Souhrnný přehled
Možnosti představované světelnou mikroskopií usnadňují řadu úkolů v celé rozsáhlé oblasti forenzních věd, od laboratoří až po soudní síně. Vysvětlení podává Markus Fabich z evropské organizace společnosti Olympus.
V průběhu let se světelná mikroskopie naprosto odůvodněně stala nedílnou součástí forenzních vědních oborů. Světelná mikroskopie totiž představuje rychlou a snadno dostupnou metodu a navíc je, což je asi její nejdůležitější předností, nedestruktivní metodou ve vztahu k cenným a nenahraditelným vzorkům. Specialisté působící v téměř každé forenzní laboratoři obracejí stále znovu svoji pozornost k této metodě jako k první volbě, jedná-li se o analýzy prováděné pro účely související jak s výzkumem, tak i s vyšetřováním, a teprve poté přecházejí k navazujícím postupům. Toto je obzvláště důležité v souvislosti s druhou z výše uvedených oblastí, jelikož během vyšetřování trestných činů musí být udělováno zvláštní povolení k destruktivnímu testování důkazního materiálu. V některých případech je však možno shromáždit dostatečné informace již prostřednictvím samotného nedestruktivního postupu. Časté uplatnění nacházejí také speciálněji zaměřené formy mikroskopie, jakými jsou například polarizační světelná mikroskopie používaná k identifikaci vláken a porovnávající mikroskopie, jejímž prostřednictvím se hledají shodné znaky u vlasů, střelných zbraní a nástrojů.
Výzkumný tým, jehož členy jsou forenzní vědečtí pracovníci univerzity Abertay ve Skotsku (dr. Kevin Farrugia, dr. Keith Sturrock, dr. Graham Wightman a Isobel Stewartová), využil nejmodernější opticko-digitální mikroskopii, která byla vyvinuta společností Olympus, k dosažení významného pokroku při realizaci několika výzkumných projektů. Opticko-digitální technologie představující novou kategorii světelného mikroskopu, v němž se slučují nejnovější poznatky získané v oblastech optických a digitálních technologií, umožňuje rychlé a podrobné zkoumání a měření materiálů pro vědecké a výzkumné účely. Řada Olympus DSX je vybavena funkcemi, které umožňují zkoumání, měření a sestavování protokolů, a její intuitivní způsob obsluhy znamená, že získávání přesných výsledků již nezávisí na důkladných a podrobných znalostech z oboru mikroskopie. Funkce digitálního záznamu a zobrazování navíc umožňují prohlížení na obrazovce, které poskytuje naprosté pohodlí při dlouhodobé práci, debatách o výsledcích i školeních. Množství nových funkcí a vlastností opticko-digitální mikroskopie může výzkumný tým využívat rovněž k podrobnějšímu analyzování různých druhů důkazních materiálů, včetně otisků prstů, zakázaných drog a stop psacích prostředků.
Odhalování skrytých otisků prstů
Otisk prstu, který je po dotyku zanechán na povrchu, je pro každého jednotlivce jedinečný, díky čemuž představuje nepostradatelný zdroj identifikačních údajů. Otisky prstů sestávají z kožních linií, které jsou uspořádány v soustavě obrazců zahrnujících smyčky, rýhy a oblouky. Kromě toho každá kožní linie obsahuje řadu pórů, skrze které je uvolňován pot (viz obrázek 1), a třebaže mohou být otisky někdy bezprostředně viditelné, pokud jsou vytvořeny například krví nebo barvou, častěji je to právě pot, jímž je otisk tvořen. Zviditelnění takových skrytých otisků vyžaduje jejich další zpracování, jehož způsob závisí na druhu povrchu, na kterém byly tyto otisky zanechány.
