Isotope ratio mass spectrometry as a tool for source inference in forensic science: a critical review

Isotope ratio mass spectrometry (IRMS) has been used in numerous fields of forensic science in a source inference perspective. This review compiles the studies published on the application of isotope ratio mass spectrometry (IRMS) to the traditional fields of forensic science so far. It completes the review of Benson et al. [1] and synthesises the extent of knowledge already gathered in the following fields: illicit drugs, flammable liquids, human provenancing, microtraces, explosives and other specific materials (packaging tapes, safety matches, plastics, etc.). For each field, a discussion assesses the state of science and highlights the relevance of the information in a forensic context. Through the different discussions which mark out the review, the potential and limitations of IRMS, as well as the needs and challenges of future studies are emphasized. The paper elicits the various dimensions of the source which can be obtained from the isotope information and demonstrates the transversal nature of IRMS as a tool for source inference.

Embolic Strokes of Undetermined Source in the Athens Stroke Registry: an Outcome Analysis.

BACKGROUND AND PURPOSE: Information about outcomes in Embolic Stroke of Undetermined Source (ESUS) patients is unavailable. This study provides a detailed analysis of outcomes of a large ESUS population. METHODS: Data set was derived from the Athens Stroke Registry. ESUS was defined according to the Cryptogenic Stroke/ESUS International Working Group criteria. End points were mortality, stroke recurrence, functional outcome, and a composite cardiovascular end point comprising recurrent stroke, myocardial infarction, aortic aneurysm rupture, systemic embolism, or sudden cardiac death. We performed Kaplan-Meier analyses to estimate cumulative probabilities of outcomes by stroke type and Cox-regression to investigate whether stroke type was outcome predictor. RESULTS: 2731 patients were followed-up for a mean of 30.5±24.1months. There were 73 (26.5%) deaths, 60 (21.8%) recurrences, and 78 (28.4%) composite cardiovascular end points in the 275 ESUS patients. The cumulative probability of survival in ESUS was 65.6% (95% confidence intervals [CI], 58.9%-72.2%), significantly higher compared with cardioembolic stroke (38.8%, 95% CI, 34.9%-42.7%). The cumulative probability of stroke recurrence in ESUS was 29.0% (95% CI, 22.3%-35.7%), similar to cardioembolic strokes (26.8%, 95% CI, 22.1%-31.5%), but significantly higher compared with all types of noncardioembolic stroke. One hundred seventy-two (62.5%) ESUS patients had favorable functional outcome compared with 280 (32.2%) in cardioembolic and 303 (60.9%) in large-artery atherosclerotic. ESUS patients had similar risk of composite cardiovascular end point as all other stroke types, with the exception of lacunar strokes, which had significantly lower risk (adjusted hazard ratio, 0.70 [95% CI, 0.52-0.94]). CONCLUSIONS: Long-term mortality risk in ESUS is lower compared with cardioembolic strokes, despite similar rates of recurrence and composite cardiovascular end point. Recurrent stroke risk is higher in ESUS than in noncardioembolic strokes.

Avancées sur la source, la taille et la nature des particules microbiennes aéroportées présentes dans l'environnement intérieur

L'exposition à certaines particules fongiques et bactéries présentes dans les aérosols de l'environnement intérieur a été associée au développement ou à l'exacerbation d'affections respiratoires telles que l'asthme, la rhinite allergique ou encore l'aspergillose (1-4). Le réservoir principal identifié dans cet environnement pour les bactéries aéroportées est constitué par les habitants eux-mêmes, alors que celui des particules fongiques est l'environnement extérieur, ou, lorsque les conditions sont réunies, l'environnement intérieur (5-7). Néanmoins, la nature et la taille de ces particules fongiques, ainsi que l'impact de l'occupation humaine sur ces paramètres n'ont été que peu explorés. Les articles de cette note s'intéressent justement à ces aspects et illustrent l'importance de leur prise en compte dans l'évaluation du risque d'exposition aux microorganismes dans l'environnement intérieur. L'étude de Hospodsky et coll. (2014) apporte une information quantitative sur le niveau d'émission de bactéries et particules fongiques résultant d'une occupation humaine dans des environnements intérieurs sains. Alors que l'étude de Afanou et coll. (2014) montre la complexité des particules fongiques qui peuvent être générées dans l'environnement intérieur, différentes espèces de moisissures pouvant participer en proportions différentes au nombre de particules submicroniques1 grâce à leurs fragments de spores ou hyphes.

