Química Forense – Cazar terroristas por los pelos

Hace unos días, mientras leía que el pelo de momias revela la dieta de hace 2.000 años en la costa peruana, recordé con cariño una investigación de Química forense en la que participé junto a colegas del Reino Unido y que originó titulares de prensa tan jugosos como el azufre de un pelo podría delatar a un terrorista, un pelo puede “seguir” el rastro de un terrorista por el mundo, un cabello como cuaderno de viaje y así hasta un total de más de 30 reseñas en medios de difusión y divulgación científica. Finalmente no me pude resistir y hoy me he animado a traérosla al blog.

La química es una de las principales áreas de la ciencia forense. Más allá de las tradicionales huellas dactilares y la omnipresente reacción del luminol, donde se produce una característica luz azul (quimioluminiscencia) tras pulverizar una solución de un derivado del ácido ftálico en los lugares en los que ha habido sangre; otros restos biológicos como dientes, esperma, uñas y pelo, se pueden analizar y resultar determinantes en una investigación forense. De este modo, un rastro aparentemente invisible podría aportar nuevas pruebas ante los tribunales de justicia para contribuir a la resolución de un delito.

El pelo humano puede actuar a modo de archivo del azufre incorporado a la queratina del cabello, una proteína muy rica en azufre, debido al alto contenido de los aminoácidos cisteína, metionina y ácido cisteico.

Análisis de azufre en un único pelo. Justo Giner Martinez-Sierra

Ahora bien, si se estudia con atención la composición de este elemento químico, se observa que la proporción de sus isótopos (azufres idénticos químicamente, pero que se diferencian en su masa), está ligada al origen del azufre y a su historia, y por tanto, ayudados de la tecnología adecuada se podría utilizar a modo de huella dactilar. Además, dicha proporción en el cabello de un individuo puede cambiar a través de su dieta, por ejemplo al viajar de un país a otro, cambiando por tanto sus fuentes de alimentación. Por tanto, no sería descabellado pensar que un investigador forense pudiese extraer de cualquier persona un minucioso cuaderno de viaje a partir de su cabello.

Lo que hicimos en Reino Unido fue desarrollar por primera vez una metodología de análisis que posibilita la detección de variaciones isotópicas de azufre en la queratina del cabello humano, utilizando esa tecnología adecuada, un sistema de ablación por láser acoplado a un detector de masas. El haz láser puede ir recorriendo el pelo a lo largo, lo que hace posible detectar variaciones espaciales dentro de un solo cabello de una forma rápida y precisa a escala de micrómetros (µm, millonésima parte de un metro).

Las muestras de pelo (hebras) se fijan de manera individual sobre placas de cristal de microscopio, pudiendo fijar varias hebras de pelo en la misma placa de vidrio, lo que permitió realizar diferentes estudios sin necesidad de cambiar de muestra. Os muestro a continuación el detalle del soporte utilizado para fijar las muestras de pelo (A) y una imagen de una hebra de pelo tras la ablación (B).

Química forense. Soporte y hebra de pelo tras ablación

Como normalmente el cabello crece a una velocidad media de 1,25 cm/mes, la información obtenida midiendo las variaciones isotópicas de azufre a lo largo de 4-6 cm de un pelo, podría proporcionar información acerca de los 5-7 meses previos a la toma de la muestra.

«El experimento del viajero. Recogimos muestras de cabello donadas por tres voluntarios, dos de ellos residentes de forma permanente en el Reino Unido (A y B) y un tercero (C), que llamamos “viajero”, el cual había pasado los últimos seis meses entre diferentes países europeos (Croacia, Austria, Reino Unido), y Australia».

Sorprendentemente, esto fue lo que nos encontramos:Química Forense. Experimento del viajero.El cabello procedente del “viajero” reveló variaciones isotópicas significativas de azufre que parecen estar relacionadas con sus movimientos geográficos. Por el contrario, las variaciones detectadas en el cabello de los dos individuos residentes en el Reino Unido fueron mínimas y similares para ambas muestras. Estos resultados abren la posibilidad de utilizar la medida de variaciones isotópicas de azufre en una sola muestra de cabello para descifrar el origen geográfico y detectar movimientos geográficos y/o cambios en la dieta de una persona.

Para finalizar, me gustaría indicar que esta investigación fue galardonada con el XXII Premio San Alberto Magno para Trabajos de Investigación y Desarrollo Tecnológico y compartir con todos vosotros el artículo de divulgación publicado en la Revista del Colegio de Químicos de Asturias y León, al hilo de este premio.

Me despido indicando en qué consistirán las investigaciones futuras de los compañeros de Reino Unido: confeccionar una base de datos que permita relacionar una determinada relación isotópica de azufre en la queratina del pelo con un país o región, información que sería de gran ayuda para poder seguir la pista a delincuentes internacionales y desmontar las coartadas de aquellos que aseguran que no se han movido en los últimos meses. Para ello, tendrán que analizar un buen número de muestras de pelo procedente de individuos con diversa dieta y origen geográfico. Sin duda, sería muy interesante también incluir la medida de variaciones isotópicas de otros elementos distintos del azufre, como el carbono y el nitrógeno, que son justamente los protagonistas del artículo del pelo de momias con el que comencé este post.

