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    Come funzionano le tecniche di laboratorio forense

    Stringer/AFP/Getty Images
    Un esperto forense della Commissione internazionale per le persone scomparse lavora con le prove del DNA.

    Quando c'è un omicidio, incendio sospetto o incidente stradale, polizia e soccorritori non sono gli unici coinvolti nelle indagini. Anche gli scienziati forensi svolgono un ruolo importante. Prenderanno campioni raccolti sulla scena e li analizzeranno in un laboratorio forense. Con un po' di ingegnosità e alcune attrezzature altamente tecnologiche, gli scienziati forensi possono aiutare le forze dell'ordine a catturare anche l'autore più scaltro.

    La scienza forense è una disciplina che applica l'analisi scientifica al sistema giudiziario, spesso per aiutare a dimostrare gli eventi di un crimine. Gli scienziati forensi analizzano e interpretano le prove trovate sulla scena del crimine. Quella prova può includere sangue, saliva, fibre, impronte di pneumatici, droghe, alcol, schegge di vernice e residui di armi da fuoco.

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    • Progetto Curiosità:cosa può portare qualcuno alla violenza?

    Utilizzando attrezzature scientifiche, gli scienziati forensi identificano i componenti dei campioni e li abbinano. Per esempio, possono determinare che un chip di vernice trovato su una vittima di un incidente stradale è uscito da una Ford Mustang decappottabile del '96, una fibra trovata sulla scena di un omicidio apparteneva a una giacca Armani o un proiettile è stato sparato da una pistola Glock G24.

    In che modo gli scienziati forensi trasformano anche i più piccoli indizi in prove reali che possono aiutare a rintracciare i criminali? Quali sono le ultime tecnologie utilizzate oggi nei laboratori di medicina legale? Scopri di seguito.

    Contenuti
    1. Storia della medicina legale
    2. Test antidroga forense
    3. Analisi forense della vernice e indagine sugli incendi dolosi
    4. Indagini per omicidio

    Storia della medicina legale


    Kurt Hutton/Post di foto/Immagini Getty
    Uno scienziato del Preston Forensic Science Laboratory rimuove un capello da un cappello lasciato sulla scena di una sparatoria negli anni '40.

    La storia della scienza forense risale a migliaia di anni. L'impronta digitale è stata una delle sue prime applicazioni. Gli antichi cinesi usavano le impronte digitali per identificare i documenti aziendali. Nel 1892, un eugenista (un aderente al sistema spesso pregiudiziale di classificazione scientifica) di nome Sir Francis Galton stabilì il primo sistema di classificazione delle impronte digitali. Sir Edward Henry, commissario della Metropolitan Police di Londra, sviluppò il proprio sistema nel 1896 basato sulla direzione, flusso, modello e altre caratteristiche nelle impronte digitali. Il sistema di classificazione Henry è diventato lo standard per le tecniche di rilevamento delle impronte digitali in tutto il mondo.

    Nel 1835, Henry Goddard di Scotland Yard è stato il primo a utilizzare l'analisi fisica per collegare un proiettile all'arma del delitto. L'esame dei proiettili divenne più preciso negli anni '20, quando il medico americano Calvin Goddard creò il microscopio di confronto per aiutare a determinare quali proiettili provenivano da quali bossoli. E negli anni '70, un team di scienziati dell'Aerospace Corporation in California ha sviluppato un metodo per rilevare i residui di arma da fuoco utilizzando microscopi elettronici a scansione.

    Sicurezza del laboratorio forense
    Il lavoro di uno scienziato forense comporta l'utilizzo di una varietà di sostanze chimiche, che può essere infiammabile, corrosivo e persino esplosivo se non maneggiato correttamente. Ecco alcuni suggerimenti che i laboratori forensi seguono per garantire che i loro dipendenti siano al sicuro:

    • I laboratori dovrebbero disporre di procedure per l'uso e lo smaltimento di sostanze chimiche, nonché un piano di sicurezza in caso di emergenza (compresa una doccia di sicurezza e una stazione per il lavaggio degli occhi).
    • I dipendenti devono essere ben formati nell'uso di tutte le sostanze chimiche, comprendere le proprietà di ciascuna sostanza chimica e il suo potenziale di causare lesioni.
    • I tecnici di laboratorio dovrebbero indossare l'attrezzatura adeguata:occhiali per proteggersi dagli schizzi di sostanze chimiche e guanti per proteggere le mani.
    • I contenitori di sostanze chimiche devono essere adeguatamente etichettati con il nome chimico corretto.
    • I liquidi infiammabili devono essere sempre conservati in appositi contenitori o in un locale di stoccaggio. Mettere questi tipi di prodotti chimici in un frigorifero normale può portare a un'esplosione.