Evaluating forensic biology results given source level propositions

The evaluation of forensic evidence can occur at any level within the hierarchy of propositions depending on the question being asked and the amount and type of information that is taken into account within the evaluation. Commonly DNA evidence is reported given propositions that deal with the sub-source level in the hierarchy, which deals only with the possibility that a nominated individual is a source of DNA in a trace (or contributor to the DNA in the case of a mixed DNA trace). We explore the use of information obtained from examinations, presumptive and discriminating tests for body fluids, DNA concentrations and some case circumstances within a Bayesian network in order to provide assistance to the Courts that have to consider propositions at source level. We use a scenario in which the presence of blood is of interest as an exemplar and consider how DNA profiling results and the potential for laboratory error can be taken into account. We finish with examples of how the results of these reports could be presented in court using either numerical values or verbal descriptions of the results.

Inférence de source de traces d'essence retrouvées dans des débris d'incendie: Evaluation de la contribution de la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse à rapport isotopique

Lorsque de l'essence est employée pour allumer et/ou propager un incendie, l'inférence de la source de l'essence peut permettre d'établir un lien entre le sinistre et une source potentielle. Cette inférence de la source constitue une alternative intéressante pour fournir des éléments de preuve dans ce type d'événements où les preuves matérielles laissées par l'auteur sont rares. Le but principal de cette recherche était le développement d'une méthode d'analyse de spécimens d'essence par GC-IRMS, méthode pas routinière et peu étudiée en science forensique, puis l'évaluation de son potentiel à inférer la source de traces d'essence en comparaison aux performances de la GC-MS. Un appareillage permettant d'analyser simultanément les échantillons par MS et par IRMS a été utilisé dans cette recherche. Une méthode d'analyse a été développée, optimisée et validée pour cet appareillage. Par la suite, des prélèvements d'essence provenant d'un échantillonnage conséquent et représentatif du marché de la région lausannoise ont été analysés. Finalement, les données obtenues ont été traitées et interprétées à l'aide de méthodes chimiométriques. Les analyses effectuées ont permis de montrer que la méthodologie mise en place, aussi bien pour la composante MS que pour l'IRMS, permet de différencier des échantillons d'essence non altérée provenant de différentes stations-service. Il a également pu être démontré qu'à chaque nouveau remplissage des cuves d'une station-service, la composition de l'essence distribuée par cette station est quasi unique. La GC-MS permet une meilleure différenciation d'échantillons prélevés dans différentes stations, alors que la GC-IRMS est plus performante lorsqu'il s'agit de comparer des échantillons collectés après chacun des remplissages d'une cuve. Ainsi, ces résultats indiquent que les deux composantes de la méthode peuvent être complémentaires pour l'analyse d'échantillons d'essence non altérée. Les résultats obtenus ont également permis de montrer que l'évaporation des échantillons d'essence ne compromet pas la possibilité de grouper des échantillons de même source par GC-MS. Il est toutefois nécessaire d'effectuer une sélection des variables afin d'éliminer celles qui sont influencées par le phénomène d'évaporation. Par contre, les analyses effectuées ont montré que l'évaporation des échantillons d'essence a une forte influence sur la composition isotopique des échantillons. Cette influence est telle qu'il n'est pas possible, même en effectuant une sélection des variables, de grouper correctement des échantillons évaporés par GC-IRMS. Par conséquent, seule la composante MS de la méthodologie mise en place permet d'inférer la source d'échantillons d'essence évaporée. _________________________________________________________________________________________________ When gasoline is used to start and / or propagate an arson, source inference of gasoline can allow to establish a link between the fire and a potential source. This source inference is an interesting alternative to provide evidence in this type of events where physical evidence left by the author are rare. The main purpose of this research was to develop a GC-IRMS method for the analysis of gasoline samples, a non-routine method and little investigated in forensic science, and to evaluate its potential to infer the source of gasoline traces compared to the GC-MS performances. An instrument allowing to analyze simultaneously samples by MS and IRMS was used in this research. An analytical method was developed, optimized and validated for this instrument. Thereafter, gasoline samples from a large sampling and representative of the Lausanne area market were analyzed. Finally, the obtained data were processed and interpreted using chemometric methods. The analyses have shown that the methodology, both for MS and for IRMS, allow to differentiate unweathered gasoline samples from different service stations. It has also been demonstrated that each new filling of the tanks of a station generates an almost unique composition of gasoline. GC-MS achieves a better differentiation of samples coming from different stations, while GC-IRMS is more efficient to distinguish samples collected after each filling of a tank. Thus, these results indicate that the two components of the method can be complementary to the analysis of unweathered gasoline samples. The results have also shown that the evaporation of gasoline samples does not compromise the possibility to group samples coming from the same source by GC-MS. It is however necessary to make a selection of variables in order to eliminate those which are influenced by the evaporation. On the other hand, the carried out analyses have shown that the evaporation of gasoline samples has such a strong influence on the isotopic composition of the samples that it is not possible, even by performing a selection of variables, to properly group evaporated samples by GC-IRMS. Therefore, only the MS allows to infer the source of evaporated gasoline samples.