Leerlingenmateriaal bij forensich onderzoek.

Forensisch
onderzoek
NLT module
voor vwo
Colofon
De module Forensische technieken is bestemd voor de lessen
Natuur, Leven en Technologie (NLT). De module is nog niet
gecertificeerd, maar kan als tweede testversie gebruikt worden
in het schooljaar 2007/2008.
De module is bedoeld voor vwo in domein H.
De module is gemaakt in opdracht van het Landelijk
Ontwikkelpunt NLT.
Deze module is ontwikkeld door:
 Vechtstede College, M. Vegting, A.J.H.M. Derrez, H.J.M. van
de Voort, te Weesp
 Stella Maris College, D.M.I. Konings, L.L.G. van Weert, te
Meerssen
 Junior College Universiteit Utrecht, M.H.W. van Mil, te
Utrecht
Aangepaste versies van deze module mogen alleen verspreid
worden, indien in dit colofon vermeld wordt dat het een
aangepaste versie betreft, onder vermelding van de naam van
de auteur van de wijzigingen.
Copyrights:
Bij de totstandkoming van de teksten en figuren over DNA is
dankbaar gebruik gemaakt van de NFI-uitgave: ‘De essenties
van forensisch DNA-onderzoek’ van drs A.J. Meulenbroek.
Het NFI danken we voor hun medewerking.
Een groot aantal figuren zijn met toestemming van de uitgever
afkomstig uit BioData van uitgeverij Nijgh Versluys NV.
Materialen die leerlingen nodig hebben bij deze module zijn
beschikbaar via het vaklokaal NLT:
► http://www.digischool.nl/nlt
© 2007. Versie 0.2.
Het auteursrecht op de module berust bij Stichting Leerplan
Ontwikkeling (SLO). SLO is derhalve de rechthebbende zoals
bedoeld in de hieronder vermelde creative commons licentie.
De auteurs hebben bij de ontwikkeling van de module gebruik
gemaakt van materiaal van derden en daarvoor toestemming
verkregen. Bij het achterhalen en voldoen van de rechten op
teksten, illustraties, enz. is de grootst mogelijke zorgvuldigheid
betracht. Mochten er desondanks personen of instanties zijn die
rechten menen te kunnen doen gelden op tekstgedeeltes,
illustraties, enz. van een module, dan worden zij verzocht zich
in verbinding te stellen met SLO.
De module is met zorg samengesteld en getest. Landelijk
Ontwikkelpunt NLT, Stuurgroep NLT en SLO aanvaarden geen
enkele aansprakelijkheid voor onjuistheden en/of
onvolledigheden in de module. Ook aanvaarden Landelijk
Ontwikkelpunt NLT, Stuurgroep NLT en SLO geen enkele
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
aansprakelijkheid voor enige schade, voortkomend uit (het
gebruik van) deze module.
Voor deze module geldt een
Creative Commons Naamsvermelding-Niet-commercieel-Gelijk
delen 2.5 Nederland Licentie
► http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/nl
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
Inhoudsopgave
0 Natuur Leven en Technologie (NLT)
0.1 ‘De houten Wambuis’
0.2 Werken in een groep
0.3 Voorkennis en vaardigheden
0.4 Opbouw van de module
0.5 Doelstellingen van de module
0.6 Dossier
§ 0.7 Opdrachten
1 Kijken in het donker
1.1 Zichtbaar en onzichtbaar licht
1.2 Hulpmiddelen
1.3 Dossier
2 Vingerafdrukken
2.1 Vingerafdrukken zijn uniek
2.2 Vingerafdrukken zichtbaar maken
2.3 Dossier
3 Chromatografie
3.1 Gelijk of ongelijk?
3.2 Zuivere stoffen en mengsels
3.3 Scheidingsmethoden
3.4 De stift en de kaart
3.5 Chromatografie
3.6 Dossier
4 Kogels en hun baan
4.1 Verkenningen over de vorm van de baan
4.2 De kogelbaan gesimuleerd
4.3 Een beetje theorie
4.4 Even wat rekenwerk
§ 4.5 Dossier
5 Technisch ontwerpen
5.1 Ontwerpen of onderzoeken?
§ 5.2 Het ontwerpproces
5.3 Het programma van eisen
5.4 Functies
5.5 De ideeëntabel
5.6 Een technisch ontwerp maken
5.7 Dossier
6 Forensisch DNA-onderzoek
6.1 Uit het proces-verbaal
6.2 Cellen
6.3 DNA
6.4 DNA als bewijsmateriaal
6.5 Zelf wangslijmvliescellen bekijken en je eigen DNA
isoleren
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
9
10
10
12
14
15
15
15
17
18
19
22
25
25
27
27
29
29
31
31
31
33
33
36
37
38
39
39
40
43
45
46
6.6 De techniek om een DNA-profiel te maken
6.7 De PCR-techniek
6.8 Het bepalen van het aantal herhalingen:
6.9 Een volledig DNA-profiel
6.10 De DNA-databank en het vergelijken van profielen
6.11 Berekende frequentie va een DNA-profiel
6.12 Wat gebeurt er nu en wat kan er mogelijk in de
toekomst?
6.13 Dossier
Referenties:
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
50
50
53
55
56
58
61
64
66
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
0 Natuur Leven en Technologie (NLT)
0.1 ‘De houten Wambuis’
“Vrijdag 13 december 2006, 23.41 uur.
