Náčrt předmětu FOC: Forenzní chemie

Náčrt předmětu FOC: Forenzní chemie
Jiří Drábek
Katedra biochemie PřF UP
13.11.2006
Forum
Starořímské místo setkání kupců,
politiků, učenců a občanů k projednání
právních věcí.
z Forenzní – týkající se práva, soudní.
z
1
Definice forenzní chemie
Použití znalostí a metod z biochemie,
anorganické, organické, analytické a
fyzikální chemie pro získávání důkazů
použitelných u soudu.
z Součást kriminalistiky – forenzní vědy:
z
– jak a kdy zemřel tento člověk?
– patří krev na místě činu podezřelému?
– bylo neobvyklé chování způsobeno
intoxikací?
Poučky
Hodnota markanty je dána její
vzácností.
z Locardův princip: kontakt zanechá
stopu.
z Potvrzení kontaktu může být
usvědčující.
z Neexistují dva shodné
předměty/osoby.
z
2
Základní kriminalistická služebna
z
z
z
z
z
z
z
Sběr důkazů na místě činu (Crime Scene
Investigation, CSI)
Fotografická evidence
Banka důkazů
Laboratoř
Sir Arthur Conan Doyle: Sherlock Holmes
1923 Los Angeles: 1. kriminalistická
laboratoř
1929 Chicago: 1. soukromá laboratoř (Dr.
Calvin Goddard)
Nechemické znalectví
v kriminalistice
Analýza nezákonných počítačových
operací
z Soudní lékařství
z Psychologický profil a psychiatrický
posudek
z ...
z
3
Chemické znalectví v kriminalistice
Organická analýza
Plynová chromatografie
z Spektrometrie
z Hmotnostní spektroskopie
z Iontová chromatografie
z Kapilární elektroforéza
z
4
Anorganická analýza
Emisní spektrum prvků
z Atomová absorpční spektrofotometrie
z Rentgen
z
Fyzikálně-chemická analýza
z
z
z
z
z
z
z
z
Mikroskop
Otisky prstů
Zbraně
Analýza dokumentu
a hlasu
Sklo
Půda
Vlákna a vlasy
Barviva
5
Analýza požáru
Oheň
z Žhářství
z Urychlovače
z Střelný prach
z
Výbušniny
Trubkové bomby
z Zbraně hromadného ničení
z
6
Drogy
z
z
z
z
z
z
z
z
Závislost
Alkohol
Narkotika
Halucinogeny
Antidepresiva
Stimulancia
Klubové drogy
Anabolické steroidy
Forenzní fotografie
Digitální fotoaparát
z Scéna, makrofotografie,
mikrofotografie
z
7
Forenzní sérologie
z
z
Krevní skupiny
Analýza rozprostření krevních skvrn
Identifikace pomocí DNA
z
z
z
z
z
z
z
Každá osoba je originál: 0,1% nukleotidů je
variabilních
Nemění se v průběhu života
Stejná v každé buňce
Snadno dosažitelná
Snadno skladovatelná
Vysoká diskriminační síla
Splňuje Mendelovy zákony a HardyWeinbergovu rovnováhu
8
Obecná procedura
Klasifikace případu
z Sběr vzorků z místa činu
z Analýza
z Věrohodnostní poměr a Bayesův
teorém
z Posudek
z Svědčení u soudu
z
Konkrétní příklad
z
z
Miliardář Larry Hillblom se zabil při pilotování
letadla
Dědictví 600 milionů dolarů
9
Klasifikace případu
z
Identifikace lidí
– kriminální případy: důkaz a podezřelý
– historické pátrání
– zmizelé osoby
– hromadná neštěstí: puzzle
– vojenská psí známka
– databáze zločinců
– určování otcovství.
Plán analýzy
Získat biologický vzorek Larry Hillbloma,
vzorky 4 matek a jejich dětí
z Provést vyšetření mikrosatelitů
z Pomocí věrohodnostního poměru a
Bayesovy věty vypočítat
pravděpodobnost otcovství k jednotlivým
dětem.
z
10
Skutečnost
Hillblom pohřben bez odběru vzorku.
z Žádný člen-dědic rodiny Hillblomů
neposkytnul biologický vzorek.
z Archivovaná vyoperovaná piha se
ztratila v nemocnici San Francisco.
z Místa pobytu Hillbloma byla sanována.
z
Poučka
z
Nepodceňuj soupeře!
