Тема закрыта
Акмолдаева СБ.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ПРОЕКТ ПО РАЗРАБОТКЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДИК
СУДЕБНО-ЭКСПЕРТНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ АЛКОГОЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ
Ключевые слова: алкогольная продукция, методика исследования алкогольной продукции, состав алкогольной продукции, автоматизация методики.
Keywords: alcohol, alcoholic beverages technique to study the composition of alcohol products, automation techniques.
Одним из видов судебной экспертизы, проводимой в Центре судебной экспертизы ЦСЭ МЮ РК, является судебно-экспертное исследование спиртосодержащих жидкостей. В рамках данного вида решается ряд экспертных задач, в том числе задачи установления природы, состояния и свойств объектов, факта фальсификации, соответствия или несоответствия объектов определенному составу, факта смешения с другими жидкостями, установления признаков сырья, целевого назначения и способа изготовления алкогольной продукции, ее вида.
С переходом на рыночные отношения, значительным расширением рынка алкогольной продукции, доступностью сырья и приспособлений для изготовления алкогольной продукции в кустарных условиях, наиболее актуальна проблема выявления фальсифицированной алкогольной продукции. При этом наиболее значимой доказательственной информацией является заключение эксперта. Необходимость проведения экспертных исследований очевидна и требует обеспечения экспертных служб единым методическим материалом.
Анализ экспертной практики свидетельствует о том, что решение задачи по выявлению фальсифицированной продукции затруднено ввиду отсутствия простых, эффективных, селективных и чувствительных методов исследования спиртосодержащих жидкостей; отсутствия данных о примесях, индивидуализирующих конкретные наименования продукции; единой базы данных по алкогольной продукции в Казахстане.
С учетом оснащения лабораторий ЦСЭ МЮ РК новейшим оборудованием возникла необходимость усовершенствования имеющихся и создания новых методик судебно-экспертного исследования спиртосодержащих жидкостей с использованием методов газовой хроматографии, газовой хромато-масс-спектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии и других методов в сочетании с наиболее современными методами пробоподготовки - твердофазной микроэкстракцией, парофазной экстракцией и другими.
С 01.10.2012 года эксперты Института судебной экспертизы по г. Алматы ЦСЭ МЮ РК и сотрудники дочернего государственного предприятия «Центр физико-химических методов исследования и анализа» Республиканского государственного предприятия «Казахский национальный университет им. аль-Фараби» начали работу в рамках совместного научного проекта К-1983 «Совершенствование экспертно-криминалистической методологии исследования алкогольной продукции», финансируемого Международным научно-техническим центром (МНТЦ, г. Москва).
Целью проекта являются разработка новых и усовершенствование имеющихся методик исследования алкогольной продукции для их использования в Казахстане и на международном уровне для выявления фальсифицированной и некачественной алкогольной продукции.
За период работы в рамках проекта К-1983 проведен анализ литературных данных о природе и технологии изготовления алкогольной продукции, анализ литературных данных и экспертной практики по выявлению наиболее распространенных методов фальсификации алкогольной продукции: водок, коньяков, вин.
Проведено исследование более 1500 образцов производимой в РК, импортируемой, а также непосредственно реализуемой на территории Республики алкогольной продукции (водки, коньяки, вина, виски, бальзамы, чачи, самогоны) следующими современными методами: многомерная газовая хроматография с масс-спектрометрическим и пламенно-ионизационным детектированием; твердофазная микроэкстракция для автоматизации, увеличения пропускной способности оборудования, экономии времени и проведения пробоотбора/пробоподготовки/анализа; жидкостная хроматография с диодно-матричным, электрохимическим и флуориметрическим детектированием для нелетучих и термолабильных соединений (красители, ароматизаторы и др.) и контроля качества результатов; ИК-спектрометрия; УФ-спектрометрия для быстрой характеристики и сравнения образцов коньяков.
За период работы по проекту проведено несколько серий экспериментов, результаты которых позволили сделать следующие выводы.
Подтверждена эффективность газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием для установления качественного и количественного микрокомпонентного состава алкогольной продукции. Микрокомпонентный состав спиртосодержащих жидкостей отражает использованное сырье для производства алкогольной продукции и технологию изготовления, что позволяет дифференцировать виды алкогольных продуктов: водки, коньяки, вина, виски.
