Detection and identification of body fluids are crucial aspects of forensic investigations, aiding in crime scene reconstructions and providing important leads. Although many methods have been developed for these purposes, no method is currently in use in the forensic field that allows rapid, non-contact detection and identification of vaginal fluids directly at the crime scene. The development of such technique is mainly challenged by the complex chemistry of the constituents, which can differ between donors and exhibits changes based on woman’s menstrual cycle. The use of fluorescence spectroscopy has shown promise in this area for other biological fluids. Therefore, the aim of this study was to identify specific fluorescent signatures of vaginal fluid with fluorescence spectroscopy to allow on-site identification. Additionally, the fluorescent properties were monitored over time to gain insight in the temporal changes of the fluorescent spectra of vaginal fluid. The samples were excited at wavelengths ranging from 200 to 600 nm and the induced fluorescence emission was measured from 220 to 700 nm. Excitation and emission maps (EEMs) were constructed for eight donors at seven time points after donation. Four distinctive fluorescence peaks could be identified in the EEMs, indicating the presence of proteins, fluorescent oxidation products (FOX), and an unidentified component as the dominant contributors to the fluorescence. To further asses the fluorescence characteristics of vaginal fluid, the fluorescent signatures of protein and FOX were used to monitor protein and lipid oxidation reactions over time. The results of this study provide insights into the intrinsic fluorescent properties of vaginal fluid over time which could be used for the development of a detection and identification method for vaginal fluids. Furthermore, the observed changes in fluorescence signatures over time could be utilized to establish an accurate ageing model.
The age estimation of biological traces is one of the holy grails in forensic investigations. We developed a method for the age estimation of semen stains using fluorescence spectroscopy in conjunction with a stoichiometric ageing model. The model describes the degradation and generation rate of proteins and fluorescent oxidation products (FOX) over time. The previously used fluorimeter is a large benchtop device and requires system optimization for forensic applications. In situ applications have the advantage that measurements can be performed directly at the crime scene, without additional sampling or storage steps. Therefore, a portable fiber-based fluorimeter was developed, consisting of two optimized light-emitting diodes (LEDs) and two spectrometers to allow the fluorescence protein and FOX measurements. The handheld fiber can be used without touching the traces, avoiding the destruction or contamination of the trace. In this study, we have measured the ageing kinetics of semen stains over time using both our portable fluorimeter and a laboratory benchtop fluorimeter and compared their accuracies for the age estimation of semen stains. Successful age estimation was possible up to 11 days, with a mean absolute error of 1.0 days and 0.9 days for the portable and the benchtop fluorimeters, respectively. These results demonstrate the potential of using the portable fluorimeter for in situ applications.
Non-invasive, rapid, on-site detection and identification of body fluids is highly desired in forensic investigations. The use of fluorescence-based methods for body fluid identification, have so far remain relatively unexplored. As such, the fluorescent properties of semen, serum, urine, saliva and fingermarks over time were investigated, by means of fluorescence spectroscopy, to identify specific fluorescent signatures for body fluid identification. The samples were excited at 81 different excitation wavelengths ranging from 200 to 600 nm and for each excitation wavelength the emission was recorded between 220 and 700 nm. Subsequently, the total emitted fluorescence intensities of specific fluorescent signatures in the UV–visible range were summed and principal component analysis was performed to cluster the body fluids. Three combinations of four principal components allowed specific clustering of the body fluids, except for fingermarks. Blind testing showed that 71.4% of the unknown samples could be correctly identified. This pilot study shows that the fluorescent behavior of ageing body fluids can be used as a new non-invasive tool for body fluid identification, which can improve the current guidelines for the detection of body fluids in forensic practice and provide the robustness of methods that rely on fluorescence.
