science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe forensische laboratoriumtechnieken werken


Stringer/AFP/Getty Images
Een forensisch deskundige van de Internationale Commissie voor Vermiste Personen werkt met DNA-bewijs.

Als er een moord is gepleegd, verdachte brand of vluchtmisdrijf, politie en reddingswerkers zijn niet de enigen in het onderzoek. Ook forensische wetenschappers spelen een belangrijke rol. Zij nemen ter plaatse verzamelde monsters en analyseren deze in een forensisch laboratorium. Met een beetje vindingrijkheid en een aantal zeer geavanceerde apparatuur, forensische wetenschappers kunnen wetshandhavers helpen om zelfs de meest sluwe dader te pakken te krijgen.

Forensische wetenschap is een discipline die wetenschappelijke analyse toepast op het rechtssysteem, vaak om de gebeurtenissen van een misdrijf te helpen bewijzen. Forensische wetenschappers analyseren en interpreteren bewijsmateriaal dat op de plaats delict is gevonden. Dat bewijs kan bestaan ​​uit bloed, speeksel, vezels, bandensporen, verdovende middelen, alcohol, verfschilfers en vuurwapenresten.

Volgende

  • Hoe computerforensisch onderzoek werkt
  • Hoe vingerafdrukken werken
  • Curiosity Project:Wat kan iemand tot geweld leiden?

Met behulp van wetenschappelijke apparatuur, forensische wetenschappers identificeren de componenten van de monsters en matchen ze. Bijvoorbeeld, ze kunnen vaststellen dat een verfschilfer die is gevonden op een slachtoffer van een aangereden ongeval, van een Ford Mustang-cabriolet uit 1996 kwam, een vezel gevonden op een plaats delict behoorde tot een Armani-jas of een kogel werd afgevuurd uit een Glock G24-pistool.

Hoe zetten forensische wetenschappers zelfs de kleinste aanwijzingen om in echt bewijs dat kan helpen bij het opsporen van criminelen? Wat zijn de nieuwste technologieën die tegenwoordig worden gebruikt in forensische laboratoria? Ontdek het hierna.

Inhoud
  1. Geschiedenis van forensisch onderzoek
  2. Forensische drugstesten
  3. Forensische verfanalyse en onderzoek naar brandstichting
  4. Moordonderzoeken

Geschiedenis van forensisch onderzoek


Kurt Hutton/Picture Post/Getty Images
Een wetenschapper van het Preston Forensic Science Laboratory verwijdert een haar van een hoed die is achtergelaten op de plaats van een schietpartij in de jaren veertig.

De geschiedenis van de forensische wetenschap gaat duizenden jaren terug. Vingerafdrukken was een van de eerste toepassingen. De oude Chinezen gebruikten vingerafdrukken om zakelijke documenten te identificeren. in 1892, een eugeneticus (een aanhanger van het vaak bevooroordeelde systeem van wetenschappelijke classificatie), genaamd Sir Francis Galton, zette het eerste systeem op voor het classificeren van vingerafdrukken. Heer Eduard Hendrik, commissaris van de Metropolitan Police van Londen, ontwikkelde in 1896 zijn eigen systeem op basis van de richting, stromen, patroon en andere kenmerken in vingerafdrukken. Het Henry Classification System werd wereldwijd de standaard voor criminele vingerafdruktechnieken.

in 1835, Henry Goddard van Scotland Yard werd de eerste persoon die fysieke analyse gebruikte om een ​​kogel met het moordwapen te verbinden. In de jaren twintig werd het kogelonderzoek nauwkeuriger, toen de Amerikaanse arts Calvin Goddard de vergelijkingsmicroscoop creëerde om te helpen bepalen welke kogels uit welke hulzen kwamen. En in de jaren zeventig een team van wetenschappers van de Aerospace Corporation in Californië ontwikkelde een methode om schotresten te detecteren met behulp van scanning-elektronenmicroscopen.

