Metode de examinare microscopica

Metode de examinare microscopica

Examinarea optica. Investigatiile criminalistice de laborator impun folosirea de metode sau mijloace tehnico-stiintifice necesare atat vizualizarii sau revelarii unor detalii caracteristice, pe baza carora se poate desfasura procesul de identificare a persoanelor si obiectelor, cat si efectuarii determinarilor calitative si cantitative.

Se stie ca sub 1mm acuitatea vizuala a ochiului se reduce considerabil, in cel mai bun caz ea nedepasind 1/10mm¹. Potrivit calculelor efectuate pana in prezent, in cazul vederii monoculare puterea de separare sau de rezolutie a ochiului nostru este de cca. 0,075mm, iar in ipoteza vederii binoculare, nu mai pot fi percepute spatial obiecte sau detalii situate la un interval mai mic de 0,1mm². Din aceasta cauza este firesc sa se apeleze la instrumente care sa faca vizibile caracteristicile existente dincolo de limitele mentionate.

Lupa. Lupa este cel mai simplu instrument optic de marit care nu trebuie sa lipseasca din nici o trusa sau laborator de criminalistica. Ea este folosita curent pentru descoperirea urmelor la fata locului, precum si in examinarea initiala a mijloacelor materiale de proba (diverse obiecte sau instrumente, inscrisuri falsificate etc.). Principalele categorii de lupe utilizate in criminalistica sunt: lupele simple, formate dintr-o singura lentila convergenta si lupele compuse, alcatuite dintr-un sistem convergent de lentile.

Microscopul optic. Microscopul este un instrument optic, de cercetare, fara de care nu poate fi conceputa examinarea urmelor si nici desfasurarea procesului de identificare. Din punct de vedere constructiv, microscoapele se compun din doua parti prin-cipale: partea optica si partea mecanica, carora li se adauga diverse accesorii, printre cele mai importante fiind dispozitivele de iluminare si de microfotografiere.

Partea optica a microscopului este formata dintr-un obiectiv si un ocular. Fiecare dintre ele se defineste prin anumite caracteristici optice de care se tine seama in stabilirea modalitatilor de examinare. De exemplu, caracteristicile obiectivului microscopului sunt urmatoarele :

a    grosismentul, sau puterea de marire a obiectivului care poate ajunge la 120x, fiind indicat pe acesta (lOx, 25x etc.);

b apertura, respectiv unghiul maxim sub care razele de lumina patrund in obiectiv; c puterea de rezolutie, care exprima capacitatea de distingere a unui numar cat mai mare de detalii (rezolutie), indicata printr-un numar zecimal (0,15; 0,30 etc.); d claritatea, ea fiind direct proportionala cu luminozitatea obiectivului etc.

Partea mecanica a microscopului se compune din tubul mecanic care sustine ocularul, revolverul in care se monteaza obiectivele, un stativ si o masa cu dispozitive de deplasare grosiere, talpa de sustinere a microscopului .In constructia microscoapelor moderne, asa cum sunt ele folosite si in laboratoarele criminalistice, intalnim o multitudine de accesorii pentru examinari complexe, asupra carora nu ne oprim.

Sistemele de iluminare in microscopia optica isi au, de asemenea,importanta lor specifica atat in cercetarea propriu-zisa, cat si in efectuarea de microfotografii. Astfel, pentru iluminare se folosesc trei sisteme principale: iluminarea laterala sau incidenta, iluminarea prin obiectivul microscopului si, in fine,prin lumina transmisa.

