Metode de examinare microscopică - tehnici de investigare criminalistică
| Comentarii |
|
Examinarea optică
Marea majoritate a investigațiilor criminalistice de laborator impun folosirea de metode sau mijloace tehnico-științifice necesare atât vizualizării sau revelării unor detalii caracteristice, pe baza cărora se poate desfășura procesul de identificare a persoanelor și a obiectelor, cât și efectuării determinărilor calitative și cantitative. În examinarea multor categorii de urme și micro-urme, a diverselor mijloace materiale de probă purtătoare de elemente caracteristice de identificare, este necesar să se apeleze la instrumente optice sau electronice de examinare.
Cu ochiul liber se percep clar numai detaliile a căror dimensiune depășește câteva zecimi de milimetru. Pentru examinarea obiectelor cu dimensiuni mai mici, este necesar să se recurgă la ajutorul dispozitivelor de mărire: lupe și microscoape. Însă, făcând accesibilă observarea detaliilor mărunte, dispozitivul de mărire limitează câmpul vizual și aceasta cu atât mai mult, cu cât este mai mare scara imaginii, fapt datorită căruia detaliul ce se observă trebuie privit separat, în afara legăturii cu părțile înconjurătoare ale obiectului. De aceea, pentru examinarea oricăror obiecte, trebuie alese măririle optime, adică cele în condițiile cărora toate detaliile necesare se văd suficient de clar și care în același timp limitează cât mai puțin câmpul vizual.
1. Lupa
Lupa constituie cel mai simplu instrument optic de mărit care nu trebuie să lipsească din nicio trusă sau laborator de criminalistică. Aceasta este folosită curent pentru descoperirea urmelor la locul faptei, precum și în examinarea inițială a mijloacelor materiale de probă (diverse obiecte sau instrumente, înscrisuri falsificate). Principalele categorii de lupe utilizate în criminalistică sunt: lupele simple, formate dintr-o singură lentilă convergentă, și lupele compuse, alcătuite dintr-un sistem convergent de lentile.
Pe lângă lupele clasice, în examinările criminalistice se folosesc și alte categorii de lupe, unele dintre ele special concepute pentru necesitățile acestor laboratoare. De exemplu, în examinările dactiloscopice sunt întrebuințate lupe cu piedestal. De asemenea, se folosesc lupe de măsurat, lupe cu dispozitiv propriu de iluminare sau lupe binoculare care se fixează pe cap, lăsând mâinile libere pentru executarea celorlalte operații necesare examinării. Apoi, mai sunt întâlnite și anumite lupe construite special, ca: lupa lui Codding - o sferă de sticlă cu o gâtuire perpendiculară pe axa optică, ce servește de diafragmă; lupa lui Wollaston, a lui Stanhope.
Gradul de mărire al unei lupe se calculează după raportul care există între diametrul imaginii virtuale care se vede prin lupă și diametrul aceluiași obiect văzut cu ochiul liber. Puterea de mărire a unei lupe este dată de convergența ei, deci, cu cât o lupă are distanța principală focală mai mică, cu atât puterea ei optică este mai mare.
2. Microscopul optic
Microscopul optic este un instrument optic mult perfecționat față de lupă, asigurând o mărire mai mare a imaginii obiectelor cercetate, o putere de rezoluție mai mare și o calitate superioară a imaginii. Microscopul optic reprezintă un instrument foarte puternic în cercetarea criminalistică, în unele cazuri fiind mai eficient decât tehnologiile moderne. Spre exemplu, cu ajutorul microscopului optic se poate face diferența foarte ușor între bumbac și fibrele de viscoză (mătase artificială). Însă, dacă am folosi radiațiile infraroșii, atunci cele două probe ar părea celuloză.
Fără folosirea microscopului nu poate fi concepută examinarea urmelor și nici desfășurarea procesului de identificare. Întrucât metodele de examinare optică diferă atât după scopul cercetării criminalistice, cât și după însăși natura obiectului de
investigat, nu este lipsit de interes să fie cunoscute principalele părți componente ale microscopului.
Microscoapele prezintă o mare varietate de construcție, după cercetările la care servesc și după calitățile optice asigurate prin fabricarea lor. Indiferent de formele pe care le iau și de puterea lor optică, au unele principii de construcție comune, care definesc generic acest tip de instrument optic. Astfel, din punct de vedere constructiv, microscoapele se compun din două părți principale: partea optică și partea mecanică, cărora li se adaugă diverse accesorii, printre cele mai importante fiind dispozitivele de iluminare și de microfotografiere.
