンドシグナルからはされないことを証明するために、量がわかっているコカインおよびマトリックスを使用して、さらなる分析を行った。コカインが存在する状態および非存在の状態での磁性シリカ粒子の応答を、マトリックスを一切伴わないブランクターゲットおよびコカインの応答と比較した。
【０１１２】
コカインが存在する状態および非存在の状態でのカーボンブラック埋め込みシリカ粒子のｍ／ｚ ３０４での応答を、ＤＨＢマトリックスを一切伴わないブランクターゲットおよびコカインの応答と比較した。コカインに起因するＭＳピークの強度を図３に示す。それらのシリカ粒子の存在は、その非存在時にコカインについて見られたものと比較して、ピーク強度の１０倍増をもたらした。５６，５５２および１１２％の上昇、ｎ＝３というＤＨＢが存在する状態での対応する結果と比較して、良好な再現性が観察された（強度平均値９０，２７５および５．８％の上昇、ｎ＝３）。
【０１１３】
従来のＤＨＢマトリックスと比較したカーボンブラック埋め込み粒子の可能的ＳＡＬＤＩ使用を調査した。塩酸コカインをターゲット分析物として使用した。指紋でのこの同定は、指紋を提供した人がコカインと接触したことを証明できるので、警察機関にとって関心が高いからである。金属ＭＡＬＤＩターゲットに直接付着させたプリントについての従来の化学的マトリックス（ＤＨＢ）および新規散粉マトリックスが存在する状態でのコカインの質量スペクトルを図４に示す。下のスペクトルは、ＤＨＢが存在する状態でのコカインのスペクトルを示し、上のスペクトルは、磁性ワンドによって付着させた、磁性ＰＴＥＯＳナノ粒子が存在する状態でのコカインを示す。両方が、その薬物のものに対応する、同様のスペクトルを示しているが、磁性粒子が存在する状態では明らかに応答が増加されている。これは、磁性ＰＴＥＯＳ粒子が、従来のマトリックスのものと同様の様式でコカインの脱離プロセスを支援することを示している。良好な隆線ディテールが、現像されたプリント上で観察された（図示なし）ので、この磁性ＰＴＥＯＳは、指紋視覚化粉末としての可能性も示した。
【０１１４】
金属ターゲットプレートに付着させ、二酸化チタン、カーボンブラック（１：１０）を含有する疎水性粉末を散粉した、またはＤＨＢで処理した、もしくは未処理のままにした（詳細は示さない）接触プリントについての３０４．５ ｍ／ｚでのコカインピークについても同様の結果が観察され、このとき、相対強度は、それぞれ、１，７００、１０，０００、９，０００および１００ｍＶであった（図４ｂ）。
【０１１５】
採取指紋上のコカイン残留物の検出についてのＴｉＯ2埋め込み粒子の有効性
採取プロセスの効力（図１および２）およびＭＡＬＤＩターゲット上のスパイクした潜在プリントからのコカインの検出（図３〜５）を証明したところで、コカインを、市販の採取テープから直接取った採取指紋で検出することができるという仮説を立てた。結果を図６に示す。下のトレースは、コカインと接触していない採取プリントについて観察されたものであり、一方、上のトレースは、その薬物と接触したプリントからのものである。コカインに対応する３０４でのｍ／ｚの明確なピークは、上のトレースでしか見られない。両方の場合、プリント現物にＴｉＯ2埋め込み疎水性シリカ粒子を散粉した。図７は、コカインでスパイクした指紋の、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦにより分析したターゲット領域を示すものである。同様の写真が、陰性対照について得られた（図示なし）。このウエルの直径は、３．４ｍｍであり、指紋の明確な隆線ディテールを観察することができる。図６におけるスペクトルは、セル内の画定された領域に対するレーザースキャンによって得たものであり、シグナルを平均してこのスペクトルを生成した。
【０１１６】
疎水性粒子を強化マトリックスとして使用するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用による指紋からのコレステロールおよびスクアレンの検出
この実験では、１２のプリントをステンレス鋼ＭＳターゲットプレートに直接付着させた。熟成後、それらのプリントに、疎水性散粉剤の１０の異なる配合物のうちの１つを散粉した。その後、それらのプリントを採取し、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムを使用して精査した。
【０１１７】
コレステロールとスクアレンの両方が検出されると予想されたが、実際にはスクアレンしか観察されなかった。これは、分子イオンとナトリウム付加体に対応する４３３のｍ／ｚで見られた。図７からわかるように、強化剤が一切非存在の状態で観察された強度は、約２，０００ｍＶであった（プリント１２）。これがＤＨＢによって約１４，０００に強化された。これらの粉末のうち、最も高いカーボンブラック比を含有するものが、最高の応答を与え（プリント９および１０）、炭素の比率が高いほど、ピークは強く、そのため、約２２，０００ｍＶの最大強度を有するサンプルをカーボンブラック（１：２の希釈比）に対応付けた。
【０１１８】
一般に、粉末内のＤＨＢの存在は、ピーク強度をわずかに強化した（プリント１および２−二酸化チタン、ならびに４および５−１：１０のカーボンブラック比）が、この傾向は、染料クリスタルバイオレットを含有する粉末（３および６）およびローダミン６Ｇを含有する粉末（７および８）については見られず、これらの場合、未処理のプリント１２と等価またはそれより低い、低シグナルが生成された。
【０１１９】
