Análisis de microbios post mortem usando la cromatografía de gas

Thought LeadersKatelynn PerraultAssistant Professor of Forensic Sciences & Chemistry Chaminade University of Honolulu​

En la búsqueda y la recuperación del ser humano permanece durante los desastres en masa, homicidios, y las investigaciones de los desaparecidos, el olor desarrollado de carrocerías de descomposición son cruciales en el proceso de la búsqueda. Un contribuidor al olor desarrollado de los restos es los microorganismos, que contribuyen una porción de las substancias químicas liberadas en el aire. La nueva tecnología se está utilizando para perfilar el olor de microbios post mortem para perfeccionar las técnicas que confían en la detección del olor de la descomposición.

En esta entrevista, Katelynn Perrault, de la universidad de Chaminade de Honolulu habla con Noticia-Médico y las ciencias de la vida sobre su investigación en usar la cromatografía de gas multidimensional para lograr el perfilado del olor de microbios post mortem.

¿Cómo los métodos de separación nuevos nos ayudan a resolver retos críticos en usos bioanalytical?

Utilizamos ciencia de la separación a través de campos numerosos de las ciencias de la vida para realizar el análisis químico (e.g diagnósticos biomédicos, control del medio ambiente, regla de la comida, ciencia forense). La ventaja principal de usar una técnica de separación es que tenemos la capacidad de recoger muestras complejas y de imaginar (1) que las substancias químicas estén presentes, y (2) cuánto de cada substancia química está presente. Esas dos cosas permiten que ofrezcamos un perfil químico de la muestra. Esto puede no sonar demasiado difícil, pero al tratar de las muestras increíblemente complejas, estos dos trabajos llega a ser más desafiador.

Considere un pequeño cuarto con solamente algunas personas dentro. Es probablemente muy fácil conocer el número de presente de la gente y la identidad de cada persona. Ahora piense en una muchedumbre grande de gente en un concierto. Ese trabajo llega a ser mucho más difícil. En química analítica, tenemos que resolver cada uno compuesto a partir del uno otro si queremos conocer el número de presente de las composiciones y de sus cantidades respectivas.

Las separaciones multidimensionales nuevas tales como cromatografía de gas bidimensional completa (GC×GC) o cromatografía líquida bidimensional completa (LC×LC) permiten que seamos más acertados al analizar muestras con alta complejidad porque podemos desarrollar un perfil químico más exacto.

Haber de imagen: Shutterstock/Alex_Traksel

Exacto la determinación del intervalo post mortem (PMI) es importante en investigaciones forenses. ¿Puede usted explicar por qué?

En muchos casos, la apreciación del intervalo post mortem (PMI) se requiere para entender la serie de acciones en un caso forense. Conocer la información precisa sobre cuando murió alguien las ayudas para confirmar o para refutar las coartadas sospechadas, y establece la orden de las acciones que llevan a la muerte de un individuo. La familia de una víctima también tiene una derecha de saber cómo, cuando, y dónde su amada murió para ayudar al proceso que se afligía.

Mientras que tenemos algunos métodos para estimar intervalo post mortem cuando ha muerto alguien recientemente, éste llega a ser más desafiador con intervalos post mortem más largos. Muchos estudios de la investigación han conducto para perfeccionar nuestra comprensión de cómo una carrocería se descompone para perfeccionar nuestra comprensión cuyo las substancias químicas se podrían potencialmente utilizar para estimar intervalo post mortem exacto.

Sigue habiendo una categoría potencial de las substancias químicas que se han propuesto en el pasado es el uso de las composiciones orgánicas (VOCs) volátiles, que contribuyen al olor desarrollado de la descomposición. Entendiendo la contribución del microorganismo al perfil del VOC, podemos potencialmente perfeccionar nuestra capacidad de predecir tendencias en VOCs y de utilizar ésos como indicadores para estimar intervalo post mortem.

El cerco de olor traza en el haber de imagen de la investigación de la escena del crimen: Shutterstock/DarkoCacic

¿En ciencias forenses, cómo se puede la sucesión microbiana post mortem utilizar para determinar PMI?

Hay una configuración fiable de microbios en una carrocería en diversos intervalos de tiempo después de la muerte. Esta configuración se refiere como la sucesión microbiana. Una carrocería del trabajo grande en microbiología forense demuestra el potencial de utilizar estas configuraciones para estimar intervalo post mortem.

Por lo tanto, entender el VOCs desarrollado por un cadáver, conectándolo al VOCs que origina de microbios en una carrocería sería muy beneficiosa. El reto miente en el hecho de que hay especies microbianas numerosas que compiten y que obran recíprocamente en una carrocería de descomposición.

Estamos investigando especie bacteriana aislada que sabemos nos asociamos a los restos de descomposición para perfeccionar nuestra comprensión de la contribución individual de VOCs de cada especie. La idea es que en un cierto plazo, construiremos una base de datos de VOCs que se desarrollan de especie microbiana post mortem, y podemos utilizar eventual esos datos para interpretar la evolución del olor de la descomposición.