Bij de 112-alarmcentrale komt een telefoontje binnen van een man
die vijf minuten daarvoor in de buurt van parkeerplaats ‘de Houten
Wambuis’ aan de A66 drie schoten heeft gehoord. De schoten kwamen
uit het bos dat aan de parkeerplaats grenst. Hij is direct weggereden
en heeft daarna de alarmcentrale gebeld.
Een luchtobservatieteam dat toevallig in de buurt aan het werk was,
is onmiddellijk naar de betreffende plek gedirigeerd, evenals een
aantal eenheden per auto. De helikopter was 23.47 uur ter plekke en
heeft met een warmtecamera opnames gemaakt. Op de beelden is te
zien hoe een persoon wegloopt van een geparkeerde personenauto en
ongeveer 200 m verderop halt houdt. Tien seconden later verdwijnt
hij in het bos. Het luchtobservatieteam kan de persoon nog enige tijd
volgen waarna ze hem kwijtraken in het bos. Vermoed wordt dat hij
naar camping ‘de Houten Wambuis’ is gegaan en zich daar
‘verschuilt’. De politie-eenheden per auto worden naar de
betreffende camping gestuurd. Het terrein wordt door hen afgezet
(00.12 uur) en doorzocht. Op de camping wordt een tiental personen
aangetroffen.
Ondertussen (23.56 uur) is een andere politie-eenheid aangekomen op
de parkeerplaats en heeft de geparkeerde personenauto gevonden.
Op de parkeerplaats staat nog een andere auto. Het bos grenzend aan
de parkeerplaats wordt doorzocht en om 00.17 uur wordt het
stoffelijke overschot van een man aangetroffen. De man blijkt door
schoten om het leven te zijn gekomen.
De recherche is meteen begonnen met een uitgebreid onderzoek.
De plaats delict en omgeving zijn uitgebreid gefotografeerd en
onderzocht. Aangetroffen voorwerpen, sporen en bodemmonsters zijn
in zekerheid gesteld. Verder zijn de tien campingbewoners gehoord
en hun persoonsgegevens vastgelegd.”
Aldus het politierapport.
In televisieseries als Crime Scene Investigation (CSI) rukt vervolgens
een team heel slimme, mooie, serieus kijkende mannen en vrouwen
uit, dat de misdaad probeert op te lossen. De laboratoria waarin ze
werken, zien eruit als heel gezellige uitgaansgelegenheden, gehuld in
absolute stilte. Laboratoriumjassen, veiligheidsbrillen en zuurkasten
zijn in geen velden of wegen te bekennen. Bovendien kan en begrijpt
iedereen alles. Ze lossen de zaak, in één uitzending, uiteraard op. En
ze zijn niet alleen slim als het wetenschappelijke zaken betreft, nee
ze kunnen ook nog verhoren als de beste rechercheur.
Series als CSI hebben de tak van wetenschap die zich bezighoudt met
het onderzoek van misdaden, het zogenaamde forensische onderzoek,
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
1
mateloos populair gemaakt. Zelfs zo populair dat universiteiten er al
aparte vakgroepen voor hebben ingericht.
In Nederland wordt dit soort justitieel onderzoek uitgevoerd door het
Nederlands Forensisch Instituut. Op de website van dit instituut
http://www.forensischinstituut.nl/ kun je een goed beeld krijgen van
wat het zoal doet. Kijk er ook maar eens rond om een beeld te
krijgen van hoe een laboratorium er echt uitziet. Deze website is ook
een goede informatiebron voor deze module.
Het bijzondere van forensisch onderzoek is dat vaak een aantal
wetenschappen betrokken is bij het uitpluizen van een misdaad. Met
andere woorden forensisch onderzoek is vakoverstijgend.
Hetzelfde geldt voor Natuur, Leven en Technologie (NLT). Vandaar
dat als startmodule van dit vak gekozen is voor een module over
forensisch onderzoek.
0.2 Werken in een groep
Opsporingswerk en forensisch werk gebeuren vaak in groepen. Deels
om van de kennis en ervaring van de verschillende leden van de ploeg
te profiteren, maar ook omdat teamwerk als voordeel heeft dat je al
pratend tot oplossingen kunt komen. In een groep kunnen mensen
elkaar heel goed op ideeën brengen en inspireren.
Ook in deze module ga je in groepen aan het werk. Overigens: dit zal
niet de enige module zijn waaraan je in groepen gaat werken.
In een groep moet je samenwerken. Om te zorgen dat die
samenwerking goed verloopt, moeten er in de groep een voorzitter,
een secretaris en vaak ook een woordvoerder zijn. De anderen zijn
‘gewoon’ lid van de groep. In de loop van een module of het jaar kun
je binnen een groep wisselen van functie.
Een korte taakomschrijving van de functies binnen de groep:
 De voorzitter heeft de leiding tijdens de werkzaamheden van de
groep. Hij moet dus goed in de gaten houden of iedereen doet wat
is afgesproken en vooral of het werk binnen de geplande tijd af
komt. Tijdens overlegbijeenkomsten heeft hij de leiding.
 De secretaris schrijft op wat er in de groep beslist is. Dat kunnen
antwoorden op vragen zijn, resultaten van onderzoekjes of
werkafspraken. De secretaris zorgt ook voor het op orde houden
van het dossier.
 De woordvoerder verzorgt de presentaties van de groepsresultaten
in de bijeenkomsten die bedoeld zijn voor informatie-uitwisseling.
