Na tropie - fluorescencyjne wykrywanie śladów krwi
Poniższy artykuł został opublikowany pierwotnie w czasopiśmie dla nauczycieli Chemia w Szkole (1/2015):
Wstęp
Co może mieć wspólnego chemia z kryminalistyką? Otóż okazuje się, że całkiem sporo. Już Sherlock Holmes, bohater opowiadań Conan Doyle'a, a jednocześnie najbardziej chyba znany fikcyjny detektyw, doceniał wagę tej dziedziny wiedzy. Częstym problemem, z jakim zmaga się detektyw, jest pytanie czy w danym miejscu rzeczywiście doszło do zbrodni. Pomocne może być w tym stwierdzenie ewentualnej obecności śladów krwi.
W prezentowanym artykule postaram się przybliżyć prosty, a jednocześnie bardzo czuły sposób wykrywania krwi, przy wykorzystaniu pochodnej fluorescencyjnego barwnika fluoresceiny (Ryc. 1).
Fluoresceina w zasadowym roztworze bardzo silnie fluoryzuje pod wpływem światła UV – barwa fluorescencji jest żółtozielona (Fot. 1).
Przygotowanie roztworu barwnika
Dla przeprowadzenia próby wykrywania krwi musimy przygotować najpierw roztwór żółtawego leukozwiązku – zredukowanej postaci barwnika. W tym celu trzeba zgromadzić substancje chemiczne z poniższej listy:
- fluoresceina C20H12O5,
- wodorotlenek sodu NaOH,
- cynk Zn.
Wykorzystany w doświadczeniu cynk powinien być w postaci proszku lub jak najdrobniejszych granulek.
W 25 cm3 wody destylowanej należy rozpuścić 0,1g fluoresceiny, 1 g wodorotlenku sodu, po czym dodać 2 g proszku cynkowego. Powstała mieszanina ma barwę ciemnoczerwoną, prawie czarną (Fot. 2).
Zawiesinę cynku w roztworze fluoresceiny i wodorotlenku sodu trzeba intensywnie mieszać w ciągu następnej godziny – bardzo przydatne jest mieszadło magnetyczne. W tym czasie dochodzi do zmiany barwy roztworu, który staje się żółtawy i przejrzysty (Fot. 3). Gdyby opisane zmiany nie wystąpiły w temperaturze pokojowej, należy ogrzać mieszaninę do około 60°C i kontynuować mieszanie.
Zmiana barwy jest spowodowana redukcją fluoresceiny pod wpływem cynku, w wyniku czego powstaje leukofluoresceina, nazywana też czasem fluorescyną (ang. fluorescin). Uzyskany roztwór leukobarwnika można stosunkowo długo przechowywać. Należy jednak pamiętać, że jest on podatny na utlenianie tlenem atmosferycznym, dlatego trzeba go przechowywać w szczelnie zamkniętym naczyniu. Dobrym sposobem jest zaniechanie odsączenia pozostałego proszku cynkowego – nawet w razie utlenienia części barwnika zostanie on na powrót zredukowany dzięki obecności metalu. Z tego powodu roztwór należy sączyć dopiero bezpośrednio przed użyciem.
Wykrywanie krwi
Chcąc wykazać przydatność leukofluoresceiny w kryminalistyce musimy przygotować dwa roztwory robocze:
- roztwór A – 2 cm3 odsączonego roztworu leukobarwnika rozpuścić w 48 cm3 wody destylowanej,
- roztwór B – wodny roztwór nadtlenku wodoru H2O2 o stężeniu 3% (np. apteczna woda utleniona).
Roztwór A jest nietrwały, najlepiej zatem wykorzystać go w ciągu kilku godzin. Oba roztwory najwygodniej wlać do niewielkich butelek z rozpylaczami – ułatwi to naniesienie na badaną powierzchnię.
Na potrzeby doświadczenia przygotowano niewielką próbkę krwi, roztartą na bibule filtracyjnej (Fot. 4). Próbkę pozostawiono w suchym miejscu na kilka dni - krew wyschła, a jej barwa zmieniła się z czerwonej na brązową.
Należy w tym miejscu przestrzec przed operowaniem krwią nieznanego pochodzenia, ponieważ może mieć ona charakter materiału zakaźnego!
W prezentowanym przypadku plama krwi jest wyraźnie widoczna gołym okiem. Inaczej jednak wygląda realne miejsce zbrodni – obecność krwi może być skutecznie maskowana występowaniem zanieczyszczeń innymi substancjami organicznymi i nieorganicznymi, a także kurzem, brudem, błotem itp.
Oświetlenie światłem ultrafioletowym nie zmienia w sposób znaczący obrazu próbki (Fot. 5A).
W celu potwierdzenia obecności krwi należy spryskać próbkę dosyć obficie roztworem A, nieco mniejszą ilością roztworu B, a następnie obserwować w świetle UV. Już po chwili można zaobserwować wyraźną, żółtozieloną fluorescencję widoczną wokół badanej plamy (Fot. 5B). Potwierdza to występowanie w próbce krwi ludzkiej lub innej. Fluorescencja jest bardzo jasna, wyraźnie widoczna gołym okiem, a także łatwa do sfotografowania, co ma duże znaczenie w przypadku tworzenia dokumentacji miejsca zbrodni.
Wyjaśnienie
Wyjaśnienie opisanego zjawiska jest stosunkowo proste. Leukofluoresceina, w przeciwieństwie do fluoresceiny, nie wykazuje fluorescencji pod wpływem światła ultrafioletowego.
Leukofluoresceina może być jednak utleniona na powrót do fluoresceiny, przy udziale odpowiedniego utleniacza. Jego rolę pełni tutaj nadtlenek wodoru H2O2. Reakcja ta przebiega jednak stosunkowo wolno. Przyspiesza ją obecność hemu, grupy prostetycznej barwnika krwi – hemoglobiny. W jego obecności leukofluoresceina zostaje szybko utleniona przez nadtlenek wodoru do fluoresceiny, której obecność objawia się wyraźną fotoluminescencją na świetle UV. Należy zauważyć, że zbyt wysokie stężenie hemu skutecznie wygasza fluorescencję - można to zaobserwować na Fot. 5B, gdzie wnętrze plamy świeci wyraźnie słabiej niż jej obrzeża. Opisana metoda najlepiej zatem nadaje się do wykrywania niewielkich, śladowych ilości krwi. Jest wygodna i dlatego dosyć często wykorzystywana.
Literatura:
- 1. Blackledge R. D., Forensic Analysis on the Cutting Edge: New Methods for Trace Evidence Analysis, John Wiley & Sons, 2007, str. 117-125,
- 2. Cheeseman R., DiMeo L., Fluorescein as a Field-worth Latent Bloodstain Detection System, Journal of Forensic Identification, 1995 45(6),
- 3. Fluorescein Detection of Latent Bloodstains, online: http://www.latent-prints.com/fluorescein2.htm, 2002, dostęp: 28.12.2014,
- 4. Pluciński T., Doświadczenia chemiczne, Wydawnictwo Adamantan, 1997, str. 28-29,
- 5. Robinson E. M., Crime Scene Photography, Academic Press, 2010, str. 411-416.
Życzę miłej i pouczającej zabawy:)
Marek Ples