Разработан очень точный, быстрый и простой метод определения концентрации этанола в алкогольной продукции. Высокая точность достигается за счет минимизации неопределенности на каждом этапе анализа - от калибровки до инъекции в хроматограф. Неопределенность результатов составляет менее 5%. Метод успешно применяется для определения концентрации этанола в реальных образцах коньяка и водки. Концентрация этанола варьировала от 34,1% до 42,6% в зависимости от происхождения образца.
Установлено, что наиболее эффективной для анализа алкогольной продукции является газовая хроматография с масс-спектрометрическим детектированием. Так, при анализе хроматограмм образцов коньяка «Казахстан» производства АО «Бахус», полученных с использованием твердофазной микроэкстракции в сочетании с газовой хроматографией с масс-селективным детектированием (ТФМЭ-ГХ-МС), были идентифицированы пятьдесят разных органических соединений.
Сравнение разрабатываемых методов ТФМЭ-ГХ-МС и стандартного метода газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием показали, что ТФМЭ обеспечивает более глубокую информацию об образцах алкогольных напитков, обусловленную более высокой чувствительностью, однако стандартный метод является все еще весьма ценным для определения количества метанола (нормируемый стандартами показатель).
Участниками проекта разработаны оптимальные условия проведения анализа с использованием твердофазной микроэкстракции: установлен наиболее эффективный тип волокна, тип колонки, температура, время экстракции в зависимости от вида напитка, оптимальное разведение образца, рН и объем пробы.
Разработанный метод ТФМЭ-ГХ-МС позволяет выявлять большое количество компонентов, которые в сочетании со статистическими методами являются эффективным инструментом для выявления фальсифицированных образцов алкогольных напитков и разделения образцов по их происхождению.
Установлена эффективность УФ-спектрального анализа при исследовании коньяков. В соответствие с литературными данными, соединения, экстрагируемые из дуба, формируют на УФ-спектре характерный пик с длиной волны 280 нм. Интенсивность этого пика пропорциональна количеству экстрагированных веществ древесины дуба. В соответствии с данными, полученными УФ-спектральным анализом, около половины исследованных образцов коньяка были отнесены к группе потенциально фальсифицированной продукции из-за низкого поглощения в области при 280 нм. Результаты проведенных экспериментов показали, что применение данного метода возможно для предварительного анализа коньяков, а также для решения вопроса о соответствии предположительно контрафактной продукции образцу оригинальной продукции, при наличии данного образца конкретного наименования.
Установлена нецелесообразность применения ИК-спектрального анализа при исследовании спиртосодержащих жидкостей, т.к. форма ИК-спектров для всех видов алкогольной продукции одинакова, что не позволяет дифференцировать продукцию по видам и способу изготовления.
На базе оборудования КазНУ имени аль-Фараби были проанализированы с помощью ионной хроматографии 50 образцов коньяка и 5 образцов коньячных спиртов. Полученные данные подготовлены для дальнейшей статистической обработки.
Для повышения эффективности процесса анализа данных было принято решение разработать программное обеспечение, которое позволит автоматизировать значительную часть анализа данных. Необходимость разработки программного обеспечения обусловлена тем, что обработка хроматографических данных является достаточно времяемким и трудоемким процессом. Каждая хроматограмма содержит более 50 пиков индивидуальных соединений. Все пики должны быть идентифицированы, площадь каждого пика должна быть определена и скопирована в базу данных. Для базы данных все полученные данные должны пройти статистическую обработку с помощью анализа главных компонентов (PCА).
В настоящее время в рамках проекта разрабатывается программное обеспечение, которое позволит сэкономить много времени в процессе обработки данных в ходе реализации проекта, а также после его завершения в процессе экспертных исследованиях.
Разработаны восемь новых версий программного обеспечения для автоматизации РСА и кластерного анализа хроматографических данных. Последняя версия, названная StatAnalysis 3,3, включает кластерный анализ, вариант для нормализации данных, два подхода, применяемых для отсутствующих значений, полноценный и удобный графический интерфейс пользователя (GUI), 3-мерную визуализацию результатов кластеризации и расширенные функциональные возможности базы данных. Различие между образцами и даже группами образцов выявляются с помощью программного обеспечения, делающего свой собственный вывод на основе алгоритма кластеризации. StatAnalysis может быть использован, как для РСА, так и для кластерного анализа. В связи с расширенной функциональностью кластеризации и удобным графическим интерфейсом, программное обеспечение очень эффективно для классификации данных и наблюдения результатов кластерного анализа и PC А на одном графике.