0.3 Voorkennis en vaardigheden
NLT1-v101
Om aan de modules van NLT te kunnen werken, heb je voorkennis en
vaardigheden nodig. Deze zullen altijd aan het begin van de module
worden opgesomd.
Meld het bij je docent als je bepaalde zaken niet gehad hebt.
Voor deze module heb je kennis nodig van:
 het spectrum van licht,
 enkele eigenschappen van stoffen,
Forensisch onderzoek
2
 methodes om stoffen uit mengsels te kunnen scheiden,
 de kenmerken van en bewerkingen met tweedegraads functies,
 mogelijke bodemsamenstellingen,
 de bouw van cellen,
 monohybride kruisingen,
 de voortplanting van de mens.
De vaardigheden die je nodig hebt, zijn onder andere:
 vertrouwd raken met nieuwe wetenschappelijke begrippen,
 natuurkundige formules combineren,
 berekeningen maken met gegeven natuurkundige formules,
 kwadratische verbanden kunnen controleren,
 werken met een microscoop,
 kaarten lezen en interpreteren,
 samenwerken, plannen en presenteren,
 een verslag schrijven,
 een dossier samenstellen.
0.4 Opbouw van de module
Een gevolg van het vakoverstijgende karakter van NLT is dat in een
module veel verschillende zaken aan de orde kunnen komen. Ook in
deze module is dat het geval.
Je gaat je achtereenvolgens verdiepen in:
 het principe van warmtecamera’s,
 de techniek van het maken en interpreteren van vingerafdrukken,
 de achtergronden en de techniek van chromatografie,
 de beweging van kogels,
 het maken van een technisch ontwerp,
 de achtergronden en de techniek van DNA-onderzoek.
0.5 Doelstellingen van de module
Kunnen uitleggen:
 wat forensisch onderzoek is
 welke werkzaamheden een forensische onderzoeker uitvoert
 hoe je met nachtzichtapparatuur in het donker waarnemingen kunt
doen.
 hoe je mengsels kunt scheiden
 welke processen ten grondslag liggen aan chromatografie
 welke vorm kogelbanen hebben en waardoor die vorm ontstaat
 welke fasen je kunt onderscheiden bij het maken van een
technisch ontwerp
 hoe menselijke cellen zijn opgebouwd en wat chromosomen zijn
 welke stappen je moet nemen om DNA te isoleren
 wat een volledig DNA-profiel is
 hoe je de frequentie van een volledig DNA-profiel kunt berekenen
 wat er bedoeld wordt met een match van twee profielen
Voorbeelden kunnen geven van:
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
3




nachtzichtapparatuur en het gebruik ervan
technisch ontwerpen
toepassingen van chromatografie
het gebruik van DNA-profielen.
Oefenen met en verder ontwikkelen van vaardigheden als:
 onderscheiden van hoofdzaken en bijzaken
 het maken van een verslag
 samenwerken in een groep
 het opsporen en gebruiken van relevante gegevens
 het presenteren van eigen werk aan anderen.
0.6 Dossier
Het zou mooi zijn als je aan het eind van de module zoveel gegevens
hebt verzameld, dat je weet wie de dader is. Bewaar daarvoor alle
gegevens die van belang zijn voor de opsporing in een dossier.
Het aanleggen en onderhouden van een dossier tijdens het werken
aan een module is een goed hulpmiddel om de voortgang van de
werkzaamheden bij te houden.
Niet alleen is het dossier de basis voor de eindbeoordeling, maar ook
kan je docent het gebruiken om tijdens jullie werk de helpende hand
te reiken of bij te sturen.
0.7 Opdrachten
Opdracht 0.1.
a Bedenk in je groep vier wetenschappen die bij forensisch
onderzoek betrokken kunnen zijn.
b Geef van elke wetenschap drie zaken die deze wetenschap aan het
onderzoek kan bijdragen.
c Waar wordt in Nederland forensisch onderzoek gedaan?
d Welke opleiding heb je nodig als je forensisch onderzoeker wil
worden?
Opdracht 0.2.
a Overleg met elkaar wat er allemaal in het dossier moet en noteer
de resultaten van dat overleg in het dossier.
b Spreek een (voorlopige) indeling af voor het bijhouden van het
dossier.
Opdracht 0.3.
Vraag aan je docent het overzicht van verdachtenprofielen. Lees dit
overzicht goed door en beantwoord de volgende vragen:
a Heb je een idee wie het meest in aanmerking komen als dader?
Waarop baseer je dat?
b Spelen vooroordelen een rol bij je antwoord op vraag a? Licht je
antwoord toe.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
4
1 Kijken in het donker
1.1 Zichtbaar en onzichtbaar licht
Uit het politierapport:
Een luchtobservatieteam dat toevallig in de buurt aan het werk was,
is onmiddellijk naar de betreffende plek gedirigeerd, evenals een
aantal eenheden per auto. De helikopter was om 23.47 uur ter plekke
en heeft met een warmtecamera opnames gemaakt. Op de beelden is
te zien hoe een persoon wegloopt van een geparkeerde personenauto
en ongeveer 200 m verderop halt houdt. Tien seconden later
verdwijnt hij met rasse schreden in het bos. Het luchtobservatieteam
kan de persoon nog enige tijd volgen waarna ze hem kwijtraken in het
bos.
In het donker kunnen we niets waarnemen. Toch merk je dat als je ’s
avonds naar buiten loopt, je naar verloop van tijd nog verbazend veel
kunt onderscheiden, alleen niet in kleur.
