Amélioration de la détection du sang à l’aide de luminol dans la criminalistique
Revue : Améliorer la détection du sang au luminol en médecine légale
Florida Forensic Science : 01.03.2017
(Emily C. Lennert)
Article à revoir :
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.
Mots clés : sérologie, sang, luminol, chimiluminescence, intensité, hémoglobine, urée, cyclodextrine, eau de Javel, oxydation, dénaturation, méthode de Weber, solution de Weber.
Clause de non-responsabilité : Les opinions exprimées dans cette revue sont une interprétation de la recherche présentée dans l’article. Ces opinions sont celles de l’auteur du résumé et ne représentent pas nécessairement la position de l’Université de Floride centrale ou des auteurs de l’article original.
Résumé :
Le luminol est une méthode courante d’identification préliminaire du sang. Bien qu’il existe d’autres types de tests de présomption pour l’identification du sang, le luminol reste une méthode fréquemment utilisée dans le monde entier. Cela est dû en partie à sa capacité à être utilisé pour dépister la présence de sang sur de grandes surfaces. Cependant, malgré sa popularité, le luminol présente des inconvénients bien connus, tels que son manque de spécificité, qui peut conduire à des indications faussement positives de la présence de sang, et la nécessité de réaliser le test dans l’obscurité totale pour obtenir les meilleurs résultats.
La méthode de Weber est un protocole courant pour la préparation d’une solution de luminol fonctionnelle. En général, le luminol est dissous dans de l’hydroxyde de sodium pour créer une solution mère de luminol. Ensuite, une « solution de travail » est préparée en combinant la solution de luminol avec de l’hydroxyde de sodium supplémentaire, du peroxyde d’hydrogène et de l’eau purifiée. La solution de travail peut ensuite être pulvérisée sur des surfaces pour tester la présence de sang. Un résultat positif au luminol se traduit par l’émission d’une lumière bleue, un processus appelé chimiluminescence. L’intensité et la durée de la chimiluminescence peuvent dépendre de ce à quoi le luminol réagit, c’est-à-dire le sang ou l’eau de Javel, ainsi que de la quantité du réactif, ce qui signifie que des échantillons plus concentrés produiront une chimiluminescence plus intense. En raison de la variabilité du temps et de l’intensité de la chimiluminescence, celle-ci ne peut pas indiquer de manière fiable à quoi le luminol réagit. Cependant, l’augmentation du temps et de l’intensité de la chimiluminescence reste un objectif pour les chercheurs, car elle permettra aux enquêteurs de la scène de crime de visualiser plus clairement les résultats positifs. Le luminol subit un processus chimique appelé oxydation qui, dans le cas du luminol, se termine par la libération d’énergie qui peut être vue sous forme de lumière visible, c’est-à-dire la chimiluminescence. L’hémoglobine, une protéine présente dans le sang, favorise l’oxydation du luminol. Lorsque le sang et le luminol entrent en contact, l’hémoglobine accélère l’oxydation du luminol et produit la chimiluminescence qui indique la présence de sang.
Deux questions relatives au luminol présentent un intérêt particulier dans le cadre de cette recherche. Le premier est l’intensité et la durée de la chimiluminescence ; cette recherche vise à augmenter à la fois la durée et l’intensité, et le second est d’éliminer les faux positifs causés par l’hypochlorite de sodium, c’est-à-dire l’eau de Javel. Le second objectif est plus difficile à atteindre car l’eau de Javel est également un oxydant puissant et entraîne une réponse chimiluminescente en l’absence de sang . Tout d’abord, des disques de fibres absorbantes de 5 mm de diamètre ont été imbibés de 20μL de sang humain. Ensuite, des dilutions du sang sur les disques ont été réalisées allant de 1:1 à 1:100 000. L’ensemble des disques a été placé dans les puits de plaques à 96 puits. 40μL de la solution de travail de luminol, préparée selon la méthode de Weber, ont été ajoutés à chaque disque. Les mesures de chimioluminescence ont été effectuées à l’aide d’un lecteur de plaques, le chimiluminomètre, qui a mesuré l’intensité de la lumière 17 secondes après l’ajout de la solution de travail.
Expériences sur l'urée :
Pour certains disques, une solution d’urée 8M a été utilisée pour prétraiter les disques imbibés de sang pendant 20 minutes avant l’ajout de la solution de travail. L’urée a été utilisée pour dénaturer partiellement, ou décomposer, l’hémoglobine afin d’améliorer les propriétés chimiques de la réaction. Les auteurs ont supposé que, si les propriétés chimiques de l’hémoglobine pouvaient être améliorées, l’intensité et la durée de la chimiluminescence seraient plus importantes. Des disques supplémentaires ont été préparés sur lesquels une solution d’hypochlorite de sodium à 30 % a été appliquée sur les disques imbibés de sang avant le prétraitement à l’urée.