疎水性粒子を強化マトリックスとして使用するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳの使用によるコレステロールおよびスクアレンの直接検出
コレステロールは、プリントのＭＳでは見られなかったので、ＤＨＢおよび新規散粉剤が存在する状態で、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムを使用してこの化合物を検出できるかどうかを判定しようと決めた。したがって、スクアレンとコレステロールの混合物の標準物質を金属ターゲットプレートの表面に付着させ、３部構成での８セットのこれらのスポットに、３．６で使用した疎水性粉末の８つの配合物を散粉するか、それらのスポットをＤＨＢで処理するか、未処理のままにした。
【０１２０】
この場合、スクアレンに起因するピークが、その化合物のナトリウム付加体に起因して再び４３３のｍ／ｚで観察され、粉末１、２、７および８は、ＤＨＢが存在する状態で見られた強度より相当大きいシグナルを与えた（図８）。最大強度は、レッド蛍光パウダー（ローダミン６Ｇ、パウダー１、４９，０００ｍＶ）で観察され、重ねて、カーボンブラックが良好な応答を与えた（１：１０、６，０００ｍＶ；１：５、３６，０００ｍＶ；および１：２、４，０００ｍＶ）。そのとき、３８６のｍ／ｚでのピークが観察されたが、すべての場合において、強度値は、スクアレンで見られたものよりはるかに低かった。クリスタルバイオレット染料を含有する粉末が存在する状態で最高値が生じ（１，８００ｍＶ、パウダー４）、カーボンブラックを含有するものも、比較的良好なピークを生じさせた（パウダー３、１：１０とＤＨＢ、パウダー７、１：５およびパウダー８、１：２についてすべて約８００ｍＶ）（図９）。
【０１２１】
これら２つの化合物についての実際のスペクトルを図１０ａ（スクアレン）および図１０ｂ（コレステロール）に示す。これらは、使用した条件下でより良好なスクアレン応答を明確に示している。
【０１２２】
ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳを使用する散粉潜在指紋における喫煙者からの外因性代謝産物の直接検出
使用した疎水性散粉剤は、１：２のカーボンブラック：ＰＴＥＯＳの開始比で形成されたカーボンブラック組み込み薬剤であった。この合成は、本明細書の次のセクションで説明する。
【０１２３】
これを、疎水性粒子のイオン粒子に対する比率が２：９８ ｗ／ｗになるように、鉄微粒子（直径＜６０μＭ）とステアリン酸（１．０％ ｗ／ｗ）の混合物に均一に組み込んだ。潜在プリントは、市販の磁性ワンドを使用して散粉し、ステンレス鋼プレート（Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳターゲットプレート）の表面でプリントについてインサイチューで分析するか、市販の採取テープを使用して採取した。採取プリントは、市販の接着テープを使用してプリント面を上してターゲットプレートに貼り付けた。ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳは、Ｋｒａｔｏｓ Ａｘｉｍａ ＣＦＲ Ｐｌｕｓ ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ（英国、マンチェスターのＳｈｉｍａｄｚｕ Ｂｉｏｔｅｃｈ）を使用し、陽イオン反射モードで動作させて行った。使用した市販のマトリックスは、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ）（５０：５０ アセトニトリル：脱イオン水［ｄＨ2Ｏ］中、１０ｍｇ・ｍＬ-1）であった。
【０１２４】
図１１に示す結果は、ニコチンとコチニン（各１０ｎｇ）の混合物でスパイクされる潜在プリントについて、マトリックス強化剤が非存在の状態では、ニコチン（ＦＷ １６２）およびコチニン（ＦＭ １７６）に起因するピークが観察されないことを示している（１１ａ）。従来のマトリックス支援剤ＤＨＢを、各化合物でスパイクしたプリントに加えると、１６３および１７７でのピークが観察される（１１ｃ）。したがって、スパイクされた潜在プリントに疎水性散粉剤を加えると、１６３および１７７でのピークが再び観察され、これは、この薬剤が、強化剤としての役割も果すことを示している。そのとき、ｍ／ｚ １９９で追加のピークが観察され、これは、おそらく、コチニンのナトリウム付加体に起因する。疎水性散粉剤を散粉した、スパイクしていないプリントについては、ｍ／ｚ １５７でのピークが、ほぼ同じ強度の１６３のｍ／ｚでのピークと共に観察される。このスペクトルでは、１７７および１９９でのピークは見られない（１１ｄ）。図１１ｂにおける１６３でのピークは、ニコチンの存在におそらく起因する１５７でのピークより相当強い強度のピークであると注目すべきである。
【０１２５】
図１１は、潜在指紋に塗布したとき、ＤＨＢなどのマトリックス強化剤を添加しない場合だけは、ＴＯＦ−ＭＳによってニコチンおよびコチニン（両方とも、プリント当たり１０ｎｇ）を検出できないことを明確に証明している（１１ｃと比較した１１ａ）。この図は、潜在プリントを現像するために使用した疎水性散粉剤が、強化剤としての役割も果し、そのため、これらの化合物が再び検出されることも証明している（１１ｂ）。１６３．３（ニコチンについての式量は、１６２．２３である）および１７７．３（コチニンについての式量は、１７６．２２である）および１９９．２のｍ／ｚ値で大きなピークが見つかった。この最後のピークは、おそらくコチニンのナトリウム付加体（Ｃ10Ｈ12Ｎ2ＯＮａ、式量１９９．２１）に起因する。これらのピークは、ニコチンおよびコチニンでスパイクしていない、事前に散粉した潜在指紋にはない（１１ｄ）。２４時間、喫煙していない元喫煙者についての対応するスペクトルを図２に示す。散粉マトリックスに起因するものではない大きなピークが１６３．１（ニコチン）および１９９．１（コチニンナトリウム付加体）のｍ／ｚに見られ、１７７．１（コチニン）に小さなピークが見られる。