In onze ogen zitten twee typen lichtzintuigen: kegeltjes en staafjes.
Met kegeltjes kunnen we kleuren zien en met staafjes grijstinten, zeg
maar zwart-wit. De staafjes zijn heel lichtgevoelig en doen het bij
heel weinig licht al. De kegeltjes hebben meer licht nodig.
Zoals je weet, bestaat licht uit verschillende kleuren licht, beter
gezegd uit licht van verschillende golflengtes. In figuur 1 is
weergegeven welke kleuren licht (golflengtes) door de staafjes en de
kegeltjes kunnen worden waargenomen
Figuur 1: Lichtabsorptie (% van het maximum) door staafjes en kegeltjes in het netvlies van een oog van de
mens (bron BioData).
Licht met golflengtes korter dan 380 nm (ultraviolet) kunnen we dus
niet waarnemen, evenmin als licht met golflengtes langer dan 700 nm
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
5
(infrarood). Hoewel, infrarood kunnen we wel voelen als
warmtestraling.
Veel insecten, maar ook vogels als torenvalken kunnen ultraviolet wél
zien met hun ogen. Andere dieren, zoals ratelslangen kunnen
infrarood waarnemen. Ze bezitten daarvoor vaak speciale zintuigen.
Elk voorwerp geeft infrarood licht af. Daarbij geldt: hoe warmer een
voorwerp is des te meer infrarood het afgeeft.
1.2 Hulpmiddelen
Vroeger was het niet mogelijk in het donker te zien. Dankzij de
uitvinding van de restlichtversterker en de infraroodkijker kan dat
tegenwoordig wel.
Aanvankelijk was de beeldkwaliteit van deze toestellen niet optimaal.
Het kon gebeuren dat op het scherm een grijze vlek te zien was op de
plaats waar het gezicht van de bankovervaller vermoed werd. Soms is
dat nog zo.
Tegenwoordig echter bestaat apparatuur waarmee je goed
gefotografeerd of gefilmd kunt worden als je zelf geen hand voor
ogen ziet.
Er bestaan twee typen infraroodcamera's, de actieve en passieve.
Over de passieve infraroodcamera gaat opdracht 1.1.
Afbeelding 1 uit Hoe? Zo!: Zo werkt een warmtecamera.
Opdracht 1.1.
a Bekijk het filmpje van de Belgische televisieomroep BRT op de
website:
http://www.een.be/televisie1_master/programmas/e_hoez_zozitd
at_warmtecamera/index.shtml#
b Maak een kort verslagje (ongeveer 10 regels) van wat je van de
werking van de warmtecamera hebt kunnen zien.
Opdracht 1.2.
Verklaar waarom de warmtecamera zwart of dofrood moet zijn.
De actieve infraroodcamera zendt infraroodlicht uit via een
schijnwerper, die eruit ziet als een zwarte of dofrode schijf die op de
camera of kijker zit, of ergens in de buurt is geplaatst.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
6
Afbeelding 2: Warmtecamera.
Om te voorkomen dat voor de mens zichtbare delen van het licht
waar te nemen zijn, moet de schijnwerper voorzien zijn van een
filter. Naarmate de schijnwerper een groter bereik heeft, wordt de
filter dikker en zwaarder. De actieve infraroodcamera met een groot
bereik heeft veel energie nodig, waardoor de voeding een behoorlijk
gewicht krijgt. Daarom reiken de meeste draagbare infraroodcamera's
niet verder dan honderd meter. Actieve infraroodkijkers mogen niet
aan zonlicht blootgesteld worden.
Actief infrarood kun je ook gebruiken om geluiden binnen een
bepaalde ruimte af te luisteren. Je gebruikt daarbij onder andere een
soort camera. Bij een raam van de ruimte plaats je kleine infrarode
lampjes die zullen gaan flikkeren in een frequentie die overeenkomt
met het geluid dat in de kamer wordt opgevangen.
De lampjes moeten zo bij het raam staan dat de 'camera' van buitenaf
het aan- en uitgaan van de 'onzichtbare' lampjes kan registreren.
Daarna kan de camera dat aan- en uitgaan weer terugvertalen naar
geluid.
De camera moet uiteraard onbelemmerd zicht hebben op de lampjes.
De afstand tussen de lampjes en de camera kan wel 300 meter zijn.
Opdracht 1.3.
Beschrijf in je eigen woorden hoe je geluiden op deze manier kan
afluisteren.
De warmtecamera die in het filmpje van de BRT te zien was, is een
passieve infraroodcamera. In technische taal: een
thermografiecamera.
De werking van deze camera berust op het feit dat voorwerpen met
een temperatuur tussen de 0 en de 40 graden Celsius (dus ook jouw
lichaam) warmte 'uitzenden' in het infrarode gebied. Een moderne
passieve infraroodcamera registreert temperatuurverschillen tot 0,01
graad Celsius. De camera zet warmte om in een voor de mens
zichtbaar beeld. Daarbij levert het warmtepatroon geen herkenbaar
gezicht op. Warme vlakken verschijnen als lichte plekken, de koude
vlakken verschijnen als donkere plekken.
