Un nuovo metodo spettroscopico Raman per rilevare tracce di sangue su un substrato interferente

Aug 20, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 5384 (2023) Citare questo articolo

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Tracce di fluidi corporei scoperti sulla scena del crimine sono una fonte primaria di prove del DNA. La spettroscopia Raman è una tecnica universale promettente per identificare macchie biologiche per scopi forensi. I vantaggi di questo metodo includono la capacità di lavorare con tracce, elevata specificità chimica, nessuna necessità di preparazione del campione e natura non distruttiva. Tuttavia, la comune interferenza del substrato limita l’applicazione pratica di questa nuova tecnologia. Per superare questa limitazione, sono stati studiati due approcci chiamati "Riduzione della complessità dello spettro" (RSC) e "Risoluzione della curva multivariata combinata con il metodo delle aggiunte" (MCRAD) per rilevare macchie di sangue su diversi substrati comuni. In quest'ultimo approccio, gli spettri sperimentali sono stati “titolati” numericamente con uno spettro noto di un componente target. Sono stati valutati i vantaggi e gli svantaggi di entrambi i metodi per la pratica forense. Inoltre, è stato suggerito un approccio gerarchico per ridurre la possibilità di falsi positivi.

Le tracce di fluidi corporei scoperte sulla scena del crimine svolgono un ruolo significativo nella ricostruzione dell'evento e costituiscono la fonte primaria di DNA, RNA, ecc. La maggior parte degli attuali metodi per il rilevamento e l'identificazione dei fluidi corporei si basano su reazioni biochimiche1. Sono stati sviluppati diversi test presuntivi e di conferma per le macchie di sangue, che spesso si trovano sulle scene di crimini violenti. Gli esami del sangue presunti, che possono essere eseguiti sul posto, si basano principalmente sulla catalisi della perossidasi dell'emoglobina (Hb) dei globuli rossi. Questi test possono potenzialmente dare luogo a falsi positivi causati da ossidanti ambientali2,3. I test di conferma per il sangue, compresi i test dei cristalli di emoglobina di Teichmann e Takayama, e i test immunologici, come i test ELISA e LDH, richiedono molto lavoro e sono costosi e richiedono un ambiente di laboratorio4. Recentemente sono state sviluppate diverse tecnologie emergenti per l’identificazione dei fluidi corporei, compreso il sangue. La cromatografia liquida-spettrometria di massa e l'elettroforesi capillare possono fornire un'identificazione confermativa di tutti i principali fluidi corporei. Tuttavia, questi test richiedono molto tempo e richiedono un'ampia preparazione dei campioni e un ambiente di laboratorio5,6. L'analisi dell'espressione dell'mRNA è stata introdotta anche nella scienza forense come strumento per identificare i fluidi e i tessuti corporei grazie alla sua specificità e sensibilità prendendo di mira il sequenziamento dell'RNA di biomarcatori sovraregolati. Questi test dell'RNA si sono estesi con successo allo studio di campioni multipli di fluidi corporei potenzialmente riscontrati in casi di violenza sessuale7,8.

È stato dimostrato che i metodi spettroscopici come l'assorbimento IR, UV‒Vis e la fluorescenza hanno un grande potenziale per rilevare e identificare tracce di fluidi corporei9,10,11,12,13. Queste tecniche non sono distruttive e potrebbero essere applicate sulla scena del crimine poiché sono disponibili strumenti commerciali portatili. Tra questi nuovi metodi, la spettroscopia Raman appare molto interessante come metodo universale e di conferma per l'identificazione di tutti i fluidi corporei rilevanti dal punto di vista forense grazie alla sua specificità, facilità d'uso, preparazione minima del campione richiesta e possibilità di essere condotta sulla scena di un crimine4 ,14,15,16. I vantaggi della spettroscopia Raman in ambito forense includono la possibilità di lavorare con una piccola quantità di materiale, fino a diversi picogrammi o femtolitri, un'elevata sensibilità alla composizione chimica e alla struttura di un campione e un metodo di analisi senza contatto e non distruttivo. La spettroscopia Raman è già utilizzata dalle forze dell'ordine per l'identificazione confermativa dei farmaci, prove in tracce, analisi di vernici e fibre, ecc.17,18. L'analisi chemiometrica combinata con la spettroscopia Raman consente l'identificazione confermativa delle macchie di sangue19,20, determinando il tempo trascorso dalla deposizione21, differenziando il sangue umano e animale22 e fornendo informazioni fenotipiche sul donatore23,24.