ZPRAKTYKI
kom .TomaszSzczepański(au tor korespondencyjny)
starszy specjalista badawczo-technicznywZakładzieDaktyloskopiiCLKP tomasz.szczepanski @policja.gov.pl
UrszulaWięckiewicz
specjalista badawczo-techniczny wZakładzieDaktyloskopiiCLK? st. asp.KrzysztofKlem czak
specjalista badawczo-techniczny wZakładzieDaktylosk opii CLKP
P
aski
testowe do
s
p
r
awdzan
i
a
r
eaktywności
metod
wizualizac
ji
ślad
ów
dakty
loskopijnych
na
podłożach
ch
łonnych
z a
minokwasami
S
treszcze n
ie
W artykuleprzedstawiono rezultaty badań jednorod ności aminokwasowych testów paskowych dla fluore -scencyjnejmetody DFO.W badaniachwykorzystano gotowe do użycia aminokwasowe paskitestowe prze -znaczone dlametod :DFO,ninhydrynowej, 1,2-indanedione, wykonane zpodłoża chłonnego zawierającego cztery polareakcyjne ozmniejszającym się wykładniczo stężeni uaminokwasów. Paskitestowe poddawano
działan i u roztworu DFO w celuzmierzenia poziomu emisji fluorescencji produktu reakcji DFO-aminokwas
dlaodpowiednich pól reakcyjnych. Na podstawie otrzymanychwyników stwierdzono powtarzal ność o trzy-manych pomiarów emitowanej fluorescencji. Potwierdziło to przydatność pasków testowych do weryfikacji
metodyDFO,zarównonowo przygotowanychodczynników, jakiprzystosowaniu metodywcodziennejp rak-tycelaboratoryjnej.Na podstawieotrzymanych wyników badań należy założyć, że testowe paskisą również skuteczne i przydatne do weryfikacji prawidłowości przygotowa nia roztworów roboczych dla pozostałych
metodwizualizacjiśladówdaktyloskopijnychukierunkowanychna aminokwasy:ninhydryna,1,2-indanedione oraz 1,2-indanedionezchlorkiemcynku.
Słowa kluczoweDFO,paski testowe,aminokwasy,powierzchniechłon ne
Wstęp
Od wielu lat badania daktyloskopijne uznawane są
za jedną z najskuteczniejszych metod identyfikacji sprawców przestępstw [1
l.
Wyodręb n ił się wyraż nypodział badań daktyloskopijnych na czynności zwią zane zdetekcjąiwizualizacjąśladówliniipapilarnych,
okreś lanejako badaniawizualizacyjne,orazczynności związan e z identyfikacją śladów, określane jako ba -dania porównawcze . Ma to odzwierciedlenie w wielu
publikacjach [2]. Ponadto wyodrębnienie tych dwóch
specjal ności w ramach badań daktyloskop ijnych
przyspieszyło intensywny rozwój nowych technologii
ujawniania śladów, najczęściej adaptowanych z in -nych dziedzinnauki. Wtym miejscunależy wspomnieć o wykorzystaniu metod fluorescencyjnych , takich jak: DFO, 1,2-indanedione, Basic Yellow 40 iinnych. Przełomemw zakresietechnikdetekcjiśladów linii pa
-pilarnych są również zaawansowane technolog icznie
50
instrumentalne metody ujawniania, takie jak o
brazo-wanie:hiperspektralne,czasowo-rozdzielcze, up-ko n-wersyjne orazrefleksyjnetechnikiw zakresie dalekiego
UV~,4 , 5, 6, 7, 8, 9, 1~.
Stosowaniechemicznychmetodujawnianiaśladów
linii papilarnych wymusza stosowanie kontroli nad reaktywnością i skutecznością przygotowywanych
odczynnikówchemicznych. Osoba przeprowadzająca badania musi być pewna, że sporządzony w labora
-torium bądź zakupiony gotowy roztwór odczynnika reaguje ze składnikami substancji śladotwórczej i umożliwia skuteczne ujawnianieśladów liniipapilar -nych. Niedopuszczalna jest sytuacja, w której osoba wykonującabadania mawątp liwościco dor eaktywno-ści roztworu po zastosowaniu metody. Najprostszym
sposobem weryfikacji skuteczności przygotowywa-nych odczynnikówsątzw.śladytestowepozostawiane napodłożu zbliżonymdo będącego przedmiotem ba
-dań. Idealny model wykorzystania techniki próbnego
śladu zakłada zastosowanie identycznych warunków,
a mianowicie: składu substancji śladotwórczej,
pod-łoża, dynamiki pozostawienia śladu. W praktyce nie mamożliwości spełnieniatychzałożeń.O ile dobranie podobnego podłoża może byćwmiarę możliwości wy-konalne, np. kartka papieru dozastosowańbiurowych, to pozostaje problem zbliżonej składem substancji
śladotwórczej. Jak wiadomo skład substancji ślad
0-twórczej uzależniony jest w bezpośredni sposób od wielu czynników,takich jak: wiek, płeć, sposób odży
wiania, [2]. Dodatkowo skład substancji jest zmienny w czasie i trudno oczekiwać takiego samego składu
w skalicałegotygodnia, a nawet dnia.