Partea optică a microscopului este formată dintr-un obiectiv și un ocular. Obiectivele constituie sisteme optice formate din mai multe lentile, care asigură calitățile acestora. Caracteristicile obiectivului microscopului sunt următoarele: grosismentul sau puterea de mărire a obiectivului (4x, 10x, 15x, 20x, 25x etc.), apertura (unghiul maxim sub care razele de lumină pătrund în obiectiv), puterea de rezoluție, claritatea. Grosismentul total al unui microscop este egal cu produsul dintre puterea de mărire a obiectivului și cea a ocularului. Claritatea în profunzime a imaginii este în raport invers cu puterea de mărire a opticii microscopului, deci cu grosismentul general al acestuia sau mai exact cu apertura acestuia.
Lentila microscopică reprezintă un obiect translucid care transmite și curbează lumina într-un mod foarte previzibil. Spre exemplu, o lentilă finisată într-un anumit mod va face ca toată lumina care pătrunde pe o parte să fie proiectată pe cealaltă parte și să se întâlnească într-un singur punct la o anumită distanță. Astfel, cu ajutorul luminii, imaginea unui obiect este mărită. Microscopul se compune din două lentile (aflate în obiectiv și ocular) care sunt folosite împreună, depășind astfel limitele unei lentile simple. Cea de-a două lentilă (ocular) este plasată în linie cu prima lentilă, astfel mărindu-se imaginea consecutiv. Acesta este sistemul de bază în microscopie, unde mărirea intervine în două stagii. Observatorul privește cu ajutorul lentilei din ocular imaginea creată de prima lentilă (aflată în obiectiv), formându-se astfel o imagine virtuală care nu ar putea fi observată cu ochiul liber. Deci, ochiul vede imaginea unei imagini.
Partea mecanică a microscopului se compune din: tubul microscopului terminat cu șaua portobiectiv, platina sau masa microscopului, dispozitivele de deplasare a sistemelor optice și stativul. Dispozitivul de deplasare a sistemelor optice se împarte în: mecanismul macrometric și în mecanismul micrometric. Mecanismul macrometric servește la reglarea cu o anumită aproximație a poziției tubului, iar mecanismul micrometric la punerile la punct ale sistemelor optice cu precizie și finețe. În cercul tamburului mecanismului micrometric este situată scara de calcul a poziției sistemului optic, care indică deplasările în microni.
Sistemele de iluminare în microscopia optică își au, de asemenea, importanța lor specifică atât în cercetarea propriu-zisă, cât și în efectuarea de microfotografii. Sistemul optic auxiliar servește la asigurarea iluminării obiectului cercetat. Iluminarea corectă a obiectului prezintă o mare importanță în examinările microscopice. Iluminarea obiectului se poate face prin lumină incidență sau reflectată, prin lumină transmisă prin obiectul cercetat, prin lumină opacă transmisă prin obiectivul microscopului. Pe obiectul cercetat pot fi proiectate radiații invizibile, ca ultravioletul reflectat sau în fluorescență, infraroșul, radiațiile Roentgen.
Lumina care cade ușor oblic sau din toate părțile asupra unui obiect creează o iluminare uniformă, fără umbre, în condițiile căreia se percep clar detaliile, în limitele suprafeței obiectului, dar a căror culoare sau strălucire contrastează cu fondul. Când lumina cade pe suprafață sub un unghi ascuțit, datorită umbrelor ce se formează, se evidențiază detaliile reliefului (de exemplu: fibrele scămoșate ale hârtiei pe locul unde s-a făcut o radiere).
3. Metode curente de cercetare în microscopie
Principalele modalități de cercetare în microscopie, inclusiv în examinările microscopice criminalistice, sunt următoarele:
- vizualizarea în câmp luminos a obiectelor opace și transparente, destinată cercetărilor traseologice, ale urmelor biologice, ale altor urme de natură organică sau anorganică;
- vizualizarea în câmp întunecat, mai ales pentru observarea bacteriilor vii ori a anumitor celule;
- ultramicroscopia, prin care pot fi depistate substanțe în stare coloidală (cercetarea resturilor de sol sau praf de dimensiuni foarte fine);
- contrastul de fază, metodă folosită în cercetarea micropre-paratelor fără structură, care se cercetează in vitro, cum sunt unele urme de natură organică;
- polarizarea, metodă întâlnită în examinarea unor substanțe optice active, care au deci proprietatea să rotească planul de polarizare a luminii, de tipul celor care conțin nicotină, zaharuri, unele elemente de natură toxică.