Met behulp van een warmtecamera kun je wel bepalen hoeveel
mensen in een bepaalde afgesloten ruimte aanwezig zijn en wat hun
contouren zijn. Zelfs je sleutelbos kan afsteken tegen de
warmteachtergrond van je lichaam. Met een dergelijke camera is het
ook mogelijk iemand op te sporen in een bos of de plaats te vinden
waar iemand enkele uren geleden gezeten heeft. De spieder kan met
een warmtecamera op een parkeerplaats een zojuist geparkeerde
auto vinden, of een rijdende auto volgen. Daarbij wordt de camera
niet gehinderd door rook, dikke mist of duisternis. Ook met het
traceren van vochtsporen op een tapijt heeft de warmtecamera geen
enkel probleem.
Alles wat met warmteverschillen te maken heeft, kan de camera in
principe registreren. Of in een bed nog onlangs iemand heeft gelegen,
‘’ziet’ de camera direct.
Wel blijft het natuurlijk steeds mogelijk dat je het beeld van de
camera foutief interpreteert.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
7
Opdracht 1.4.
Noem drie manieren waarop deze beelden foutief geïnterpreteerd
kunnen worden.
Als de warmtedetector van dit type camera ongeveer dezelfde
temperatuur heeft als het gezochte object, dan functioneert de
camera niet. Daarom wordt de detector van de betere apparatuur
gekoeld tot circa -200 graden Celsius.
Een laatste techniek om in de nacht te observeren zit verpakt in de
restlichtversterker. Deze versterkt het in het donker aanwezige licht
dat afkomstig kan zijn van de maan of van straatlantaarns. De
restlichtversterker is in staat om een versterking van 7.000 maal te
bereiken. Het apparaat is niet geschikt voor gebruik overdag of bij
totale duisternis.
Opdracht 1.5.
a Waarom kun je de restlichtversterker niet bij daglicht en bij totale
duisternis gebruiken?
b Onderzoek (bijvoorbeeld met behulp van internet) hoe een
restlichtversterker werkt. Noteer beknopt wat je hebt gevonden.
Om dit laatste probleem te omzeilen, wordt de restlichtversterker
vaak in combinatie gebruikt met de 'infraroodschijnwerper'. Deze
schijnwerper zendt, zoals eerder gezegd, voor de mens onzichtbaar
licht uit waarmee de restlichtversterker uitstekend functioneert. Het
apparaat is erg duur, maar is breder toepasbaar, minder zwaar en
heeft een groter bereik dan de actieve infraroodcamera. Lastig is wel
dat regen en mist de effectieve werking van de restlichtversterker
belemmeren.
Restlichtversterkers worden onder andere door de Amerikaanse
grenspolitie gebruikt om Mexicanen op te sporen die op jacht naar
'the American dream' 's nachts illegaal de grens proberen over te
steken.
Aan de passieve infraroodcamera kun je misschien ontkomen door
speciale isolerende kleding aan te trekken die maakt dat de warmte
van je lichaam niet door warmtecamera's 'gezien' wordt. De
buitenkant van het pak zal (na enige tijd) de temperatuur van de
omgeving hebben aangenomen. Ook je gezicht en handen moeten
bedekt zijn, anders stralen deze nog warmte uit. Guerrilla's in El
Salvador wikkelden zich soms in aluminiumfolie en trokken
daaroverheen natte kleren aan om zich te beschermen tegen
ontdekking door met warmtecamera’s uitgeruste militaire vliegtuigen.
Helemaal perfect werkt dit natuurlijk niet, maar het geeft een
bepaalde isolatie waardoor de interpretatie van de beelden
bemoeilijkt wordt.
Tegen actief infrarood helpt isolatie helemaal niets. Het enige wat je
daar tegen kunt doen, is proberen te voorkomen dat de 'onzichtbare'
lichtbundels je bereiken. Iemand die zelf een infraroodkijker heeft,
kan andere actieve infraroodschijnwerpers ontdekken. Eenvoudiger
voor dat doel zijn plastic kaartjes van creditcard formaat, die groen
oplichten als er een infrarode lichtbron op gericht is. Verder zijn er
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
8
apparaten te verkrijgen die naar keuze tegen infrarode lichtbundels
waarschuwen met geluid, vibratie of een zichtbaar signaal.
Het nieuwste type camera maakt alleen nog maar 'digitale foto's'. De
camera, waaraan niets bijzonders te zien is, slaat het beeld direct op
in het elektronische geheugen in de vorm van enen en nullen. De zo
opgeslagen foto wordt later rechtstreeks in een computer ingevoerd
die het eigenlijke plaatje op het scherm zichtbaar maakt. Een
dergelijke camera is handig in combinatie met computerprogramma’s
die gemaakt zijn om identificatie van personen door middel van in de
computer opgeslagen beelden mogelijk te maken. Van ieder hoofd
kunnen een aantal karakteristieke maten, zoals de afstand tussen
mondhoek en ooghoek, opgeslagen worden. In combinatie met andere
maten levert dit een uniek identificatiesysteem op.
1.3 Dossier
Opdracht 1.6 (dossieropdracht).
a Beschrijf in je forensische onderzoeksdossier op welke manier de
persoon uit het politiedossier uit het zicht van de wamtecamera
kon verdwijnen.
b Welke techniek om warmtebeelden op te nemen kun je in een
helikopter gebruiken?
Opdracht 1.7 (dossieropdracht).
a Bespreek in je groep of je nog extra punten uit deze paragraaf in
het dossier moet opnemen.
b Noteer de uitkomst van dit gesprek in het dossier.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
9
2 Vingerafdrukken
2.1 Vingerafdrukken zijn uniek
Een op een voorwerp achtergelaten afdruk van een vinger heet een
vingerafdruk. Vingerafdrukken blijven achter op alles wat je
vastpakt: op de kruk van de deur die je opent of op het glas waaruit
je drinkt.