MULTIFILE
Nederland kent met ruim 800 brouwerijen en enkele duizenden verschillende bieren een indrukwekkende biercultuur. Het merendeel betreft onafhankelijke brouwers die vrijwel allemaal tot het MKB behoren, zogenaamde craft-brouwers. Hun diversiteit aan bieren en smaken is enorm door een zorgvuldige keuze van met name hop en gist, gecombineerd met het toepassen van gecontroleerde procesparameters zoals temperatuur en fermentatietijd. Zowel brouwerijen als toeleveranciers worstelen met het feit dat de samenstelling van grondstoffen slechts beperkt bekend is. Eigenschappen van gistpreparaten en hopproducten zijn zeer globaal beschreven terwijl juist details doorslaggevend zijn bij de ontwikkeling van een succesvol bier. Vanuit de praktijk kwam dan ook de vraag hoe het brouwproces beter beheersbaar kan worden gemaakt. In dit onderzoek werken craft-brouwerijen, toeleveranciers en de branchevereniging samen met Avans Hogeschool en Hogeschool Leiden aan een geïntegreerde aanpak van de onderzoeksvraag waar in het brouwproces de handvatten voor controle kunnen worden gevonden. Er wordt een nieuwe sensor ontwikkeld, gebaseerd op nabij-infrarood spectroscopie en machine learning. Hiermee kan voor het eerst, en continu, de voortgang van het brouwproces worden gevolgd zodat tijdig kan worden bijgestuurd. Ook ontwikkelen we innovatieve hopproducten die verspilling tegengaan en brouwers en hoptelers efficiënter en met meer controle laten produceren. De andere smaakbepalende grondstof, gist, wordt onderzocht door honderd gistmonsters uit de praktijk in kaart te brengen op basis van genomische eigenschappen, smaakstoffenprofiel en de vorming van een stabiel ‘haze’ (troebeling). Met name deze haze stelt veel craft-brouwers voor uitdagingen. Door gebruik te maken van data-intensieve ‘-omics’-technieken en deze te combineren met geavanceerde bio informatica en datawetenschappen, bereiken we de gewenste kennis op detailniveau die door de branche kan worden toegepast. Dit doen we laagdrempelig, zodat ook zonder een achtergrond in de levenswetenschappen de kennis toepasbaar is. Zo zorgt het consortium gezamenlijk voor grotere innovatiecapaciteit door begrip van, en grip op, het brouwproces.
Fosfaat is een belangrijke grondstof voor de landbouw en voor toepassingen in gezondheid en verzorging. Aangezien de natuurlijke fosfaatvoorraden eindig zijn, wordt terugwinning van fosfaat steeds belangrijker. In Nederland eindigt meer dan 20% van het Nederlands verbruik van fosfaat in het slib van rioolwaterzuiveringen, wat wordt verbrand in slibverbrandingsinstallaties. Na verbranding zit het fosfaat opgesloten in het slibas. SusPhos B.V. bestaat sinds 2019 en stelt zich ten doel fosfaat terug te winnen uit afvalstromen en beschikbaar te maken voor nuttig hergebruik, kortom om de fosfaatkringloop te sluiten. Slibas is voor SusPhos de belangrijkste afvalstroom. Het bedrijf heeft een uniek proces ontwikkeld, waarbij het fosfaat wordt ontsloten door reactie met een sterk zuur en het hierbij gevormde fosforzuur door middel van extractie met een oplosmiddel wordt gescheiden en vervolgens verder wordt opgewerkt. Na opwerking van het fosfaat naar een herbruikbaar product, wordt het oplosmiddel opnieuw gebruikt voor extractie. Idealiter is het hergebruik van het oplosmiddel in het proces oneindig. Bij de herwinning van fosfaat uit slibas is stabiliteit van het oplosmiddel van cruciaal belang. De uitdaging in dit project is om het proces met labschaal experimenten te simuleren en de organische samenstelling in een complexe matrix te volgen door middel van NMR spectroscopie. Gebaseerd op deze deze NMR bepalingen zal een model ontwikkeld worden, waarmee een inschatting gemaakt kan worden van de ontwikkeling van de samenstelling van het oplosmiddel in een toekomstige installatie en daarmee van het verbruik van het oplosmiddel. SusPhos zal de kennis uit dit project gebruiken om haar positie in de markt verder te versterken, waarbij een eerste stap is om het proces op te schalen naar een eerste prototype om de werking op grote schaal te bewijzen.