11
Sběr vzorků
z
z
z
Krevní skvrna
Vlasy, chlupy
Výtěr ústní dutiny
Sběrná výbava
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
z
Páska k ohraničení území
Fotoaparát
Tužky, papír, podložka pro nakreslení scény
Jednorázové ochranné oblečení, masky, rukavice
Baterka, laser, UV, infračervené světlo
Lupa
Pinzeta a vata
Papírové a plastové sáčky, zkumavky
Souprava pro otisky prstů (karty, argentorát a jiné
prášky, luminol, kafr, kyanoakrylát, inkoust, páska)
Souprava pro odlévání stop (Lukopren)
Sérologická souprava
Entomologická souprava
Hazmat souprava
Souprava pro stopy po znásilnění
12
Poučka
z
Značkuj, zapisuj, ověřuj, drž se standardů,
jinak tě drahý právník rozcupuje!
O.J.Simpson fakta
z
z
z
z
z
Orenthal James Simpson, milionář – v dětství člen
pouličního gangu Persian Warriors a byl zavřen do
polepšovny.
Hráč amerického fotbalu. Po ukončení sportovní
kariéry se uplatnil jako herec. Terminátora nehrál jen
proto, že vypadal příiš hodný.
Bil svou druhou manželku Nicole BrownSimpsonovou, a proto byli separováni a v roce 1992
rozvedeni.
V roce 1994 bývalá manželka a její přítel Ronald
Goldman byli zavražděni.
Nicole říkala, že se OJ Simpsona dále bojí, protože jí
přísahal, že ji zabije, pokud ji uvidí s jiným mužem.
13
...fakta
z
z
z
z
z
z
z
z
Na místě činu bylo pět kapek krve vlevo od otisku boty Bruno Magli
číslo 12 a rukavice Aris Isotoner.
O.J. má boty Bruno Magli číslo 12, měl zraněný levý prst a krev na
místě činu patřila jemu (DNA testy). O zraněná prstu podal několik
protiřečících si vysvětlení.
Krev oběti byla nalezena v autě, na ponožkách a na druhé rukavici z
páru Aris Isotoner za domem obžalovaného.
Simpsonův vlas byl nalezen na Goldmanovi, přestože se s ním nikdy
neměl setkat.
Ztracené klíče od domu Nicole bylyu nalezeny u OJ Simpsona.
Po telefonickém oznámení o vraždě bývalé manželky, se kterou má
dvě děti, se neptal, jak se to stalo – jen oznámil, že přiletí z Chicaga
do LA.
Po telefonickém oznámení o vraždě rodičům a sestře Nicole byla
jejich první reakce: „OJ did it.“
Před výslechem napsal sebevražedný dopis na rozloučenou a pokusil
se utéct za hranice. Při prvním výslechu se přiznal.
Obžaloba O.J.Simpsona
Procedurální chyby: případ byl tak
jasný a jednoznačný, že svou práci
provedla policie nedůsledně
z Běloši
z
14
Obhajoba O.J.Simpsona
Hvězdný tým obhájců (Dream Team)
z Znalec využitý obhájci byl Dr. Henry
Lee:
z
– „There is something wrong with the DNA
evidence ...“
– „There are three shoe imprints on the
crime scene that did not match the Bruno
Magli shoes.“
– „I am sorry I ever got involved in the
Simpson case.“
Verdikt: nevinen
z
z
z
z
Zkorumpovanost? Pozitivní diskriminace?
Chyby v postupu?
In the February 1998 issue of Esquire
Magazine Simpson was quoted as saying,
"Let's say I committed this crime… Even if I
did this, it would have to have been because
I loved her very much, right?„
Další teorie: drogy, syn
U civilního soudu seznán vinným.
15
Analýza
Izolace DNA
chromosom
jádro buňky
dvoušroubovice
DNA
16
Poučka
z
Kontaminace je horší než Vítězný únor!
Kvantifikace DNA - sonda
17
Kvantifikace DNA - qPCR
PCR amplifikace
Polymerásová řetězová reakce
(Polymerase Chain Reaction)
z Namnožení úseku DNA pomocí
cyklických změn teplot
v programovatelném termostatu
(cykléru)
z
18
Složení PCR směsi
Templát
z Primery (značené)
z Nukleotidy
z Polymerása
z Pufr s hořčíkem
z
Cyklické střídání teplot
Teplota
94°C
72 oC
60 oC
94°C
94°C
94°C
72°C
60°C
72°C
60°C
Jeden cyklus
19
Cykly PCR
z
z
z
Denaturace
Hybridizace
Prodlužování
30*
Co se děje ve zkumavce
20
Co je cílová sekvence
Více cílů testováno společně: multiplex
z Mikrosatelity
z
Mikrosatelity
Alela 2:
DNA is long, long molecule that is packed by
wiring.
