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Das Vitamin Biotin ist als Coenzym in verschiedene Vorgänge im Körper involviert und beeinflusst zudem auch das Wachstum und die Erhaltung von Epidermiszellen. Besonders bei der Stabilität und Gesundheit von Rinderklauen spielt dies eine große Rolle - ein Biotinstatus der Rinder könnte also der Prävention von diversen Klauenerkrankungen dienen. Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich daher mit der Validierung eines ELISAs zur Bestimmung von Biotin in Rinderblut. Dafür wurden die Leistungsmerkmale Präzision, Richtigkeit, Wiederfindung, Linearität und Robustheit untersucht und die Ergebnisse diskutiert.
Im Folgenden wird sich mit der Blutspurenmusteranalyse beschäftigt. Hierzu werden in der folgenden Arbeit drei Experimente vorgestellt bei denen verschiedene Arten von Blutspuren hergestellt werden und somit eine große Datenbank an fotographisch festgehaltenen Blutspuren erstellt wird. Diese Datenbank hilft dann den Prozess der Analyse von Blutspuren zu automatisieren. Die Bilder werden dazu benutzt ein neuronales Netz zu trainieren und anhand des Trainings wird evaluiert, wie präzise das Netz ist.
Die Blutaltersbestimmung hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einer der bedeutsamsten Methoden der Tatzeitermittlung entwickelt und ist in der forensischen Wissenschaft nicht mehr weg zu denken. Bis heute wird an diesem Verfahren geforscht, da sich noch keine Methode richtig etabliert hat. Eine große Herausforderung bei der Blutaltersbestimmung spielen die Umwelteinflüsse. In dieser Bachelorarbeit wird humanes Vollblut 21 Tage unter den Umwelteinflüssen, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einem Klimaschrank gelagert. Die in verschiedenen Abständen entnommenen Proben werden dann mittels der UV/VIS Spektroskopie als Spektren dargestellt und ausgewertet. Dabei stehen die alterskorrelierenden Features im Mittelpunkt, welche deutliche Veränderungen aufzeigen. Dazu zählen die Oxy- und Methämoglobin-Peaks und die Blauverschiebung der Soret-Bande. Für die Auswertung wurden zwei Messreihen extra hinzugezogen. Somit konnte im ersten Ver-gleich festgestellt werden, dass die Luftfeuchtigkeit keinen Einfluss auf die Oxidation hat und sich die Soret-Bande bei geringer Luftfeuchte nur in den ersten drei Stunden schneller nach links verschiebt. Im zweiten Vergleich konnte herausgefunden werden, dass die Temperatur einen großen Einfluss auf die Oxidation hat. Denn eine höhere Temperatur sorgt für eine schnellere Oxidation. Auch konnte verdeutlicht werden, dass sich die Soret-Bande bei einer höheren Temperatur etwas schneller verschiebt. Die Temperatur hat die Messreihen stärker beeinflusst als die Luftfeuchtigkeit.
Analyse des Einflusses verschiedener Umweltfaktoren auf die spektroskopische Blutaltersbestimmung
(2017)
Blutspuren gehören zu den wichtigsten Beweisen in der Forensik. Neben der morphologischen Untersuchung wie bei der Blutmusteranalyse, kann ebenfalls das Blut an sich untersucht werden um das Alter zu bestimmen. Somit lassen sich nicht nur Tathergänge rekonstruieren, auch eine Überprüfung der Aussagen von Zeugen oder Tatverdächtigen ist somit möglich. Allerdings erschweren Umweltfaktoren die Bestimmung des Alters. Der Einfluss der Faktoren Licht, Temperatur und Luftfeuchtigkeit wurde in dieser Arbeit mit Hilfe einer spektroskopischen Analysemethode, der UV/VIS-Spektroskopie, über einen Zeitraum von 21 Tagen untersucht. Für die Bestimmung des Blutalters wurden neben den vier spezifischen Blutpeaks, zwei Peaks aus dem UV-Bereich näher betrachtet. Es konnte beobachtet werden, dass vor allem die Temperaturverhältnisse einen großen Einfluss auf die Umwandlung von Oxyhämoglobin zu Methämoglobin haben. Die Umsetzungsrate ist hierbei viel geringer. Die Betrachtung der Peaks im UV-Bereich ergab, dass diese von Lichteinflüssen stärker beeinflusst werden. Jedoch eignen sich die Peaks nur bis zu einem Zeitraum von maximal fünf Tagen, da bei älteren Spuren die Werte nicht mehr zuverlässig sind.