4. Tipuri de microscoape optice folosite în laboratoarele criminalistice
4.1. Stereomicroscopul
Alături de microscopul clasic de cercetare, stereomicroscopul are o largă utilizate în examinarea optică a mijloacelor materiale de probă, el permițând examinarea în relief a suprafeței obiectului. Frecvent, cu acesta se efectuează examinarea inițială a obiectului, pentru sesizarea caracteristicilor de bază și determinarea modului de cercetare ulterioară. Microscopul stereoscopic permite analiza imaginii în relief a obiectelor cercetate, datorită unui câmp vizual larg și unei profunzimi pronunțate, pe care le poate obține la grosismente mici și mijlocii. Sistemul optic al ste-reomicroscopului se compune din două obiective și două oculare, perceperea imaginii făcându-se din două unghiuri diferite, egale cu paralaxa stereoscopică a ochilor. O altă calitate a acestui microscop, în afara redării stereoscopice a imaginii, o constituie distanța frontală (dintre obiectivul microscopului și obiectul examinat) relativ mare, ceea ce face posibilă observarea obiectelor cu dimensiuni mai mari, ca de pildă: piesele de armă, obiectele de îmbrăcăminte. În afară de aceasta, construcția optică a microscopului asigură posibilitatea observării unui obiect în poziție dreaptă, iar nu răsturnată.
4.2. Microscopul comparator
La baza unei serii de examinări efectuate în scopul stabilirii identității obiectului stă compararea acestor obiecte cu urmele lăsate de ele. De asemenea, se practică compararea urmei lăsate la locul faptei de obiectul ce urmează a fi identificat cu urma experimentală. Compararea acestor detalii se poate executa în cele mai bune condiții cu ajutorul microscoapelor de comparație, construite special în acest scop.
Microscopul comparator are sistemul optic alcătuit din două obiective și un singur ocular, împărțit în două câmpuri. De asemenea, acesta are două măsuțe pentru obiecte și surse de iluminat perechi. Imaginile celor două obiecte de comparat, obținute prin intermediul obiectivelor, sunt alăturate printr-un sistem de prisme în ocularul microscopului, astfel încât obiectele par a fi situate unul lângă celălalt, ca și cum ar fi în contact, iar compararea se realizează prin stabilirea continuității liniare. Este necesar ca cele două obiective să aibă caracteristici identice, obiectele cercetate să fie așezate în aceeași poziție, iar iluminarea realizată cu surse de lumină de același tip și având o intensitate egală.
Inițial, acest sistem a fost folosit în domeniul balisticii judiciare pentru compararea proiectilelor sau a tuburilor găsite la locul faptei cu cele trase experimental, în vederea identificării armei cu care s-a săvârșit infracțiunea (fiind prevăzut cu suporturi speciale pentru susținerea și rotirea proiectilelor și a tuburilor rezultate în urma tragerilor). În prezent, microscopul comparator este întrebuințat într-o gamă mult mai variată de cercetări, nu numai din domeniul traseologiei, ci și în cercetarea unor urme materiale cum ar fi resturile de îmbrăcăminte, firele de păr, compararea hașurilor urmelor în formă de striații, pentru a stabili continuitatea sau discontinuitatea acestora.
4.3. Microscopul de polarizare
Microscopul de polarizare oferă posibilități de cercetare mai largi, servind nu numai la observarea obiectelor dar chiar la efectuarea unor determinări calitative de elemente aflate în compoziția unor corpuri aparent omogene sau asemănătoare. Microscopul de polarizare folosește în locul luminii naturale, care oscilează într-o infinitate de planuri perpendiculare pe direcția de propagare, o rază de lumină care, după trecerea printr-un cristal numit „nicol”, oscilează numai într-un singur plan. Astfel, microscopul de polarizare este construit pe bază de nicoli, care sunt dispozitive de polarizare de reflecție totală. Un nicol are rolul de polarizator, iar al doilea, de analizator - prin care se urmăresc modificările suferite de fasciculul polarizat. O mare parte din obiectele cercetării criminalistice vor fi analizate în lumină polarizată. Direcția luminii polarizate poate fi liniară, circulară sau eliptică.
Conform teoriei electromagnetice a luminii, undele luminoase oscilează într-un plan perpendicular pe direcția razei de propagare. La o rază nepolarizată, oscilațiile se produc în toate planurile perpendiculare pe direcția razei. Dar, dacă lumina trece prin anumite rețele cristaline, oscilațiile razei, la ieșire, vor fi orientate numai într-un singur plan. Raza de lumină cu oscilațiile numai într-un singur plan se numește rază polarizată. Planul în care se produc oscilațiile razei se numește planul de oscilații sau planul de vibrație al razei polarizate, iar planul perpendicular pe acest plan se numește planul de polarizare. Spre exemplu, ochelarii de vedere sau cei de soare care au lentile polarizate vor reduce strălucirea (lumina foarte puternică) prin simpla blocare a luminii reflectată de către suprafețele lucioase din jurul nostru.