Metode curente de cercetare in microscopie. Dintre principalele modalitati de cercetare in microscopie, inclusiv in examinarile microscopice criminalis­tice, amintim urmatoarele:

a. Vizualizarea in camp luminos a obiectelor opace si transparente, destinata cercetarilor traseologice, ale urmelor biologice, ale altor urme de natura organica sau anorganica s.a.;

b. Vizualizarea in camp intunecat, mai ales pentru observarea bacteriilor vii ori
celulelor care nu pot fi colorate, necesara, de pilda, identificarii naturii sau zonei din care pot proveni anumite urme biologice;

c. Ultramicroscopia, prin care pot fi depistate substante in stare coloidala (vezi cercetarea resturilor de sol sau praf de dimensiuni foarte fine. De subliniat ca prin ultramicroscopie se depisteaza numai existenta obiectului, nu si imaginea lui;

d.Contrastul de faza, metoda folosita in cercetarea micropreparatelor fara
structura, care se cerceteaza in vitro, cum sunt unele urme de natura organica;

e. Polarizarea, metoda intalnita in examinarea unor substante optice active, care
au deci proprietatea sa roteasca planul de polarizare a luminii, de tipul celor care contin nicotina, zaharuri, unele elemente de natura toxica etc.

Tipuri de microscoape optice folosite in laboratoarele criminalistice

Stereomicroscopul Alaturi de microscopul clasic de cercetare, stereomicroscopul are o larga utilizate in examinarea optica a mijloacelor materiale de proba, el permitand examinarea in relief a suprafetei obiectului. Frecvent, cu acesta se efectueaza examinarea initiala a obiectului, pentru sesizarea caracteristicilor de baza si determinarea modului de cercetare ulterioara.Sistemul optic al stereomicroscopului se compune din doua objective si doua oculare, perceperea imaginii facandu-se din doua unghiuri diferite, egale cu paralaxa stereoscopica a ochilor.

Microscopul comparator.Microscopul comparator, a carui paternitate
apartine in principal criminalistilor, are sistemul optic alcatuit din doua obiective si
un singur ocular, impartit in doua campuri. Imaginile celor doua obiecte de compa-
rat, obtinute prin intermediul obiectivelor, sunt alaturate printr-un sistem de prisme
in ocularul microscopului, compararea realizandu-se prin stabilirea continuitatii
liniare. Este necesar ca cele doua obiective sa aiba caracteristici identice; obiectele cercetate sunt asezate in aceeasi pozitie; iluminarea se realizeaza cu surse de lumina de acelasi tip si avand o intensitate egala¹.

Microscopul de polarizare.Microscopul de polarizare ofera posibilitati
de cercetare mai largi, servind nu numai la observarea obiectelor dar chiar la efec­
tuarea unor determinari calitative de elemente aflate in compozitia unor corpuri
aparent omogene sau asemanatoare'. Astfel, el este intalnit la examinarea
trasaturilor de cerneala si creion, a hartiei, a fibrelor textile, a firului de par, a ur­
melor sub forma resturilor de materiale, a microurmelor s.a.³.

Urmatoarele de criminalistica mai sunt Intrebuintate si altc tipuri de aparate, dintre care mentionam:

- Microscoapele de cercetare in radiatii invizibile ultraviolete si infrarosii, destinate in special examinarii falsurilor in inscrisuri, a urmelor suplimentate ale tragerilor cu armele de foc, precum si a unor categorii de urme biologice.

Microscoapele pentru masurarea dimensiunilor liniare sau a valorilor unghiulare, care nu se deosebesc principial de microscoapele universale, dar dispun de accesorii necesare efectuarii cercetarii metrologice. De exemplu, cu un astfel de microscop pot fi masurate caracteristicile ghin-turilor unei arme, dupa urmele lasate pe proiectile.

Microscoapele pentru controlul rugozitatii suprafetelor. Acest instrument isi gaseste aplicatii in criminalistica la cercetarea microreliefului obiectelor purtatoare de urme, ale instrumentelor de spargere. Capacitatea de marire a acestor instrumente este suficient de mare pentru a se putea releva detalii sau denivelari de ordinul milimicronilor¹.