Forensische laboratoriumveiligheid
Het werk van een forensisch wetenschapper omvat het gebruik van een verscheidenheid aan chemicaliën, die ontvlambaar kunnen zijn, corrosief en zelfs explosief als er niet goed mee wordt omgegaan. Hier zijn een paar tips die forensische laboratoria volgen om ervoor te zorgen dat hun werknemers veilig blijven:

  • Laboratoria moeten procedures hebben voor het gebruik en de verwijdering van chemicaliën, evenals een veiligheidsplan in geval van nood (inclusief een veiligheidsdouche en oogspoelstation).
  • Werknemers moeten goed zijn opgeleid in het gebruik van alle chemicaliën, inzicht in de eigenschappen van elke chemische stof en het potentieel om letsel te veroorzaken.
  • Laboratoriumtechnici moeten de juiste uitrusting dragen - een bril om te beschermen tegen chemische spatten en handschoenen om hun handen te beschermen.
  • Chemische containers moeten correct worden geëtiketteerd met de juiste chemische naam.
  • Ontvlambare vloeistoffen moeten altijd in speciale opslagcontainers of een opslagruimte worden bewaard. Het plaatsen van dit soort chemicaliën in een gewone koelkast kan leiden tot een explosie.

in 1836, een Schotse chemicus genaamd James Marsh ontwikkelde een chemische test om arseen te detecteren, die werd gebruikt tijdens een moordzaak. Bijna een eeuw later, in 1930, wetenschapper Karl Landsteiner won de Nobelprijs voor het classificeren van menselijk bloed in zijn verschillende groepen. Zijn werk maakte de weg vrij voor het toekomstige gebruik van bloed in strafrechtelijke onderzoeken. Andere tests werden ontwikkeld in het midden van de jaren 1900 om speeksel te analyseren, sperma en andere lichaamsvloeistoffen en om bloedonderzoek nauwkeuriger te maken.

Met alle nieuwe forensische technieken die in het begin van de 20e eeuw opkwamen, wetshandhavers ontdekten dat het een gespecialiseerd team nodig had om bewijsmateriaal op plaats delict te analyseren. Daartoe, Edmond Locard, een professor aan de Universiteit van Lyon, zette in 1910 het eerste politiecriminaliteitslaboratorium in Frankrijk op. Voor zijn baanbrekende werk in de forensische criminologie, Locard werd bekend als "de Sherlock Holmes van Frankrijk."

Augustus Volmer, hoofd van de politie van Los Angeles, richtte in 1924 het eerste Amerikaanse misdaadlaboratorium van de politie op. Toen het Federal Bureau of Investigation (FBI) voor het eerst werd opgericht in 1908, het had geen eigen forensisch misdaadlaboratorium -- dat werd pas in 1932 opgericht.

Tegen het einde van de 20e eeuw, forensische wetenschappers hadden een schat aan hightech tools tot hun beschikking voor het analyseren van bewijs van polymerasekettingreactie (PCR) voor DNA-analyse, tot digitale vingerafdruktechnieken met computerzoekmogelijkheden.

Volgende, we zullen enkele van de toepassingen van deze moderne forensische technologieën zien.

Forensische drugstesten

Forensische laboratoria worden vaak ingeschakeld om onbekende poeders te identificeren, vloeistoffen en pillen die mogelijk illegale drugs zijn. Er zijn in principe twee categorieën forensische tests die worden gebruikt om drugs en andere onbekende stoffen te analyseren: Vermoedelijke tests (zoals kleurtesten) geven alleen een indicatie van welk type stof aanwezig is, maar ze kunnen de stof niet specifiek identificeren. bevestigende tests (zoals gaschromatografie/massaspectrometrie) zijn specifieker en kunnen de precieze identiteit van de stof bepalen.


Australische federale politie via Getty Images
Forensische technici worden vaak geroepen om onbekende drugs te identificeren. Een schoonheidsstudent probeerde naar verluidt meer dan 10 te smokkelen, 000 amfetaminetabletten naar Australië.