    Nel 1836, un chimico scozzese di nome James Marsh ha sviluppato un test chimico per rilevare l'arsenico, che è stato utilizzato durante un processo per omicidio. Quasi un secolo dopo, nel 1930, lo scienziato Karl Landsteiner ha vinto il Premio Nobel per la classificazione del sangue umano nei suoi vari gruppi. Il suo lavoro ha aperto la strada al futuro uso del sangue nelle indagini penali. Altri test sono stati sviluppati a metà del 1900 per analizzare la saliva, sperma e altri fluidi corporei, nonché per rendere più precisi gli esami del sangue.

    Con tutte le nuove tecniche forensi emerse all'inizio del XX secolo, le forze dell'ordine hanno scoperto che era necessario un team specializzato per analizzare le prove trovate sulla scena del crimine. A quello scopo, Edmond Locard, professore all'Università di Lione, creò il primo laboratorio criminale di polizia in Francia nel 1910. Per il suo lavoro pionieristico in criminologia forense, Locard divenne noto come "lo Sherlock Holmes di Francia".

    August Vollmer, capo della polizia di Los Angeles, fondò il primo laboratorio criminale della polizia americana nel 1924. Quando il Federal Bureau of Investigation (FBI) fu fondato per la prima volta nel 1908, non aveva un proprio laboratorio criminale forense, che non fu istituito fino al 1932.

    Entro la fine del 20 ° secolo, gli scienziati forensi avevano una vasta gamma di strumenti ad alta tecnologia a loro disposizione per analizzare le prove dalla reazione a catena della polimerasi (PCR) per l'analisi del DNA, alle tecniche di impronta digitale con capacità di ricerca computerizzata.

    Prossimo, vedremo alcune delle applicazioni di queste moderne tecnologie forensi.

    Test antidroga forense

    I laboratori forensi vengono spesso chiamati per identificare polveri sconosciute, liquidi e pillole che possono essere droghe illecite. Esistono fondamentalmente due categorie di test forensi utilizzati per analizzare droghe e altre sostanze sconosciute: Test presuntivi (come i test del colore) danno solo un'indicazione del tipo di sostanza presente, ma non possono identificare in modo specifico la sostanza. Test di conferma (come la gascromatografia/spettrometria di massa) sono più specifici e possono determinare l'identità precisa della sostanza.


    Polizia federale australiana tramite Getty Images
    I tecnici forensi sono spesso chiamati per identificare farmaci sconosciuti. Uno studente di bellezza avrebbe cercato di contrabbandare più di 10, 000 compresse di anfetamine in Australia.


    Prove di colore
    esporre un farmaco sconosciuto a una sostanza chimica o a una miscela di sostanze chimiche. Il colore della sostanza in esame può aiutare a determinare il tipo di farmaco presente. Ecco alcuni esempi di prove colore:

    Tipo di prova
    Sostanze chimiche Cosa significano i risultati?
    Colore Marchese
    Formaldeide e acido solforico concentrato
    Eroina, la morfina e la maggior parte dei farmaci a base di oppio trasformeranno la soluzione in viola. Le anfetamine lo trasformeranno in arancione-marrone.
    Tiocianato di cobalto
    tiocianato di cobalto, acqua distillata, Glicerina, acido cloridrico, cloroformio
    La cocaina trasformerà il liquido in blu.
    Dillie-KoppanyiCobalto acetato e isopropilammina
    I barbiturici trasformeranno la soluzione in viola-blu.
    VanUrk
    P-dimetilamminobenzaldeide, acido cloridrico, alcol etilico
    L'LSD trasformerà la soluzione in blu-viola.
    Test di Duquenois-Levine
    vanillina, acetaldeide, alcol etilico, cloroformio
    La marijuana trasformerà la soluzione in viola.