Tijdens het vastpakken van een voorwerp breng je een laagje huidvet
op het voorwerp over. Je kunt dat zien aan vingerafdrukken op een
ruit of op een glimmend tafelblad. Hierdoor ontstaat er een soort
stempel.
Opdracht 2.1.
Noem nog drie manieren waarop je een vingerafdruk kunt achterlaten
op een voorwerp (zie bijvoorbeeld: www.vingerafdrukken.nl).
De afdruk wordt veroorzaakt door de zogenaamde papillairlijnen. Dit
zijn lijnvormige verhogingen van de huid (denk bijvoorbeeld aan
dijken langs een rivier). De Engelse geleerde Sir Francis Galton
bestudeerde aan het einde van de 19de eeuw vingerafdrukken en
kwam tot de conclusie dat vingerafdrukken per persoon uniek zijn.
Zelfs eeneiige tweelingen hebben verschillende vingerafdrukken.
De stelling dat vingerafdrukken uniek zijn, is empirisch bepaald. Dat
wil zeggen dat deze stelling verkregen is uit experimenten of
ervaring. In de meer dan 100 jaar dat vingerafdrukken onderzocht
worden, zijn er nog nooit twee dezelfde vingerafdrukken van
verschillende personen gevonden.
In verschillende databanken over de gehele wereld zitten miljarden
vingerafdrukken die allemaal verschillend zijn. Omdat
vingerafdrukken uniek zijn, zijn ze uitermate geschikt voor
identificatie van personen. Dit in tegenstelling tot kenmerken van
personen die niet uniek zijn zoals de bloedgroep.
Opdracht 2.2.
Noem nog drie kenmerken die mensen met anderen gemeen kunnen
hebben.
Behalve dat vingerafdrukken per persoon uniek zijn, vond Galton nog
drie redenen waardoor vingerafdrukken goed gebruikt kunnen worden
voor identificatie:
 Het lijnenpatroon van de vingerhuid blijft levenslang hetzelfde,
 de variatie in het aantal verschillende patronen is erg groot,
 vingerafdrukken kunnen geclassificeerd worden.
Opdracht 2.3.
Wat betekent classificeren?
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
10
Maar wat maakt vingerafdrukken nu zo uniek? De verschillen tussen
huidlijnenpatronen kun je beschrijven door ze in te delen bij een
aantal hoofdgroepen. Deze hoofdgroepen kenmerken zich door
verschillende globale figuren in het huidlijnenpatroon die
hoofdpatronen heten.
Opdracht 2.4.
Bekijk de website www.vingerafdrukken.nl
Teken en benoem drie hoofdpatronen.
Naast het onderscheid in hoofdpatronen kun je onderscheid maken
door te kijken naar details in het lijnenpatroon. Kenmerkende details
heten typica, omdat deze typisch zijn voor het huidlijnenpatroon van
de betreffende persoon.
Kenmerkende details kunnen bijvoorbeeld punten zijn waar huidlijnen
splitsen of stoppen.
Opdracht 2.5.
Bekijk de website www.vingerafdrukken.nl
Teken en benoem drie typica.
De papillairlijnen van een vingerafdruk vormen dus figuren, waarvan
de details uniek zijn. In een forensisch onderzoek kijk je bij het
vergelijken van vingerafdrukken in de eerste plaats naar de
hoofdgroepen. Vervolgens zoek je overeenkomende typica op
overeenkomende onderlinge posities, de zogenaamde
dactyloscopische punten. (Dactyloscopie komt uit het Grieks en
betekent: kijken naar vingers.)
Op basis van deze dactyloscopische punten vindt identificatie plaats.
In een strafrechtelijk onderzoek neemt de recherche vingerafdrukken
van alle tien de vingers van een verdachte. Vervolgens maakt de
recherche hiervan inktafdrukken op papier en bergt deze, gesorteerd
naar hand en vinger, op in het archief. Om een verdachte uit te
sluiten of te koppelen aan een misdaad, vergelijkt men de afdrukken
in het archief met een op het Plaats Delict gevonden afdruk. Bij dit
vergelijken let de rechercheur dus op de aanwezigheid en de
onderlinge posities van de verschillende typica. In Nederland eist de
rechter dat er minimaal 12 punten van overeenkomst zijn.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
11
Afbeelding 3: Gedeelte van een vingerafdruk.
Opdracht 2.6:
In de figuur hierboven is een vingerafdruk met 12 typica
weergegeven. Benoem de 12 typica.
2.2 Vingerafdrukken zichtbaar maken
De afdruk van een voet of schoenzool in aarde of sneeuw is meestal
direct te zien. Met gips kun je hiervan direct een afdruk maken.
Vingerafdrukken zijn echter meestal niet direct te zien. Je moet ze
eerst zichtbaar maken. Dit kan op verschillende manieren.
Opdracht 2.7:
Bekijk de website www.vingerafdrukken.nl
Beschrijf kort vier manieren waarop je vingerafdrukken zichtbaar
kunt maken.
Experiment 2.1: Zelf vingerafdrukken zichtbaar maken.
In dit experiment ga je zelf proberen om vingerafdrukken zichtbaar te
maken.
Afhankelijk van het voorwerp dat je hebt gekregen, ga je bepalen
welk poeder het meest geschikt is om te gebruiken.
