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Identifizierung anhand "verborgener" Fingerabdrücke

Eine neue Art, Fingerabdrücke an Tatorten zu erkennen und durch Benutzung von farbveränderlichen, fluoreszierenden Schichten sichtbar zu machen, könnte zu einer zuverlässigeren Identifizierung von latenten (versteckten) Fingerabdrücken auf Messern, Schusswaffen, Patronenhülsen oder anderen metallischen Oberflächen führen. Die Technik ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen der Universität von Leicester, dem Institut Laue-Langevin (ILL) und der Neutronen- und Myonenquelle ISIS und wurde vorgestern bei der Konferenz "Faraday Discussion" der Royal Society of Chemistry in Durham vorgestellt.

Berührt ein Finger eine Oberfläche, so hinterlässt er eine Ablagerung von Schweiß und Hautfett, die die Erhöhungen und Vertiefungen der Papillarleisten, die sich auf den Fingerkuppen befinden, widerspiegelt. Die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Individuen dieselben Fingerabdrücke haben, liegt bei 1 : 64 Milliarden, was sie zu einem idealen Werkzeug bei der Identifizierung in Kriminaluntersuchungen macht.

Die größte Quelle von kriminaltechnischem Beweismaterial in Form von daktyloskopischen Spuren sind latente Fingerabdrücke, also Abdrücke, die man nicht sofort mit bloßem Auge sieht, was es unwahrscheinlicher macht, dass sie weggewischt werden. Dennoch ist es oft problematisch, diese Abdrücke ausreichend deutlich darzustellen, so dass sie zu einer eindeutigen Identifizierung führen. Trotz verbesserter Verfahren sind nur 10 % der an Tatorten genommenen Fingerabdrücke von ausreichender Qualität, um vor Gericht verwendet werden zu können.

Die klassische Herangehensweise, um die Sichtbarkeit eines latenten Abdrucks zu verbessern, besteht darin, ein farbiges Pulver aufzutragen, das an den klebrigen Rückständen haften bleibt, und einen sichtbaren Kontrast zur darunterliegenden Oberfläche bildet. Diese Techniken erfordern jedoch, dass das Fingerabdruckmaterial im Wesentlichen erhalten ist, und sind daher anfällig gegenüber Alterung, Umwelteinflüssen oder versuchtem Abwaschen.

Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher der Universität Leicester an einer neuen Technik gearbeitet, die Fingerabdrücke durch Ausnutzung ihrer elektrischen Isoliereigenschaften sichtbar macht. Dabei übernimmt der Fingerabdruck die Aufgabe einer Maske oder Schablone, die den elektrischen Strom, der zum Ablagern einer farbigen, elektroaktiven Beschichtung verwendet wird, abblockt. Dadurch wird die farbige Beschichtung zu den blanken freiliegenden Flächen zwischen den Ablagerungen des Fingerabdrucks umgelenkt, wobei ein Negativbild des Fingerabdrucks entsteht. Im Gegensatz zu konventionellen Reagenzien zur Sichtbarmachung von Fingerabdrücken sind die Polymere, die die Forscher der Universität Leicester verwenden, elektrochromatisch, das heißt, sie wechseln ihre Farbe, wenn sie elektrischer Spannung ausgesetzt sind.

Die Technik ist hochempfindlich und schon minimale Mengen von isolierenden Rückständen, nur ein paar Nanometer stark, können die Polymerablagerung auf dem darunterliegenden Metall verhindern. Folglich sind viel weniger Fingerabdruckablagerungen notwendig als bei anderen Techniken. Außerdem kann sie mit anderen bestehenden Techniken (z.B. mit Pulver) kombiniert werden, da sie auf die Lücken zwischen den Fingerabdruckablagerungen gerichtet ist.

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Fingerabdruck auf einem Träger aus Edelstahl nach der Erweiterung durch elektrolytische Abscheidung von Polypyrorolen.