¿Qué el estudio del olor de la descomposición contribuye a las investigaciones de la muerte?

El propósito de entender emisiones volátiles de microbios es perfeccionar la comprensión sobre olor de la descomposición. El olor de la descomposición es importante porque es necesario para varios usos en una investigación de la muerte.

En casos de homicidios, traen los desaparecidos, o los desastres de la masa, colmillos de la detección del olor a menudo explorar para y localizar al ser humano permanece. Hacen basado tan en su capacidad de orientar hacia la fuente del olor de la descomposición. Si podemos perfeccionar nuestra comprensión de este olor, podemos ofrecer un asiento científico para el éxito de los colmillos, así como ofrecemos otras recomendaciones sobre las ayudas a la formación de enseñanza efectivas que imitarán el olor del objetivo.

Hay también mucho interés en desarrollar los sensores portátiles que se podrían utilizar en una manera complementaria a los colmillos o en decorados donde no están disponibles los colmillos. Es esencial entender que el perfil del olor de la descomposición con la ciencia de la separación para imaginar que apunta un dispositivo del sensor necesitaría apuntar. Cada estudio realizamos ayudas nosotros para construir una comprensión perfeccionada del olor de la descomposición así que podemos ofrecer la información para estos usos.

Haber de imagen: Shutterstock/Couperfield

¿Por qué usted eligió utilizar una técnica bidimensional completa de la cromatología gaseosa-espectrometría de masa (GC×GC-MS) particularmente? ¿Cuáles eran las ventajas a esta investigación?

Los perfiles volátiles de la composición orgánica cerco de los restos de descomposición o de metabolismo microbiano tienden a ser muy complejos. Tenemos que poder separar centenares de composiciones a partir de otro, determinamos cada uno de sus identidades, y en algunos casos, cuantifique las composiciones. Las composiciones que apuntamos existen a través de casi todas las clases compuestas sabidas. Además, están presentes en un alcance de concentración amplio, con alguno presentan en niveles de trazo y otras presentan en abundancia muy alta.

Todos estos retos significan que el uso de una técnica multidimensional tal como GC×GC-MS nos da la mejor oportunidad de poder ofrecer un perfil químico exacto y seguro. Los análisis unidimensionales tales como cromatología gaseosa-espectrometría de masa (GC-MS) faltan a menudo la resolución y el alcance requeridos para las muestras que analizamos.

¿Cuándo aplicando este método, sin embargo, usted destapó la información adicional sobre el perfil de microbios post mortem que usted tendría usando métodos convencionales?

La técnica cromatográfica multidimensional que utilizamos, GC×GC-MS, permite que separemos más picos y que seamos más acertados en ofrecer un perfil exacto. Esto también medios, sin embargo, que terminamos hacia arriba con un número bastante más grande de composiciones.

Esto está, en parte, porque las composiciones contribuidas por interferencia del fondo y/o de la substancia química se separan de las composiciones del interés. En este estudio, podíamos aumentar el número de composiciones que apuntábamos de aproximadamente 30 (usando métodos convencionales) a aproximadamente 70 (usando métodos multidimensionales). Ésta es mucho más información que teníamos sobre nuestras muestras previamente, y estamos utilizando eso para informar a los escenarios siguientes el trabajo.

Usando GCxGCx-MS información adicional aprovided sobre haber de imagen post mortem de los microbios: Shutterstock/Pailista

(FR)¿Qué ventaja la filtración de la índice de Fisher ofreció en este estudio?

Cuando trabajamos con separaciones multidimensionales, somos afortunados conseguir más información sobre nuestras muestras. Lamentablemente, sin embargo, también significa que tenemos más información a tamizar a través. El reto llega a ser de determinación de qué composiciones son las que son importantes para distinguir su muestra de otros tipos de muestras. Tenemos que imaginar que de las composiciones son los más importantes.

El paso de filtración de la índice de Fisher permite que sondemos nuestros datos y que determinemos qué composiciones son importantes bastante que siendo contribuido por interferencias del fondo o de la substancia química. Conseguimos el lujo para limitar nuestro conjunto de datos solamente a las composiciones que son las más importantes, bastante que tuvieron que “toman lo que podemos ver” con métodos convencionales. A menudo, esto significa que terminamos hacia arriba con un filete más corto de composiciones en nuestro perfil, pero no será el mismo filete de composiciones que habríamos tenido si utilizamos una técnica convencional con una resolución más inferior.

¿Cómo usted va a definir más lejos los filtros del franco para ofrecer las pautas para la investigación futura?

Estamos trabajando con patrones químicos y estamos creando los retos simulados que pudieron impedir la eficacia del paso de filtración de la índice de Fisher. Esto esencialmente significa que estamos creando muestras falsas con los problemas que encontramos en muestras reales así que podemos ver si estamos denunciando falso composiciones como siendo importantes cuando de hecho no están.

Cuando utilizamos mezclas simuladas, podemos controlar la concentración de composiciones, así que sabemos si la composición etiqueta como importante. Esto informará a cómo el filtro de la índice de Fisher se debe utilizar con datos multidimensionales del VOC en los decorados donde están presentes esos retos, significando que nos ayudará eventual a ser más exactos en los perfiles químicos que denunciamos.

