Adli Tıp uygulamalarında gizli parmak izlerinin tespitine yönelik yeni aptamer-silika bazlı nanodeveloper kullanımı

Abstract

Parmak izleri, kriminal olaylarda delil olarak kullanılan önemli biyometrik verilerden biridir. Ancak, parmak izlerinin yüzeylerde genellikle çok düşük yoğunlukta ve görünmeyen şekillerde bulunması, tespitlerini zorlaştırmaktadır. Bu tez çalışmasında, gizli parmak izlerinin farklı yüzeylerde görünür hale getirilmesine yönelik, aptamer ile fonksiyonelleştirilmiş ve hidrofobik olarak modifiye edilmiş floresans silika nanoparçacıkların birlikte kullanıldığı kompozit bir nanogeliştirici sistem geliştirilmiş ve performansı değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, farklı FAM yükleme düzeylerine sahip silika nanoparçacıklar karşılaştırılarak floresans şiddeti, boya retansiyonu ve kolloidal özellikler açısından optimum nanoparçacık platformu (FAMSNp_OPT) belirlenmiştir. FAMSNp_OPT'nin anti-lizozim aptamer ile fonksiyonelleştirilmesi ve HDTMS ile hidrofobik modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen Apt-FAMSNp ve Hfb-FAMSNp_OPT sistemleri farklı oranlarda birleştirilerek, görüntü kalitesi ve kolloidal özellikler açısından en dengeli formülasyon olan 50:50 oranındaki kompozit geliştirici (CD_OPT) belirlenmiştir. Geliştirilen sistemlerin performansı lifli kâğıt, kumaş, karton ve cam yüzeylerde deplesyon ve zaman serileri kullanılarak değerlendirilmiştir. Parmak izi görüntüleri; sırt–arka plan kontrastı, sırt keskinliği, görünür sırt kapsamı, sırt sürekliliği ve arka plan girişimini içeren ROI tabanlı Parmak İzi Kalite Skoru (FQS) ile nicel olarak analiz edilmiştir. CD_OPT özellikle düşük parmak izi kalıntısının bulunduğu ileri deplesyon basamaklarında lifli kâğıt, kumaş ve cam yüzeylerde daha dengeli görüntü kalitesi sağlamıştır. Zaman serilerinde de CD_OPT'nin görüntü kalitesini daha uzun süre koruduğu görülmüştür. PCA analizinde ilk iki ana bileşenin toplam varyansın %93,21'ini açıklaması, görüntü kalite değişkenleri arasındaki temel farklılıkların büyük ölçüde temsil edilebildiğini göstermiştir. Sonuç olarak, CD_OPT'nin özellikle düşük kalıntı ve zorlayıcı yüzey koşullarında uygulanabilir bir parmak izi görüntüleme yaklaşımı sunduğu ortaya konmuştur.

Fingerprints are among the most important biometric evidence used in forensic investigations. However, their detection can be challenging because latent fingerprints are generally deposited on surfaces at very low concentrations and are often invisible to the naked eye. In this thesis study, a composite nanodeveloper system was developed and evaluated for the visualization of latent fingerprints on different surfaces by combining aptamer-functionalized and hydrophobically modified fluorescent silica nanoparticles. In the first stage of the study, silica nanoparticles with different FAM loading levels were compared in terms of fluorescence intensity, dye retention, and colloidal properties, and the optimum nanoparticle platform (FAMSNp_OPT) was determined. FAMSNp_OPT was subsequently functionalized with an anti-lysozyme aptamer and hydrophobically modified using hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS). The resulting Apt-FAMSNp and Hfb-FAMSNp_OPT systems were combined at different ratios, and the 50:50 composite developer (CD_OPT), which provided the most balanced formulation in terms of image quality and colloidal properties, was selected. The performance of the developed systems was evaluated on fibrous paper, fabric, cardboard, and glass surfaces using depletion series and time-course experiments. Fingerprint images were quantitatively analyzed using a region-of-interest (ROI)-based Fingerprint Quality Score (FQS), incorporating ridge-to-background contrast, ridge sharpness, visible ridge coverage, ridge continuity, and background interference. CD_OPT provided more balanced image quality, particularly at advanced depletion steps with low fingerprint residue, on fibrous paper, fabric, and glass surfaces. In the time-course experiments, CD_OPT also demonstrated a longer retention of image quality. Principal component analysis (PCA) showed that the first two principal components explained 93.21% of the total variance, indicating that the major differences among the image quality variables were largely represented by these components. Overall, the findings demonstrated that CD_OPT provides a promising fingerprint visualization approach, particularly under conditions involving low fingerprint residue and challenging surface characteristics.