Mejora de la detección de sangre mediante luminol en medicina forense
Revisión: Mejora de la detección de sangre con luminol en medicina forense
Florida Forensic Science : 01.03.2017
(Emily C. Lennert)
Artículo a revisar:
1. Stoica, B. A. ; Bunescu, S. ; Neamtu, A. ; Bulgaru-Iliescu, D. ; Foia, L. ; Botnariu, E. G. “Improving luminol blood detection in forensics”. Journal of Forensic Sciences. 2016, 61 (5), 1331-1336.
Palabras clave: serología, sangre, luminol, quimioluminiscencia, intensidad, hemoglobina, urea, ciclodextrina, lejía, oxidación, desnaturalización, método Weber, solución Weber.
Descargo de responsabilidad: Las opiniones expresadas en esta revisión son una interpretación de la investigación presentada en el artículo. Estas opiniones son las del autor del resumen y no representan necesariamente la posición de la Universidad de Florida Central o de los autores del artículo original.
Resumen :
El luminol es un método común de identificación preliminar de la sangre. Aunque existen otros tipos de pruebas presuntivas para la identificación de la sangre, el luminol sigue siendo un método frecuentemente utilizado en todo el mundo. Esto se debe, en parte, a su capacidad para detectar la presencia de sangre en grandes áreas. Sin embargo, a pesar de su popularidad, el luminol tiene inconvenientes bien conocidos, como su falta de especificidad, que puede dar lugar a indicaciones falsas de presencia de sangre, y la necesidad de realizar la prueba en total oscuridad para obtener los mejores resultados.
El método Weber es un protocolo común para la preparación de una solución funcional de luminol. Normalmente, el luminol se disuelve en hidróxido de sodio para crear una solución madre de luminol. A continuación, se prepara una “solución de trabajo” combinando la solución de luminol con hidróxido de sodio, peróxido de hidrógeno y agua purificada adicionales. La solución de trabajo se puede pulverizar sobre las superficies para comprobar la presencia de sangre. Un resultado positivo para el luminol da lugar a la emisión de luz azul, un proceso llamado quimioluminiscencia. La intensidad y la duración de la quimioluminiscencia pueden depender de con qué reaccione el luminol, es decir, sangre o lejía, así como de la cantidad de reactivo, lo que significa que las muestras más concentradas producirán una quimioluminiscencia más intensa. Debido a la variabilidad en el tiempo y la intensidad de la quimioluminiscencia, no puede indicar de forma fiable a qué reacciona el luminol. Sin embargo, aumentar el tiempo y la intensidad de la quimioluminiscencia sigue siendo un objetivo para los investigadores, ya que permitirá a los investigadores de la escena del crimen visualizar más claramente los resultados positivos. El luminol sufre un proceso químico llamado oxidación que, en el caso del luminol, termina con la liberación de energía que puede verse como luz visible, es decir, quimioluminiscencia. La hemoglobina, una proteína presente en la sangre, favorece la oxidación del luminol. Cuando la sangre y el luminol entran en contacto, la hemoglobina acelera la oxidación del luminol y produce una quimioluminiscencia que indica la presencia de sangre.
Dos cuestiones relacionadas con el luminol son de especial interés en esta investigación. El primero es la intensidad y la duración de la quimioluminiscencia; esta investigación pretende aumentar tanto la duración como la intensidad, y el segundo es eliminar los falsos positivos causados por el hipoclorito de sodio, es decir, la lejía. El segundo objetivo es más difícil de conseguir porque la lejía también es un fuerte oxidante y provoca una respuesta quimioluminiscente en ausencia de sangre. En primer lugar, se empaparon discos de fibra absorbente de 5 mm de diámetro con 20μL de sangre humana. A continuación, se realizaron diluciones de la sangre en los discos que iban de 1:1 a 1:100.000. El conjunto de discos se colocó en los pocillos de las placas de 96 pocillos. Se añadieron 40μL de solución de trabajo de luminol, preparada según el método de Weber, a cada disco. Las mediciones de quimioluminiscencia se realizaron con un lector de placas, el quimioluminómetro, que midió la intensidad de la luz 17 segundos después de la adición de la solución de trabajo.
Experimentos con urea :
Para algunos discos, se utilizó una solución de urea 8M para pretratar los discos empapados de sangre durante 20 minutos antes de añadir la solución de trabajo. La urea se utilizó para desnaturalizar parcialmente, o descomponer, la hemoglobina para mejorar las propiedades químicas de la reacción. Los autores supusieron que si se podían mejorar las propiedades químicas de la hemoglobina, la intensidad y la duración de la quimioluminiscencia serían mayores. Se prepararon discos adicionales en los que se aplicó una solución de hipoclorito de sodio al 30% a los discos empapados de sangre antes del pretratamiento con urea.
Resultados de la urea :
Los discos tratados con urea produjeron una mayor intensidad de quimioluminiscencia en todos los niveles de dilución sanguínea que el luminol solo. Además, la mayor intensidad se mantuvo durante al menos 100 segundos, como se muestra en la Figura 3(c) del estudio. En el caso de los discos tratados sólo con lejía, el tratamiento previo con urea habría eliminado el falso positivo resultante de la reacción del luminol con la lejía. La figura 6 del estudio muestra la descomposición química de la lejía en presencia de la urea. Durante los 20 minutos de pretratamiento, la urea descompone las moléculas de hipoclorito de sodio. Entonces, cuando se aplica la solución de trabajo de luminol, la quimioluminiscencia que se produce se debe únicamente a la presencia de sangre, en lugar de las moléculas de hipoclorito de sodio (lejía), que ya no existen. Aunque la intensidad de la quimioluminiscencia debida a la presencia de sangre en la muestra tratada con urea es baja en comparación con una muestra de sangre sola, todavía se puede detectar un resultado positivo.