    Altri test antidroga includono spettrofotometria ultravioletta , che analizza il modo in cui la sostanza reagisce alla luce ultravioletta (UV) e infrarossa (IR). Una macchina spettrofotometrica emette raggi UV e IR, e poi misura come il campione riflette o assorbe questi raggi per dare un'idea generale di quale tipo di sostanza è presente.

    Un modo più specifico per testare i farmaci è con il test microcristallino in cui lo scienziato aggiunge una goccia della sostanza sospetta a una sostanza chimica su un vetrino. Il composto comincerà a formare dei cristalli. Ogni tipo di farmaco ha un modello di cristallo individuale se visto al microscopio a luce polarizzata.

    Gascromatografia/spettrometria di massa isola il farmaco da eventuali agenti di miscelazione o altre sostanze che potrebbero essere combinate con esso. Una piccola quantità della sostanza viene iniettata nel gascromatografo. Molecole diverse si muovono attraverso la colonna del cromatografo a velocità diverse in base alla loro densità. Per esempio, i composti più pesanti si muovono più lentamente, mentre i composti più leggeri si muovono più rapidamente. Quindi il campione viene incanalato in uno spettrometro di massa, dove un fascio di elettroni lo colpisce e lo fa frantumare. Il modo in cui la sostanza si rompe può aiutare i tecnici a dire che tipo di sostanza è.

    Quali metodi usano i tecnici per rintracciare i veicoli pirata o gli incendiari? Scopri di seguito.

    Analisi forense della vernice e indagine sugli incendi dolosi

    A volte gli scienziati forensi vengono chiamati per aiutare ad analizzare le prove lasciate da un incidente o da un possibile caso di incendio doloso. Hanno tecniche speciali per studiare quelle che spesso sono prove piccole o estremamente danneggiate.

    Analisi della vernice

    A volte gli scienziati forensi devono analizzare un campione di vernice, ad esempio se viene trovata una scheggia di vernice sul corpo di una vittima pirata e gli investigatori stanno cercando di abbinarla a una marca e un modello di auto.

    Primo, gli scienziati osservano l'aspetto del campione, il suo colore, spessore e consistenza. Esaminano il campione al microscopio a luce polarizzata per visualizzare i suoi diversi strati. Quindi possono utilizzare uno dei diversi test per analizzare il campione:

    • Spettrometria infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR) determina il tipo di vernice (prodotti chimici, pigmenti, ecc.) analizzando il modo in cui i suoi vari componenti assorbono la luce infrarossa.
    • Test del solvente esporre il campione di vernice a varie sostanze chimiche per cercare reazioni come gonfiore, ammorbidente, arricciatura e cambiamenti di colore.
    • Pirolisi gascromatografia/spettrometria di massa aiuta a distinguere le vernici che hanno lo stesso colore, ma una diversa composizione chimica. Il campione di vernice viene riscaldato fino a quando non si rompe in frammenti, e quindi viene separato nelle sue varie componenti.

    Indagini sugli incendi

    Per accendere un fuoco, gli incendiari hanno bisogno di un materiale infiammabile e di un accelerante (come cherosene o gas). Gli investigatori di incendi dolosi cercano questi oggetti quando stanno indagando sulla scena del crimine. Perché di solito tutto ciò che resta delle prove sono resti carbonizzati, gli investigatori raccoglieranno i detriti dell'incendio e li riporteranno al laboratorio della scientifica per l'analisi.


    Gary Tramontina/Getty Images
    Gli investigatori esaminano i resti della Morning Star Missionary Baptist Church l'8 febbraio 2006, vicino a Boligeo, Ala. I tecnici forensi esamineranno i detriti dell'incendio.


    I campioni vengono sigillati in contenitori ermetici e quindi testati per i residui di liquido accelerante che potrebbero essere stati utilizzati per appiccare l'incendio. Questi sono i test più comuni eseguiti dai laboratori forensi durante un'indagine per incendio doloso:

    • Spazio di testa statico riscalda il campione, facendo sì che il residuo si separi e vaporizzi nella parte superiore, o "spazio di testa" del contenitore. Tale residuo viene quindi iniettato in un gascromatografo, dove viene scomposto per analizzare la sua struttura chimica.
    • Spazio di testa passivo riscalda il campione e il residuo si raccoglie su una striscia di carbone nel contenitore. Quindi il residuo raccolto viene iniettato in un gascromatografo/spettrometro di massa per l'analisi.
    • Spazio di testa dinamico bolle azoto liquido attraverso il campione e cattura il residuo su una trappola assorbente. I composti intrappolati vengono quindi analizzati mediante gascromatografia.

