Imagerie moléculaire d’empreintes digitales par spectrométrie de masse : potentiels et applications en science forensique

La spectrométrie de masse est une technique en chimie analytique qui contribue énormément dans tous les domaines de recherche par l’apport d’informations qualitatives et quantitatives sur la composition moléculaire. Encore aujourd’hui, le développement de nouvelles technologies et de nouvelles méthodes pour l’amélioration de la spécificité et de la sensibilité de détection fait de cette technologie un outil qui ne cesse de grandir en intérêt. En science forensique, la spectrométrie de masse permet d’analyser des composés au niveau de trace comme éléments de preuve dans une enquête policière. L’interprétation scientifique des résultats contribue à un apport essentiel d’informations afin de soutenir les enquêtes policières et les processus judiciaires. Depuis son introduction dans le domaine de la science forensique, la spectrométrie de masse a permis d’identifier diverses substances trouvées sur les lieux de l’événement, telles que des explosifs, des résidus d’arme à feu, des débris d’incendie, des stupéfiants, des poisons, des médicaments, des traces de sang, et bien d’autres. Cette branche de la science est en développement constant afin de contrer les nouveaux stratagèmes résultant de l’ingéniosité de certains hors-la-loi. Le prélèvement des empreintes digitales latentes sur une scène de crime est une des méthodes les plus importantes et communément utilisées pour l’identification des criminels. La modernisation des technologies en chimie analytique a permis de déterminer la composition moléculaire de la trace latente laissée par le suspect sur la scène de crime, et possiblement d’identifier des substances exogènes avec lesquelles il aurait été en contact. Ces informations peuvent grandement contribuer par l’apport d’informations circonstancielles dans une enquête criminelle, surtout lorsque le motif de l’empreinte digitale trouvé est flou, sale ou incomplet ne permettant pas une identification formelle. À cet égard, l’imagerie par spectrométrie de masse s’avère être très utile pour l’étude des traces latentes trouvées sur une scène de crime. En fait, elle permet d’identifier des substances dans la trace latente tout en générant une image moléculaire de l’empreinte digitale du suspect. En 2009, le laboratoire du professeur Simona Francese a développé une méthode pour l’imagerie par spectrométrie de masse (IMS) de traces latentes utilisant la désorption/ionisation laser assistée par matrice (MALDI). Cette méthode s’est avérée très robuste comparativement aux différentes techniques de révélation utilisées par les techniciens en identification criminelle. Depuis, leur laboratoire a démontré la possibilité de détecter plusieurs substances endogènes et exogènes pouvant contribuer à une enquête policière. Tout récemment, leur méthode a été implémentée auprès des autorités britanniques comme complément aux techniques traditionnelles de révélation d’empreintes digitales. En revanche, l’utilisation des matrices MALDI comporte plusieurs désavantages pour l’analyse IMS, tels que la génération de fragments en source qui contaminent le spectre en basses masses et augmentent considérablement le bruit de fond, ainsi que son mode de déposition qui peut mener à une délocalisation de certaines molécules dans l’échantillon. Dans le but de s’affranchir de ces contraintes, de nouveaux horizons ont été explorés pour le développement d’une méthode d’IMS alternative, tels que la sublimation de matrice MALDI et l’utilisation de métaux comme agents de désorption/ionisation. L’objectif premier consiste à évaluer diverses méthodes IMS par désorption/ionisation laser (LDI) assistée par matrice ou par métal permettant la détection et l’imagerie de molécules contenues dans une trace latente. Des méthodes de déposition dites « sans solvant » ont été utilisées dues à la fragilité du motif de l’empreinte digitale dans la trace. Le choix de la meilleure méthode a été évalué en fonction du nombre de composés observés, l’intensité du signal, du bruit de fond et des avantages pour l’analyse de traces latentes sur le plan pratique. Dans cette perspective, la déposition par pulvérisation d’argent a mené à la détection de plusieurs substances endogènes et exogènes. De plus, la méthode LDI assistée par argent (AgLDI) permet de générer des images moléculaires de l’empreinte digitale à haute résolution spatiale (~10 µm) pour des fins d’identification criminelle. L’avantage majeur de cette méthode réside dans son pouvoir de rendre une surface conductrice, une propriété essentielle à l’analyse MS par LDI-TOF. Grâce aux propriétés conductrices de l’argent, un deuxième objectif de recherche a pu être considéré, c’est-à-dire l’évaluation de la capacité de l’AgLDI-TOF IMS à être implémentée en complément des techniques de révélation forensique des empreintes digitales employées par les techniciens en identification criminelle. Grâce à une collaboration avec le spécialiste des empreintes digitales de la Sûreté du Québec, Alexandre Beaudoin, nous avons pu démontrer la possibilité de produire des images moléculaires de traces latentes révélées dans leur laboratoire sur diverses surfaces non-conductrices, incluant le papier, le carton plastifié, le plastique, ainsi que prélevées par du ruban adhésif spécialement conçu pour les traces digitales. De ce fait, l’analyse de traces latentes par AgLDI IMS permet, en autres, de contrer plusieurs problèmes de contraste fréquemment rencontrés lors de l’utilisation de techniques de révélation forensique sur plusieurs surfaces multicolores. L’utilité première de la spectrométrie de masse en science forensique est néanmoins d’identifier des substances pouvant contribuer à l’avancement d’une enquête criminelle. Dans cette optique, nous avons démontré le potentiel de l’AgLDI IMS pour la détection de stupéfiants (THC, cocaïne et héroïne) dans les traces latentes, ainsi que divers produits cosmétiques et d’hygiène personnelle en lien avec le mode de vie du suspect. Une autre substance hautement intéressante pour la reconstruction chronologique des événements sur la scène de crime est la détection de sang dans les traces latentes. Grâce à une collaboration avec des techniciens en identification criminelle du Service de Police de la Ville de Montréal (SPVM), nous avons démontré la possibilité de produire des images moléculaires d’empreintes ensanglantées révélées par des techniques spécifiques au sang dans leur laboratoire sur plusieurs surfaces non-conductrices.

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