Experimentos con ciclodextrinas :
En otros discos, las ciclodextrinas se añadieron después de la adición de la solución de trabajo. Las ciclodextrinas son moléculas cíclicas a base de azúcares, y el estudio informa de que en estudios anteriores se han utilizado ciertos tipos de ciclodextrinas para aumentar la intensidad y el tiempo de la quimioluminiscencia del luminol. En este estudio se probaron siete ciclodextrinas diferentes a distintas concentraciones para determinar qué ciclodextrina, y en qué cantidad, produciría la mejor mejora de la quimioluminiscencia. Las mediciones de quimioluminiscencia se realizaron con el quimioluminómetro para todos los discos.
Resultados de la ciclodextrina:
De las siete ciclodextrinas examinadas, la monocloro-triazinly-β-ciclodextrina (MCT-β- CD) fue la que produjo el mejor aumento de intensidad. Se encontró que una concentración de MCT-β-CD de 15mM era óptima para el aumento de la intensidad de la quimioluminiscencia. El MCT-β-CD resultó ser más eficaz que el luminol solo, es decir, el método de Weber, incluso cuando la sangre estaba más diluida.
- En este estudio también se realizaron experimentos para comprobar la teoría del efecto de la desnaturalización de la hemoglobina en la quimioluminiscencia y el efecto de la urea en la hemoglobina. Esto verificó el razonamiento detrás del uso de la urea como un proceso de pretratamiento que reduce los falsos positivos.
- La monocloro-triazinly-β-ciclodextrina (MCT-β-CD), a una concentración de 15mM, puede utilizarse para aumentar la intensidad de la quimioluminiscencia.
- El pretratamiento con urea 8M puede aumentar el tiempo y la intensidad de la quimioluminiscencia.
- El pretratamiento con urea 8M puede eliminar los falsos positivos debidos al hipoclorito de sodio, es decir, a la lejía.
- La desnaturalización, o degradación, de la proteína de la hemoglobina parece contribuir al aumento de la quimioluminiscencia.
Relevancia :
El luminol es un método común de identificación de la sangre, sin embargo, no está exento de defectos y puede ser mejorado.
Posibles conclusiones :
Aunque el luminol es una herramienta común para la identificación de la sangre en el campo, la prueba está sujeta a falsos positivos debido a la lejía, un artículo doméstico popular. Se pueden introducir mejoras para aumentar la utilidad y la eficacia del luminol y mitigar el impacto de los falsos positivos. La urea y ciertas ciclodextrinas, como la MCT-β-CD, pueden potenciar la quimioluminiscencia, haciendo del luminol una herramienta más útil.
Resumen jurídico: Mejora de la detección de sangre con luminol en el ámbito forense (Steve Krejci)
Desde el punto de vista de un abogado, determinar si se utilizó luminol en un caso es una cuestión crítica por varias razones. En primer lugar, el luminol no reacciona sólo con la sangre. El hierro de la sangre, y no sólo el de la sangre humana, es el que reacciona con el luminol para emitir luz.1 Por tanto, no sólo cualquier sangre animal desencadenará dicha reacción, sino que otros elementos pueden catalizar, o acelerar, la reacción y hacer que se emita luz. Este es el caso de la lejía, el cobre, la orina, las heces y el rábano picante.2, 3, 4 Por lo tanto, el uso del luminol para sacar conclusiones sobre las salidas de la escena del crimen, los movimientos de las personas y los intentos de limpieza de las escenas del crimen puede ser rebatido con explicaciones completamente inocentes. En segundo lugar, si se detecta sangre y se analiza posteriormente, el luminol se convierte en un contaminante que hay que tener en cuenta. Sin embargo, el uso del luminol no excluye la posibilidad de un análisis posterior del ADN5.
Sources :
- The Chemistry of Bluestar Forensic, BLUESTAR FORENSIC, available at http://www.bluestar- forensic.com/gb/bluestar-chemistry.php, (last accessed Nov. 8, 2016).
- High Intensity Chemiluminescence ELISA Substrate, HAEMOSCAN, available at: https://www.haemoscan.com/products/lum-substrate/, (last accessed Nov. 8, 2016).
- Luminol (Blood), BUREAU OF CRIMINAL APPREHENSION: A DIVISION OF THE MINNESOTA DEPARTMENT OF PUBLIC SAFETY, available at https://dps.mn.gov/divisions/bca/bca-divisions/forensic-science/Pages/forensic-programs-crime-scene.aspx, (last accessed Nov. 8, 2016).
- Marek Ples, Chemiluminescence Luminol Activated Ferricyanide, WEIRD SCIENCE, available at https://weirdscience.eu/Chemiluminescencja%20luminolu%20aktywowana%20%C5%BCelazicyjankiem.html , (last accessed Nov. 8, 2016).
- Gross, A. M. et al. “The effect of luminol on the presumptive tests and DNA analysis using the polymerase chain reaction.” Journal of Forensic Science, 1999, 44, p 837.
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