Kleurtesten een onbekend medicijn blootstellen aan een chemische stof of een mengsel van chemicaliën. Welke kleur de teststof krijgt, kan helpen bij het bepalen van het type medicijn dat aanwezig is. Hier zijn een paar voorbeelden van kleurtesten:

Type test
Chemicaliën Wat de resultaten betekenen?
Markies kleur
Formaldehyde en geconcentreerd zwavelzuur
Heroïne, morfine en de meeste opium gebaseerde medicijnen zullen de oplossing paars kleuren. Amfetaminen zullen het oranjebruin kleuren.
Kobaltthiocyanaat
Kobaltthiocyanaat, gedistilleerd water, glycerine, zoutzuur, chloroform
Cocaïne zal de vloeistof blauw kleuren.
Dillie-KoppanyiKobaltacetaat en isopropylamine
Barbituraten zullen de oplossing violetblauw kleuren.
VanUrk
P-dimethylaminobenzaldehyde, zoutzuur, ethylalcohol
LSD zal de oplossing blauwpaars kleuren.
Duquenois-Levine-test
vanilline, aceetaldehyde, ethylalcohol, chloroform
Marihuana zal de oplossing paars kleuren.


Andere drugstests omvatten: ultraviolette spectrofotometrie , die analyseert hoe de stof reageert op ultraviolet (UV) en infrarood (IR) licht. Een spectrofotometriemachine zendt UV- en IR-stralen uit, en meet vervolgens hoe het monster deze stralen weerkaatst of absorbeert om een ​​algemeen idee te geven van welk type stof aanwezig is.

Een meer specifieke manier om drugs te testen is met de microkristallijne test waarin de wetenschapper een druppel van de verdachte stof toevoegt aan een chemische stof op een objectglaasje. Het mengsel begint kristallen te vormen. Elk type medicijn heeft een individueel kristalpatroon wanneer het wordt gezien onder een microscoop met gepolariseerd licht.

Gaschromatografie/massaspectrometrie isoleert het medicijn van alle mengmiddelen of andere stoffen die ermee kunnen worden gecombineerd. Een kleine hoeveelheid van de stof wordt in de gaschromatograaf geïnjecteerd. Verschillende moleculen bewegen met verschillende snelheden door de kolom van de chromatograaf op basis van hun dichtheid. Bijvoorbeeld, zwaardere verbindingen bewegen langzamer, terwijl lichtere verbindingen sneller bewegen. Vervolgens wordt het monster naar een massaspectrometer geleid, waar een elektronenstraal het raakt en ervoor zorgt dat het uiteenvalt. Hoe de stof uiteenvalt, kan de technici helpen om te zien wat voor soort stof het is.

Welke methoden gebruiken technici om aangereden voertuigen of brandstichters op te sporen? Ontdek het hierna.

Forensische verfanalyse en onderzoek naar brandstichting

Forensische wetenschappers worden soms geroepen om te helpen bij het analyseren van bewijsmateriaal dat is achtergelaten door een vluchtmisdrijf of mogelijk geval van brandstichting. Ze hebben speciale technieken om vaak klein of extreem beschadigd bewijsmateriaal te bestuderen.

Verfanalyse

Soms moeten forensische wetenschappers een verfmonster analyseren, bijvoorbeeld als er een verfchip wordt gevonden op het lichaam van een slachtoffer van een vluchtmisdrijf en onderzoekers proberen het te koppelen aan een merk en model auto.