Pachatelé trestných činů často vědomě odstraňují důkazy, přičemž jednou z oblastí zkoumání je zpětné získávání skrytých otisků z kovů, na kterých zůstal pouze zbytek původního otisku po otření tkaninou. Zajímavá je však skutečnost, že jakmile dojde ke styku prstu s kovovým povrchem, mohou některé z chemických látek obsažených v potu reagovat s kovem a otisk prstu je tak v podstatě vyleptán do povrchu. Následkem toho zůstává zachována trvalá stopa, kterou již nelze odstranit jakkoli intenzivním otíráním. V případech, kdy je zjištěn pokus o odstranění stopy po styku s kovovým povrchem, je možno usuzovat také na záměr odstranit důkaz. Výzkumní pracovníci z univerzity Abertay hledají způsoby zviditelňování těchto stop zahříváním kovu na teploty vyšší než 400 °C a následným zaznamenáváním a analyzováním snímků stopy pomocí mikroskopu Olympus DSX110. Testovány byly rozmanité kovy společně s účinky použití různých tkanin, včetně vlny, bavlny a nylonu (obrázek 2), k odstraňování stop z těchto kovů. Důležitým předpokladem pro provádění podrobné analýzy přitom bylo zviditelnění úplného otisku při vyšším zvětšení, což bylo umožněno prostřednictvím funkce spojování snímků, jíž je mikroskop DSX110 rovněž vybaven. Třebaže v některých případech nemusí být detail, který je z těchto otisků vytvořen, dostačující k poskytnutí přesné pozitivní identifikace, lze jej využít ve spojení s jinými informacemi nebo také k vyloučení podezření.
Při prohlížení otisků přímo shora bylo rozlišení nezbytných identifikačních rysů velmi obtížné. Zejména v těchto případech byla za cennou vlastnost mikroskopu DSX110 považována možnost nastavování náklonu jeho hlavy, díky které lze vzorek osvětlovat a prohlížet pod určitým úhlem. Takové šikmé osvětlení vrhá stíny, které zvýrazňují topografii povrchu, čímž umožňují podrobnější vizualizaci prohlubní vyleptaných do kovu (obrázek 3).
Póry viditelné v otisku prstu
 Obrázek 1 | Pomocí mikroskopu DSX110 lze získat obraz obsahující zřetelně viditelné póry v otisku prstu. Tyto póry vylučují pot, který vytváří otisky na mnoha površích. |
Odhalování skrytých otisků prstů na kovu.
Otisky prstů setřené z kovu se znovu objevují po zahřátí tohoto kovu na teplotu 400 °C a vyšší. Pomocí mikroskopu DSX110 zde byly vizualizovány otisky prstů na mědi, která byla otřena vlnou (A) nebo nylonem (B), a na mosazi otřené vlnou (C) nebo bavlnou (D). Snímky byly použity s laskavým svolením majitele: K. Dettori, univerzita Abertay.
 Obrázek 2 A: Měď otřená vlnou |  Obrázek 2.B: Měď otřená nylonem |
 Obrázek 2.C: Mosaz otřená vlnou |  Obrázek 2.D: Mosaz otřená bavlnou |
Zvýraznění otisků prstů na kovu pomocí šikmého osvětlení.
 Obrázek 3 | Skryté otisky prstů, které ulpěly na povrchu hliníku a u kterých byl uskutečněn pokus o setření pomocí bavlny, byly zahřáty na teplotu 400 °C a poté zviditelněny metodou světelné mikroskopie za použití přístroje DSX110 s šikmým osvětlením použitým k dosažení maximálního kontrastu. Snímek byl použit s laskavým svolením majitele: K. Dettori, univerzita Abertay. |
Emblémy na zabavených nedovoleně držených farmaceutických tabletách
Skupina forenzních výzkumníků z univerzity Abertay rovněž úzce spolupracuje se skotskou policií, na základě jejíchž podnětů zajišťuje co největší míru využití nejnovějších výsledků výzkumu pro přední forenzní aplikace. V rámci této probíhající spolupráce byl použit mikroskop DSX110 k analyzování skupiny zakázaných drog, které byly policií zabaveny. Zneužívání návykových látek je samo o sobě narůstajícím problémem, které se však stává ještě palčivějším v častých případech, kdy distributoři nahrazují psychoaktivní chemikálie alternativními látkami. I když se v těchto případech často jedná o neškodné látky, mezi které patří například cukr, někdy mohou mít i hrozivější účinky. Kromě toho se často může významně lišit i hladina obsažené aktivní omamné látky. Například u některých nedovoleně distribuovaných tablet diazepamu, které byly nedávno zkoumány, bylo zjištěno, že obsahují 10 mg účinné látky (tedy dávku dostupnou také u tablet pocházejících z farmaceutické distribuce), zatímco u jiných bylo zjištěno, že obsahují čtyřnásobek této hladiny, který již představuje vážné nebezpečí možného předávkování. Proto je naprosto nezbytné provádět pokusy zaměřené na zkoumání a charakterizaci těchto tablet pro účely související s vyšetřováním. Výzkumná skupina při univerzitě Abertay ověřuje možnost provádění tohoto zkoumání za použití kombinací nejdůležitějších informací, jimiž jsou jak fyzikální, tak i chemické charakteristiky. Existuje nadějný předpoklad, že se podaří vypracovat statistický model, který dokáže identifikovat různé populace tablet uvnitř nelegálního distribučního řetězce, a tím pomoci policii při zjišťování vazeb mezi různými zadrženými šaržemi a případně jí i umožnit zpětné vystopování distributora určitých šarží.
