EM - IUEM - Tecnologias Laboratoriais em Ciências Forenses
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- Desenvolvimento e validação de uma metodologia para análise de rotina de novos opioides sintéticos e alucinogénios em sangue total por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massa em TandemPublication . Pereira, Joana Rita Pinela; Fonseca, Suzana de Morais Valente Martins da; Neng, Nuno da RosaAs Novas Substâncias Psicoativas (NPS) são uma ameaça real e contemporânea, frequentemente consumidas em dosagens desconhecidas, por vezes letais. Os opioides sintéticos são o grupo de NPS que mais cresceu nos últimos anos. Não obstante, é importante continuar a monitorizar outras drogas mais “tradicionais”, como os alucinogénios, uma vez que têm sido associados a intoxicações e o seu potencial terapêutico está atualmente em estudo. O objetivo desta dissertação foi desenvolver, otimizar e validar uma metodologia simples, rápida e sensível, para a análise de rotina em laboratórios de toxicologia forense de 6 novos opioides sintéticos (carfentanilo, fentanilo, isotonitazeno, metonitazeno, norfentanilo e sufentanilo) e 4 alucinogénios (lisergida, 2-oxo-3-hidroxi-lisergida, mescalina e psilocina) em sangue total. Tendo em vista o futuro alargamento do método a outras NPS, a mefedrona (catinona sintética) também foi incluída nos analitos-alvo. A preparação de amostra foi otimizada por desenho experimental fatorial total e consistiu na precipitação proteica de 50 μL de sangue com recurso a 100 μL de acetonitrilo contendo 0,1 % de ácido fórmico. Após centrifugação, o sobrenadante foi analisado diretamente por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massa em tandem, numa corrida de 5 minutos no modo de monitorização de reação múltipla com 2 transições para cada analito. A linearidade foi verificada entre 0,1 e 20 ng/mL para todos os analitos à exceção da mescalina, não tendo sido observados arrastamentos ou efeitos de matriz significativos. A precisão foi inferior a 20 % e a justeza ficou compreendida entre ± 20 %. O limite de deteção foi estimado entre 0,05 e 1 ng/mL. A seletividade foi assegurada através da análise de amostras fortificadas com mais de 200 medicamentos, pesticidas e outras drogas de abuso. Foram também analisadas amostras forenses autênticas, tendo sido identificadas amostras positivas para fentanilo, norfentanilo, sufentanilo e mefedrona. A metodologia proposta permite a identificação, confirmação e quantificação simultâneas de compostos de diferentes famílias de substâncias psicoativas, em amostras postmortem e in vivo. A rapidez, simplicidade e eficácia demonstradas tornam-na particularmente vantajosa para implementação em rotina em laboratórios de toxicologia.
- Efeitos da mescalina e da dietilamida do ácido lisérgico (LSD) no fluxo glicolítico de Saccharomyces cerevisiaePublication . Martins, Inês Filipa Ferra da Silva; Quintas, Alexandre; Família, Carlos; Almeida, Maria Catarina deA utilização de compostos psicadélicos em contextos rituais e religiosos é multicultural e tem uma origem pré-histórica. Nas sociedades humanas ancestrais, estas substâncias eram utilizadas para alterar o estado de consciência dos xamãs, colocando-os “em contacto com a divindade”. Estas substâncias foram proibidas durante governação de Richard Nixon em meados da década de 1970, tendo como consequência a estigmatização das mesmas. Avançando para finais da época de 1980, a utilização destes compostos em contexto clínico começou a renascer, com um crescimento mais acentuado nos últimos anos. O presente trabalho visa contribuir para a compreensão de mecanismos celulares e moleculares da mescalina e do LSD utilizando um modelo celular de leveduras Saccharomyces cerevisiae. Estas leveduras apresentam mecanismos moleculares e celulares semelhantes às células humanas, traduzindo-se numa abordagem mais simples que permite compreender a bioquímica fundamental das células em diferentes condições. As metodologias empregues permitiram avaliar os parâmetros associados ao crescimento celular, bem como a sensibilidade e viabilidade celulares e a atividade metabólica na presença de concentrações crescentes de LSD e mescalina. Os resultados obtidos permitiram concluir que há um efeito exercido por ambos os compostos na atividade mitocondrial e, eventualmente, no fluxo glicolítico das leveduras estudadas. O presente trabalho mostra, pela primeira vez, um aumento do metabolismo celular na presença de LSD e mescalina. Esta observação poderá estar associada às melhorias detetadas clinicamente. Este é um estudo pioneiro e exploratório, pelo que será necessário repetir alguns ensaios para confirmar as conclusões apresentadas.