Eerst, de wetenschappers kijken naar het uiterlijk van het monster -- de kleur, dikte en textuur. Ze onderzoeken het monster onder een microscoop met gepolariseerd licht om de verschillende lagen te bekijken. Vervolgens kunnen ze een van de verschillende tests gebruiken om het monster te analyseren:

  • Fourier-transformatie infrarood (FTIR) spectrometrie bepaalt het type verf (chemicaliën, pigmenten, enz.) door de manier te analyseren waarop de verschillende componenten infraroodlicht absorberen.
  • Oplosmiddel testen stel het verfmonster bloot aan verschillende chemicaliën om te zoeken naar reacties zoals zwelling, verzachtend, krullen en kleurveranderingen.
  • Pyrolysegaschromatografie/massaspectrometrie helpt bij het onderscheiden van verven met dezelfde kleur, maar een andere chemische samenstelling. Het verfmonster wordt verhit totdat het in fragmenten uiteenvalt, en wordt vervolgens gescheiden in zijn verschillende componenten.

Onderzoek naar brandstichting

Om een ​​vuur aan te steken, brandstichters hebben een brandbaar materiaal en een versneller (zoals kerosine of gas) nodig. Brandstichtingsonderzoekers zoeken naar deze items wanneer ze de plaats delict onderzoeken. Omdat het enige dat gewoonlijk over is van het bewijs verkoolde resten zijn, de onderzoekers verzamelen brandafval en brengen het terug naar het forensisch laboratorium voor analyse.


Gary Tramontina/Getty Images
Onderzoekers kijken door de overblijfselen van de Morning Star Missionary Baptist Church op 8 februari, 2006, in de buurt van Boligee, Helaas. Forensische technici zullen de brandresten onderzoeken.


Monsters worden verzegeld in luchtdichte containers en vervolgens getest op resten van versnellervloeistof die mogelijk zijn gebruikt om de brand te starten. Dit zijn de meest voorkomende tests die door forensische laboratoria worden uitgevoerd tijdens een brandstichtingonderzoek:

  • Statische vrije ruimte verwarmt het monster, waardoor het residu zich afscheidt en in de bovenkant verdampt, of "headspace" van de container. Dat residu wordt vervolgens in een gaschromatograaf geïnjecteerd, waar het uit elkaar wordt gehaald om de chemische structuur te analyseren.
  • Passieve vrije ruimte verwarmt het monster en het residu verzamelt zich op een koolstofstrook in de container. Vervolgens wordt het verzamelde residu voor analyse in een gaschromatograaf/massaspectrometer geïnjecteerd.
  • Dynamische hoofdruimte blaast vloeibaar stikstofgas door het monster en vangt het residu op in een absorberende val. De gevangen verbindingen worden vervolgens geanalyseerd met behulp van gaschromatografie.

Hoe analyseren technici biologisch bewijs zoals bloed, sperma of de oliën achtergelaten door vingerafdrukken? In de volgende sectie, we zullen het te weten komen.

Moordonderzoeken


Mario Villafuerte/Getty Images
Een forensisch analist houdt
DNA-monsters.

Moordscènes kunnen een schat aan bewijs opleveren, van hulzen tot menselijk bloed en haar. Onderzoekers verzamelen al dit bewijsmateriaal, en forensische technici analyseren het op verschillende manieren, op basis van het soort bewijs:

schot residu :Wanneer een pistool wordt afgevuurd, residu verlaat het pistool achter de kogel. Sporen van dit residu kunnen terechtkomen op de handen van de persoon die het wapen afvuurt of op het slachtoffer. De politie gebruikt tape of een wattenstaafje om resten van de handen van een vermoedelijke schutter te verwijderen. Vervolgens gebruikt de forensisch technicus een scanning elektronenmicroscoop om het monster te onderzoeken. Omdat elementen in buskruit een unieke röntgensignatuur hebben, onderzoek onder de elektronenmicroscoop kan helpen bepalen of de stof daadwerkelijk schotresten is. Technici zullen ook gebruik maken van dithiooxamide (DTO) , natrium rhodizonaat of de Greiss-test om de aanwezigheid van chemicaliën te detecteren die worden geproduceerd wanneer een pistool wordt afgevuurd.

vezels : Infraroodspectrometrie/spectroscopie identificeert stoffen door er infraroodstraling doorheen te laten gaan en vervolgens te detecteren hoeveel van de straling ze absorberen. Het kan de structuur en chemische componenten van verschillende stoffen identificeren, zoals aarde, verf of vezels. Met deze techniek, forensische technici kunnen vezels die op het lichaam van een slachtoffer worden gevonden, vergelijken met die in een kledingstuk of meubelstuk.