Benodigdheden.
Per groepje heb je het volgende nodig:
 doekjes
 twee stof/mondkapjes
 pincet/handschoenen
 make-up kwastje
 twee voorwerpen (objectglaasje, glazuur, verf, zwart kunststof,
wit kunststof of…..)
 (zeer fijn) poeder
Om te gebruiken als poeder heb je de keuze uit:
 koolstofpoeder/grafiet
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
12





poedersuiker
aluminiumpoeder
talkpoeder
krijtpoeder
make-up poeder (blusher rouge).
Uitvoering.
 Maak de twee voorwerpen goed schoon met een doekje en raak ze
daarna niet meer met blote handen aan. Gebruik een pincet of
handschoenen.
 Zet met je duim een duidelijke afdruk op de voorwerpen.
 Bedenk welk(e) poeder(s) je wilt gebruiken voor jouw
voorwerp(en) om de vingerafdruk(ken) zichtbaar te maken. Als je
een poeder hebt gekozen, bepaal je, eventueel aan de hand van de
chemiekaarten, of het nodig is om een stof/mondkapje te
gebruiken.
 Dompel de kwast in het gekozen poeder en strijk héél voorzichtig
met de kwast over de ondergrond totdat de vingerafdruk goed
zichtbaar is geworden. Ruim gemorst poeder direct op. Gebruik de
loep om te bepalen of er genoeg detail in de vingerafdruk te zien
is.
Resultaat:
Welk poeder is nu het meest geschikt voor welk voorwerp? Verzamel
de gegevens van de andere groepjes in je klas.
Waar moeten poeder en voorwerp aan voldoen om een bruikbare
combinatie op te leveren? Verwerk de gegevens en je analyse in jouw
forensische onderzoeksdossier.
Experiment 2.2: De Houten Wambuis.
In dit experiment ga je zelf proberen om een vingerafdruk zichtbaar
te maken op een voorwerp dat gevonden is op de plaats delict.
Vervolgens ga je bepalen van welke verdachte de door jou gevonden
vingerafdruk afkomstig is.
Benodigdheden.
Per groepje heb je het volgende nodig:
 doekjes
 twee stof/mondkapjes
 pincet/handschoenen
 loep
 make-up kwastje (poederkwast, zeer zachte haren)
 voorwerp van plaats delict in plastic zakje (stift)
 geschikt poeder
 stukje boeklon (5x5 cm)
 wit of zwart papier
 vingerafdrukken van verdachten. De vingerafdrukken van de
verdachten kun je vinden op de verdachtenprofielen
Uitvoering.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
13
 Haal het voorwerp dat op de plaats delict gevonden is uit de
plastic zak zonder het met je blote handen aan te raken. Gebruik
hiervoor een pincet of handschoenen.
 Dompel de kwast in poeder en strijk héél voorzichtig met de kwast
over het voorwerp totdat de vingerafdruk gevonden is en goed
zichtbaar is geworden. Ruim gemorst poeder direct op.
 Plak de boeklon voorzichtig van onder naar boven over de
‘gevonden’ vingerafdruk. Druk de boeklon bij het plakken
voorzichtig aan zodat er geen luchtbellen ontstaan.
 Trek de boeklon weer voorzichtig los en plak deze op een stuk wit
of zwart papier. Een vingerafdruk met licht poeder op zwart papier
en een vingerafdruk met donker poeder op wit papier.
 Probeer vervolgens 12 typica te identificeren in de zichtbaar
gemaakte vingerafdruk en vergelijk deze met de aangeleverde
vingerafdrukken van de verdachten.
Resultaat.
Van welke verdachte is de vingerafdruk op het voorwerp dat
gevonden is op de plaats delict?
2.3 Dossier
In deze paragraaf heb je geleerd dat vingerafdrukken uniek zijn voor
ieder mens en dat ze bovendien onveranderlijk zijn. Beide
eigenschappen zorgen er voor dat vingerafdrukken erg geschikt zijn
voor identificatie.
Je hebt vingerafdrukken geclassificeerd en geleerd welke
hoofdpatronen en typica er zijn.
Je hebt een vingerafdruk zichtbaar gemaakt op een voorwerp dat was
aangetroffen op de plek waar een misdrijf is gepleegd. Deze
vingerafdruk bleek afkomstig van één van de verdachten. Zeker is dus
dat deze verdachte het voorwerp vast heeft gehouden.
Maar wat betekent het verder?
 Betekent dit dat deze verdachte de moordenaar is?
 Is dit genoeg om deze verdachte te veroordelen voor de gepleegde
moord?
 Op welke manier draagt deze kennis bij aan het oplossen van de
gepleegde moord en het veroordeeld krijgen van de dader?
Opdracht 2.8.
Schrijf in je dossier een korte verhandeling, van ongeveer 250
woorden, waarin je ingaat op deze punten en waarbij je de relevantie
van dit bewijsmateriaal bespreekt.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
14
3 Chromatografie
3.1 Gelijk of ongelijk?
Uit het proces verbaal
“Onderzoek op de plaats delict heeft een aantal verdachte
voorwerpen opgeleverd waaronder een zwarte stift en een
plattegrond van de omgeving van de plaats delict. De voorwerpen zijn
ter plekke veilig gesteld en voor verder sporenonderzoek naar het
forensische laboratorium gebracht.
Beide voorwerpen zijn onderzocht op vingerafdrukken met als
resultaat dat de stift gekoppeld kon worden aan een verdachte.