- Análise de modificações intencionais em remanescentes esqueléticosPublication . Rapaz, Cristina Isabel Fuzeta; Antunes-Ferreira, Nathalie; Curate, José FranciscoOs remanescentes esqueléticos humanos são uma valiosa fonte de informação para entender as culturas e práticas sociais de povos pretéritos, podendo remeter a eventos de natureza religiosa, quotidiana ou histórica. A presente dissertação centra-se na análise de modificações intencionais em remanescentes esqueléticos de indivíduos com possíveis afinidades populacionais africanas, provenientes do adro da Capela do Espírito Santo, em Bucelas. Foi estimado o perfil biológico de 16 dos indivíduos e também o seu perfil patológico. Estudaram-se alterações corporais intencionais, através da observação de modificações morfológicas no esqueleto, que foram identificadas exclusivamente nos dentes em seis indivíduos desta amostra. As modificações identificadas podem ter tido realizadas devido a tradições culturais, estética, práticas sociais ou como um meio de identificação e identidade de tribal. Para além de contribuir para a compreensão histórica, social e cultural de grupos populacionais passados, também estabelece uma possível ligação com populações contemporâneas referidas em trabalhos etnográficos nas ex-colónias portuguesas e evidencia a relevância das modificações corporais intencionais como marcadores bioculturais precisos para a reconstrução das identidades e modos de vida das sociedades passadas, oferecendo novas perspetivas sobre diversidade e complexidade das culturas ao longo dos séculos. Atualmente, a presença de modificações intencionais no esqueleto e no corpo pode auxiliar na identificação de indivíduos em investigações criminais.
- Assessment of the viability of using Semiquant PSA quantification with SERATEC® SeraQuantTM as a confirmatory test for traces of semen in a forensic genetics laboratory : Idealization, development and validation of a methodPublication . Medeiros, Raquel; Silva, Alexandra Maia e; Ferreira, Paulo MiguelOs crimes sexuais representam uma grave violação dos direitos humanos e têm um impacto profundo nas vítimas e na sociedade. Eles correspondem a 10% dos crimes investigados pela Polícia Judiciária (PJ). Conforme especificado no Código Penal português (CP), os crimes de natureza sexual são distinguidos em dois grupos: crimes contra a liberdade sexual (artigos 163.º a 170.º) e crimes contra a autodeterminação sexual (artigos 171.º a 176.º-C). Ao realizar um exame forense de um crime sexual, o vestígio biológico mais importante a se procurar é o sémen. Este fluído é essencial nestes tipos de crimes, pois fornece uma prova incontestável de que um ato sexual foi cometido. Por esta razão, o Setor de Biologia (BBG) do Laboratório de Polícia Científica da Polícia Judiciária (LPC-PJ) tem investido em novos métodos e equipamentos para facilitar a identificação de sémen pelos peritos forenses. Neste trabalho, foi desenvolvido um método utilizando o instrumento SERATEC® SeraQuant Reader para os testes semi-quantitativos do Antígeno Prostático Específico (PSA). Para avaliar se este método poderia-se tornar um teste confirmatório, amostras de casos reais foram analisadas na fase de observação do fluxo de trabalho do BBG e os resultados obtidos nessa fase foram registados. Quarenta e oito amostras foram adquiridas de 25 exames de crimes sexuais e uma série de estudos de concordância foram realizados entre os resultados dos testes preliminares, o teste confirmatório e os perfis obtidos na análise de ácido desoxirribonucleico (ADN), com o objetivo de identificar possíveis relações. Além disso, o instrumento foi validado internamente realizando-se testes de sensibilidade, especificidade, reprodutibilidade e repetibilidade. Para as 48 amostras dos casos reais, os estudos de concordância demonstraram que, entre os valores de quantificação do PSA e os perfis da fração masculina (FM), cerca de 89% das amostras com alta concentração de PSA (acima de 4,1 ng/mL) estavam em concordância com o perfil de ADN obtido na FM (masculino ou mistura). Por outro lado, quase 87% das amostras que foram negativas para sémen apresentaram resultados positivos para PSA. Os resultados obtidos nos testes de sensibilidade, especificidade, reprodutibilidade e repetibilidade permitiram validar internamente o SeraQuant Reader.