【０１２６】
より高い質量数でのスペクトルを検査する場合、ステンレス鋼プレートに直接適用したプリントには３０７．４および４３３．４でのピークが見られることに注目すると面白い。これらは、おそらく、それぞれ、ステアリン酸のナトリウム付加体（ＦＷ ３０７．４７）およびスクアレンのナトリウム付加体（ＦＷ ４３３．７１）に起因するものである。これらは、散粉剤の配合の際に使用したステアリン酸に、および指紋の内因性成分として分泌された天然スクアレンに源を発する。
【０１２７】
これらのピークは、採取プリントで得られるピークの較正に使用することができる。それらは、採取テープの表面に存在し、そのテープ自体がステンレス鋼ターゲットプレートの表面に取り付けられるからである。これは表面を隆起させ、そのため、イオン化した化学種の飛行時間は、その時、鋼表面からのものより短く、ピークの見掛けのｍ／ｚ値は、より小さい。従って、採取テープ上の喫煙者からのプリントについて得られたスペクトルには、３０５．１および４３１．２でのナトリウム付加体のピークが、１７４．６（大きい）および１９７．４でのピークと共に見られる。これらのピークのより低い質量を２．３ｍ／ｚ単位で補正して、１７６．９（コチニン）および１９９．７（ナトリウムコチニン付加体）でのピークを得ることができる。
【０１２８】
１６１、１６７および１６８でのピークは、一貫して、喫煙者のＭＳでしか見られない。ニコチンはタバコ葉中のアルカロイドの約９５％を構成するが、様々な他のアルカロイドも存在することは公知である。これらの中で、ニコチン（ＲＭＭ １４８）およびアナタビン（ＲＭＭ １６０）が最も豊富である［２２］。プロトン化形のニコチンおよびコチニンがこれらのスペクトル中で観察されるので、１６１のｍ／ｚでのピークはアナタビンに起因するものであるが、これを確認するためにさらなる調査が必要である。
【０１２９】
カーボンブラックが組み込まれた薬剤の調製
ブランクナノ粒子の基本的調製方法は、遠心管内での３０ｍＬのエタノール、５ｍＬのｄＨ2Ｏ、各２．５ｍＬのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）および２．５ｍＬのフェニルトリエトキシシラン（ＰＴＥＯＳ）の混合を含む。この混合物に２ｍＬの水酸化アンモニウム溶液を添加し、その溶液を一晩回転させる。この時間の後、その懸濁液を遠心分離する（３，０００ｒｐｍで３分）。
【０１３０】
１０：９０ ｖ／ｖのエタノール／水を使用する一連の遠心分離および洗浄段階に従ってその生成物を単離し、その後、９７：３ ｖ／ｖ 水／エタノール中の懸濁液として保持する。これらは、粒径分布分析およびＳＥＭおよびＴＥＭにも供した。
【０１３１】
カーボンブラック粒子については、水中のカーボンブラック溶液の１：１００倍希釈物の５ｍＬをその前駆体溶液に添加する。ＴＥＯＳ：ＰＴＥＯＳ被覆磁性粒子については、出版物に掲載されている方法に従って粒状磁鉄鉱を作製し、水中のその懸濁液の５ｍＬを前駆体溶液に添加する。
【０１３２】
以下のパラグラフは、本開示の一部を形成する。
１．ある表面上に位置する指紋の中の残留物の存在を判定する方法であって、
ｉ）金属、金属酸化物または炭素粒子を含む粒状物質を指紋に塗布する段階；
ｉｉ）前記指紋を質量分析に供して前記残留物の存在または非存在を検出する段階
を含む方法。
【０１３３】
２．前記支援質量分析法が、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳである、パラグラフ１に記載の方法。
【０１３４】
３．前記組成物を使用する潜在指紋の視覚化をさらに含む、パラグラフ１または２に記載の方法。
【０１３５】
４．前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化鉄（磁鉄鉱）であり、または前記金属がアルミニウムもしくは鉄である、パラグラフ１から３のいずれかに記載の方法。
【０１３６】
５．前記炭素が、カーボンブラック、フラーレン化合物、またはグラファイトもしくは前記類似体である、パラグラフ１から３のいずれかに記載の方法。
【０１３７】
６．前記粒状物質が、前記金属、金属酸化物または炭素が中に埋め込まれた粒子を含む、パラグラフ１から５のいずれかに記載の方法。
【０１３８】
７．前記粒子の直径が、１００ｍ以下である、パラグラフ６に記載の方法。
【０１３９】
８．前記粒子の直径が、１ｍ以下である、パラグラフ７に記載の方法。
【０１４０】
９．前記粒子が、疎水性シリカ粒子である、パラグラフ６から８のいずれかに記載の方法。
【０１４１】
１０．前記粒子が、染料をさらに含む、パラグラフ６から９のいずれかに記載の方法。
【０１４２】
１１．前記染料が、蛍光性である、パラグラフ１０に記載の方法。
【０１４３】
１２．前記粒子が、磁性または常磁性である、パラグラフ６から１１のいずれかに記載の方法。
【０１４４】
１３．前記粒子が、磁性フェニルトリメトキシシラン（ＰＴＥＯＳ）ナノ粒子である、パラグラフ１２に記載の方法。
【０１４５】
１４．前記残留物が、内因性代謝産物である、パラグラフ１から１３のいずれかに記載の方法。
【０１４６】
１５．前記内因性代謝産物が、スクアレンである、パラグラフ１４に記載の方法。