In ihrer jüngsten Veröffentlichung hat das von Prof. Robert Hillman geleitete Team beschrieben, wie sie die Technik weiterentwickelt haben. Sie haben Fluorophor-Moleküle in die Schicht eingearbeitet, die Licht einer dritten Farbe abgeben, wenn sie Licht oder einer anderen Form elektromagnetischer Strahlung wie ultravioletten Strahlen ausgesetzt sind. Die erfolgreiche Kombination von elektrochromatischen und fluoreszierenden Verfahren liefert eine erheblich größere Bandbreite zum "Färben" der Schichten sowie zwei "Regler" in Form von Elektrizität und Licht, um die Einfärbung zu kontrollieren und einzustellen und so einen bestmöglichen Kontrast zur darunterliegenden metallischen Oberfläche zu erhalten.

Die Zugabe dieser großen, fluoreszierenden Markermoleküle macht eine leitende Schicht erforderlich, die nach der Ablagerung chemischen Veränderungen standhalten kann. Neutronenreflektivitätsmessungen wurden zur Nachverfolgung und Quantifizierung der Ablagerung und Funktionalisierung der Schicht mit den Fluorophoren benutzt. Die Messungen wurden an den Instrumenten FIGARO und D17 des ILL und am Instrument INTER des Instituts ISIS durchgeführt.

Entscheidend ist die genaue Position und Verteilung der Fluorophore innerhalb der Schicht. Prof. Hillman und seine Kollegen mussten es schaffen, dass die Moleküle in die abgelagerte Polymerschicht eindringen, ohne an die darunterliegende Metalloberfläche zu kommen, wo ihre Fluoreszenz vermindert würde. Durch die Benutzung verschiedener Isotope konnte das Team mit Neutronen an ILL und ISIS die verschiedenen Teile des Systems kennzeichnen und ihr Verhalten beobachten. Auf diese Weise ermittelten sie die idealen Bedingungen (Temperatur, Polymerkonzentrationen, Reaktionszeit) für das Einfügen der Fluorophore.

Beim Anwenden der neuen Technik auf Fingerabdrücke aus dem Labor konnten Prof. Hillman und seine Kollegen bereits beweisen, dass eine höhere Probenauflösung die Fähigkeit zur eindeutigen Identifizierung verbessert. Das Team weist jedoch darauf hin, dass die Proben unter Laborbedingungen genommen wurden. Im nächsten Schritt soll sie auf Fingerabdrücke angewendet werden, die realistischeren Bedingungen wie Wasser, Hitze eines Brandes oder Reinigungsmitteln ausgesetzt waren.

Zitate
Prof. Robert Hillman: "Dadurch, dass man sich die isolierenden Eigenschaften der Fingerabdrücke zur Bestimmung ihres einzigartigen Musters zunutze macht und die visuelle Auflösung durch die farbkontrollierbare Beschichtung verbessert, kann man die Genauigkeit des am Tatort gefundenen daktyloskopischen Beweismaterials drastisch verbessern. Mit den bisher erstellten Aufnahmen erreichen wir sehr zuverlässige Identifizierungen unter Berücksichtigung allgemein anerkannter Standards. Diese Kombination von optischer Absorptionsanalyse mit auf Fluoreszenz basierenden Beobachtungen macht der Fingerabdruckanalyse ein weitaus größeres Spektrum von Proben zugänglich, insbesondere solche, die Alterungsprozessen oder aggressiven Umweltbedingungen ausgesetzt waren. Die Nutzung von Neutronen neben spektroskopischen Techniken war grundlegend für das Verständnis, wie diese Technik in der Praxis arbeiten kann, und ist ein Beleg für die echte partnerschaftliche Zusammenarbeit dieser drei Einrichtungen."

Dr. Rob Barker, Instrumentwissenschaftler am Institut Laue-Langevin: "Neutronen sind das ideale Werkzeug, um zu verstehen, was in diesen komplexen Systemen vor sich geht. Während das Gemisch von Polymeren und fluoreszierenden Molekülen unter Röntgenstrahlen und anderen oberflächenempfindlichen Techniken möglicherweise gleich aussieht, können Neutronen sie leicht unterscheiden. Dadurch wird es uns möglich, die Probe auf schonende Weise eingehend von der Oberfläche der Schicht aus bis zum darunterliegenden Metall im Nanometerbereich zu untersuchen und die Markermoleküle beim Eindringen in die Polymerschicht zu verfolgen."

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