Vingerafdrukken :Vingerafdrukken berust op het unieke patroon van lussen, bogen en kransen die de vingertoppen van elke persoon bedekken. Er zijn twee soorten vingerafdrukken. Zichtbare afdrukken zijn gemaakt op een kaart, of op een soort oppervlak dat indruk maakt, zoals bloed of vuil. Latente afdrukken worden gemaakt als het zweet, olie en andere stoffen op de huid reproduceren de vingerafdrukken op een glas, moordwapen of enig ander oppervlak dat de dader heeft aangeraakt. Deze afdrukken zijn met het blote oog niet te zien, maar ze kunnen zichtbaar worden gemaakt met donker poeder, lasers of andere lichtbronnen.

Eén methode die forensische laboratoria gebruiken om latente afdrukken zichtbaar te maken cyanocrylaat -- hetzelfde ingrediënt in superlijm. Wanneer het wordt verwarmd in een rookkamer, cyanocrylaat geeft een damp af die interageert met de aminozuren in een latente vingerafdruk, het maken van een witte afdruk. Technici kunnen ook een toverstokje gebruiken dat een mengsel van cyanocrylaat en fluorescerend pigment verwarmt. Het gereedschap laat vervolgens gassen vrij op de latente afdrukken, om ze vast te zetten en op het papier te beitsen. Andere chemicaliën die reageren met oliën in vingerafdrukken om latente afdrukken te onthullen, zijn onder meer: zilvernitraat (de chemische stof in zwart-witfilm), jodium , ninhydrine en zinkchloride .

Lichaamssappen :Er worden een aantal tests gebruikt om bloed te analyseren, sperma, speeksel en andere lichaamsvloeistoffen:

  • Sperma:om een ​​monster te testen of het sperma bevat, technici gebruiken zure fosfatase , een enzym dat in sperma wordt aangetroffen. Als de test binnen een minuut paars wordt, het is positief voor sperma. Om de resultaten te bevestigen, technici kijken naar gekleurde objectglaasjes van het monster onder een microscoop. De vlek kleurt de koppen van het sperma rood en de staarten groen (daarom wordt de test de "kerstboomvlek" genoemd).
  • Bloed:de Kastle-Meyer-test gebruikt een stof genaamd fenolftaleïne , die normaal gesproken kleurloos is, maar wordt roze in aanwezigheid van bloed. Een andere test voor bloed is: luminaal , die over een kamer wordt gespoten om zelfs de kleinste druppeltjes bloed te detecteren.
  • Speeksel:The phadebas amylase-test wordt gebruikt om te detecteren a-amylase , een enzym in menselijk speeksel. Als amylase aanwezig is, er komt een blauwe kleurstof vrij.

DNA-analyse :DNA is de unieke genetische vingerafdruk die de ene persoon van de andere onderscheidt. Geen twee mensen delen hetzelfde DNA (met uitzondering van identieke tweelingen). Vandaag, forensische wetenschappers kunnen een persoon identificeren uit slechts een paar kleine bloed- of weefselcellen met behulp van een techniek genaamd polymerasekettingreactie (PCR) . Deze techniek kan miljoenen kopieën van DNA maken uit een klein stukje genetisch materiaal.