【０１４７】
１６．前記残留物が、接触残留物である、パラグラフ１から１４のいずれかに記載の方法。
【０１４８】
１７．前記接触残留物が、麻薬である、パラグラフ１６に記載の方法。
【０１４９】
１８．前記麻薬が、コカインである、パラグラフ１７に記載の方法。
【０１５０】
１９．少なくとも一つの内因性代謝産物および少なくとも一つの接触残留物が、指紋の中に共に付着している、パラグラフ１から１８のいずれかに記載の方法。
【０１５１】
２０．前記指紋を、粒状物質の塗布前に、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ／ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体上に直接付着させる、パラグラフ１から１９のいずれかに記載の方法。
【０１５２】
２１．前記指紋を、前記粒状物質塗布前に、採取テープを使用して前記付着部位から採取し、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ／ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳサンプル支持体と接触させる、パラグラフ１から１９のいずれかに記載の方法。
【０１５３】
２２．添付の実施例を参照しながら本明細書において実質的に説明したとおりの方法。
【０１５４】
[参考文献]
【表１Ａ】
【表１Ｂ】
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】接触剤としてローダミン６Ｇ（Ｒｈ．６Ｇ）を使用するスライドガラスに付着させ、そこから採取した指紋の蛍光スキャン（λｅｘ ５４３ｎｍ、λｅｍ ５９０ｎｍ）を示す。 図１ａ．顕微鏡用スライド上に付着させた潜在指紋。上と下はローダミン６Ｇで、中央は、ブランク対照である。 図１ｂ．「Ｓｕｎｄｅｒｌａｎｄ Ｗｈｉｔｅ」指紋用パウダー（ＴｉＯ2埋め込み疎水性シリカ粒子）で現像した１ａからの指紋。 図１ｃ．市販の指紋採取テープで採取した後の１ｂからのプリントの残留物。 図１ｄ．市販の採取テープ上の１ｂからの採取指紋。
【図２】エタノールからの付着したローダミン６Ｇの質量スペクトル（上）および採取指紋からのローダミン６Ｇの質量スペクトル（下）（両方とも、ＭＡＬＤＩテープ（下記）で分析した）を示す。
【図３】塩酸コカインが存在する状態または非存在の状態でのカーボンブラック埋め込みシリカ粒子に対するＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳシステムの応答を示す。
【図４】金属ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳプレートに直接適用したスパイクした指紋に関するコカインの検出についてのマトリックス材料の比較を示す。下のトレースは、２，５−ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢ）を１０ｍｇ・ｍＬ-1で使用して得、上のトレースは、疎水性シリカ磁気粒子で得た。 図４ａ：金属ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳプレートに直接適用したスパイクした指紋に関するコカインの検出についてのマトリックス材料の比較。下のトレースは、ＤＨＢを１０ｍｇ・ｍＬ-1で使用して得、上のトレースは、疎水性シリカ磁気粒子で得た。 図４ｂ：コカインが存在する状態と非存在の状態両方のでの金属ターゲットプレートに付着させ、三種類の粉末を散粉した指紋のｍ／ｚ ３０４．５でのスペクトル強度。
【図５】コカインとの接触を検出するために、ＴｉＯ2埋め込み疎水性シリカ粒子を散粉した、採取潜在指紋の質量スペクトルを示す；接触陽性（上のトレース）およびコカインとの接触なし（下のトレース）。
【図６】ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳによる分析前にＴｉＯ2埋め込み疎水性シリカ粒子を前以て散粉した採取指紋の隆線ディテール（ライトストライプ）を示す質量分析装置内に配置した９６ウエルＭＡＬＤＩ−ターゲットプレートの表面の単一ウエル／セル単位の写真。
【図７】疎水性粒子の１０の配合物（１〜１０）および対照（１１および１２）を散粉した採取プリントについてのｍ／ｚ ４３３．５５（スクアレンとナトリウム付加体についての分子イオン）での相対強度を示す。コレステロールに起因するｍ／ｚ ３８６でのピークは観察されなかった。
【図８】疎水性粉末の８つの配合物（１〜８）および２つの対照（９、１０）が存在する状態でのスクアレン標準物質についてのｍ／ｚ ４３３．５５（スクアレン、式量４１０．７２、とナトリウム（２２．９９）の付加体）での相対強度を示す。
【図９】疎水性粉末の８つの配合物（１〜８）および２つの対照（９、１０）が存在する状態でのコレステロール標準物質についてのｍ／ｚ ３８６．３７（コレステロールについての式量３８６．６５）での相対強度を示す。
【図１０】スクアレンおよびコレステロール標準物質についての質量スペクトルを示す。（ａ）スクアレン標準物質についてのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ。（ｂ）コレステロール標準物質についてのＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ。
