Η Βιοχημεία στην εγκληματολογία: Ανίχνευση δακτυλικών αποτυπωμάτων

Ο σκοπός της συλλογής δακτυλικών αποτυπωμάτων από μια σκηνή εγκλήματος είναι να προσδιοριστεί η ταυτότητα ενός ατόμου. Αυτό το άτομο μπορεί να είναι ύποπτο, θύμα ή μάρτυρας.

Τα μοτίβα και τα χαρακτηριστικά των δακτυλικών αποτυπωμάτων σχηματίζονται πριν από τη γέννηση. Παραμένουν αμετάβλητα εκτός εάν τραυματιστεί το δερματικό στρώμα προκαλώντας ουλή. Είναι μοναδικά για κάθε άτομο, συμπεριλαμβανομένων και των πανομοιότυπων διδύμων.

Σε μια σκηνή εγκλήματος τα δακτυλικά αποτυπώματα ταξινομούνται ανάλογα με την ορατότητα τους σε ορατά ή αφανή.

Ορατά αποτυπώματα

Τα ορατά αποτυπώματα μπορούν να αποτυπωθούν σε αίμα, μελάνι ή σκόνη. Επιπλέον, τρισδιάστατα αποτυπώματα μπορούν να σχηματιστούν πατώντας το δάκτυλο σε κερί, πηλό, σαπούνι ή φρέσκια μπογιά. Τα ορατά αποτυπώματα είναι εύκολα αντιληπτά με γυμνό μάτι. Συνήθως συλλέγονται με μια αρκετά απλή μέθοδο: φωτογραφία. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται τεχνικές για την βελτίωση της ποιότητας της εικόνας.

Αφανή αποτυπώματα

Αφανή καλούνται τα αποτυπώματα που δεν είναι αντιληπτά στο γυμνό μάτι και απαιτούν συχνά κάποιες χημικές τεχνικές για να απεικονιστούν. Αυτά σχηματίζονται στις επιφάνειες από τον ιδρώτα που εκκρίνει το δέρμα. Μέσα στον ιδρώτα υπάρχουν αρκετές χημικές ενώσεις: ανόργανα ιόντα (Na⁺, Cl^-), πρωτεΐνες, αμινοξέα, λιπίδια και νερό. Έχουν ανιχνευτεί και διάφορες άλλες ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων των φαρμάκων. Ενώ το νερό και άλλα συστατικά του δακτυλικού αποτυπώματος θα εξατμιστούν ή θα αποικοδομηθούν γρήγορα, τα λιπίδια και τα αμινοξέα διαρκούν περισσότερο επιτρέποντας τη παρατήρηση και συλλογή.

Τεχνικές ανίχνευσης δακτυλικών αποτυπωμάτων

Ανάλογα με την επιφάνεια που θα βρεθεί ένα αποτυπώματα απαιτούνται και οι κατάλληλες τεχνικές ή αντιδραστήρια.

Τα δακτυλικά αποτυπώματα μπορούν να βρεθούν σε μια μεγάλη ποικιλία επιφανειών: πορώδεις (όπως χαρτί, πανί ή ξύλο), οι οποίες είναι γενικά απορροφητικές ή μη πορώδεις (όπως μέταλλο, γυαλί ή πλαστικό) οι οποίες δεν απορροφούν ή ημιπορώδεις επιφάνειες (γυαλιστερό χαρτόνι, γυαλιστερά καλύμματα περιοδικών,σελοφάν), οι οποίες μπορεί να απορροφηθούν ή και όχι ανάλογα με τις απορροφητικές ιδιότητες του υποστρώματος και των ιδιοτήτων των υπολειμμάτων δακτυλικών αποτυπωμάτων.