¿Por qué pudiendo perfeccionar estrategias de la reducción de datos perfeccionaron la adopción de la cromatografía de gas bidimensional completa (GC×GC) en las ciencias biológicas?

La ventaja más grande del trabajo con cromatografía multidimensional es que usted puede conseguir más datos sobre su muestra. Es también uno de los retos más grandes. Cuando aumentamos la cantidad de datos que tenemos sobre una muestra, el reto se convierte en cómo manejamos esos datos.

La reducción de datos no se realiza para hacer el grupo de datos más pequeño. El propósito es limitar el grupo de datos a las variables que son importantes y quitar los datos que no son. La capacidad de centrarse en los componentes más significativos de una muestra significa que podemos utilizar la información más importante en cuestiones de contestación de la importancia biológica.

¿Donde podía investigar más lejos sobre este campo nos tomaron?

Estamos trabajando actualmente en culturas microbianas individuales en agar nutritivo estándar. Esto está lejos del decorado en el cual permanecen los microbios post mortem existen en comunidades en la descomposición. Mientras que el trabajo se desarrolla, esperamos introducir gradualmente niveles más altos de complejidad, tales como combinaciones de especies y de diversas fuentes nutritivas.

Esto construirá nuestro conocimiento gradualmente y ayudarnos a relacionar datos de nuevo a datos que tenemos en la descomposición permanece. Tenemos que comenzar capas simples y de la estructura de conocimiento. Las contribuciones microbianas son el eslabón perdido más grande a lo que sabemos actualmente sobre olor de la descomposición, y requerirá muchos estudios controlados antes de que poder entender completo estas acciones recíprocas complejas.

Haber de imagen: Shutterstock/Likoper

¿Qué usted espera ganar de Pittcon 2020 con su investigación y presentación?

Espero comunicar la importancia de incorporar la investigación analítica fundamental con la investigación uso-basada rigurosa. El trabajo que hacemos con GC×GC es emocionante, pero quiero final utilizar mi conocimiento de la técnica para ayudar a gente a adoptar la técnica así que ella puede lograr sus propias metas del análisis.

Amaría contribuir a esta técnica que es adoptada en nuevas áreas y ofrecer datos en cómo puede ser beneficioso para diversos usuarios finales. ¡También espero aprender más! En las conferencias, soy siempre impaciente obrar recíprocamente con la gente que aborda problemas similares a mi trabajo pero utilizo diversas técnicas, aproximaciones estadísticas, o estrategias de la interpretación. Estoy buscando siempre las nuevas ideas que podemos aplicar a nuestro trabajo.

Sobre Katelynn Perrault - la universidad de Chaminade de Honolulu

El Dr. Katelynn Perrault es profesor adjunto de ciencias forenses y de la química en la universidad de Chaminade de Honolulu. Ella se especializa en el revelado de la metodología de GC×GC para la caracterización completa de olores.

El Dr. Perrault es el investigador principal del laboratorio de la química forense y de Bioanalytical, que se soporta a través de varias concesiones, financiaciones de la fundación, y apoyo federales de la industria. El Dr. Perrault se especializa en el análisis del olor de la descomposición para la búsqueda y la recuperación forenses, y los investigadores numerosos del estudiante de los mentores como parte de ella integraron programa de la enseñanza y de investigación.

Sus intereses actuales incluyen la producción de microbios post mortem, revelado del olor de los flujos de trabajo de proceso de datos de GC×GC para la detección en doble canal, ascendiendo la adopción de GC×GC en las ciencias forenses, y presentando el plan de estudios de GC×GC que se enseñará en clases de química del estudiante.

Este material se basa sobre el trabajo soportado por el National Science Foundation bajo Grant número 1752607. Cualesquiera opiniones, conclusión, y conclusiones o recomendación expresada en este material son las de los autores y no reflejan necesariamente las opiniones el National Science Foundation

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Pittcon. (2020, January 29). Análisis de microbios post mortem usando la cromatografía de gas. News-Medical. Retrieved on February 19, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20200129/Analysis-of-Postmortem-Microbes-using-Gas-Chromatography.aspx.

  • MLA

    Pittcon. "Análisis de microbios post mortem usando la cromatografía de gas". News-Medical. 19 February 2020. <https://www.news-medical.net/news/20200129/Analysis-of-Postmortem-Microbes-using-Gas-Chromatography.aspx>.

  • Chicago

    Pittcon. "Análisis de microbios post mortem usando la cromatografía de gas". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20200129/Analysis-of-Postmortem-Microbes-using-Gas-Chromatography.aspx. (accessed February 19, 2020).

  • Harvard

    Pittcon. 2020. Análisis de microbios post mortem usando la cromatografía de gas. News-Medical, viewed 19 February 2020, https://www.news-medical.net/news/20200129/Analysis-of-Postmortem-Microbes-using-Gas-Chromatography.aspx.