Alela 3:
DNA is long, long, long molecule that is
packed by wiring.
21
Sekvence microsatelitu TH01
Kapilární elektroforéza
z
Vstříknutí
– příprava vzorku (denaturace)
– elektrokineticky
z
Separace
– kapilára
– POP-4 polymer
– pufr
z
Detekce
– fluorescentní barviva s nepřekrývajícími se
emisními délkami
– filtry (skutečné a virtuální).
22
ABI Prism 310 Genetic Analyzer
Kapilára
Injekční stříkačka
s polymerem
Laser
Injekční
elektroda
Pufr na
výstupu
Podavač
zkumavek
Vstupní
pufr
Fluorescenčně značené
amplikony
Kapilára
CCD Panel
Detekce
Separace
podle délky
Ar+
LASER
(488 nm)
Detekční
okénko
Fluorescence
Hranol
Separace barev
23
Elektroferogram
TPOX
TH01
CSF
D7
D16
D3
D5
AMEL
VWA
D13
D21
D8
D18
Penta D
FGA
Penta E
Jednotlivé barevné kanály
24
Interpretace výsledků
z
z
z
z
100% jistota je nedosažitelná
Krok 1: stanov alternativní hypotézy
Krok 2: pomocí věrohodnostního poměru
posuď, zda důkazy jsou pravděpodobnější
za první nebo druhé hypotézy
Krok 3: nech soudce zkombinovat
věrohodnostní poměr s ostatními důkazy a
vyřknout rozsudek.
Hypotézy při určování otcovství
H1:
z H2:
z H3:
z H4:
z
je
je
je
je
to
to
to
to
nařčený
někdo jiný, neznámý
druhý nařčený
bratr nařčeného
25
Nejčastější hypotézy
z
(H1) je to nařčený
versus
z
(H2) je to někdo jiný, neznámý, nepříbuzný
26
Bayesův teorém
Úprava pravděpodobnostního
očekávání ve světle nových důkazů
z Pravidlo pro rozhodování mezi více
alternativami
z Výsledek znaleckého vyšetření
vyjádřen jako věrohodnostní poměr
z
P (důkazu/H1)
P (důkazu/H2)
LR > 1
podpůrný důkaz pro H1
LR =
27
Kvantifikace nevyloučení nařčeného
AB
CD
AA
CD
AC
AC
1
2× pa
1
pa
28
Případ Hillblom je komplikovanější
z
z
z
z
z
z
Poloviční sourozenci mají čtvrtinu genů identickou
původem.
Charles Brenner provedl párová srovnání profilů
biologických otců jednotlivých dětí: 1-2, 1-3, 1-4, 2-3,
2-4, 3-4.
1-2, 1-3, 2-3 genetická data podporovala hypotézu
společného otce.
1-4, 2-4 a 3-4 genetická data více poukazovala na
rozdílné otce.
Srovnání trojic. „Jak silně výsledky DNA profilování
podporují hypotézu, že děti 1-2-3 mají stejného otce
ve srovnání s hypotézou, že jen dvě děti z trojice mají
stejného otce? Odpověď: více než milionkrát.
Každé ze tří dětí obdrželo 50 miliónů dolarů.
29
Znalecký posudek
„Ať jsou jiné důkazy ve prospěch
otcovství nařčeného Hillbloma jakkoli
velké, toto vyšetření je posiluje
1 000 000 - krát.“
„Pokud před provedením vyšetření byla
pravděpodobnost otcovství 50%, tak
po vyšetření dosahuje 99,9999 %.“
Poučka
z
Zálohuj, zálohuj, zálohuj!
30
Svědčení u soudu
Další možnosti DNA analýzy
Zvířata, rostliny.
z Mitochondriální DNA
z Chromosom Y.
z
31
Mitochondriální DNA
Děděna po
přeslici
(matrilineárně)
z Romanovci
z
Chromosom Y
Děděna po meči (agnátní)
z Není rekombinace
z Genealogické projekty
z
– Kohnové
– Lembové
– T. Jefferson
32
Děkuji vám za pozornost!
33