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== Spettrometria di massa ==
La spettrometria di massa (MS) è ununa approcciotecnica molto utilizzatoutilizzata per l'identificazione di composti sconosciuti. L'MS consente la caratterizzazione di molecole complesse, anche quando si dispone di piccolepiccolissime quantità di campione. Le tecniche MS possono essere classificate come atomiche o molecolari.
=== Spettrometria di massa molecolare ===
L'MS viene utilizzata per determinare le masse delle molecole o di frammenti molecolare. In questa tecnica un campione gassoso viene bombardato con elettroni ad alta energia i qualiche causano l'espulsione di uno o più elettroni durante l'impatto. Viene utilizzato un campo magnetico per separare gli ioni prodotti in base alle loro masse. Il campione può essere introdotto direttamente (in tal caso può essere anche allo stato solido) oppure tramite una tecnicatecniche cromatograficacromatografiche. Quando il campione è stato introdotto all'interno dello strumento una sorgente ionizzatrice lo converteporta alloin statofase gassosogassosa. Le molecole vengono quindi poi convertite in ioni i qualiche passano tramite un analizzatore di massa che li separa in base al loro rapporto m/z. Gli ioni vengono quindi successivamente indirizzati ad un detector (un moltiplicatore di elettroni) variando l'intensità del campo elettrico. Quando si ha a che fare con campioni forensi vengono impiegati un gran numero di metodi di ionizzazione. L'electron ionization (EI) è il più comune nell'MS e si esegue utilizzando elettroni con energia di 70 eV. Le molecole in tale processo perdono un elettrone producendo lo ione molecolare (M<sup>+</sup>). La chemical ionization (CI) consiste nel bombardare il campione con atomi carichi positivamente o con molecole al posto di elettroni. Tale metodo di ionizzazione è molto più pacato rispetto all'EI, permettendo di analizzare sostanze impossibili da analizzare con l'altra tecnica. L'electrospray ionization (ESI) è un'altra tecnica ancora più leggera che consiste nel passaggio del campione in soluzione gas attraverso un ago ad un potenziale di circa 4 kV, consentendoconsentendogli quindi al campione di passare dalla soluzione alla forma ionica nel gas. Sono state sviluppate nuove sorgenti di ionizzazione che permettono di analizzare le superfici dei campioni solidi senza effettuare prima una separazione o preparazione. Tali tecniche sono la '''''desorbition electrospray ionization''''' ('''DESI''') e la '''''direct analysis in real time''''' ('''DART'''). Nella DESI vengono spruzzate delle goccioline cariche sulla superficie del campione al fine di creare un sottile film liquido in cui l'analita viene dissolto, tale film viene portato nello spettrometro. Nella DART viene applicato un potenziale elettrico per produrre un plasma contenente atomi eccitati e ioni, tale plasma viene scaldato e posto a contatto con la superficie del campione. Gli analiti ionici prodotti vengono desorbiti nella fase gas e trasportati all'interno dello spettrometro.
Per la spettrometria di massa vengono utilizzati svariati analizzatori di massa, uno tra questi è lo spettrometro di massa a quadrupolo il qualeche consisteprevede nelll'utilizzo di quattro barre che producono un determinato voltaggio lungo il camminopercorso degli ioni. Quando a queste barre viene applicata una corrente diretta (DC) e una radiofrequenza (RF) gli ioni iniziano ad oscillare. Per ogni rapporto m/z esiste un'oscillazione stabile che permette agli ioni di viaggiare lungo tutto il cammino, senza uscire dalle barre. Ciò permette quindi di raccogliere solo gli ioni con un rapporto m/z voluto. La strumentazione a ''tempo di volo'' (TOF) si basa sul principio che gli ioni più leggeri vengono accelerati maggiormente rispetto a quelli più pesanti, presentando quindi un TOF minore lungo una specifica distanza. In uno spettrometro TOF gli ioni passano attraverso una regione senza alcun campo magnetico applicato e viene misurato il tempo impiegato per raggiungere il detector. Lo spettrometro di massa può essere accoppiato con un altro spettrometro di massa (Tandem MS, MS-MS): il primo viene usato per isolare gli ioni desiderati da una miscela, questiche vengono poi introdotti all'interno di un secondo spettrometro di massa dove vengono frammentati per produrre una serie di spettri.
È possibile che il campione forense non sia direttamente analizzabile, in tal caso bisognerà prepararlo in modo adeguato. Un analita potrebbe dover essere separato dalla matrice (ad esempio dai farmaci nelle analisi delle urine) in modo tale da evitare interferenze dovute alle molecole della matrice. Si può eseguire una semplice estrazione con solvente nel caso in cui l'analita è solubilizzato in un appropriato solvente. Si può eseguire un'estrazione in fase solida (SPE) che consiste nel separare gli analiti dalla matrice mediante l'uso di una fase stazionaria contenuta in una cartuccia. Si può sfruttare la pirolisi, una tecnica in cui il campione è scaldato in maniera controllata per produrre un campione gassoso.
=== Spettrometria di massa a rapporto isotopico ===
GLi isotopi stabili sono isotopi che non decadono tramite processi radioattivi nel tempo. e laLa maggior parte degli elementi presentano più di un isotopo stabile. TaliQuesti isotopise contenuti in una sostanza forniscono importanti informazioni riguardo all'origine di un particolare campione, ad esempio nella determinazione della sorgente di tale materiale. La variazione nella composizione isotopica può essere misurata tramite uno '''''spettrometro di massa a rapporto isotopico (IRMS)'''''.
TaleQuesta strumentazione è utilizzata per misurare basse concentrazioni isotopiche e utilizza diversi detectors, uno per ogni isotopomero. I campioni solitamente vengono bruciati per ottenere gas semplici (CO2 e H2O) per condurre l'analisi. Il gas viene introdotto in una camera ionizzatrice e accelerato tramite un campo magnetico. Gli ioni vengono indirizzati verso una coppa di Faraday posizionata per la massa di interesse, registrando la corrente ionica. Se ad esempio vogliamo misurare gli isotopi del carbonio bisognerà utilizzare 3 coppe di Faraday per misurare dei valori di m/z di 44, 45 e 46. Gli elementi e i loro isotopi importanti nelle scienze forensi sono: idrogeno (<sup>1</sup>H, <sup>2</sup>H), carbonio (<sup>12</sup>C, <sup>13</sup>C), azoto (<sup>14</sup>N, <sup>15</sup>N), ossigeno (<sup>16</sup>O, <sup>17</sup>O, <sup>18</sup>O) ed infine zolfo (<sup>32</sup>S, <sup>33</sup>S, <sup>34</sup>S, <sup>36</sup>S). IRMS può essere combinata con un gas cromatografo per separare i componenti all'interno del campione.
=== Spettrometria di mobilità ionica ===
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