    In che modo i tecnici analizzano le prove biologiche come il sangue, sperma o gli oli lasciati dalle impronte digitali? Nella sezione successiva, lo scopriremo.

    Indagini per omicidio


    Mario Villafuerte/Getty Images
    Un analista forense tiene
    Campioni di DNA.

    Le scene di omicidio possono produrre una grande quantità di prove, dai bossoli al sangue e ai capelli umani. Gli investigatori raccolgono tutte queste prove, e i tecnici forensi lo analizzano in vari modi, in base al tipo di prova:

    Residui di arma da fuoco :Quando viene sparata una pistola, residuo esce dalla pistola dietro il proiettile. Tracce di questo residuo possono depositarsi sulle mani della persona che spara o sulla vittima. La polizia usa del nastro adesivo o un tampone per sollevare i residui dalle mani di un sospetto tiratore. Quindi il tecnico forense utilizza un microscopio elettronico a scansione per esaminare il campione. Poiché gli elementi nella polvere da sparo hanno una firma radiografica unica, l'esame al microscopio elettronico può aiutare a determinare se la sostanza è effettivamente un residuo di arma da fuoco. I tecnici utilizzeranno anche ditioossammide (DTO) , sodio rodizonato o il Prova di grasso per rilevare la presenza di sostanze chimiche prodotte quando viene sparata una pistola.

    Fibre : Spettrometria/spettroscopia a infrarossi identifica le sostanze facendo passare attraverso di esse la radiazione infrarossa e quindi rilevando la quantità di radiazione che assorbono. Può identificare la struttura e i componenti chimici di varie sostanze come il suolo, vernice o fibre. Con questa tecnica, i tecnici forensi possono abbinare le fibre trovate sul corpo di una vittima a quelle in un capo di abbigliamento o mobili.

    impronte digitali :L'impronta digitale si basa sul modello unico di anelli, archi e spirali che coprono la punta delle dita di ogni persona. Esistono due tipi di impronte digitali. Stampe visibili sono realizzati su una carta, o su un tipo di superficie che crea un'impressione, come sangue o sporcizia. Stampe latenti sono fatti quando sudore, olio e altre sostanze sulla pelle riproducono le impronte digitali su un bicchiere, arma del delitto o qualsiasi altra superficie che l'autore ha toccato. Queste impronte non possono essere viste ad occhio nudo, ma possono essere resi visibili usando polvere scura, laser o altre sorgenti luminose.

    Un metodo utilizzato dai laboratori forensi per rendere visibili le stampe latenti cianocrilato - lo stesso ingrediente nella supercolla. Quando viene riscaldato all'interno di una camera fumante, il cianocrilato rilascia un vapore che interagisce con gli amminoacidi in un'impronta digitale latente, creando una stampa bianca. I tecnici possono anche utilizzare uno strumento simile a una bacchetta che riscalda una miscela di cianocrilato e pigmento fluorescente. Lo strumento quindi rilascia gas sulle impronte latenti, per fissarli e macchiarli sulla carta. Altre sostanze chimiche che reagiscono con gli oli nelle impronte digitali per rivelare impronte latenti includono nitrato d'argento (la sostanza chimica nella pellicola in bianco e nero), iodio , ninidrina e cloruro di zinco .

    Fluidi corporei :vengono utilizzati numerosi test per analizzare il sangue, sperma, saliva e altri fluidi corporei:

    • Sperma:per testare un campione per vedere se contiene sperma, i tecnici usano fosfatasi acida , un enzima presente nello sperma. Se il test diventa viola entro un minuto, è positivo per lo sperma. Per confermare i risultati, i tecnici esaminano i vetrini colorati del campione al microscopio. La macchia colora le teste degli spermatozoi di rosso e le code di verde (motivo per cui il test viene chiamato "macchia dell'albero di Natale").
    • Sangue:il Test di Kastle-Meyer usa una sostanza chiamata fenolftaleina , che normalmente è incolore, ma diventa rosa in presenza di sangue. Un altro esame del sangue è luminale , che viene spruzzato su una stanza per rilevare anche le più piccole gocce di sangue.
    • Saliva:The test della phadebas amilasi viene utilizzato per rilevare a-amilasi , un enzima nella saliva umana. Se l'amilasi è presente, verrà rilasciato un colorante blu.

