Nel 1994, Lo studente universitario cinese Zhu Ling ha iniziato a soffrire di mal di stomaco, perdita di capelli e paralisi parziale. Quando i medici diagnosticarono a Ling un avvelenamento da tallio circa quattro mesi dopo, era in coma. Ling è sopravvissuto, ma ha subito danni neurologici permanenti. Un'indagine della polizia ha stabilito che Ling è stato avvelenato intenzionalmente, ma il caso resta irrisolto.

Due decenni dopo l'avvelenamento, un socio della famiglia di Ling chiese a Richard Ash, un ricercatore associato presso il Dipartimento di Geologia dell'Università del Maryland, per analizzare molti dei capelli di Ling raccolti nel 1994 e nel 1995 per stabilire una cronologia del suo avvelenamento. Sebbene Ash sia specializzato nell'analisi di campioni geologici, aiuta spesso una varietà di ricercatori analizzando gli oligoelementi nei campioni utilizzando la spettrometria di massa, una tecnica in grado di misurare elementi a livello di parti per miliardo.

Nell'ottobre 2018, Ash ha pubblicato i risultati sulla rivista Internazionale di scienze forensi , rivelando per la prima volta che la vittima era stata esposta a dosi multiple di tallio per un lungo periodo di tempo.

"Che io sappia, questo è il primo utilizzo della spettrometria di massa per ricostituire la linea temporale di un caso prolungato di avvelenamento intenzionale da metalli pesanti, " ha detto Ash. "L'analisi ha mostrato che la vittima è stata avvelenata in molte dosi che sono aumentate in frequenza e concentrazione nel tempo".

La spettrometria di massa rende facile trovare anche basse concentrazioni di tallio nei capelli, ma misurare la quantità di tallio in un campione di capelli è impegnativo. Altri laboratori si sono allontanati Min He, il socio della famiglia Ling e coautore dello studio di Ash, perché non esisteva un metodo stabilito per questo tipo di analisi." La spettrometria di massa non è adatta a misurare le concentrazioni, " disse Ash. "Per farlo, hai bisogno di un materiale di riferimento standard stabilito con cui confrontare il tuo campione.

E non esistono standard del genere adatti per misurare le concentrazioni di tallio direttamente da una ciocca di capelli".

Ash ha creato il proprio standard utilizzando un materiale di riferimento standard fatto di foglie di frutteto, che è stato sviluppato dal National Institute of Standards and Technology (NIST) per misurare alcuni elementi nei campioni biologici. Ash ha aggiunto quantità note di tallio al materiale del NIST per creare una nuova serie di standard che gli ha permesso di determinare la quantità di tallio presente nei capelli della vittima.

Come ulteriore livello di controllo della qualità, Ash ha testato le sue misurazioni derivate dallo standard basato sul NIST contro uno standard di capelli in polvere dalla Cina e ha scoperto che la sua misurazione degli elementi nei campioni di capelli della vittima corrispondeva strettamente a quelli nello standard di capelli in polvere.

"Ad essere onesti, Sono rimasto sorpreso dal fatto che il nuovo standard abbia funzionato così bene, " ha detto Ash. "Sviluppare il mio standard è stato un tiro nel buio, ma ha pagato».

Prossimo, Ash ha approfittato del fatto che i capelli umani crescono e incorporano sostanze chimiche dal corpo a un ritmo costante. A causa di questa caratteristica, misurare la distribuzione di determinati metalli lungo la lunghezza di un capello è un metodo consolidato per determinare i tempi e il dosaggio dell'esposizione di una persona al metallo.

Per misurare il tallio nei capelli della vittima, Ash ha scansionato la lunghezza dei capelli con un laser ultravioletto. L'energia del laser ha convertito lo strato più esterno dei capelli in minuscole particelle. Ash ha quindi utilizzato uno spettrometro di massa per analizzare le particelle per il tallio. Utilizzando il tasso di crescita dei capelli e la velocità di scansione del laser, Ash ha convertito le sue misurazioni in una linea temporale dell'ingestione di tallio.

Ash ha usato questa tecnica per analizzare diversi capelli della vittima, che sono stati raccolti in momenti diversi nel 1994 e nel 1995. Un capello che ha iniziato a crescere quando Ling era asintomatico ha rivelato circa quattro mesi di esposizione sporadica al tallio, con dosaggio e frequenza crescenti fino alla caduta dei capelli intorno al dicembre 1994. Un secondo capello, che è caduto intorno al marzo 1995, ha mostrato circa due settimane di ingestione costante di grandi dosi di tallio.

Ash ha anche scoperto un grande picco nella concentrazione di tallio nel primo capello che corrispondeva a un breve periodo in cui Ling ha sperimentato la perdita della vista ma nessun sintomo gastrointestinale. Come ha notato lo studio, questa scoperta suggerisce che la vittima potrebbe essere stata avvelenata inizialmente tramite il contatto visivo, ma più tardi, è stata avvelenata per ingestione orale.

Pubblicando il suo metodo e le sue scoperte, Ash spera che il suo lavoro possa aiutare con le indagini sull'avvelenamento da metalli pesanti in futuro, e forse anche il caso decennale che lo ha introdotto in quest'area di ricerca in primo luogo.

"Spero che le nuove informazioni fornite dal nostro lavoro possano un giorno portare il colpevole alla giustizia e la famiglia di Zhu Ling a trovare conforto nel vedere che, " disse Ash.