Рисунок 1 - Вид 3-мерного графика, полученного с использованием программы StatAnalysis 3,3
В настоящее время, на заключительном этапе работы по проекту разрабатываются методические подходы и рекомендации по выявлению некачественной и поддельной алкогольной продукции в Казахстане. Разработанная методология будет апробирована для решения экспертно-криминалистических задач, и окончательно доработана для внедрения в экспертно-криминалистических лабораториях в Казахстане.
Эффективность работы по проекту обусловлена успешным сотрудничеством ученых химиков Казахского национальный университет имени аль-Фараби и практиков в лице судебных экспертов Института судебной экспертизы по городу Алматы. В рамках проекта налаживается сотрудничество с научными организациями Республики Казахстан, ближнего и дальнего зарубежья, полученный опыт может быть в дальнейшем использован для решения других научных и прикладных задач в области судебной экспертизы.
Ожидаемые результаты работы по проекту:
1. Усовершенствованные методики исследования образцов алкогольной продукции с применением современных аналитических подходов - газовая (двухмерная) и жидкостная хроматографии, масс-спектрометрия, твердофазная микроэкстракция, обеспечивающих получение большого массива данных, селективное и чувствительное обнаружение, а также достоверную идентификацию химических соединений, содержащихся в алкогольной продукции, высокую степень автоматизации и низкую себестоимость анализа.
2. Автоматизированная методика исследования образцов алкогольной продукции на основе ТФМЭ-ГХ-МС, которая позволит существенно снизить затраты на проведение экспертиз по исследованию алкогольной продукции.
3. Для повышения эффективности экспертно-криминалистических методов будет разработана оптимизированная методика отбора образцов, обеспечивающая получение представительных образцов и высокую надежность данных.
Конечным пользователем разрабатываемых технологий является ЦСЭ МЮ РК. Результаты будут уникальными для Казахстана и Средней Азии, разработанные методики будут использованы экспертными учреждениями Казахстана, выполняющими экспертизы спиртосодержащих жидкостей. Разработанная методология также может быть применена в экспертных учреждениях во всем мире.
Создание методик в рамках проекта послужит оптимизации экспертной работы, единообразию подходов в решении конкретных задач, повышению уровня и научной обоснованности экспертных заключений по исследованию алкогольной продукции.
Акмолдаева СБ.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ПРОЕКТ ПО РАЗРАБОТКЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ МЕТОДИК
СУДЕБНО-ЭКСПЕРТНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ АЛКОГОЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ
Ключевые слова: алкогольная продукция, методика исследования алкогольной продукции, состав алкогольной продукции, автоматизация методики.
Keywords: alcohol, alcoholic beverages technique to study the composition of alcohol products, automation techniques.
Одним из видов судебной экспертизы, проводимой в Центре судебной экспертизы ЦСЭ МЮ РК, является судебно-экспертное исследование спиртосодержащих жидкостей. В рамках данного вида решается ряд экспертных задач, в том числе задачи установления природы, состояния и свойств объектов, факта фальсификации, соответствия или несоответствия объектов определенному составу, факта смешения с другими жидкостями, установления признаков сырья, целевого назначения и способа изготовления алкогольной продукции, ее вида.
С переходом на рыночные отношения, значительным расширением рынка алкогольной продукции, доступностью сырья и приспособлений для изготовления алкогольной продукции в кустарных условиях, наиболее актуальна проблема выявления фальсифицированной алкогольной продукции. При этом наиболее значимой доказательственной информацией является заключение эксперта. Необходимость проведения экспертных исследований очевидна и требует обеспечения экспертных служб единым методическим материалом.
Анализ экспертной практики свидетельствует о том, что решение задачи по выявлению фальсифицированной продукции затруднено ввиду отсутствия простых, эффективных, селективных и чувствительных методов исследования спиртосодержащих жидкостей; отсутствия данных о примесях, индивидуализирующих конкретные наименования продукции; единой базы данных по алкогольной продукции в Казахстане.
С учетом оснащения лабораторий ЦСЭ МЮ РК новейшим оборудованием возникла необходимость усовершенствования имеющихся и создания новых методик судебно-экспертного исследования спиртосодержащих жидкостей с использованием методов газовой хроматографии, газовой хромато-масс-спектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии и других методов в сочетании с наиболее современными методами пробоподготовки - твердофазной микроэкстракцией, парофазной экстракцией и другими.