W przypadku związków chemicznych reagują
cych z aminokwasami testowanie ich skuteczności można przeprowadzić poprzez przereagowanie ami-nokwasów naturalnie występujących w substancji
śladotwórczej na podłożach testowych. W tym celu
można przygotować wodne roztwory aminokwasów ozmieniającym się wykładniczo stężeniui nanieść na wybrane podłoże testowe w określonych miejscach. Dobranie zmiennych wykładniczo stężeń roztworów pozwala na późniejsze określenie czułości przygoto-wanego roztworuujawniającego.W literaturze opisano wykorzystanie drukarki atramentowej z kartridżami wypełnionymi wodnymi roztworami aminokwasowymi do przygotowywaniapodłożytestowych [11].Również
w CLKP prowadzono praceumożliwiające przygotowa-nie jednorodnego materiału badawczego. W tym celu wykorzystano drukarkę atramentową model HP710C z nowymi nieużywanymi kartridżami , które otrzymano
dzięki uprzejmości Hewlett-Packard Polska Sp. z0.0 .
Powstępnych sukcesach umożliwiających efektywne "drukowanie" aminokwasami arkuszy papieru napo-tkano jednak na problemy związane z wysychaniem dyszdrukujących i brakiempodwyższonego ciśnienia wewnątrz kartridżów. Uniemożliwiało to przygotowy-waniewiększychpartii podłoży.
Obecnie na rynku europejskimpojawiły sięw ofercie niemieckiej firmy SEMAGrnbł-l'gotowe doużycia ami-nokwasowe paski testowe przeznaczone dla metod: DFO, ninhydrynowej, 1,2-indanedione. Wykonane są
z podłoża chłonnego przypominającego bibułę
filtra-cyjną z nadrukowanymi informacjami. Paskizawierają
cztery pola reakcyjne ozmniejszającym się wykładni
czostężeniu aminokwasów (ryc. 1).
Wzwiązku zpowyższymcelem przeprowadzonych
badań było określenie jednorodności aminokwaso-wych testów paskoaminokwaso-wych dla fluorescencyjnej metody DFO. Przyzałożeniu, że odpowiednie pola reakcyjne poszczególnych pasków zawierają zbliżone stężenia
aminokwasów, zmierzony dla nich fluorescencyjny poziom emisji produktu reakcji DFO-aminokwasy po-winienbyćporównywalny. W przypadku potwierdzenia
jednorodności próbek testowe paski będą mogły być
1 www.sema-gmbh.de
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 288(2) 2015
Z PRAKTYKI
Ryc. 1. Aminokwasowy pasek testowy firmy SEMA GmbH.
wykorzystywane
w
codziennej praktyce laboratoryjnej w celu weryfikacji skuteczności roztworów DFO, nin-hydrynybądź 1,2-indanedione. W badaniach zmierzo-noemisjęfluorescencji z pól o czterechwzrastającychwykładniczo stężeniach aminokwasów.
Materiałyi metody
Paski testowe i odczynniki chemiczne
Paski testowe otrzymano od SEMA GmbH (Niemcy). DFO (1,8-diazafluoren-9-on) otrzymano od BVDA (Holandia). Kwas octowy, metanol pozyskano od POCH (polska). HFE7100, HFE71 DE zakupiono od Sigma Aldrich (polska). Wszystkie odczynniki che-micznebyłyoczystości analitycznej i wykorzystano je bezpóźniejszego oczyszczania.
Przygotowanie roztworu DFO
Roztwór DFO przygotowano wedługreceptury zaleca-nej przez CASP [Home Office fingerprint]. Napocząt
ku dodano 0,25 g DFO do mieszaniny 30 mi metanolu oraz 20 mi kwasu octowego i mieszano na mieszadle magnetycznym, aż do całkowitego rozpuszczenia
się DFO. Następnie dodano 275 mi HFE71 DE oraz
725 mi HFE71 00imieszano na mieszadle magnetycz-nym przez 15 minut.