Υπάρχουν εκατοντάδες τεχνικές που περιγράφονται σε ερευνητικά άρθρα, αν και ένα πολύ μικρότερο υποσύνολο αυτών χρησιμοποιείται σήμερα στις σκηνές εγκλήματος. Μερικές από αυτές είναι:

1] Σκόνες δακτυλικών αποτυπωμάτων

Μία από τις παλαιότερες και πιο κοινές μεθόδους ανίχνευσης αφανών αποτυπωμάτων που χρονολογούνται από το 1891 περιλαμβάνει την εφαρμογή ειδικής σκόνης.  Η σκόνη εφαρμόζεται πάνω στην περιοχή που υποπτευόμαστε ότι βρίσκονται τα αποτυπώματα. Επειδή, οι συγκεκριμένες σκόνες αποτελούνται από πολύ μικρά σωματίδια, αυτά προσκολλώνται στα υγρά έλαια και τον ιδρώτα που αφήνουν τα αποτυπώματα. Στη συνέχεια, με ένα πινέλο, ξεσκονίζεται απαλά η περίσσεια σκόνη καθιστώντας τα ορατά. Τέλος, τα αποτυπώματα είτε φωτογραφίζονται είτε μεταφέρονται σε καρτέλες.

Υπάρχει μεγάλη ποικιλία από σκόνες διαφορετικής σύνθεσης. Ανάλογα με την επιφάνεια στην οποία χρησιμοποιούνται, χρησιμοποιείται και η κατάλληλη. Οι περισσότερες αποτελούνται από δύο βασικά στοιχεία, μια χρωστική ουσία και ένα συνδετικό υλικό. Η συνδετική ουσία βοηθά να προσκολληθεί η σκόνη στο αποτύπωμα, ενώ η χρωστική ουσία δημιουργεί αντίθεση προβάλλοντας τα αποτυπώματα. Οι κοινώς χρησιμοποιούμενες χρωστικές ουσίες είναι κολλοειδή σωματίδια άνθρακα ή νιφάδες μετάλλων όπως αλουμίνιο, ψευδάργυρο και χαλκό. Τα πιο κοινά συνδετικά υλικά είναι αραβικό κόμμι (ή κόμμι ακακίας), σκόνη σιδήρου και κολοφώνιο (ρετσίνι πεύκου).

Εκτός από τις συνήθεις μαύρες σκόνες που χρησιμοποιούνται, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν μαγνητικές ή φθορίζουσες σκόνες, οι οποίες φθορίζουν παρουσία ορισμένων χρωμάτων φωτός. Διαφορετικά συστατικά δίνουν σκόνες σε πολλά χρώματα.

Αν και η σκόνη δακτυλικών αποτυπωμάτων εφαρμόζεται με ένα μαλακό πινέλο και με μεγάλη προσοχή, μπορεί μερικές φορές να προκαλέσει ζημιές στα αποτυπώματα. Ένα άλλο μειονέκτημα που έχει η χρήση πινέλου είναι η πιθανή μεταφορά DNA.

2] Νινυδρίνη και ανάλογα

Ο ιδρώτας που εκκρίνεται από τα δάχτυλα περιέχει αμινοξέα (περίπου 250 ngr ανά δακτυλικό αποτύπωμα). Δεδομένου ότι δε μετακινούνται σημαντικά από το σημείο όπου κατατίθενται, αν γίνουν ορατά, επιτρέπουν την εμφάνιση του δακτυλικού αποτυπώματος του ατόμου.

Για την απεικόνιση τους υπάρχει μια μεγάλη ποικιλία χημικών διαλυμάτων εμφάνισης. Τα αμινοξέα αντιδρούν με μια ευρεία ποικιλία χημικών για την παραγωγή έγχρωμων ενώσεων, ενώ άλλα προκαλούν φθορισμό σε συγκεκριμένα χρώματα φωτός.