Microscoapele electronice. Aprofundarea investigatiilor destinate relevarii unor detalii sau elemente caracteristice deosebit de fine, practic invizibile prin mi-croscopia optica, a facut necesara introducerea §i in criminalistica a tehnicilor moderne de vizualizare, de tipul microscoapelor electronice.Microscopul electronic are o constructie analoaga microscopului optic, in locul razelor de lumina el folosind un fascicul de electroni. Partile sale principale sunt: sursa de electroni (tunul electronic), lentilele electronice (electro-magnetice sau electrostatice), lendle condensor si obiectiv, precum si ecramd fluo­rescent de observare .Microscopul electronic prin transmisie. Microscoapele din aceasta categorie permit vizualizarea structurilor interne, prin intermediul electronilor transmisi prin structuri subtiri ale probelor. Avantajele prezentate de acest tip de microscopic constau in :

Posibilitatea vizualizarii structurii interne a probelor examinate.

- Capacitatea de rezolutie, care este de ordinul distantelor interatomice (1,4-3.10¹⁰mm).

- Posibilitatile mari de evaluare si identificare a elementelor de structura sau a morfologiei microparticulelor.

- Puterea de marire, ce depaseste lOO.OOOx.

Microscopul electronic cu baleiaj ('scanning'). Este o tehnica socotita complementara microscopiei electronice prin transmisie, care s-a dovedit, in ultimul timp, deosebit de valoroasa In investigatiile criminalistice de laborator. In expertiza unor urme fiziologice (sperma, saliva), a firului de par, precum si a urmelor de afumare, tipice tragerilor cu armele de foe, se pare ca ea va deveni de nelnlocuit'.

Principalele avantaje ale M.E.B., in comparatie cu cele ale microscopiei elec­tronice prin transmisie, sunt urmatoarele:

a. Posibilitatea investigarii unor probe masive, fara o pregatire tehnica speciala si fara distrugere termicd deosebita, chiar in ipoteza probelor biologice;

b. Claritatea mare in profunzime (cca 0,8mm), conjugata cu posibilitatea realizarii unei imagini aparent spatiale;

c. Gama puterii de marire este foarte mare, ea putand varia Intre 20x si 50.000x, iar In situatii speciale sa depaseasca lOO.OOOx, fara ca aceste grosismente sa afecteze calitatea imaginii.

Metode de analiza spectrala

Raportat la modul de obtinere a spectrului, instrumentele de analiza se impart, in principal, in aparate spectrale cu prisma si aparate spectrale cu retea. Primele se bazeaza pe fenomenul de dispersie a luminii, iar celelalte pe dispersia de catre o retea de difractie².

Pe langa dispozitivul de obtinere a spectrului, aparaful spectral mai are urmatoarele parti componente mai importante: o sursa de luinina (cum sunt arcul electric sau diverse tuburi incandescente) si un dispozitiv de observare sau inregistrare a spectrului.

Dupa modalitatile de inregistrare a rezultatelor analizei, aparatele spectrale se impart in spectrografe, la care spectrul este inregistrat pe un material fotosensibil, in spectroscoape, in care observarea se face cu ochiul liber si spectrometre acestea permitand si masurarea intensitatii liniilor spectrale.

Avantajele analizelor spectrale, in diversele lor variante, asa cum se folosesc in cercetarile criminalistice, sunt multiple. In esenta, trebuie retinute urmatoarele:

a. Analiza spectrochimica se caracterizeaza prin precizie, sensibilitate si rapiditate.

b. Pentru efectuarea ei nu sunt necesare cantitati mari de substanta, uneori fund suficiente cantitati infime, de genul celor intalnite in microurme.

c. Analiza spectrala este indispensabila in numeroase domenii ale criminalisticii, cum ar fi cercetarea urmelor-materie (organica sau anorganica) sau a resturilor de materiale intalnite, spre pilda, in incendii, accidente de circulate, in cercetarea urmelor tragerilor cu armele defoc, afahurilor, etc.¹.

