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Untersuchung des hämolytischen Verhaltens alternder Blutproben mit ausgewählten Lösungsmitteln
(2017)
Die Untersuchung der Blutspuren am Tatort kann bei der Aufklärung eines Verbrechens hilfreich sein. Neben der Blutmusteranalyse, bei der Form und Verteilung von Blutspuren untersucht werden, ist auch die Blutaltersbestimmung fundamental, um den zeitlichen Ablauf einer Tat detailliert beschreiben zu können. Dafür sind im letzten Jahrhundert viele Methoden vorgestellt worden. Neben einer Farbskala für die Bestimmung des Blutalters vom Anfang des 20. Jahrhunderts gibt es heute mittlerweile computergestützte Ansätze, die jedoch meist sehr zeitaufwendig sind und eine schwere oder gar teure Ausrüstung benötigen. In dieser Arbeit sollte das hämolytische Verhalten alternder Blutproben mit drei ausgewählten Lösungsmitteln (destilliertes Wasser, Kochsalzlösung und Zitronensäure) untersucht werden. Dazu wurden 40 Messungen von präparierten Blutproben mit einem Spektroskop durchgeführt und ausgewertet. Für die Bestimmung des Blutalters wurden die Peaks des Oxyhämoglobins, bei 540 und 576 Nanometer, und die des Methämoglobins, bei 500 und 630 Nanometer, näher betrachtet. Es konnte festgestellt werden, dass die Oxyhämoglobin-Peaks mit zunehmendem Blutalter abnehmen und die Methämoglobin-Peaks entsprechend zunehmen, bis die typischen Spitzen des Blutspektrums nicht mehr ersichtlich sind.
Blutspuren gehören zu den wichtigsten Beweismitteln in der Forensik. Über eine Blutspurenanalyse können beispielsweise Form, Anzahl und Größe von Blutrückständen analysiert und unter Berücksichtigung naturwissenschaftlicher Gesetzmäßigkeiten interpretiert werden. Diese Parameter lassen häufig Rückschlüsse auf die Art und Stärke einer Gewalteinwirkung zu, jedoch selten darauf wie alt eine Blutspur ist, beziehungsweise wann die Gewalteinwirkung stattgefunden hat. Methoden, die beispielweise auf RNA–Analyse oder der Spektroskopie beruhen, machen es sich zum Ziel dies festzustellen. Viele dieser Methoden sind jedoch invasiv, zerstören also zwangsläufig die Blutspur. Nicht invasive Strategien hingegen können mehrfach angewendet und deren Ergebnisse gemeinsam interpretiert werden, um eine möglichst genaue Abschätzung abgeben zu können. Dies erweist sich vor allem dann als Vorteil, wenn die Zahl der Blutspuren am Tatort limitiert ist. Die im Folgenden vorgestellte, nicht invasive Methode soll eine Option für eine möglichst akkurate Altersschätzung innerhalb eines kurzen Zeitraumes, nach Beginn der Trocknung darstellen, indem sie die bei der Trocknung des Bluttropfens entstandenen Risse in den festen Ablagerungen analysiert. Hierbei werden Bilder vom trocknenden Blutfleck in zeitlich bestimmten Abständen geschossen. Nach einer Reihe von Bildbearbeitungsprozessen, kann die Zahl der weißen Pixel, als Maß für die Größe der Trocknungsrisse, sowie die sich daraus ergebenden prozentualen Anstiege, gegen die Zeit in ein Koordinatensystem eingetragen und über Graphen dargestellt werden. In Zukunft könnten anhand dieser Graphen Funktionen approximiert werden, die eine Einordnung eines, in einem fest definierten Zeitraum ermittelten Anstiegs der Pixelzahl, der von einem weiteren Blutfleck erfasst wurde, zu einem bestimmten Zeitraum ermöglichen. Diese Arbeit soll einen grundlegenden Ablaufplan zur Erstellung von Versuchsreihen liefern, mithilfe derer eine Blutspur zeitlich abhängig auf morphologische Veränderungen, in Form von Trocknungsrissen, analysiert und für eine Altersschätzung weiterer Blutspuren, in Abhängigkeit der Umgebungsfaktoren, herangezogen werden kann.
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.
Spektroskopische Featuredetektion
zur Altersbestimmung von Humanblutproben
im Labor und am Tatort
(2019)
In der Forensik sind Blutspurenanalysen ein wichtiges Mittel der Tatortermittlung.
Aus diesem Grund wäre die Altersbestimmung von Blut ein guter Ansatz, um die Aufklärungsrate noch zu verbessern.
In dieser Arbeit mit Fokus auf Grundlagenforschung wurden durch spektrophotometrische Analysen und statistischer Auswertung zwei große Komplexe untersucht. Vergleichende Analysen von Schweineblut mit Humanblut wurden durchgeführt und geprüft, ob sie in ihren Ergebnissen vergleichbar sind. So sollten Rückschlüsse auf die Übersetzung bereits vorhandener Studien mit Schweineblut ermöglicht werden, um die Eignung als Humanblutersatz zu diskutieren. Weiterhin wurde durch Vergleich der Absorptionsspektren über Zeit ermittelt, wie stark und auf welche Weise die Zugabe von Gerinnungshemmern wie Citrat Einfluss auf den Prozess der Blutalterung nimmt.
In einem zweiten Komplex wurde versucht, eine auf Spektro-Photometrie basierende statistische Methode zu etablieren, die den Prozess der Blutalterung nachvollziehen und mit möglichst geringen Abweichungen vorhersagen kann.
Dies sollte potentiell die Bestimmung des Alters einer Blutprobe ermöglichen. Im Zuge dessen wurden eine Hypothese zu den ex vivo ablaufenden chemischen Prozessen der Blutalterung erörtert und anhand der Spektraldaten diskutiert.
Charakterisiert wurde dies über die messbaren Anteile der Hämoglobin-Derivate im UV-Vis-Spektrum einer Vollblutprobe
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.
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.
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.
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.