【図１１】ステンレス鋼プレート上の非喫煙者（ＦＲ）からの潜在指紋である、ニコチン（ＲＭＭ １６３）とコチニン（ＲＲＭ １７６）の１μｇ／ｍＬ混合物を含有する１０μＬの溶液でスパイクした潜在指紋のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＦ。下から上に、 ａ−疎水性粒子を散粉せず、ＤＨＢで処理したスパイクした潜在プリント ｂ−ＤＨＢで処理したスパイクした潜在プリント ｃ−疎水性粒子を前以て散粉したスパイクした潜在プリント ｄ−疎水性粒子を前以て散粉したスパイクしていない潜在プリント
【図１２】疎水性粒子を前以て散粉したステンレス鋼上に付着させた（最後のタバコから２４時間たった）元喫煙者からの潜在指紋のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ。 ａ）ｍ／ｚ範囲 １５５〜１８０、ｂ）ｍ／ｚ範囲 １８０〜２０５、ｃ）ｍ／ｚ範囲 ２０５〜４５０
【図１３】喫煙者の散粉プリントからの潜在指紋のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳ。１６３、１４８、１３３、１１９、１０５、９１、８４および７９でのピークは、ニコチンの特徴であり、その存在の明白な証拠を与える。
【図１４】喫煙者の散粉プリントからの潜在指紋のＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳ。１７７、１６１、１４７、１３５、１１９、１０５、９７、９１および７９でのピークは、コチニンの特徴であり、その存在の明白な証拠を与える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス支援質量分析法を使用することを特徴とする、指紋内の残留物の存在の判定方法。
【請求項２】
ｉ）（１）マトリックス支援質量分析法においてマトリックスとしての役割を果すことができ、かつ（２）指紋の検出および／または画像化に役立つ粒状物質を、指紋に塗布して、粒子塗布指紋を形成すること；ならびに、
ｉｉ）前記粒子塗布指紋を形成している材料を質量分析に供して残留物の存在または非存在を検出すること
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粒状物質が、疎水性である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粒状物質が、疎水性シリカ粒子を含む請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記粒状物質が、金属、金属窒化物、金属酸化物または炭素を含む請求項２から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化鉄（磁鉄鉱）、赤鉄鉱およびこれらの組み合わせから選択される請求項４から６のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記炭素が、カーボンブラック、フラーレン化合物、カーボンナノチューブ、グラファイト、これらの類似体またはそれらの組み合わせから選択される請求項４から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記金属が、アルミニウム、鉄およびこれらの組み合わせから選択される請求項４から６のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記粒状物質が、疎水性シリカ粒子を含み、前記金属、金属窒化物、金属酸化物または炭素粒子が、前記疎水性シリカ粒子内に埋め込まれる請求項２から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記粒子の平均直径が、１００μｍ以下であり、任意で約１０から約９０μｍ、任意で約４５から約６５μｍ、およびさらに、任意で約６５から約９０μｍの平均直径である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記粒子の平均直径が、１μｍ以下、任意で約２００から約９００ｎｍ、任意で約３００から約６００ｎｍ、およびさらに、任意で約４００から約５００ｎｍである請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記粒状材料が、染料分子をさらに含む請求項２から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記染料分子が、蛍光性または有色である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記染料分子および／または有色分子が、前記疎水性シリカ粒子内に埋め込まれる請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記粒状材料が、磁性または常磁性である請求項２から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
粒状物質を指紋に塗布した後、採取テープを使用して指紋を前記付着位置から採取し、質量分析サンプル支持体と接触させる請求項２から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記マトリックス支援質量分析法が、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳである先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記マトリックス支援法が、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳ、ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳおよびこれらの組み合わせから選択される請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