С 01.10.2012 года эксперты Института судебной экспертизы по г. Алматы ЦСЭ МЮ РК и сотрудники дочернего государственного предприятия «Центр физико-химических методов исследования и анализа» Республиканского государственного предприятия «Казахский национальный университет им. аль-Фараби» начали работу в рамках совместного научного проекта К-1983 «Совершенствование экспертно-криминалистической методологии исследования алкогольной продукции», финансируемого Международным научно-техническим центром (МНТЦ, г. Москва).
Целью проекта являются разработка новых и усовершенствование имеющихся методик исследования алкогольной продукции для их использования в Казахстане и на международном уровне для выявления фальсифицированной и некачественной алкогольной продукции.
За период работы в рамках проекта К-1983 проведен анализ литературных данных о природе и технологии изготовления алкогольной продукции, анализ литературных данных и экспертной практики по выявлению наиболее распространенных методов фальсификации алкогольной продукции: водок, коньяков, вин.
Проведено исследование более 1500 образцов производимой в РК, импортируемой, а также непосредственно реализуемой на территории Республики алкогольной продукции (водки, коньяки, вина, виски, бальзамы, чачи, самогоны) следующими современными методами: многомерная газовая хроматография с масс-спектрометрическим и пламенно-ионизационным детектированием; твердофазная микроэкстракция для автоматизации, увеличения пропускной способности оборудования, экономии времени и проведения пробоотбора/пробоподготовки/анализа; жидкостная хроматография с диодно-матричным, электрохимическим и флуориметрическим детектированием для нелетучих и термолабильных соединений (красители, ароматизаторы и др.) и контроля качества результатов; ИК-спектрометрия; УФ-спектрометрия для быстрой характеристики и сравнения образцов коньяков.
За период работы по проекту проведено несколько серий экспериментов, результаты которых позволили сделать следующие выводы.
Подтверждена эффективность газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием для установления качественного и количественного микрокомпонентного состава алкогольной продукции. Микрокомпонентный состав спиртосодержащих жидкостей отражает использованное сырье для производства алкогольной продукции и технологию изготовления, что позволяет дифференцировать виды алкогольных продуктов: водки, коньяки, вина, виски.
Разработан очень точный, быстрый и простой метод определения концентрации этанола в алкогольной продукции. Высокая точность достигается за счет минимизации неопределенности на каждом этапе анализа - от калибровки до инъекции в хроматограф. Неопределенность результатов составляет менее 5%. Метод успешно применяется для определения концентрации этанола в реальных образцах коньяка и водки. Концентрация этанола варьировала от 34,1% до 42,6% в зависимости от происхождения образца.
Установлено, что наиболее эффективной для анализа алкогольной продукции является газовая хроматография с масс-спектрометрическим детектированием. Так, при анализе хроматограмм образцов коньяка «Казахстан» производства АО «Бахус», полученных с использованием твердофазной микроэкстракции в сочетании с газовой хроматографией с масс-селективным детектированием (ТФМЭ-ГХ-МС), были идентифицированы пятьдесят разных органических соединений.
Сравнение разрабатываемых методов ТФМЭ-ГХ-МС и стандартного метода газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием показали, что ТФМЭ обеспечивает более глубокую информацию об образцах алкогольных напитков, обусловленную более высокой чувствительностью, однако стандартный метод является все еще весьма ценным для определения количества метанола (нормируемый стандартами показатель).
Участниками проекта разработаны оптимальные условия проведения анализа с использованием твердофазной микроэкстракции: установлен наиболее эффективный тип волокна, тип колонки, температура, время экстракции в зависимости от вида напитка, оптимальное разведение образца, рН и объем пробы.
Разработанный метод ТФМЭ-ГХ-МС позволяет выявлять большое количество компонентов, которые в сочетании со статистическими методами являются эффективным инструментом для выявления фальсифицированных образцов алкогольных напитков и разделения образцов по их происхождению.
Установлена эффективность УФ-спектрального анализа при исследовании коньяков. В соответствие с литературными данными, соединения, экстрагируемые из дуба, формируют на УФ-спектре характерный пик с длиной волны 280 нм. Интенсивность этого пика пропорциональна количеству экстрагированных веществ древесины дуба. В соответствии с данными, полученными УФ-спектральным анализом, около половины исследованных образцов коньяка были отнесены к группе потенциально фальсифицированной продукции из-за низкого поглощения в области при 280 нм. Результаты проведенных экспериментов показали, что применение данного метода возможно для предварительного анализа коньяков, а также для решения вопроса о соответствии предположительно контрафактной продукции образцу оригинальной продукции, при наличии данного образца конкретного наименования.