    Analisi del DNA :Il DNA è l'impronta genetica unica che distingue una persona dall'altra. Non esistono due persone che condividono lo stesso DNA (ad eccezione dei gemelli identici). Oggi, gli scienziati forensi possono identificare una persona da poche minuscole cellule del sangue o dei tessuti usando una tecnica chiamata reazione a catena della polimerasi (PCR) . Questa tecnica può creare milioni di copie di DNA da un minuscolo campione di materiale genetico.

    Per saperne di più sui laboratori forensi e sugli argomenti correlati, visita la nostra pagina dei link.

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    Altri ottimi link

    • Accademia americana delle scienze forensi
    • Ufficio federale di indagine

    Fonti

    • Biever, Celeste. "La pistola con la colla per supercolla potrebbe bombardare con le dita i sospetti." NuovoScienziato, 3 maggio 2004. http://technology.newscientist.com/article.ns?id=dn4934&print=true.
    • Castillo, Fabiola. "Chimica forense - Utilizzo di prodotti chimici di laboratorio per rivelare le impronte digitali". http://www.buzzle.com/articles/forensic-chemistry-using-laboratory-
      prodotti chimici-da-rivelare-impronte digitali.html.
    • Dillon, Sala. "Scienziati forensi:una carriera nel laboratorio criminale". Prospettive occupazionali trimestrali, autunno 1999, pagg. 2-7.
    • Elliott, Maestro Sergente Scotto. "OSI Gli Investigatori". AVIATORE, marzo 2003, pagg. 34-39.
    • "Centro di scienze forensi". Revisione dell'energia e della tecnologia, marzo 1994, pagg. 1-8.
    • Forense illustrato. http://www.bsapp.com/forensics_illustrated/forensic_text_adobe
      /text_unit_9_chemical_analysis.pdf.
    • Kluger, Jeffrey. "Come la scienza risolve i crimini". Tempo, 21 ottobre 2002, pag. 36.
    • McLeod, Vince e Glenn Ketcham. "Sicurezza chimica nel laboratorio forense". Rivista forense, Autunno 2004. http://www.forensicmag.com/articles.asp?pid=19.
    • "Nuovi reagenti per lo sviluppo di impronte digitali latenti". Aggiornamento dell'Istituto nazionale di giustizia, settembre 1995.
    • Polizia di Stato del New Jersey, Ufficio di Scienze Forensi. "Sierologia forense". http://www.state.nj.us/njsp/divorg/invest/criministics.html.
    • Gruppo di lavoro scientifico sui metodi di analisi del DNA (SWGDAM). Documento di orientamento per l'attuazione di programmi di salute e sicurezza nei laboratori DNA. http://www.fbi.gov/hq/lab/fsc/backissu/april2003/swgdamsafety.htm
    • Gruppo di lavoro scientifico sull'analisi dei materiali. Analisi forense della vernice e linee guida di confronto. http://www.fbi.gov/hq/lab/fsc/backissu/july1999/painta.htm.
    • Stehlin, Isadora B. "Centro forense della FDA:Speedy, Investigazioni sofisticate." Consumatore FDA, luglio/agosto 1995, pagg. 5-9.
    • carrettiere, Kim. "Il laboratorio dell'FBI:75 anni di servizio di scienze forensi". Scienze Forensi Comunicazioni, ottobre 2007.
    • Dipartimento di laboratori e ricerca di Westchester. "Chimica forense". http://www.westchestergov.com/labsresearch/forensicandtox/forensic/
      chimica/chemmain.htm.
    • Wilkinson, TJ, Dale Perry, Wayne McKinney, e Michele Martino. "Fisica e medicina legale:la radiazione di sincotrone sta aiutando a identificare piccole quantità di vernice, Droghe, e fibre trovate sulle scene del crimine." Physics World, marzo 2002, pagg. 43-46.
    © Scienza https://it.scienceaq.com