Ottimizzazione di un metodo per la determinazione dell'uso recente dell'arma da fuoco mediante SPME-GC-MS: analisi e ricerca di organic gunshot residues (O-GSR) di armi corte.

In forensic investigations of criminal acts committed with the use of firearms, estimating the time that has elapsed since the firearm was fired can be very useful. Since the last century, several approaches have been proposed in the literature aimed at determining the recent use of the firearm. The most promising methods have been based on the decay of gunshot residues (GSR) over time. GSR is a complex and heterogeneous mixture composed of an assortment of chemical species that are produced following the explosion of a gunshot. In particular, organic species (O-GSR, organic gunshot residues) and inorganic species (I-GSR, inorganic gunshot residues) exist. In this thesis work, O-GSRs were mainly researched on gun parts - specifically barrels – using of solid-phase microextraction (SPME) followed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). In the first phase of this work, a previously optimised SPME-GC-MS method was applied to detect O-GSRs from barrels of semi-automatic pistols. In the second phase of the thesis project, thanks to chemometrics and, in particular, a multivariate statistical approach based on multiple linear regression (MLR), partial least squares regression (PLS-R) and feature selection methods such as - above all - sequential forward selection (SFS), it was possible to carry out both a concentration analysis and an evaluation of specific analytes, monitoring the decay of the O-GSRs chosen as targets as a function of time. Although further studies are needed, mainly aimed at assessing the variability of results depending on the type of ammunition, the method described, the preliminary results of which were very promising, once validated, can be applied in real forensic cases.

Nelle indagini forensi riguardanti crimini commessi con armi da fuoco, la stima del tempo trascorso dallo sparo può fornire informazioni cruciali. Già dal secolo scorso, sono stati sviluppati vari approcci per determinare l'uso recente dell'arma. I metodi più promettenti si basano sul decadimento temporale dei residui di sparo (GSR, gunshot residues). Il GSR è, difatti, una miscela complessa ed eterogenea, composta da una molteplicità di specie chimiche che vengono prodotte a seguito dell’esplosione di un colpo di arma da fuoco. In particolare vi sono le specie organiche (O-GSR, organic gunshot residues) e le specie inorganiche (I-GSR, inorganic gunshot residues). In questo lavoro di tesi si sono ricercati gli O-GSR su parti di armi - specificatamente sulle canne - mediante microestrazione in fase solida (SPME) seguita da gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS). Nella prima fase di questo lavoro, è stato applicato un metodo precedentemente ottimizzato di SPME-GC-MS al fine di rilevare gli O-GSR da canne di pistole semiautomatiche. Nella seconda fase del progetto di tesi, l'uso della chemiometria e di approcci statistici multivariati, basati su regressione lineare multipla (MLR), partial least squares regression (PLS-R) e metodi di selezione delle variabili (feature selection), in particolare il sequential forward selection (SFS), ha permesso di analizzare le concentrazioni e valutare specifici analiti. Questo ha consentito di monitorare, nel tempo, il decadimento degli O-GSR scelti come target Nonostante siano necessari ulteriori studi finalizzati principalmente alla valutazione della variabilità dei risultati in funzione del tipo di munizionamento, il metodo descritto, i cui esiti preliminari sono risultati molto promettenti, una volta validato, potrà essere applicato in casi forensi reali.