Das Alter eines Blutflecks an einem Tatort kann bei der Verfolgung einer Straftat Informationen über den Tatzeitpunkt liefern und für eine Rekonstruktion des Tatgeschehens dienen. Jedoch existiert in der heutigen Zeit keine anwendbare Methode, um eine exakte Aussage über das Blutalter zu tätigen, wenn man die herrschenden Umweltbedingungen mit einberechnen will.
In dieser Arbeit wird die Blutalterung ex vivo mit Hilfe der UV-VIS- Spektroskopie unter dem Einfluss der Luftfeuchte und Sonneneinstrahlung analysiert. Dazu wurden bekannte Features, welche alterskorrelierende Veränderungen zeigen, zur Untersuchung herangezogen.
Zur Umweltsteuerung konnte mit Hilfe eines Raspberry Pi’s 4 Model B und einem USBLuftbefeuchter eine Methode entwickelt werden, um einen angegebenen Luftfeuchtewert über einen gewünschten Zeitraum zu halten und aufzuzeichnen.
Es zeigten sich deutliche Unterschiede bei der Umsetzung von Oxyhämoglobin zu Met-Hämoglobin bei unterschiedlichen Luftfeuchtewerten. Die Sonneneinstrahlung hingegen
zeigt keinen signifikanten Einfluss auf die alterskorrelierenden Features.
Die Blutaltersbestimmung kann Aufschluss über die Tatzeit eines Verbrechens geben und ist damit von hohem forensischem Wert. Bisher gibt es noch keine etablierte Methode, um das Alter von ausgetretenem Blut zu bestimmen, da sie meistens sehr kostenaufwendig oder unzuverlässig sind. Das Einbeziehen der Umweltfaktoren stellt dabei eine weitere große Herausforderung dar. In dieser Bachelorarbeit wird mittels UV/VIS-Spektroskopie die Alterung von Blut im Zeitraum von 21 Tagen unter dem Einfluss der Luftfeuchtigkeit untersucht. Hierbei werden besonders die alterskorrelierenden Features analysiert. Zu den alterskorrelierenden Features zählen die Oxyhämoglobin- und Methämoglobin-Peaks und die hypsochrome Verschiebung der Soret-Bande. Die Luftfeuchtigkeit wurde mit Hilfe eines Raspberry Pi’s gesteuert. Bei der Auswertung der Ergebnisse konnte festgestellt werden, dass das Oxyhämoglobin bei höherer Luftfeuchtigkeit zunächst langsamer oxidiert und dass die Verschiebung der Soret-Bande langsamer verläuft. Nach 21 Tagen ist jedoch kein Unterschied mehr zu erkennen.
Nach derzeitigem Wissensstand existiert in der Forensik aktuell keine einheitlich verwendete Methodik eine in der Vergangenheit liegende Tatzeit zurück rechnen zu können. Einzelne zum Einsatz kommende Verfahren sind sehr kosten- oder zeitaufwendig und darüber hinaus zum Teil sehr unzuverlässig bzw. ungenau. Als Alternative zu diesen Verfahren existiert die Idee den Tatzeitpunkt anhand der Alterung vom am Tatort sichergestellten Blutspuren zu bestimmen. Die Herausforderung hierbei ist allerdings, dass noch nicht ausreichend erforscht wurde, inwiefern die Blutalterung durch Umwelteinflüsse, wie Luftfeuchtigkeit oder Raumtemperatur, beeinflusst wird. Um einen Beitrag zu dieser Fragestellung zu leisten, wird im Rahmen dieser Arbeit die Alterung von Blut in einem Zeitraum von drei Wochen und unter konstanten Umweltbedingungen spektroskopisch untersucht und verglichen. Dabei wird sich verstärkt auf die Umsetzung von Oxyhämoglobin zu Methämoglobin, sowie auf die Verschiebung der Soret-Bande als alterskorrelierende Feature konzentriert. Nach Auswertung der vorliegenden Datensätze kann gezeigt werden, dass beide Features signifikant durch die Temperatur beeinflusst werden. Aufbauend auf diese Ergebnisse kann in Zukunft weiter an der Untersuchung unterschiedlicher Wetterverhältnisse- und Kombinationen in Bezug auf die Blutalterung gearbeitet werden. Auch der Einfluss von Blutverdünnern und ähnlichen Substanzen sollte bei zukünftigen Versuchen nicht vernachlässigt werden.