指紋の視覚化および／または画像化をさらに含む先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記残留物が、内因性残留物、例えば内因性代謝産物および／または外因性代謝産物である先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記内因性代謝産物が、スクアレンである請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記外因性代謝産物が、ニコチンの代謝産物、例えばコチニンである請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記残留物が、接触残留物である請求項１から１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記接触残留物が、麻薬である請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記麻薬が、コカインである請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも一つの内因性残留物および少なくとも一つの接触残留物が、指紋内に共に付着している先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
指紋採取テープと、
（１）マトリックス支援質量分析法においてマトリックス剤としての役割を果すことができ、かつ（２）指紋の検出および／または画像化に役立ち、粒子塗布指紋を形成する材料と
を含む粒状物質との組み合わせ。
【請求項２８】
前記粒状物質が、疎水性である請求項２７に記載の組み合わせ。
【請求項２９】
指紋内の残留物を判定するためのマトリックス支援質量分析法の使用。
【請求項３０】
前記マトリックス支援質量分析法が、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ、ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよびこれらの組み合わせから選択される請求項２９に記載の使用。
【請求項１】
マトリックス支援質量分析法を使用することを特徴とする、指紋内の残留物の存在の判定方法。
【請求項２】
ｉ）（１）マトリックス支援質量分析法においてマトリックスとしての役割を果すことができ、かつ（２）指紋の検出および／または画像化に役立つ粒状物質を、指紋に塗布して、粒子塗布指紋を形成すること；ならびに、
ｉｉ）前記粒子塗布指紋を形成している材料を質量分析に供して残留物の存在または非存在を検出すること
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記粒状物質が、疎水性である請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粒状物質が、疎水性シリカ粒子を含む請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記粒状物質が、金属、金属窒化物、金属酸化物または炭素を含む請求項２から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化鉄（磁鉄鉱）、赤鉄鉱およびこれらの組み合わせから選択される請求項４から６のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記炭素が、カーボンブラック、フラーレン化合物、カーボンナノチューブ、グラファイト、これらの類似体またはそれらの組み合わせから選択される請求項４から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記金属が、アルミニウム、鉄およびこれらの組み合わせから選択される請求項４から６のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記粒状物質が、疎水性シリカ粒子を含み、前記金属、金属窒化物、金属酸化物または炭素粒子が、前記疎水性シリカ粒子内に埋め込まれる請求項２から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記粒子の平均直径が、１００μｍ以下であり、任意で約１０から約９０μｍ、任意で約４５から約６５μｍ、およびさらに、任意で約６５から約９０μｍの平均直径である請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記粒子の平均直径が、１μｍ以下、任意で約２００から約９００ｎｍ、任意で約３００から約６００ｎｍ、およびさらに、任意で約４００から約５００ｎｍである請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記粒状材料が、染料分子をさらに含む請求項２から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記染料分子が、蛍光性または有色である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記染料分子および／または有色分子が、前記疎水性シリカ粒子内に埋め込まれる請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記粒状材料が、磁性または常磁性である請求項２から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