Analiza spectrala prin emisic. Analiza spectrala prin emisie se efectueaza prin excitarea mostrei in flacara, in arc electric sau in scanteie, ultima avand cea mai inalta temperatura de excitatie (cca. 10.000°C) si este destinata atat determinarilor calitativc cat si celor cantitative. In functie de temperatura sursei si de nivelul de excitare, spectrele se pot manifesta in diverse domenii ale radiatiei electromag-­
netice, Incepand cu infrarosul si terminand cu ultravioletul².

Determinarile calitative presupun identificarea unuia sau mai multor elemente chimice aflate in amestec, pe baza spectrelor atomice sau ionice aparute sub forma unor linii distincte, emise la temperaturi care determina disocierea com-binatiilor chimice ale elementelor din mostra cercetata. Natura elementului este stabilita cu ajutorul liniilor spectrale celor mai intense, mai persistente, asa-numitele linii ultime .

Determinarile cantitative sunt destinate stabilirii concentratiei unui ele­ment dintr-o proba, in functie de intensitatea radiatiei spectrale emise de atomii lui. Observarea sau inregistrarea spectrelor se face atat cu ochiul liber (limitat, fireste, numai la radiatia vizibila), cat si cu mai multe tipuri de receptori, cum sunt, de exemplu, peliculele fotografice, fotoelementele, celulele fotoelectrice etc. Privitor la analiza spectrala prin emisie, fata de avantajele pe care le prezinta, trebuie sa atragem atentia si asupra unui anumit neajuns, constand in faptul ca aceasta metoda are un caracter distructiv.

Analiza spectrala prin absorbtie. Analiza spectrala prin absorbtie este o
metoda caracterizata printr-un inalt grad de sensibilitate, deseori superior analizei
spectrale prin emisie si indispensabila in analiza lichidelor (organice sau anorganice), a
corpurilor amorfe, a cristalelor sau a unor probe ce contin peste trei elemente chimice
care se manifesta in aceeasi regiune a spectrului.

Variante ale analizei spectrale de absorbtie. In analizele criminalistice de laborator, alaturi de spectroscopia prin absorbtie in radiatii vizibile sau ultraviolcte, se folosesc si alte variante ale acestei metode. Printre cele mai modcrne si mai adecvate scopurilor urmarite de organele judiciare se numara:

Spectrofotometria in radiatii infrarosii, reprezinta o metoda cu posibilitati largi de investigare stiintifica si, in prezent, aproape de nelnlocuit in analiza asa numitelor urmelor materie, de tipul unnelor de produse petroliere sau lubrifianti, a cosmeticelor, vopselelor si substantelor dizolvante, adezivilor, cauciucurilor.

Spectrometria de masa este o metoda analitica moderna de analiza structurala.
Pentru efectuarea acestui gen de examinare, de mare finete, este necesara, in prealabil, o fractionare sau preseparare a urmelor-materie prin cromatografie pe coloana, sau in strat
subtire. Prin spectrometria de masa pot fi identificati compusi de naturd toxicologica, compararea spectrelor putandu-se realiza pe cale computerizata. De asemenea, pot fi analizate untie biologice, stabilindu-se prezenta in ele a unor produse tranchilizante. Analiza este utila si in cazul unnelor de incendiu sau a produselor petroliere, cu condi-tia ca ele sa nu fie contaminate chimic³.

Spectroscopia de absorbtie atomica este, la randul ei, una dintre cele mai noi si mai valoroase metode de spectroscopic calitativa si cantitativa. Metoda desi nu se deosebeste principial de metodele amintite anterior, in care curba speci­fica de absorbtie era masurata cu un fascicul relativ monocromatic - are drept modalitate esentialS de investigare tehnica un fascicul de o mare puritate spectrala, obtinut cu un monocromator caracterizat printr-o deosebit putere de rezolutie .

Alte metode de analiza spectrala. Gama metodelor de analiza spectrala este astazi foarte diversa, alaturi de metodele mentionate mai sus, de metodele spectroscopiei de difuzie, aflandu-se si altele, deosebit de valoroase pentru investi-gatiile criminalistice de laborator. Dintre acestea, dorim sa mentionam pe acelea care reprczinta tclinici de varf ale analizei spectrale si care au Iargit posibilitatile de examinare a urmelor materie.

