Adli bilimlerde, vakaların aydınlatılmasında önemli olan bazı biyolojik sıvıların tür ve özelliklerinin analizinde nanopartikül kullanılması ve raman spektroskopinin etkinliğinin araştırılması
The use of nanoparticles in the analysis of species and properties of some biological fluids and investigation of effectiveness of raman spectroscopy in illumination of forensic cases
Yazar: UĞUR KÖROĞLU
Danışman: PROF. DR. NECDET SAĞLAM
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Adli Tıp = Forensic Medicine ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Biyofizik = Biophysics
Dizin: Adli tıp = Forensic medicine ; Altın nanopartiküller = Gold nanoparticle ; Gümüş nanopartiküller = Silver nanoparticles ; Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
Adli bilimlerin önemli yönlerinden biri de olay yerinden sağlıklı bir şekilde kanıt elde edilmesidir. Bunlar çok çeşitli olup özellikle vücut sıvıları (kan, ter, idrar, semen, saliva vb), adli tıp araştırmaları için en önemli kanıtları oluşturmaktadır. İncelenen alanda bulunan lekenin meyve/sebze suları dahil herhangi bir organik/biyolojik sıvı mı yoksa bir canlıya ve en nihayetinde de bir insana ait vücut sıvısı olup olmadığının belirlenmesi, ardından bunun tanımlanması ve niteliklerinin belirlenmesi çok değerlidir. Vücut sıvılarının kanıt teşkil edecek aşamaya getirilmesi ve bunun çok kısa sürede yapılması hem olayın çözümlenmesinde hem de adaletin doğru işlemesinde ve sonuçlandırmasında önemli bir yer tutmaktadır.
Adli tıpta yapılan testlerin numuneyi tahrip etme durumu, test sürelerinin uzun zaman alması, olay yerinde bilinmeyen bir lekenin karakterizasyonunda zorlukların olması, kısacası konvansiyonel yöntemlerin çoğu kez yetersiz kalması bilinen bir durumdur. Doktora tez çalışması kapsamında vücut sıvılarının analizinde yetersiz görülen konvansiyonel yöntemlerin yerine, farklı nanoteknolojik analiz yöntemlerinden yararlanılarak Raman ve Yüzey Zenginleştirilmiş Raman Spektroskopi (SERS) ile çok küçük miktarlardaki kanıt materyallerinden, kısa sürede, sağlıklı tespit ve teşhis yapılmasının sağlanması amaçlanmıştır.
Literatürde vücut sıvılarının ve benzer fiziksel özellikteki sıvıların Raman ve SERS spektrumlarının ayrı ayrı incelendiği çalışmalar bulunmakla birlikte, bu sıvıların karmaşık bir halde olduğu durumları gösteren bir çalışma görülmemiştir. Bu tez çalışmasında idrar, kan, saliva ve semen numuneleri ile bunlara benzer fiziksel özelliklere sahip sebze/meyve sularının karıştırıldığı durumlarda tespit edilebilirliği için SERS yöntemi geliştirilmesi hedeflenmiştir. Raman ve SERS analizleri 785 nm dalga boyunda lazer kaynağa sahip Raman mikroskobu ile gerçekleştirilmiştir. Sinyal zenginleştirme için altın nanoçubuk (AuNR) ve gümüş nanopartikül (AgNP) kullanılmış, güçlendirme seviyeleri incelenmiştir. 
Elde edilen sonuçlar, biyolojik sıvıların kendilerine benzer fiziksel özellikteki sıvılarla karıştıklarında SERS ile tespit edilebileceğini göstermiştir. Ayrıca, AuNR ve AgNP'nin SERS spektrumlarında sinyal şiddetlerini önemli ölçüde arttırdığı ortaya koyulmuştur. Geliştirilen yöntem sayesinde karmaşık bir olay yeri incelemesinde biyolojik sıvıların tespiti için doğru sonuç veren, hızlı, tahribatsız ve maliyet etkin bir yöntem geliştirilmiştir.
Bu çalışma Hacettepe Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri tarafından desteklenmiştir.

Abstract:
One of the important aspects of forensic science is obtaining evidence accurately from the crime scene. These can be highly diverse, especially bodily fluids (blood, sweat, urine, semen, saliva, etc.) which constitute the most crucial pieces of evidence in forensic investigations. Determining whether a stain found at the crime scene is an organic/biological fluid, such as fruit/vegetable juices, or ultimately a human body fluid, and then identifying and characterizing it, is of great value. Bringing bodily fluids to a state where they can serve as evidence and doing so quickly play a significant role in solving the case and ensuring justice is served properly.
The situation where forensic tests in forensic science can often be limited due to sample destruction, long test durations, difficulties in characterizing an unknown stain at the crime scene, in short, the insufficiency of conventional methods, is a well-known issue. Within the scope of a doctoral thesis, the aim was to provide a rapid and accurate detection and diagnosis of small amounts of evidence materials using Raman and Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) by utilizing different nanotechnological analysis methods in place of conventional methods which were considered inadequate in the analysis of bodily fluids.
While there are studies in the literature that separately investigate the Raman and SERS spectra of bodily fluids and similar physically similar fluids, there is no study that demonstrates their complex states. In this thesis study, it was aimed to develop a SERS method for the detection of urine, blood, saliva and semen samples when mixed with vegetable/fruit juices with similar physical properties. Raman and SERS analyses were performed using a Raman microscope with a 785 nm laser source. Gold nanorods (AuNRs) and silver nanoparticles (AgNPs) were used for signal enhancement, and their enhancement levels were examined.
The results obtained showed that biological fluids can be detected by SERS when mixed with fluids with similar physical properties. Furthermore, it was revealed that AuNR and AgNP significantly increased the signal intensities in SERS spectra. Thanks to the developed method, a fast, non-destructive, and cost-effective method that provides accurate results for the detection of biological fluids in a complex crime scene investigation has been developed.
This study was supported by Hacettepe University Scientific Research Projects.