粒状物質を指紋に塗布した後、採取テープを使用して指紋を前記付着位置から採取し、質量分析サンプル支持体と接触させる請求項２から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記マトリックス支援質量分析法が、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳまたはＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳである先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記マトリックス支援法が、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳ、ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ−ＭＳおよびこれらの組み合わせから選択される請求項１から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
指紋の視覚化および／または画像化をさらに含む先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記残留物が、内因性残留物、例えば内因性代謝産物および／または外因性代謝産物である先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記内因性代謝産物が、スクアレンである請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記外因性代謝産物が、ニコチンの代謝産物、例えばコチニンである請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記残留物が、接触残留物である請求項１から１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記接触残留物が、麻薬である請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記麻薬が、コカインである請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも一つの内因性残留物および少なくとも一つの接触残留物が、指紋内に共に付着している先行する請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
指紋採取テープと、
（１）マトリックス支援質量分析法においてマトリックス剤としての役割を果すことができ、かつ（２）指紋の検出および／または画像化に役立ち、粒子塗布指紋を形成する材料と
を含む粒状物質との組み合わせ。
【請求項２８】
前記粒状物質が、疎水性である請求項２７に記載の組み合わせ。
【請求項２９】
指紋内の残留物を判定するためのマトリックス支援質量分析法の使用。
【請求項３０】
前記マトリックス支援質量分析法が、ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳ、ＳＡＬＤＩ−ＴＯＦ−ＭＳおよびこれらの組み合わせから選択される請求項２９に記載の使用。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１２ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１２ｃ】
【図１３】
【図１４】
【公表番号】特表２００９−５０５０５５（Ｐ２００９−５０５０５５Ａ）
【公表日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２５６５０（Ｐ２００８−５２５６５０）
【出願日】平成１８年８月９日（２００６．８．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／０５０２３４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０１７７０１
【国際公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（５０８０４３１０９）ユニヴァーシティ・オヴ・サンダーランド (4)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月９日（２００６．８．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００６／０５０２３４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０１７７０１
【国際公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【出願人】（５０８０４３１０９）ユニヴァーシティ・オヴ・サンダーランド (4)
【Ｆターム（参考）】
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