- Desenvolvimento de uma nova abordagem verde para determinação de fitocanabinoides naturais e semissintéticos em matrizes biológicasPublication . Pereira, Maria Beatriz Jeremias; Neng, Nuno da Rosa; Quintas, Alexandre; Correia, BeatrizAtualmente, a canábis é a substância de abuso mais consumida a nível mundial. No início do século XXI, surgiram no mercado recreativo os canabinoides sintéticos e semissintéticos como alternativas legais à canábis e que representam um perigo emergente à saúde dos consumidores por serem mais potentes e imprevisíveis do que os fitocanabinoides. O presente trabalho visou o desenvolvimento, otimização, validação e aplicação de uma metodologia verde para a análise de canabinoides naturais e semissintéticos (canabidiol (CBD), Δ8-tetrahidrocanabinol (Δ8-THC), Δ9- tetrahidrocanabinol (Δ9-THC) e hexahidrocanabinol (HHC)) em saliva, por microextração adsortiva em barra (BAμE) seguida de análise por cromatografia gasosa acoplada à espetrometria de massa (GC-MS). Pela dificuldade em obter, à data de início do trabalho, padrões analíticos certificados dos diastereoisómeros de HHC, purificou-se este composto a partir de uma amostra de canábis herbal por cromatografia líquida de alta eficiência (LC), tendo os produtos obtidos sido estruturalmente confirmados por GC-MS, LC-MS e espetroscopia de ressonância magnética nuclear. A pureza obtida por GC-MS foi de 72 % para 9R-HHC e 91 % para 9S-HHC. Vários parâmetros que afetam a eficiência da BAμE foram otimizados, tendo-se obtido recuperações médias entre 57,3 (9R-HHC) e 80,6 % (CBD). A validação do método BAμE/GC-MS, em condições experimentais otimizadas, permitiu estimar baixos limites de deteção (1,25 ng/mL) e de quantificação (4,13 ng/mL). Obteve-se boa linearidade na gama compreendida entre 5 e 300 ng/mL (r2 ≥ 0,9963), sendo que todos os valores relativos à precisão e justeza se encontraram dentro dos parâmetros referidos na guia diretiva da UNODC (< 20 %) na qual este trabalho foi baseado. A metodologia otimizada e validada foi aplicada a três amostras reais de saliva fornecidas por voluntários após o consumo, tendo a presença de todos os canabinoides em estudo sido confirmada com concentrações entre 4,4 ng/mL (Δ8-THC) e 672,9 ng/mL (Δ9-THC), encontrando-se na mesma ordem de magnitudes descritas na literatura. A metodologia desenvolvida revelou-se uma alternativa analítica simples, ecológica, de baixo custo e miniaturizada, com potencial para ser utilizada como método de rotina no laboratório.
- Validação de métodos morfológicos e métricos para a estimativa do sexo usando o gene AMEL como método confirmatórioPublication . Martins, Alfredo; Antunes-Ferreira, Nathalie; Costa, Joana Couceiro daNa bioarqueologia e em antropologia forense, o perfil biológico é imprescindível para o estudo paleobiológico e no processo de identificação humana, respetivamente. No perfil biológico são estimados parâmetros como as afinidades populacionais, o sexo, a idade e a estatura. O sexo é fundamental dado ter impacto na seleção dos métodos para as estimativas da idade e estatura. O sexo pode ser estimado a partir de métodos morfológicos, que têm por base a observação direta do osso e os métodos métricos, que têm por base a medição dos ossos. No entanto, a estimativa do sexo é afetada por vários fatores, como as afinidades populacionais, as mudanças seculares, o nível hormonal, a idade, entre outros. Neste estudo, selecionou-se métodos morfológicos amplamente usados e métodos métricos validados em coleções portuguesas. Para validar os resultados recorreu-se à análise dos genes AMEL e SRY. O gene AMEL está presente em ambos os sexos, apresentando-se nos cromossomas sexuais, enquanto o gene SRY só se apresenta no cromossoma Y, ou seja, presente no sexo masculino. A estimativa do sexo em 10 indivíduos adultos revelou resultados contraditórios, entre os diferentes métodos, em oito, havendo somente dois em que os resultados foram concordantes. O osso foi obtido a partir do corte da ponte entre o canal carótico e a fossa jugular para realizar a extração de DNA. O DNA foi extraído utilizando um método de extração orgânica. Dos 10 indivíduos, extraiu-se com sucesso o DNA de quatro indivíduos, sendo dois do sexo masculino e dois do sexo feminino. Um dos indivíduos apresenta resultados contraditórios quando se compara o sexo com o sexo estimado, os restantes três apresentam concordância entre os dois. Concluiu-se que é necessária uma amostra de maiores dimensões para validar e comparar os métodos entre si, de forma a tornar mais rigorosas as estimativas de sexo.