4.4. Alte tipuri de microscoape
Pe lângă microscoapele optice universale pe care le-am enumerate anterior, în laboratoarele de criminalistică mai sunt întrebuințate și alte tipuri de aparate, dintre care menționăm:
- microscoapele de cercetare în radiații invizibile ultraviolete și infraroșii (folosite la examinarea falsurilor în înscrisuri).
- microscoapele pentru măsurarea dimensiunilor liniare sau a valorilor unghiulare (cu un astfel de microscop pot fi măsurate caracteristicile ghinturilor unei arme, după urmele lăsate pe proiectile).
- microscoapele pentru controlul rugozității suprafețelor (microscoapele de tipul Linnik-Schmaltz, pentru examinarea în secțiune luminoasă a suprafețelor, și interferometrul Linnik, pentru stabilirea neregularităților prin interferența luminii). Acest instrument își găsește aplicații în criminalistică la cercetarea microreliefului obiectelor purtătoare de urme, ale instrumentelor de spargere. Capacitatea de mărire a acestor instrumente este suficient de mare pentru a se putea releva detalii sau denivelări de ordinul milimicronilor.
4.5. Microscoapele electronice
Microscopul electronic are o schemă de construcție, în principiu, asemănătoare cu a microscoapelor optice obișnuite, dar în loc de fascicul de lumină lucrează cu fascicule de electroni, iar în loc de lentile optice, folosește lentile electronice. Părțile sale principale sunt: sursa de electroni (tunul electronic), lentilele electronice (electromagnetice sau electrostatice), lentile conden-sor și obiectiv, precum și ecranul fluorescent de observare.
Capacitatea de mărire a microscoapelor electronice depășește cu mult pe cea a microscoapelor optice. Astfel, dacă la microscopul optic puterea de mărire liniară nu depășește 2.000X, la cele electronice aceasta este superioară cifrei de 200.000X. De altfel, și în privința puterii de rezoluție a microscoapelor electronice se apreciază că este de 100.000 ori mare decât a celor optice.
Din numeroasele variante ale microscoapelor electronice, mai frecvent sunt folosite microscoapele în care electronii străbat obiectul cercetat, numite și microscoape electronice de transparență. În acest microscop electronic, fasciculul de electroni este concentrat de o lentilă cu rol de condensor pe obiectul cercetat. Obiectivul produce o mărire intermediară a imaginii, întocmai ca în cazul microscopului optic, care este apoi preluată de lentila de proiecție cu rol de ocular, care va mări din nou imaginea.
4.6. Microscopul electronic prin transmisie
Microscoapele din această categorie permit vizualizarea structurilor interne, prin intermediul electronilor transmiși prin structurile subțiri ale probelor. Avantajele prezentate de acest tip de microscopie constau în:
- posibilitatea vizualizării structurii interne a probelor examinate;
- capacitatea de rezoluție, care este de ordinul distanțelor interatomice (1,4-3,1010 mm);
- posibilitățile mari de evaluare și identificare a elementelor de structură sau a morfologiei microparticulelor;
- puterea de mărire, ce depășește 100.000X.
4.7. Microscopul electronic cu baleiaj (scanning)
Microscopul electronic cu baleiaj (MEB) permite obținerea unor imagini ale topografiei, precum și ale compoziției unor probe masive, care nu sunt penetrate de fasciculul electronic. Imaginea la acest tip de microscop se obține prin intermediul unui fascicul foarte fin de electroni (denumit și „sondă electronică”) care mătură (baleiază) suprafața urmei cercetate.
Principalele avantaje ale microscopului electronic cu baleiaj, în comparație cu cele ale microscopiei electronice prin transmisie, sunt următoarele:
- posibilitatea investigării unor probe masive, fără o pregătire tehnică specială și fără distrugere termică deosebită, chiar în ipoteza probelor biologice;
- claritatea mare în profunzime (cca. 0.8 mm), conjugată cu posibilitatea realizării unei imagini aparent spațiale;
- gama puterii de mărire este foarte mare, aceasta putând varia între 20X și 50.000X, iar în situații speciale să depășească 100.000X, fără ca aceste grosismente să afecteze calitatea imaginii.