Blut ist einer der wertvollsten Spuren bei Kapitalverbrechen. Anhand dessen, lässt sich nicht nur die DNA gewinnen oder der Tathergang rekonstruieren, sondern auch das Alter der Blutspur kann geschätzt werden. Besonders in den ersten Stunden des Trocknungsprozesses ist erkennbar, dass sich die Farbe des Blutes, abhängig vom Untergrund, von einem hellen Rot in ein bräunlich bis schwarzen Farbton verändert. Diese Veränderungen des Rotwertes wurden anhand von aufgenommenen Blutspuren in einer geeigneten Software analysiert und ausgewertet. Die Messungen zeigten kontinuierliche Absenkungen der Magentawerte im CMYK-Farbmodell, welche die Grundlage für die spätere
App-Entwicklung bildeten. Die App wurde für das Betriebssystem Android OS entwickelt. Deren Altersschätzung basiert auf der Berechnung des magentafarbenen Anteils einer fotografierten und zugeschnittenen Blutspur und des daraus resultierenden Durchschnittswertes. Ein Praxistest der App zeigte, dass vor allem bei frischem Blut, das tatsächliche Alter mit dem von der App geschätzten Bereich übereinstimmte.
An einem Tatort lassen sich verschiedene Arten von Spuren finden. Die Blutspuren zählen dabei zu den wichtigsten. Sie lassen sich auf unterschiedliche Art und Weise analysieren. Eine Möglichkeit ist die Untersuchung des Blutalters, um beispielsweise Hinweise über den Zeitraum einer Tat zu erlangen. Schon seit dem 20. Jahrhundert suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Methode zum Ermitteln des Alters einer Blutspur. Bisher ist das aber noch keinem gelungen. In dieser Bachelorarbeit wird mittels UV/VIS-Spektroskopie die Alterung von Schweineblut über einen Zeitraum von sechs Wochen bei gleichbleibenden Umwelteinflüssen untersucht. Im Vordergrund steht hierbei die alterskorrelierende Veränderung der Blutzusammensetzung. Das Hauptaugenmerk liegt vor allem auf den Peaks der Hämoglobinderivate und des Globins. Bei der Auswertung der Ergebnisse wurde festgestellt, dass all diese charakteristischen Hochpunkte auch nach sechs Wochen noch weiter ansteigen und sich somit die Zusammensetzung des Blutes weiterhin verändert.
Zu wissen, wie alt eine Blutspur an einem Tatort ist, kann enorm bei der kriminalistischen Fallarbeit helfen. Daher beschäftigt sich die Wissenschaft mit der Frage nach der Bestimmung des Blutalters. Um diese Forschung zu unterstützen, wurden Derivate des Hämoglobins (Blutfarbstoff) hergestellt und spektroskopisch untersucht. Dabei wurden hauptsächlich Derivate gewählt, die bekannterweise bei der Alterung entstehen. Die entstandenen Spektren sollen beim Erstellen einer Datenbank helfen und somit den Kenntnisstand der aktuellen Forschung festigen und erweitern. Ebenfalls wurden chromatografische Daten analysiert, um die Struktur eines potentiellen Biomarkers für die Blutaltersbestimmung herauszubekommen bzw.
die Grundlage für weitere Experimente dazu zu legen.