Skupina zadržených tablet byla nedávno analyzována pomocí mikroskopu Olympus DSX110, přičemž na obrázku 4 je znázorněno několik případů zkoumání různých vzorků. Vizuální charakterizace je možno dosahovat na základě několika vlastností, jimiž jsou například barva a tvar. Mnohé z těchto tablet jsou opatřeny emblémy a některé z nich rovněž obsahují vady v oblasti hran, které jsou zřejmě způsobeny poškozením strojního zařízení používaného k lisování těchto tablet, což se v konečném důsledku projevilo u určité šarže léčiva. Zde byla opět obzvláště užitečná funkce nastavování úhlu náklonu, kterou je mikroskop DSX110 vybaven a která umožnila podrobnou vizualizaci emblémů a hran (obrázek 4.B). Digitální funkce, zejména nástroj známý pod názvem Extended Focal Image (EFI), umožnily zdokonalení vizualizace těchto tablet. Vizualizační nástroj EFI, který využívá 3D zobrazování, sestavuje řadu 2D obrazů získávaných v různých bodech ve směru osy z, ze kterých pak vytváří plně zaostřený složený obraz obsahující celý vzorek. Tím umožňuje podrobné zobrazování celého povrchu tablety.
Charakterizace zabavených drog.
Vytváření zevrubnějších profilů zabavených drog pomáhá policii při zpětném vysledování jejich distributora. Informace o skutečných barvách usnadňují tento postup při zobrazování shora (A), které je doplňováno podrobnější vizualizací zvýrazňující tvary a hrany emblémů na tabletách pomocí funkce nastavování úhlu náklonu (B), jíž je mikroskop DSX110 vybaven. Snímky byly použity s laskavým svolením majitele: S. Greenfield, univerzita Abertay.
 Obrázek 4.A-1 |  Obrázek 4.A-2 |
 Obrázek 4.A-3 |  Obrázek 4.A-4 |
 Obrázek 4.B-1 |  Obrázek 4.B-2 |
 Obrázek 4.B-3 |
Stopy psacích prostředků na papíru
Doklady mohou být z řady důvodů podvodně pozměňovány nebo padělány. Častými trestnými činy jsou krádež identity a podvodné obohacování, vyskytují se však i případy, kdy vrah vytvoří falešný dopis na rozloučenou, aby vzbudil dojem, že jeho oběť spáchala sebevraždu. Prvořadým záměrem kteréhokoli analytického postupu je získání co největšího množství informací bez poškození nebo pozměnění dokladu, což je přesně ta oblast, ve které nachází uplatnění nedestruktivní povaha světelné mikroskopie. Analýza takových dokladů často zahrnuje zkoumání rukopisu, inkoustu a papíru, přičemž jeden z projektů realizovaných univerzitou Abertay se zaměřuje na získání schopnosti rozpoznávání vtisků zanechávaných na papíru kuličkovým perem. Je-li na papír nakreslena čára, hrot pera zdeformuje vlákna papíru, následkem čehož zde zanechá vtisk. Morfologie tohoto vtisku se pak může lišit v závislosti na uživatelově způsobu psaní, jakož i na druhu pera, kvalitě papíru a tvrdosti materiálu, který byl pod papírem použit jako podložka. Společně se světelnou mikroskopií mohou být použity také alternativní metody, které poskytují doplňující informace, jako jsou například údaje o chemickém složení inkoustu. Použitelnost chromatografie je však omezena pouze na inkousty pro gelová pera, což jsou polymerové inkousty, které jsou obtížně rozpustné. Jejich zkoumání proto vyžaduje použití alternativních analytických prostředků.