Установлена нецелесообразность применения ИК-спектрального анализа при исследовании спиртосодержащих жидкостей, т.к. форма ИК-спектров для всех видов алкогольной продукции одинакова, что не позволяет дифференцировать продукцию по видам и способу изготовления.
На базе оборудования КазНУ имени аль-Фараби были проанализированы с помощью ионной хроматографии 50 образцов коньяка и 5 образцов коньячных спиртов. Полученные данные подготовлены для дальнейшей статистической обработки.
Для повышения эффективности процесса анализа данных было принято решение разработать программное обеспечение, которое позволит автоматизировать значительную часть анализа данных. Необходимость разработки программного обеспечения обусловлена тем, что обработка хроматографических данных является достаточно времяемким и трудоемким процессом. Каждая хроматограмма содержит более 50 пиков индивидуальных соединений. Все пики должны быть идентифицированы, площадь каждого пика должна быть определена и скопирована в базу данных. Для базы данных все полученные данные должны пройти статистическую обработку с помощью анализа главных компонентов (PCА).
В настоящее время в рамках проекта разрабатывается программное обеспечение, которое позволит сэкономить много времени в процессе обработки данных в ходе реализации проекта, а также после его завершения в процессе экспертных исследованиях.
Разработаны восемь новых версий программного обеспечения для автоматизации РСА и кластерного анализа хроматографических данных. Последняя версия, названная StatAnalysis 3,3, включает кластерный анализ, вариант для нормализации данных, два подхода, применяемых для отсутствующих значений, полноценный и удобный графический интерфейс пользователя (GUI), 3-мерную визуализацию результатов кластеризации и расширенные функциональные возможности базы данных. Различие между образцами и даже группами образцов выявляются с помощью программного обеспечения, делающего свой собственный вывод на основе алгоритма кластеризации. StatAnalysis может быть использован, как для РСА, так и для кластерного анализа. В связи с расширенной функциональностью кластеризации и удобным графическим интерфейсом, программное обеспечение очень эффективно для классификации данных и наблюдения результатов кластерного анализа и PC А на одном графике.
Рисунок 1 - Вид 3-мерного графика, полученного с использованием программы StatAnalysis 3,3
В настоящее время, на заключительном этапе работы по проекту разрабатываются методические подходы и рекомендации по выявлению некачественной и поддельной алкогольной продукции в Казахстане. Разработанная методология будет апробирована для решения экспертно-криминалистических задач, и окончательно доработана для внедрения в экспертно-криминалистических лабораториях в Казахстане.
Эффективность работы по проекту обусловлена успешным сотрудничеством ученых химиков Казахского национальный университет имени аль-Фараби и практиков в лице судебных экспертов Института судебной экспертизы по городу Алматы. В рамках проекта налаживается сотрудничество с научными организациями Республики Казахстан, ближнего и дальнего зарубежья, полученный опыт может быть в дальнейшем использован для решения других научных и прикладных задач в области судебной экспертизы.
Ожидаемые результаты работы по проекту:
1. Усовершенствованные методики исследования образцов алкогольной продукции с применением современных аналитических подходов - газовая (двухмерная) и жидкостная хроматографии, масс-спектрометрия, твердофазная микроэкстракция, обеспечивающих получение большого массива данных, селективное и чувствительное обнаружение, а также достоверную идентификацию химических соединений, содержащихся в алкогольной продукции, высокую степень автоматизации и низкую себестоимость анализа.
2. Автоматизированная методика исследования образцов алкогольной продукции на основе ТФМЭ-ГХ-МС, которая позволит существенно снизить затраты на проведение экспертиз по исследованию алкогольной продукции.
3. Для повышения эффективности экспертно-криминалистических методов будет разработана оптимизированная методика отбора образцов, обеспечивающая получение представительных образцов и высокую надежность данных.
Конечным пользователем разрабатываемых технологий является ЦСЭ МЮ РК. Результаты будут уникальными для Казахстана и Средней Азии, разработанные методики будут использованы экспертными учреждениями Казахстана, выполняющими экспертизы спиртосодержащих жидкостей. Разработанная методология также может быть применена в экспертных учреждениях во всем мире.
Создание методик в рамках проекта послужит оптимизации экспертной работы, единообразию подходов в решении конкретных задач, повышению уровня и научной обоснованности экспертных заключений по исследованию алкогольной продукции.
А то что 
