Pamuklu kumaş üzerinde yıkanmış kan lekesinin raman spektroskopi ve kemometri ile tespiti
Detection of washed bloodstain on cotton fabric using raman spectroscopy and chemometric analysis
Yazar: ILGIN DENİZ GÜNGÖR
Danışman: PROF. DR. NECDET SAĞLAM ; PROF. DR. RAMAZAN AKÇAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Kemometri = Chemometrics ; Kemometrik yöntem = Chemometric method ; Raman spektroskopisi = Raman spectroscopy

Özet:
Adli olaylarda kan lekesi en sık rastlanan biyolojik izlerden biridir. Suç esnasında ya da sonrasında kanıt niteliği taşıyan yüzeyler üzerinde kan lekesinin tam anlamıyla tayin edilmesi, son derece kritiktir. Suçlu tarafından kan lekesi içeren kanıtların bertaraf edilmesi sonucunda yeterli miktarda leke yüzey üzerinde barınmayabilir. Bu durum, hali hazırda kullanılan birçok test işleminin yeterli doğrulukta leke tanımlaması yapamamasına yol açar. On iki eşit parça halinde kesilmiş  %100 pamuk kumaş yüzeyine damlatılan kan lekeleri üzerinde altı farklı temizleyici sıvı ile yıkama işlemi uygulanarak Raman spektroskopi ile leke tayini yapılması amaçlanmıştır. Üzerine kan damlatılmış ve oda sıcaklığında tamamen kurumuş kumaş parçaları, saf su ile metanol, HCl, sabun, deterjan ve hipoklorit çözeltisi kullanılarak yıkanmıştır. Çözeltiler, sıcaklık farkları ve çözücü temizliğinin kan lekesine etkisini görmek amacıyla beş grup halinde hazırlanmıştır. Sıcaklık değerleri olarak 60, 30 ve 20 oC 'de yıkamalar yapılmıştır. Yıkanan kumaş parçalarının tam kuruması sağlandıktan sonra 785 nm lazer değerine sahip Raman spektroskopi ile analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, kan lekesine, çözücülere ve yıkama sonrası kumaş üzerindeki kan lekesine ait Raman spektrumları elde edilmiştir. Değişik temizleyici çözeltilerle yıkanan kanın ve çözeltiler ile yıkanan boş kumaşın birbirinden ayrımını belli bir sınıflandırmaya tabi tutarak ayırmak amacıyla PLS-DA metoduna dayalı olarak kemometrik analiz yapılmıştır. MATLAB PLS_ Toolbox kullanılarak yapılan analiz için yıkanmış kanlı kumaş ve çözücülerle yıkanmış boş kumaş için öğrenme ve test verileri olmak üzere iki sınıf oluşturulmuştur. Kurulan kemometrik model sonucunda, hassasiyet, seçicilik ve verim olmak üzere üç parametre içeren sınıflandırma yapılmıştır. Tüm temizleyici grupları ve yıkanan kanlı kumaş için %100 seçicilikle ayrım yapılabilmiştir. Saf su için %90 hassasiyet ile %94.9 verimle, metanol çözeltisi için %96 hassasiyet ile %%97.7 verimle ve HCl için %91.7 hassasiyet ve %95.7 verim ile sınıflandırma yapılmıştır. Benzer şekilde, sabun çözeltisi için %85.0 hassasiyet ile %92.2 verimle, deterjan için %100 hassasiyet ile %100 verimle ve hipoklorit için %90 hassasiyet ve %95.11 verimle veriler sınıfa dayalı ayrılmıştır. Tüm çözeltilerin, farklı çözeltiler ile yıkanmış kanlı gruplardan ayrılması ise %91.7 hassasiyet, %100 seçicilik ve %95.7 verimle gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Bloodstains are abundant biological fluids that are encountered in crime scenes. Precise bloodstain detection on the "proof" has vitally importance for ongoing or post-commital stages. The criminal inclined to dispose the proofs that has an effect of inadequate amount of bloodstains. In case of loss in stain characteristic, the required presumptive or correlative tests can not identify the located stain with high accuracy.  Twelve equal sized white %100 cotton fabrics were prepared to washing with six different cleansing solutions after creating bloodstains. The aim of the study is examining the treatment effect of each cleansing solutions for bloodstains with Raman spectroscopy. Distilled water and distilled water solutions of methanol, HCl, soap, detergent and hypochloride were used as cleansing liquids.  Solutions were grouped as five sets by observing the effect of fresh solution and temperature differences as 20oC, 30oC and 60oC. Raman spectrums were collected with 785 nm laser source after all washed fabrics has been turning into dry state. For chemometrics, Raman sepctrums of different treated fabrics with bloodstains and clean fabrics were classified with PLS-DA method. MATLAB PLS_Toolbox was used for both analysis and dividing the spectrums into train and test data. The chemometric model was built with the classification parameters as sensitivity, selectivity and efficiency. Selectivity was reached to 100% for all cleansing solutions and washed fabric with bloodstains. The classificaiton has been made for distilled water with 90% sensitivity and %94.9 efficiency;  for methanol solution with 96% sensitivity and 97.7% efficiency and with HCl soluiton with 91.7% sensitivity and 95.7% efficiency was calculated. Likewise, classification for soap solution 85.0% sensitivity and 92.2% efficiency; for detergent solution 100% sensitivity and 100% efficiency and lastly, for hypochloride solution 90% sensitivity and 95.11% efficiency was reached. Discrimination of different solutions and washed bloodstains on fabric was achieved with 92.7% sensitivity, 100% selectivity and 95.7% efficiency.