- Survival, development and bioaccumulation rate of Calliphora vicina larvae (Diptera: Calliphoridae) to increasing concentrations of metalsPublication . Fialho, Ana Catarina Montanha; Família, Carlos; Brito, José; Mascarenhas, PauloHeavy metal poisoning is a serious threat to human health, as heavy metals are highly toxic in low concentrations. Exposure to these substances has the potential to result in chronic or acute poisoning, which can have adverse effects on human health and, in some cases, may ultimately lead to death. The analysis of heavy metals on decaying corpses can be challenging due to the interference of matrix decomposition or the absence of traditional biological samples. In such cases, forensic entomology can be a useful tool, as necrophagous insects may facilitate the detection of these substances. For example, the blowfly Calliphora vicina (C. vicina) is a common early colonizer of decomposing corpses, and thus may be a suitable candidate for use as entomological evidence. Nevertheless, these toxic substances have the potential to impact insect growth and survival rates, which may, in certain circumstances, restrict their use as toxicological markers and for post-mortem interval (PMI) estimations. The present study sought to ascertain the impact of the most prevalent heavy metals responsible for human poisoning – Arsenic (As), Mercury (Hg), Lead (Pb), and Cadmium (Cd) – on the survival, development, and bioaccumulation rate of C. vicina larvae. To this end, C. vicina larvae were reared in increasing concentrations of each heavy metal for a six-day period. The length and weight of the larvae were measured, and the concentrations were analysed using Wavelength Dispersive X-Ray Fluorescence Spectrometry (WDXRF), Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES), and Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Each heavy metal resulted in elevated mortality rates in a dose-dependent manner, with As being the most toxic for this species. The development of C. vicina larvae was found to be limited by high concentrations of all heavy metals, resulting in a reduction in weight and length, with sizes comparable to that observed in the first and second instars. The findings demonstrate that elevated concentrations of heavy metals can potentially introduce bias in PMI estimations based on entomological evidence. All metals were successfully detected on the larvae and rearing substrate. However, no evidence was established for the bioaccumulation of As, Hg, or Pb from C. vicina larvae. Verification of bioaccumulation was limited to Cd, with larvae concentrations 3 to 4 times higher than those observed in the substrate.
- Análise e comparação de matérias-primas e objetos de impressão 3D FDM através da utilização da técnica de FTIR e da espetroscopia de Raman para uso na análise de armas de fogo impressasPublication . Campos, David Antunes; Manuel, Paulo Jorge; Família, Carlos; Pereira, José AntónioA impressão a três dimensões (3D) é um método de criação de objetos que tem vindo a ter um aumento na sua utilização por indivíduos sendo necessário que sejam criadas metodologias para a análise dos objetos que podem ser impressos com recurso a esta tecnologia, mais especificamente objetos que possam ser utilizados em atos criminosos e deixados nas cenas do crime, como armas de fogo. Nesta investigação foram usados filamentos de impressão 3D que foram depois utlizados para imprimir objetos, sendo esses os mais comumente usados por cidadãos comuns e que já tinham sido testados como apropriados para a impressão de armas de fogo. Para o seu estudo foram selecionadas duas metodologias de análise química: a espetroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e a espetroscopia de Raman. Ambos os métodos foram selecionados não só por serem apropriados para utilização em materiais sólidos como também por terem já sido testados como apropriados em prévios estudos para a análise de materiais de impressão 3D. Depois de terem sido aplicados os métodos selecionados os resultados foram comparados permitindo concluir que as metodologias se encontram preparadas para a utilização em materiais de impressão 3D e nos objetos impressos por estes mesmos, que podem ser encontrados em cenas de crime durante investigações. Os resultados permitiram também concluir que com a utilização das duas metodologias, é possível fazer uma diferenciação entre diferentes tipos de materiais de impressão, mas não entre filamentos do mesmo material provenientes de marcas diferentes e também não entre filamentos de impressão 3D e objetos impressos por estes. Neste último, é apenas possível fazer uma ligação entre eles.