Résultats de l'urée :
Les disques traités à l’urée ont produit une chimiluminescence de plus forte intensité pour tous les niveaux de dilution du sang que le luminol seul. De plus, l’intensité supérieure a été maintenue pendant au moins 100 secondes, comme le montre la figure 3(c) de l’étude. Pour les disques traités uniquement à l’eau de Javel, le prétraitement à l’urée aurait éliminé le faux positif résultant de la réaction du luminol avec l’eau de Javel. La figure 6 de l’étude montre la décomposition chimique de l’eau de Javel en présence d’urée. Pendant la période de prétraitement de 20 minutes, l’urée décompose les molécules d’hypochlorite de sodium. Ensuite, lorsque la solution de travail au luminol est appliquée, la chimiluminescence qui se produit est due à la présence de sang uniquement, plutôt qu’aux molécules d’hypochlorite de sodium (eau de Javel), qui n’existent plus. Bien que l’intensité de la chimiluminescence due à la présence de sang dans l’échantillon traité à l’urée soit faible par rapport à un échantillon de sang seul, un résultat positif peut toujours être détecté.
Expériences sur les cyclodextrines :
Sur d’autres disques, les cyclodextrines ont été ajoutées après l’ajout de la solution de travail. Les cyclodextrines sont des molécules cycliques à base de sucre, et l’étude rapporte que des études précédentes avaient utilisé certains types de cyclodextrines pour améliorer l’intensité et le temps de chimioluminescence par le luminol. Cette étude a testé sept cyclodextrines différentes à des concentrations variables, afin de déterminer quelle cyclodextrine, et quelle quantité, produirait la meilleure amélioration de la chimiluminescence. Des mesures de chimiluminescence ont été effectuées à l’aide du chimiluminomètre pour tous les disques.
Résultats de la cyclodextrine :
Parmi les sept cyclodextrines examinées, la monochloro-triazinly-β-cyclodextrine (MCT-β- CD) s’est avérée produire le meilleur renforcement de l’intensité. Une concentration de MCT-β-CD de 15mM s’est avérée optimale pour l’amélioration de l’intensité de la chimioluminescence. Le MCT-β-CD s’est avéré plus efficace que le luminol seul, c’est-à-dire la méthode de Weber, même lorsque le sang était plus dilué.
Faits scientifiques :
- Des expériences ont également été menées dans le cadre de cette étude pour vérifier la théorie de l’effet de la dénaturation de l’hémoglobine sur la chimiluminescence et l’effet de l’urée sur l’hémoglobine. Cela a permis de vérifier le raisonnement derrière l’utilisation de l’urée comme processus de prétraitement qui réduit les faux positifs.
- La monochloro-triazinly-β-cyclodextrine (MCT-β-CD), à une concentration de 15mM, peut être utilisée pour augmenter l’intensité de la chimiluminescence.
- Le prétraitement avec de l’urée 8M peut augmenter le temps et l’intensité de la chimiluminescence.
- Le prétraitement avec de l’urée 8M peut éliminer les faux positifs dus à l’hypochlorite de sodium, c’est-à-dire l’eau de Javel.
- La dénaturation, ou la dégradation, de la protéine hémoglobine semble contribuer à l’augmentation de la chimiluminescence.
Pertinence :
Le luminol est une méthode courante d’identification du sang, cependant, elle n’est pas sans défaut et peut être améliorée.
Conclusions potentielles :
Bien que le luminol soit un outil courant pour l’identification du sang sur le terrain, le test est sujet à des faux positifs dus à l’eau de Javel, un article ménager populaire. Des améliorations peuvent être apportées pour accroître l’utilité et l’efficacité du luminol et atténuer l’impact des faux positifs. L’urée et certaines cyclodextrines, comme le MCT-β-CD, peuvent améliorer la chimiluminescence, faisant du luminol un outil plus utile.
Résumé juridique : Améliorer la détection du sang au luminol en médecine légale (Steve Krejci)
Du point de vue d’un avocat, déterminer si du luminol a été utilisé dans une affaire est une question cruciale pour plusieurs raisons. Tout d’abord, le luminol ne réagit pas uniquement avec le sang. Le fer présent dans le sang, et pas seulement dans le sang humain, est ce qui réagit avec le luminol pour émettre de la lumière.1 Ainsi, non seulement tout sang animal déclenchera une telle réaction, mais d’autres éléments peuvent catalyser, ou accélérer, la réaction et entraîner l’émission de lumière. C’est le cas de l’eau de Javel, du cuivre, de l’urine, des matières fécales et du raifort.2, 3, 4 Par conséquent, l’utilisation du luminol pour tirer des conclusions sur les sorties des scènes de crime, les mouvements des personnes et les tentatives de nettoyage des scènes de crime peut faire l’objet d’un contre-interrogatoire sur des explications totalement innocentes. Deuxièmement, si du sang est détecté et analysé par la suite, le luminol devient un contaminant dont il faut tenir compte. Toutefois, l’utilisation du luminol n’entravera pas la possibilité de procéder à une analyse ultérieure de l’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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