Hodnoty zvětšení dosahované za použití opticko-digitálního mikroskopu umožnily vizualizaci skutečných vláken papíru při současném zachování barevného spektra a rozložení inkoustu. K dispozici je také možnost měření hloubky vtisku, přičemž výsledky tohoto měření jsou vizualizovány ve formě výškové mapy, kterou lze zobrazovat a analyzovat buď ve 2D, nebo ve 3D prostředí (obrázek 5).
Analyzování vtisků pera na papíru.
Schopnost rozlišovat vtisky pera na papíru může poskytnout informace, jejichž prostřednictvím lze přiblížit možnou totožnost autora. Stopy zanechané perem zde byly vizualizovány pomocí mikroskopu DSX110 ve světlém poli (A), 2D zobrazováním založeném na použití výškové mapy (B) a 3D zobrazováním založeném na použití výškové mapy (C). Snímky byly použity s laskavým svolením majitele: K. Denovan, univerzita Abertay.
 Obrázek 5.A |  Obrázek 5.B |
 Obrázek 5.C |
V soudní síni
Poznatky získávané prostřednictvím mikroskopie jsou pro forenzní vědy neocenitelné, neméně zásadní je však také způsob, jakým jsou takové důkazy předkládány při soudním líčení. Názorné zobrazení je vždy mnohem výmluvnější a informace, které jsou v něm obsaženy, lze porotě často vysvětlit snáze než pouze za použití číselných údajů nebo slovních výrazových prostředků. Obrázek 6 znázorňuje příklad způsobu přehledného předávání údajů pomocí funkcí sestavování protokolů, jimiž je mikroskop DSX110 vybaven. Při realizaci všech tří popisovaných projektů byla navíc analýze obrazů společná jedna klíčová funkce: spojování těchto obrazů. Ať již se provádí zkoumání otisku prstu, emblému na nezákonně distribuovaném léčivu nebo rozsáhlé stopy po psacím prostředku na dokumentu, který je předmětem výslechu, vytváření zvětšených snímků a jejich předkládání porotě jako důkazních materiálů je zcela nepostradatelné. Při předkládání důkazů v souhrnném kontextu mohou být tyto snímky rovněž zpětně zvětšovány tak, aby v nich byly zvýrazněny i nejjemnější detaily vzorku a aby byla získána možnost maximálního proniknutí do tohoto vzorku.
Sestavování zpráv obsahujících získaná data je naprosto nepostradatelné při předkládání důkazních materiálů v soudní síni.
 Obrázek 6 | Zpráva, která je zde zobrazena, obsahuje 3D profil a analýzu vtisku pera na papíru společně s doplňujícími informacemi, jakými jsou například informace o nastaveních použitých při pořizování záznamů. Snímky byly použity s laskavým svolením majitele: K. Denovan, univerzita Abertay. |
Shrnutí
Světelná mikroskopie poskytuje mnoho možností využití v oblastech forenzního výzkumu a vyšetřování. Konstrukce moderních mikroskopů je ve stále větší míře ovlivňována digitálními technologiemi, které umožňují dosahování značně zlepšeného rozlišení a širšího rozsahu analytických funkcí u systémů, mezi které patří například řada opticko-digitálních mikroskopů Olympus. Při použití opticko-digitálního systému Olympus DSX110 mohla skupina forenzních výzkumných pracovníků z univerzity Abertay využívat výhod v podobě mnoha z těchto pokročilých funkcí, a to zejména k získávání podrobnějších informací o rozmanitých forenzních vzorcích.
Světelná mikroskopie, která představuje metodu používanou společně s dalšími postupy, umožňuje vyšetřovateli dospět k rozhodnutí rychleji, a to současně s vynaložením menšího úsilí a nedestruktivním způsobem. Tato skutečnost je obzvláště důležitá v souvislosti s případnými rozpočtovými omezeními organizací zabývajících se forenzním výzkumem, jelikož tyto organizace získávají větší přidanou hodnotu v podobě vyšší efektivity. Díky rychlosti a snadné dostupnosti světelné mikroskopie je zřejmé, že tato metoda, která se neustále vyvíjí, bude i nadále důležitou součástí forenzních činností od aplikovaného výzkumu až po vyšetřování, a to i při následných soudních projednáváních.