- Desenvolvimento, validação e aplicação de uma metodologia para análise e quantificação de canabinóides em urinaPublication . Marques, Nelly Bernardino; Quintas, Alexandre; Neng, Nuno da Rosa; Ahmad, Samir Marcos EsmailA canábis é a substância de abuso ilícita mais produzida e consumida em todo o mundo. Consequentemente os mercados ilícitos disponibilizam uma ampla gama de canábis e produtos de canábis com maiores níveis de tetrahidrocanabinol (THC), o componente psicoativo da canábis e que compreende vários isómeros e variantes estereoquímicas incluídas nas convenções internacionais do controlo de drogas. O presente trabalho propõe uma nova metodologia para determinação de quatro analitos canabinóides, o CBD-OH, CBD-COOH, THC-OH, e THC-COOH em amostras de urina, através de microextração adsortiva em barra seguida de dessorção líquida e análise por cromatografia gasosa acoplada a espectrómetro de massa (BAμE-μLD/GC-MS). Esta é uma abordagem analítica inovadora, com grande simplicidade no uso, robustez e “mais verde”. A inovação do microdispositivo usado foi a possibilidade da escolha do sorvente mais adequado, que para os metabolitos a estudo supramencionados, revelou ser o sorvente C18 o mais seletivo. O tempo mais eficaz para a derivatização dos analitos foi igualmente otimizado, tendo-se obtido melhores resultados em 2 minutos de derivatização no micro-ondas. As condições experimentais foram igualmente otimizadas usando desenho experimental, com melhores resultados com extração durante 90 min, sem adição de metanol a pH 2,1 e retroextração com acetonitrilo, durante 15 min, sob tratamento ultrassónico. A otimização da metodologia aplicada permitiu recuperações entre 80% e 110%.
- Forensic handwriting characterization after rehabilitation intervention in people with Parkinson's disease : pilot studyPublication . Tatarescu, Vlad; Bernardo, Maria Alexandra; Santana, Catarina Godinho; Família, Carlos; Fernandes, CarinaGraphoscopic analysis of handwriting is influenced by various internal and external factors, and individuals with degenerative diseases like Parkinson's face challenges due to limitations in motor abilities, impacting Instrumental Activities of Daily Living (IADL) such as handwriting skills. The absence of encouraging outcomes from interventions in handwriting rehabilitation programs and graphoscopic assessment tools, persists as an ongoing challenge. This pilot study undertook an investigation into the forensi characterization of handwriting in people with Parkinson's Disease (PD). The main goal was to evaluate and compare the effect of 2 rehabilitation programs on handwriting, particularly, regarding 9 static and dynamic features, in individuals with PD. Additionally, this study contributed to the development of a comprehensive protocol, incorporating the most suitable and discriminatory clinical and graphoscopic assessment tools in the context of PD, and to formulate an occupational therapy rehabilitation program focused on enhancing the dexterity and fine motor skills of the upper limbs, crucial for improved performance in Instrumental Activities of Daily Living (IADLs). The pilot clinical trial involved two groups: an intervention group (IG) undergoing traditional physiotherapy and occupational therapy programs (TPRP + OTRP), and a control group (CG) undergoing traditional physiotherapy alone (TPRP). The objective was to characterize and compare handwriting before and after the rehabilitation programs. Participants underwent assessments at the study's commencement and after 12 weeks of intervention. Graphoscopic assessment utilized a Wacom One DTC133W0A tablet and NeuroScript's v6.1 MovAlyzeR software. Clinical assessments included the Jebsen Taylor Hand Function Test, Movement Disorder Society Unified Parkinson Disease Rate Scale, and the Parkinson Disease Questionnaire 8 tests. Results indicated a trend toward reduced symptoms like tremor and bradykinesia, alongside improvements in dynamic features such as average absolute velocity, horizontal size, and average pen pressure. While clinical assessment tools proved suitable, the graphoscopic evaluation fell short compared to existing studies. Nevertheless, the study offered valuable insights for developing a robust handwriting rehabilitation protocol for individuals with PD and an autonomous rehabilitation tool - the Handbook for Handwriting and Occupational Therapy Exercises (H2OTE).