Spectroscopia in raze X, in care un loc particular il datitie difractia in
radiatii X, estc folosita cu succes la iclentificarea si studiul substantelor cristaline sau ale unor combinatii organice. Din multitudinea de urme descoperite si ridicate de la fata locului, unele, cum sunt, de exemplu, urmele de sol, de vopsea sau metale, pot fi supuse analizei roentgen structurale.

Microanaliza prin spectroscopie in radiatii X se efectueaza concomitent cu microscopia electronica cu baleiaj. Se apreciaza de catre specialist, ca volumul de substanta detectabil prin acest gen de analiza poate cobori sub 10-15, iar precizia evaluarii cantitative ajunge la ±1 la suta.

Microanaliza spectrala cu excitatie laser s-a impus recent in multe
domenii ale stiintei (medicina, biologie, metalurgie, mineralogie) datorita posibilitatilor oferite de emisia de tip laser de a evapora parti de cateva zeci de microni dintr-o proba, realizandu-se astfel 0 analiza spectrala de emisie. In criminalistica,metoda si-a gasit o aplicare imediata in cercetarea urnnelor de metale.

Metode cromatografice s-au impus datorita avantajelor pe care le prezinta in efectuarea analizelor de mare sensibilitate si specificitate, cum este cazul urmelor aflate in cantitati foarte mici sau avand o complexitate chimica ridicata, frecvent fiind utilizate in investigatiile bio-crimi-nalistice ale produselor alimentare, toxicelor sau stupefiantelor, materialelor de scriere (cerneala, tus etc.), dar si in cazul unor urme de sol³.

Cromatografia in strat subtire. Aceasta metoda consta in separarea amestecului
pe o placa de sticla, acoperita cu un strat subtire de absorbant (silicagel, alumina, silice s.a.), care absoarbe prin capilaritate componentii probei, transportati de solventi (faza mobila) si repartizati direct pe suprafata fazei stationare. Cromatografia in strat subtire prezinta avantajul unei relative simplitati tehnice, este o metoda rapida si are o capacitate de rezolutie buna. Asa se explica de ce este folosita frecvent si in criminalistica, cum ar fi in cercetarea cernelurilor de pe documentele presupuse a fi falsificate sau contrafacute.

Cromatografia in faza gazoasa (gazcromatografia).Procedeul este destul de laborios, el presupunand transformarea componentelor probei in gaze sau vapori, care sunt transportati
de un gaz inert printr-o coloana cromatografica. Identificarea lor se face la iesirea din coloana, prin intermediul unui detector, rezultatul aparand sub forma unei cromatograme . Gazcromatografia si-a dovedit pe deplin utilitatea in laboratoarele criminalis­tice, datorita nu numai sensibilitatii ei, dar si cantitatilor foarte mici de substanta pe care le solicita, specialistii afirmand ca sunt suficiente cantitati de ordinul nanogramelor.

Analiza prin luminescenta. Examinarea prin luminescenta se inscrie printre metodele utilizate curent in cercetarile criminalistice, uneori chiar la fata locului, datorita simplitatii, rapiditatii si sensibilitatii sale. Utilitatea metodei rezida si in faptul ca necesita cantitati sau concentratii foarte mici de substanta.

Analiza prin activare cu neutroni. Desi aparent simpla, ea se aplica in practica cu oarecare dificultate, necesitand folosirea unor tehnici de varf.

Metoda consta in iradierea probei sau substantelor cercetate, de regula, cu neu­troni. In urma acestei bombardari nucleare, componentele chimice care alcatuiesc proba, daca au avut atomi stabili, devin radioactive. Identificarea probei se efectu-eaza in reactori nucleari si acceleratoare de particule. Pentru detectia si masurarea radiatiilor se folosesc diverse tipuri de detectoare (contoare cu scintilatie, camere cu ceata etc.).