Pero esa es otra historia y será contada en otra ocasión…

Justo

«Ciencia Química en el siglo XXI» | Dr. Justo Giner Martínez-Sierra

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Nota: Esta entrada participa en el XLV Carnaval de Química alojado en el blog conCIENCIAte ahora de Paula @honey_eyes1405.

Referencia del trabajo premiado: Measurement of longitudinal sulfur isotopic variations by laser ablation MC-ICP-MS in single human hair strands. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2009, 394, 225-233.

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Acerca de justoginer
Doctor en Química. Profesor de Universidad. Calidad, PRL y Asuntos Regulatorios. Consultor y Divulgador Científico en «Ciencia Química en el siglo XXI».

12 Responses to Química Forense – Cazar terroristas por los pelos

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  2. ¡Muy interesante! Sabía que había diferencias en los porcentajes isotópicos en función del área geográfica, pero no tanto como para poder diferenciar entre ellas. Últimamente estoy estudiando las distribuciones isotópicos en los picos de los espectros de masas y se suele asumir un porcentaje medio de población isotópica independientemente del lugar donde se toma la muestra.

    • justoginer says:

      ¡Bienvenido Guillermo! Muchas gracias por tu visita y por tu comentario.
      Mira, la variabilidad de las abundancias isotópicas de la mayoría de los elementos en la naturaleza es muy pequeña, por lo que para la mayoría de estudios (también el tuyo) se considera que éstas son invariables.
      Sin embargo, si se estudia con atención la composición isotópica de los elementos terrestres, se puede observar que determinados elementos químicos presentan variaciones significativas en las abundancias isotópicas basadas en un enriquecimiento/empobrecimiento de unos isótopos con respecto a otros. Por tanto, la composición isotópica de algunos elementos químicos, tradicionalmente ligeros (p.e. H, C, N, O y S), aunque en la actualidad se estudian también elementos pesados (p.e. Sr, Pb, etc.), se puede utilizar en estudios de trazabilidad, dado que su composición isotópica varía en la naturaleza (variaciones naturales).
      De hecho, en la literatura actual se pueden encontrar libros especializados y numerosas revisiones bibliográficas que describen la utilización de la medida de variaciones naturales en la composición isotópica de los elementos, en campos tan variados como la autenticidad y trazabilidad de alimentos, arqueología, geoquímica, biología y ciencia forense.
      La medida de las variaciones isotópicas naturales requiere el uso de instrumentación especializada (no nos sirve un analizar de masas convencional de tipo cuadrupolo), ya que, para poder ver cambios tan pequeños en la composición isotópica, se necesitan medidas de relaciones isotópicas de elevada precisión.
      Si necesitas ayuda con tu estudio, no dudes en consultarme.
      ¡Un abrazo desde Asturias!

  3. Pingback: Cazar terroristas por los pelos

  4. Ana Mª Arroyo Waldhaus says:

    Enhorabuena por la divulgación. Ciertamente, la información que proporciona el cabello es espectacular. En relación a la distribución isotópica, he podido colaborar en un pequeño estudio con cabellos de diferentes personas y se ha evidenciado quién adoptaba una dieta celiaca (rica en maíz, que es un vegetal tipo C4 con un delta de 13C aproximado de -14) y quién se alimentaba de forma “normal” (con vegetales habituales tipo C3 y delta de 13C con valores próximos a -26), además de la utilidad que tiene el estudio del cabello para detectar tóxicos, drogas…etc en el ámbito forense.

    • justoginer says:

      ¡Bienvenida Ana Mª! Muchas gracias por tu visita y por tu comentario. Efectivamente, la ingente información que se puede obtener a partir de un cabello pone los pelos de punta… 🙂 En el estudio que presento, el valor añadido es la resolución de la técnica que permite detectar variaciones espaciales dentro de un solo cabello de una forma rápida y precisa a escala de micrómetros. ¡Esto es una pasada!
      Tu estudio para diferenciar quién adopta una dieta celiaca a partir de la información que proporcionan los isótopos de carbono, es muy original, actual e interesante. El carbono es un elemento ligero que se caracteriza por presentar importantes variaciones naturales en sus relaciones isotópicas como consecuencia de sufrir notables fraccionamientos isotópicos en una amplia gama de procesos físico-químicos. En muchas ocasiones el análisis de estas relaciones isotópicas abre la posibilidad de diferenciar materiales o compuestos que no son distinguibles desde el punto de vista químico. Te invito a colaborar con este blog y presentarnos con más detalle tus resultados. Venga, Ana Mª… ¡anímate!
      Un saludo desde Asturias.

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