Azaltılmış total yansıma Fourier dönüşüm kızıl ötesi (ATR FT-IR) spektroskopisi ile insan ve hayvan kan izlerinin ayırımı
Separation of human and animal blood traces by attenuated total relectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR FT-IR) spectroscopy
Yazar: YEŞİM NUR KALINAY
Danışman: PROF. DR. ÖZKAN AKSAKAL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kriminalistik Ana Bilim Dalı / Kriminalistik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Adli Tıp = Forensic Medicine

Özet:
Amaç: Adli vakalarda olay yerinde karşılaşılan en çok vücut sıvılarından bir tanesi kan örneğidir. Kan örnekleri zanlı kimliğini belirlemede, olay dizisini anlamada ve olayın zamanını tespit etmede sıklıkla kullanıldığı için adli soruşturmalarda kan örneklerinin orijininin tanımlanması (kan lekeleri insana mı yoksa başka bir canlıya mı ait) çok önemli bir adımdır. Günümüzde kan lekelerinin orijinini belirlemek için kullanılan yöntemler zaman alan, fazla iş gücü ve uzmanlık gerektiren tanıların doğruluk oranları nispeten düşük metotlardır. Bu nedenle, çalışmada çok parametreli kemometrik analizlerle birlikte Azaltılmış Total Yansıma Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (ATR FT-IR) Spektroskopisi yaklaşımı kullanılarak kan örneklerinin, insan veya çiftlik hayvanlara ait olup olmadığının belirlenmesinde kullanılabilecek bir tanı metodunun geliştirilmesi amaçlanmıştır.  
Yöntem: Çalışmada kan örnekleri olarak insan, at, keçi, koyun ve sığır kanları kullanılmıştır. 6 farklı insandan ve her bir hayvan türü için 6 farklı bireyden kan örnekleri alınarak Bruker Vertex 70 FT-IR spektrometresinin ATR ünitesi üzerinde spektrumları toplanmıştır. Çalışmada gruplar arasındaki bağlantıları ortaya koymak için Hiyerarşik Kümeleme Analizi (HCA) ile Temel Bileşen Analizi (PCA) uygulanmıştır. Elde edilen PCA skor modeline göre elde edilen sınıflandırma yönteminin doğruluğunu test etmek için   eğitici ve test veri setine Temel Bileşen Analizi-Lineer Diskriminant Analiz (PCA-LDA) uygulanmıştır.
Bulgular: HCA ile PCA bulguları, hayvan kanlarının birbirinden ve insan kan örneklerinden parmak izi spektral bölgede, yüksek heterojen ve varyasyon değeri ile %100 özgüllük ve duyarlılıkla ayrıldığını göstermiştir. En çok varyasyon insan-sığır grubu arasında elde edilmiştir. PCA-LDA sonuçlarına göre hem eğitici hem de test veri grubundaki örnekler %100 doğrulukla kendi grubunda yer almıştır.
Sonuç: ATR FT-IR spektroskopisi ile çok değişkenli kemometrik analiz yaklaşımının, olay yeri kan örnekleri orijininin belirlenmesinde, doğruluğu, özgüllüğü ve duyarlılığı yüksek bir yöntem olarak kullanılabileceği ortaya koymaktadır.

Abstract:
Purpose: In forensic cases, blood sample is one of the mostly found biological fluid at the crime scene. Since blood samples are frequently used to identify the suspect, to understand the sequence of events and to determine the time of the event, blood species identification (whether blood stains belong to a human or another living thing) is a very important step in the forensic investigations. Most of the diagnostic methods for blood species identification   have several disadvantages such as time consuming, labor-intensive procedures, expertise and relatively low diagnostic accuracy.  Hence, the present study was aimed to develop a diagnostic algorithm   to determine whether the blood samples belong to farm animals and human or not using   Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR FT-IR) coupled with multivariate chemometric analysis approach.
Method: In the current study, human, horse, goat, sheep and bovine blood specimens were obtained from six different individuals for each group. Their spectra were collected   on the ATR unit of the Bruker Vertex 70 FT-IR spectrometer. Three spectra were collected for each samples and averaged for further analysis. Unsupervised chemometric analysis including hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) were performed on the blood spectra to find their spectral differences and similarities. Based on PCA score model, Principal Component Analysis Linear Discriminant Analysis (PCA-LDA) were applied to the training and test groups to confirm the classification accuracy of this model.
Findings: PCA scor and HCA dendrogram results indicated that the blood samples of human and different animal species succesfully discriminated from each other with a high heterogeneity, variation value and 100 % sensitivity and specificity. The highest variation was found for human-bovine group.  PCA-LDA findings of training and test groups   revealed the classification of the studied samples within their own groups at 100 % accuracy.
Results: The findings of the current study has proved that ATR FT-IR spectroscopy coupled with multivariate chemometric analysis approach enables to determine the origin of bloodstain at criminal site with a high accuracy, sensitivity and specificity values.