Metode combinate moderne de analiza Trendul ascendent al criminalitatii din ultimele decenii si, mai ales, gradul deosebit de periculozitate al unor infractiuni de genul traficului de droguri sau al terorismului a impus gasirea unor metode tehnice performante de analiza a unnelor acestor fapte. In special laboratoarele din Statele Unite si din Europa de Vest au in inceput, dupa anul 2000, sa aplice frecvent aceste tehnici.

Metodele combinate de analiza presupun imbinarea mai multor tehnici de examinare care sa ofere mai multe date despre urmele/probele in cantitate foarte mica, de genul microurmelor, reziduurilor infime de explozii, urme de droguri, chiar resturi umane s.a.

Dintre tehnicile combinate moderne aplicate in investigatiile criminalistice mentionam:

Accelerator circular de particule (cyclotron) masspectrometric (ICR-MS). Sistemul presupune introducerea ionilor din urma/proba de analizat Tntr-o camera cu electrozi. Ionii sunt dispusi intr-o forma circulars care serveste unor determinari spectrale mai precise si mai sigure. Sistemul este portabil si poate fi utilizat chiar in momentul cercetarii scenei infractiunii, aparatul actionand chiar si in cazul cantitatilor foarte mici de substantia.

Gazcromatograf - masspectrometrul miniatural (GC-MS). Sistemul permite detectarea si analiza de microurme, indiferent de starea de agregare (solida, lichida sau gazoasa). Analiza se realizeaza in urma fragmentarii moleculelor in ioni, ceea ce permite determinarea certa a naturii substantelor din urme. Vaporizarea si separarca microurmelor este efectuata in pirolizorul gazcromatografului, dupa care se efectueaza determinarea spectrometrica propriu-zisa. Aparatura, care este portabila, permite chiar analiza unor probe de aer, fund posibila inclusiv identificarea de persoane care s-au aflat intr-un anumit spatiu inchis, datorita vaporilor din respiratie sau stropilor de saliva de pe diverse suprafete (de aici si posibilitatea determinarii profilului A.D.N.)

Spectronietrul de masa cu laser. Cuplarea spectrometrului cu tehnica
laser (a se vedea si microanaliza spectrala cu excitatie laser) serveste la iradierea
substantelor de proba, ceea ce facilitcaza determinari spectale mai precise si mai
rapide. Sistemul permite de la analize de microurme la analize de urme de genul
firului de par.                        

Microlaboratorul chimic pentru detectarea gazelor Acesta este capabil sa iden-
tifice simultan sute de lichide §i gaze. Coloana cromatografica a unui CD miniatural (de
marimea unui bob de mazare) este capabila sa colecteze, sa concentreze si sa analizeze o
mostra chimica cu greutate mai mica decat o singura bacterie;

Folosirea roboticii si a sistemelor inteligente Sistemul este destinat de-tectarii explozibililor (inclusiv a celor plasati sub apa), a narcoticelor si agentilor biochimici, precum si neutralizarii acestora;

Sistemele microcomputerizate si chip-urile de incriptare. Acestea sunt de 10 ori mai rapide decat cele folosite in prezent, avand la suprafata senzori pentru detectarea agentilor biologici, inclusiv pentru depistarea rapida a naturii lor.

Dezvoltarea nano-tehnologiei. Se preconizeaza producerea unor senzori (clustere) moleculari cu dimensiuni cuprinse Intre 1 si 100 de nanometri (un fir de par uman are grosimea de 10.000 de nanometri). Biosenzorii, care folosesc ele-mente moleculare similare cu cele gasite in celulele vii, sunt creati special pentru a avertiza asupra urmelor de arme chimice sau biologice.

Destinate, in primul rand, combaterii actelor teroriste, tehnicile sau sistemele mentionate asigura, pe langa o precizie mare in determinarile biochimice si o reducere scmniiicativa a tinipului in care pot fi realizate investigatiile de laborator necesare in multe cauze penale.