Η νινυδρίνη περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1910 από τον Siegfried Ruhemann όταν παρατήρησε κατά τύχη ότι όταν η νέα ένωση ερχόταν σε επαφή με το δέρμα παρήγαγε ένα πορφυρό προϊόν. Μεταγενέστερες μελέτες έδειξαν ότι το πορφυρό χρώμα προκύπτει από την αντίδραση μεταξύ νινυδρίνης και αμινοξέων και το προϊόν αυτής της αντίδρασης είναι η δικετοϋδρινδινυλιδενο-δικετοϋδριδαμίνη, η οποία είναι τώρα γνωστή ως μοβ του Ruhemann.

Η νινυδρίνη, εφαρμόστηκε στην απεικόνιση αφανών δακτυλικών αποτυπωμάτων το 1954. Όταν ψεκάζεται σε μία επιφάνεια, αντιδρά με αυτά τα αμινοξέα του αποτυπώματος και παράγει το Ruhemann μοβ. Επειδή, το μοβ του Ruhemann αποικοδομείται παρουσία φωτός και οξυγόνου, τα αποτυπώματα πρέπει να προστατεύονται ή να φωτογραφίζονται αμέσως. Επιπλέον, η αντίδραση πρέπει να διεξαχθεί σε περιβάλλον υψηλής υγρασίας, οπότε το νερό είναι απαιτούμενο αντιδραστήριο.

Άλλες ενώσεις που αντιδρούν με τα αμινοξέα στα δακτυλικά αποτυπώματα είναι η 1,2-ινδανεδιόνη που παράγει φθορίζοντα δακτυλικά αποτυπώματα και η 1,8- διαζαφλουορέν -9-όνη (DFO) που παράγει μια ένωση παρόμοια με το μοβ του Ruhemann. Έχει κόκκινο χρώμα, αλλά φθορίζει όταν φωτίζεται από μπλε/πράσινο φως.

3] Κυανοακρυλικό αέριο

Μια άλλη μέθοδος για την εμφάνιση των δακτυλικών αποτυπωμάτων που λέγεται ότι ανακαλύφθηκε επίσης κατά τύχη είναι η χρήση των αναθυμιάσεων υγρής κόλλας. Το 1982, Ιάπωνες επιστήμονες καθώς μελετούσαν κυανοακρυλικά μόρια, γνωστά για τη χρήση τους στις κόλλες superglue, διαπίστωσαν ότι τα δακτυλικά αποτυπώματα σε έναν από τους απαγωγούς που χρησιμοποιούσαν είχαν γίνει ορατά από τις αναθυμιάσεις των κυανοακρυλικών. Φαινόταν ότι τα κυανοακρυλικά μόρια είχαν πολυμεριστεί με τα υπολείμματα που άφηναν τα δακτυλικά αποτυπώματα.

Αυτές οι τεχνικές είναι ιδιαίτερα χρήσιμες για τραχιές, μη πορώδεις επιφάνειες. Ο χρόνος που χρειάζεται για να ενωθούν τα κυανοακρυλικά μόρια με το αποτύπωμα είναι γρήγορος, ιδιαίτερα όταν θερμαίνεται καθώς επιταχύνεται η εξάτμισή του. Τα παραγόμενα αποτυπώματα είναι αρκετά ανθεκτικά. Δεδομένου όμως ότι κυανοακρυλικό πολυμερές είναι άχρωμο, στη συνέχεια χρησιμοποιούνται συνήθως σκόνες αποτυπωμάτων προκειμένου να γίνουν ορατά. Όσο πιο πρόσφατο είναι το δακτυλικό αποτύπωμα, τόσο πιο αποτελεσματική είναι αυτή η μέθοδος.

Η Super glue ένας πολύ συγκεκριμένος τύπος κόλλας σε υγρή μορφή, αποτελείται από μονομερή κυανοακρυλικών μορίων για τη διαδικασία συγκόλλησης. Επειδή το κυανοακρυλικό είναι ένα πολικό μόριο, είναι υδρόφιλο, που του επιτρέπει να δεσμεύεται και να αλληλεπιδρά με άλλα πολικά μόρια. Γι’ αυτό η κόλλα προσκολλάται πολύ ισχυρά με μόρια όπως το υδρογόνο στο δέρμα σας.