Warunki przeprowadzania reakcji testowych pa-sków z DFO
Wybrane dobadań paski testowe w liczbie 100 sztuk poddawano działaniu roztworu DFOmetodą
zanurze-niową. Paski wygrzewano w temperaturzeokoło90°C przez 20 minut. Pozytywny wynik reakcji uwidaczniał sięw trakcie obserwacji przez filtroględzinowyOG590 w postaci emisji fluorescencji pól reakcyjnych po wzbu-dzeniu promieniowaniem w zakresie 505 nm (ryc. 2).
2 Home Office Centre for Applied Science and Technology (CAST), Fingermark Visualisation Manual, Wielka Brytania,2014.
Z PRAKTYKI
Ryc. 2. Aminokwasowypasek testowy firmySEMA GmbH po przereagowaniuz DFO - wzbudzenie505nm, OG590.
Otrzymane wyniki wskazują na powtarzal ność otrzymanyc h pomiarów emitowa nej fluorescencji. Deklarowanyprzezproducentawzrost stężen iaa mino-kwasóww oznaczonychpolachod ROl1do ROl4zo
-stałpotwierdzonyodpowiednim wzrostem zmierzonej emisjiw szczególności w okolicach maksimumemisji przy578 nm(ryc.4).Obliczone odchylenie standardo-we osiągało najwyższe wartości dla polareakcyjnego
o najwyższym stężeniu aminokwasów (ROI4) - 25%, w okolicach maksimumemisji.Otrzymane widma emi-sji fluorescencji produktów reakcji DFO-aminokwasy są zbliżone do wyników wcześniejszych prac. W ba -daniachwykorzystano wyłącznie metodęDFO,jednak należy sądzić, że paski testowe będą przydatne także dla pozostałych ukierunkowanych na aminokwasy metod: ninhydrynowej, 1,2- indanedione oraz 1
,2-inda-nedionez chlorkiemcynku. Omówie nie wyników badań
systemu makroskopowego obrazowania hiperspek
-tralnego CONDOR Macroscopic Chemical Imaging System" (Chem lmage, USA).
Pomiarów emisji fluorescencji dokonywano z powierzchni czterech pól reakcyjnyc h w kształcie kwadratu dla każdego paska. Powierzchnie obra-zowano i analizowano przy użyciu oprogramowania
ChemXpert (ryc . 3). Dane zbierano w zakresie od 550 do 720 nm przy rozdzielczości spektralnej 7 nm,
wzbudzając fluorescencję przy 515 nm oświetlaczem
kryminalistyczny m MiniCrimescope (Ybon,USA).
Analizie poddano widma uzyskane ze 100 pól re
-akcyjnych dla czterech wzrastających wykładniczo stężeń. Pola te oznaczono symbolami: ROI1, ROI2,
ROI3,ROI4. Dane liczbowe z otrzymanych obszarów pomiaru przeniesiono do arkusza kalkulacyjnego programu Microsoft Excel, gdzie obliczono średnią arytmetycznądlakażdegopunktu pomiarowegoi pod-dano weryfikacji danych poprzez obliczenie odchyle -nia standardowego. ROI 4 1110 ROI3 1/100 111000 - ROI2 CH NR' 2013.09.09 02 - ROI t 380000
-Pomiarów intensywności emitowanej fluorescencji po-wierzchni reakcyjnych pasków dokonano przy użyciu Pomiary emisyjnych widm fluorescencyjnych i analizadanych
3600.00
--
---...
~-.
-
-
... ---~==<=.---
-
-550 564 578 59 2 606 620 634 648 662 676 690 704 718 długośćfali nm.
-
... ,"'""T 1 -r- , - ROll - ROI2 - ROI3 - ROI4 5000 I 4500i
~ ~ -o3500 ; ""o.
,[
3000
! '" I ~2500 :E 72000 , 70000 I I I I I 600.00 620.00 640.00 660.00 68000 nm -, seooo 56000 1400.00 -3400 00-3200 .00-300000 -2SOO oo-""'" 00-2400.00 -220000 -200000 -1600.00 -1600.00 -1200 .00-tOOO.CO -800.00 -60000-Ryc. 3. Przykładwyznaczenia obszarów pomiarowych:
ROI1,ROI2, ROI3,ROl4w polach reakcyjnych pasków testowych po ujawnianiu wraz z widmami emisyjnym i.
