Elementanalytik und Isotopenverhältnisbestimmungen an humanbiologischen Materialien

Ziel der Arbeit war es, festzustellen, inwieweit die Bestimmung der Konzentrationen und der Isotopenverhältnisse verschiedener Elemente in humanbiologischen Materialien dazu geeignet ist, Informationen über Herkunft und Wohnort oder zurückliegende Ortswechsel einer Person aufzuzeigen. Dieses Forschungsprojekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Bundeskriminalamt Wiesbaden durchgeführt. Dort werden in dem seit 2008 laufenden Projekt „Isohaar“ vor allem Haare, aber auch Fingernägel, von Personen vor, während und nach einer Auslandsreise gesammelt. An diesen Materialien sollte überprüft werden, ob ein Ortswechsel Einfluss auf die Elementgehalte und/oder Isotopenverhältnisse hat.rnAls elementanalytische Methoden wurden die Neutronenaktivierungsanalyse (NAA) und die induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS) an flüssigen Aufschlüssen der Proben, sowie direkt an den Proben mittels Laser Ablation (LA-ICP-MS) erprobt. Die Isotopenverhältnisse der Elemente Kohlenstoff und Stickstoff wurden mittels Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS) bestimmt, die der schweren Elemente Strontium und Blei mittels Thermionen-Massenspektrometrie (TIMS).rnMittels Flüssig-ICP-MS wurde ein Konzentrationsanstieg für einige Elemente (z.B. Na, Mg Ba, Cu, Sr und Ca) vom Haaransatz (jüngster Haarabschnitt) zur Haarspitze (ältester Haarabschnitt) einer analysierten Strähne gefunden. Die Spender dieser Proben hatten keinen Ortswechsel vollzogen. Bei Haarproben von Personen, die einen Aufenthaltsortswechsel erlebt hatten, zeigten sich markante Konzentrationserhöhungen bei Eisen, Mangan, Titan und Blei in den betreffenden Abschnitten. Diese Elemente scheinen evtl. das Potential zu haben, Ortswechsel anzuzeigen.rnBei den Isotopenverhältnissen von Kohlenstoff und Stickstoff konnten einige Unterschiede zwischen verschiedenen Aufenthaltsorten einer Person gefunden werden. Diese Änderungen werden mit der häufig unausweichlichen unterschiedlichen Ernährungsweise des Haarspenders bei Reisen in Zusammenhang gebracht. Die Isotopenverhältnisse von Strontium und Blei konnten bisher nicht einem bestimmten Land oder einer Region zugeordnet werden. Die Proben zwischen den einzelnen Teilnehmern unterschieden sich jedoch. rnFür die Zukunft sollte versucht werden, die Ergebnisse der Analysenmethoden miteinander zu kombinieren, um aussagekräftigere Hinweise auf einen möglichen Ortswechsel zu erhalten.rn

The aim of the present study was to endeavour whether it is possible to obtain information about the travelling behaviour of a person by determining the elemental concentration and isotope ratios of some special elements in biological materials. This project was realised in association with the Federal Criminal Police Office (BKA, Wiesbaden). Since 2008, a study called “Isohaar” has started there. In this project, strands of hair and some fingernails of different persons are collected before, during and after a foreign trip. One goal of the examinations of these materials is to check if a change of location can influence the elemental concentrations and/or the isotope ratios.rnAs elemental analyses, the following methods are used: neutron activation analysis (NAA), and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Dissolved hair samples were analysed by the liquid ICP-MS method, and the untreated strands of hair were analysed by connecting a laser ablation system to the ICP-MS (LA-ICP-MS). The isotope ratios of carbon and nitrogen are determined by isotope ratio mass spectrometry (IRMS). The heavy elements strontium and lead are analysed by thermal ionization mass spectrometry (TIMS).rnBy liquid ICP-MS method, the concentrations of some elements (e.g. Na, Mg, Ba, Cu, Sr, and Ca) rise from the hairline (youngest interval) to the hair-ends (oldest interval) of a strand of hair. The owner of these strands didn’t make a change of location. Other samples of hair, its donor had changed its living space, showed a distinct higher concentration of iron, manganese, titanium, and lead in the relevant intervals. These four elements seem to have the capability of indicating a change of place by changing its concentrations.rnIn addition, differences between samples from different locations were also detected by the isotope ratios of carbon and nitrogen. These changes are frequently correlated to the nutrition of a person. For the isotope ratios of strontium and lead, no assignment to a country or a region could be made. The samples of the single participants showed different results.rnOne goal for the future should be to combine the results of the analyses to obtain more promising clues for a change of location.rn