4] Εναπόθεση μετάλλων σε κενό (VMD)

Αν και η τεχνική εναπόθεσης μετάλλων σε κενό (VMD) χρησιμοποιείται πλέον και  στην εγκληματολογία για την προβολή δακτυλικών αποτυπωμάτων ωστόσο ήταν ήδη γνωστή τεχνική στο χώρο της βιομηχανίας καθώς χρησιμοποιούνταν για να κατασκευαστούν καθρέφτες, μέσω της τοποθέτησης μεταλλικών επιστρώσεων σε γυαλί.

Η τεχνική περιλαμβάνει την προσθήκη λεπτών στρωμάτων ατόμων μετάλλου πάνω σε μια επιφάνεια υπό κενό. Συνήθως, χρησιμοποιείται συνδυασμός δύο μετάλλων. Πρώτα τοποθετείται χρυσός ή άργυρος και στη συνέχεια κάδμιο ή ψευδάργυρος. Δεδομένου ότι ο άργυρος είναι πιο επιρρεπής σε διάβρωση και το κάδμιο είναι τοξικό, ο χρυσός και ο ψευδάργυρος αποτελούν πλέον τον συνήθη συνδυασμό μετάλλων που χρησιμοποιούνται στην τεχνική.

Η τεχνική αυτή οφείλει την αποτελεσματικότητα της στα διαφορετικά χαρακτηριστικά των μετάλλων που χρησιμοποιούνται. Αρχικά, γίνεται εναπόθεση του χρυσού σε ολόκληρη την επιφάνεια που πιθανόν φέρει τα αποτυπώματα. Ο χρυσός θα διαχυθεί στα τα έλαια των αποτυπωμάτων. Αυτό είναι σημαντικό, γιατί όταν  τοποθετηθεί ψευδάργυρος στη συνέχεια, δεν θα συμπυκνωθεί στις λιπαρές κορυφογραμμές αλλά θα καθίσει μόνο στους υπάρχοντες μικρούς πυρήνες χρυσού, στις κοιλότητες. Θεωρητικά τουλάχιστον. Στην πράξη, μερικές φορές έχει παρατηρηθεί το αντίθετο. Ο ψευδάργυρος κατατίθεται στις λιπαρές κορυφογραμμές αντί για τις ενδιάμεσες κοιλότητες.

Η VMD παρέχει εξαιρετικά αποτελέσματα στις μη πορώδεις επιφάνειες και είναι εκπληκτική στη λήψη αποτυπωμάτων από πλαστικές σακούλες. Ωστόσο, μπορεί να επηρεαστεί από την παρουσία σωματικών υγρών.

5] Laser scanner

Οι χημικοί στο Louisiana State University έχουν αναπτύξει μια νέα τεχνολογία που θα μπορούσε να βοηθήσει στην ταυτοποίηση των χημικών ενώσεων στα δακτυλικά αποτυπώματα στην σκηνή του εγκλήματος.

Το laser σαρώνει τα δακτυλικά αποτυπώματα σε μια επιφάνεια, τα θερμαίνουν και εστιάζουν υψηλή ποσότητα ενέργειας σε μια μικρή περιοχή. Με αρκετή θερμότητα, οι χημικοί δεσμοί στο νερό "σπάνε", αφήνοντας χημικές ενώσεις. Οι ενώσεις αυτές αναρροφώνται έπειτα σε ένα φίλτρο, όπου αναλύονται χρησιμοποιώντας τεχνικές φασματομετρίας. Η τεχνολογία θα μπορούσε να αναλύσει μια σειρά διαφορετικών ενώσεων, συμπεριλαμβανομένων λιπιδίων, πρωτεϊνών, γενετικού υλικού ή εκρηκτικών.