Ryc. 4. Emisyjnewidmafluorescencji zmierzone w polachpomiarowych:ROI1,ROI2, ROI3,RO/4 wraz z zaznaczonym obliczonym odchyleniemstandardowym.
Wnioski
Przeprowadzone badania potwierdziły przydatność
pasków testowych do weryfikacji stosowanej metody DFO zarówno nowo przygotowanych odczynników,
jak i każdorazowo przy stosowaniu metody w
wa-runkach operacyjnych. Należy zakładać, że paski są
także przydatne do sprawdzania skuteczności
przy-gotowanych roztworów roboczych dla pozostałych
ukierunkowanych na aminokwasy metod:
ninhydry-nowej, 1,2-indanedione oraz 1,2-indanedionez
chlor-kiem cynku. Uzyskana jednorodność pozwala także
na prowadzenie wstępnych testów nowych receptur
obecnie stosowanych związków oraz nowych
sub-stancji,pod warunkiemże będą reagowałychemicznie
z aminokwasami. Należy również podkreślić ,że
wyko-rzystanie pasków testowych nowych receptur nie
po-winno całkowicie zastąpić testów przeprowadzanych
w warunkach operacyjnych na prawdziwych śladach
daktyloskopijnych.
Uzyskane widma emisyjne potwierdziły wcześniej
sze badania wskazujące maksimum emisji produktu
reakcji DFO-aminokwasynaokoło578 nm przy
wzbu-dzeniu 530 nm [12].
Źródłarycin
Ryciny1-4:autorzy
Bibliografia
1. Lee and Gaensslen's: Advances in fingerprint
technology,Third Edition, R Ramotowski,CRC
Press,2012, USA.
2. Champod Ch. Lennard Ch., Margot P.,
Stoilovic M.: Fingerprints and other ridge skin
impressions,CRC Press,2004, USA
3. Grigg R, Mongkolaussavaratana T, Pounds C.,
Sivagnanam S.: 1,8-Diazafluoren-9-one and
related compounds. A new reagent for the
detection of alpha-amino acids and latent
fingerprints, .Tetrahedron Letters", 31,49 (1990)
7215-7218.
PROBLEMY KRYMINALISTYKI 288(2) 2015
Z PRAKTYKI
4. Pounds C., Grigg R, MongkolaussavaratanaT.:
The use 1,8-Diazafluoren-9-one (DFO) for the
fluorescence detection of latent fingerprint on
paper. A preliminary investigation, .Journal of
ForensicSciences", 35, 1 (1990) 169-175.
5. Bleay S., Sears V.,Bandey H.,Gibson A,
Bow-man V., Downham R, Fitzgerald L., Ciuksza
T., Ramadani J., Selway C.: Fingerprint Source
Book, Home Office,2012, Sandridge.
6. Fingermark Visualization Manual, H. Bandey
[editor],Home Office, 2014, Wielka Brytania.
7. Szczepański T: Chemical imaging jako nowa
zaawansowana technika rejestracji śladów
dak-tyloskopijnych, "Problemy Kryminalistyki", 262
(2008) 51-58.
8. Moszczyński J., Siejca A , Ziemnicki Ł: New
system for the acquisition ot fingerprints by me
-ans of time-resolved luminescence, "Journal of
Forensic Identification ",58,5 (2008) 515-523.
9. Drabarek B., Siejca A., Moszczyński J., Konior
B.:Applying anti-stokes phosphors in develop
-ment of fingerprints on surfaces characterized
by strong luminescence, "Journal of Forensic
Identification ",62,1(2012) 28-35
10. LeintzR.,Bond J.:Can the RUVIS Reflected UV
Imaging System VisualizeFingerprint Corrosion
on Brass CartridgeCasingsPostfiring?, .Journa'
of Forensic Sciences", 58, 3 (2013) 772-775.
11. Schwarz L.:An amino acid model forlatent fin
-gerprintson porous surfaces, .Journal ot Foren
-sicSciences",54,6 (2009) 1323-1326.
12.Szczepański T, Więckiewicz U., Klemczak K.,
Chyczewska A.: Różnice spektralnef
luorescen-cji produktów reakluorescen-cji wybranych aminokwasów
z DFO, 1,2-indanedione oraz 1,2-indanedione
z chlorkiem cynku, "Problemy Kryminalistyki",
282 (2013), 2-8.
"Praca powstaław wyniku realizacjiprojektu
badawczego o nr DOBR-BI04/044/13011 /2013
finansowanego ześrodkówNarodowego
Centrum Badań i Rozwoju"