Voor meer informatie over forensische laboratoria en aanverwante onderwerpen, bezoek onze pagina met links.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe bloedvlekpatroonanalyse werkt
  • Hoe computerforensisch onderzoek werkt
  • Hoe onderzoek naar plaats delict werkt
  • Hoe fotografie op misdaadscènes werkt
  • Hoe vingerafdrukken werken
  • Hoe forensische tandheelkunde werkt

Meer geweldige links

  • Amerikaanse Academie voor Forensische Wetenschappen
  • Federal Bureau of Investigation

bronnen

  • Biever, Celest. "Superlijmpistool kan verdachten op de vingers tikken." NieuwWetenschapper, 3 mei, 2004. http://technology.newscientist.com/article.ns?id=dn4934&print=true.
  • Castillo, Fabiola. "Forensische chemie - laboratoriumchemicaliën gebruiken om vingerafdrukken te onthullen." http://www.buzzle.com/articles/forensic-chemistry-using-laboratory-
    chemicaliën-om-vingerafdrukken.html te onthullen.
  • Dillon, Hal. "Forensische wetenschappers:een carrière in het misdaadlab." Beroepsvooruitzichten per kwartaal, herfst 1999, pag. 2-7.
  • Elliott, Meester Sgt. Schot. "OSI De feitenzoekers." VLIEGER, maart 2003, pag. 34-39.
  • "Forensisch Wetenschapscentrum." Energie &Technologie Review, maart 1994, pag. 1-8.
  • Forensisch Geïllustreerd. http://www.bsapp.com/forensics_illustrated/forensic_text_adobe
    /text_unit_9_chemical_analysis.pdf.
  • Klüger, Jeffrey. "Hoe de wetenschap misdaden oplost." Tijd, 21 oktober 2002, blz. 36.
  • McLeod, Vince en Glenn Ketcham. "Chemische veiligheid in het forensisch laboratorium." Forensisch tijdschrift, Herfst 2004. http://www.forensicmag.com/articles.asp?pid=19.
  • "Nieuwe reagentia voor de ontwikkeling van latente vingerafdrukken." Update Nationaal Instituut voor Justitie, September 1995.
  • Staatspolitie van New Jersey, Bureau voor Forensische Wetenschappen. "Forensische Serologie." http://www.state.nj.us/njsp/divorg/invest/criminalistics.html.
  • Wetenschappelijke Werkgroep DNA-analysemethoden (SWGDAM). Leidraad voor het implementeren van gezondheids- en veiligheidsprogramma's in DNA-laboratoria. http://www.fbi.gov/hq/lab/fsc/backissu/april2003/swgdamsafety.htm
  • Wetenschappelijke werkgroep voor materiaalanalyse. Forensische verfanalyse en vergelijkingsrichtlijnen. http://www.fbi.gov/hq/lab/fsc/backissu/july1999/painta.htm.
  • Stehlin, Isadora B. "Forensisch centrum van de FDA:snel, Geavanceerde speurwerk." FDA Consument, juli/augustus 1995, pag. 5-9.
  • wagenmenner, Kim. "Het FBI-laboratorium:75 jaar forensische wetenschappelijke dienst." Forensische wetenschapscommunicatie, oktober 2007.
  • Westchester Ministerie van Laboratoria en Onderzoek. "Forensische chemie." http://www.westchestergov.com/labsresearch/forensicandtox/forensic/
    chemie/chemmain.htm.
  • Wilkinson, TJ, Dale Perry, Wayne McKinney, en Michaël Maarten. "Natuurkunde en forensisch onderzoek:synchotronstraling helpt bij het identificeren van kleine hoeveelheden verf, Verdovende middelen, en vezels gevonden op plaats delict." Physics World, maart 2002, pag. 43-46.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wat is het doel van de fibreuze capsule?
  2. Celmodellen voor wetenschapsprojecten
  3. Welke organellen zouden gevonden kunnen worden in een cel die zowel eukaryoot als autotroof was?
  4. Hoe is een Paramecium Digest Food?
  5. Wat is een adaptief voordeel voor het beperken van DNA in een kern?
  6. Geven dieren bewustzijn aan?
  7. Een model van een cel-kern maken
  8. Is het DNA tussen genen echt rommel?
  9. Wat is de volgorde van de opeenvolging van gebeurtenissen bij de bevruchting van een ei?

Wetenschap