Onderzoek aan de plattegrond heeft echter nog geen concrete
aanwijzingen opgeleverd die leiden naar een verdachte. Gezien de
aard van de plattegrond (de plattegrond geeft de plaats delict en de
directe omgeving weer) en het mogelijke gebruik ervan in relatie tot
het misdrijf (op de plattegrond zijn met een stift aantekeningen
aangebracht die direct verband lijken te hebben met het misdrijf), is
onderzoek gewenst dat een eventuele relatie tussen beide kan
aantonen.”
Anders gezegd: we moeten onderzoeken of de tekst op de plattegrond
geschreven is met de gevonden stift.
Duidelijk is dat de tekst op de plattegrond geschreven is met een
zwarte stift waarvan de dikte vergelijkbaar is met de dikte van de
gevonden stift. Maar echt veel zegt dat nog niet. Er zijn vele zwarte
stiften die ongeveer even dik schrijven, maar die toch verschillend
zijn. Specifieker onderzoek is dus gewenst. Onderzoek bijvoorbeeld
naar de samenstelling van de inkt. Maar hoe doe je dat? Hoe vergelijk
je de inkt op een papier met de inkt die nog in een stift zit?
In deze paragraaf ga je kijken hoe je dit kunt doen door gebruik te
maken van stofeigenschappen.
Maar eerst moet je misschien nog wat kennis van de scheikunde
herhalen.
3.2 Zuivere stoffen en mengsels
In de scheikunde is een zuivere stof één enkele soort stof met een
aantal specifieke, constante stofeigenschappen zoals smeltpunt,
kookpunt en oplosbaarheid in bijvoorbeeld water.
De combinatie van stofeigenschappen is voor elke stof uniek. Het is
mogelijk dat van twee verschillende stoffen een aantal
stofeigenschappen dezelfde zijn. Ze kunnen bijvoorbeeld een zelfde
kleur hebben, gelijke kookpunten hebben en even slecht oplosbaar in
water zijn. Er zijn echter geen twee verschillende stoffen waarvan
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
15
alle stofeigenschappen dezelfde zijn. Een zuivere stof kan dus in
principe altijd herkend worden aan de stofeigenschappen.
In de natuur en in het dagelijkse leven komen zuivere stoffen echter
erg weinig voor. Meestal zijn stoffen gemengd met andere stoffen.
Zodra een stof niet zuiver is, maar met minstens één andere stof
gemengd is, spreek je van een mengsel. De verschillende stoffen in
een mengsel heten componenten.
Omdat elk mengsel bestaat uit stoffen met eigen unieke
stofeigenschappen, zal ieder mengsel ook weer unieke eigenschappen
bezitten. De unieke eigenschappen van een mengsel kun je gebruiken
om een mengsel te herkennen. Een mengsel kun je scheiden in de
afzonderlijke zuivere stoffen door gebruik te maken van de
verschillen tussen stofeigenschappen van de componenten.
Opdracht 3.1:
Hoe zou je snel kunnen vaststellen of een vaste stof zuiver is of een
mengsel?
Opdracht 3.2:
a Maak een schematische tekening (modelvoorstelling) van een
mengsel van alcohol in water op moleculair niveau. Geef hierbij de
moleculen weer als bolletjes (alcohol rood en water blauw). Zorg
ervoor dat duidelijk te zien is hoe de moleculen ten opzichte van
elkaar gemengd zijn en of de componenten vast of vloeibaar zijn.
b Hoe heet een dergelijk mengsel?
Opdracht 3.3.
a Maak een schematische tekening (modelvoorstelling) van een
mengsel van suiker in water op moleculair niveau. Geef hierbij de
moleculen weer als bolletjes (suiker groen en water blauw). Zorg
ervoor dat duidelijk te zien is hoe de moleculen ten opzichte van
elkaar gemengd zijn en of de componenten vast of vloeibaar zijn.
b Hoe heet een dergelijk mengsel?
Opdracht 3.4.
a Maak een schematische tekening (modelvoorstelling) van een
mengsel van olie in water op moleculair niveau. Geef hierbij de
moleculen weer als bolletjes (olie geel en water blauw). Zorg
ervoor dat duidelijk te zien is hoe de moleculen ten opzichte van
elkaar gemengd zijn en of de componenten vast of vloeibaar zijn.
b Hoe heet een dergelijk mengsel?
NLT1-v101
Opdracht 3.5.
a Maak een schematische tekening (modelvoorstelling) van een
mengsel van een oplosbaar zout in water op moleculair niveau.
Geef hierbij de moleculen en ionen weer als bolletjes (positieve
ionen rood, negatieve ionen geel en watermoleculen blauw). Zorg
ervoor dat duidelijk te zien is hoe de moleculen en ionen ten
opzichte van elkaar gemengd zijn.
Forensisch onderzoek
16
b Hoe heet een dergelijk mengsel?
Opdracht 3.6.
a Maak een schematische tekening (modelvoorstelling) van een
mengsel van een onoplosbaar zout in water op moleculair niveau.
Geef hierbij de moleculen en ionen weer als bolletjes (positieve
ionen rood, negatieve ionen geel en watermoleculen blauw). Zorg
ervoor dat duidelijk te zien is hoe de moleculen en ionen ten
opzichte van elkaar gemengd zijn.
b Hoe heet een dergelijk mengsel?
Opdracht 3.7.
a Men smelt een staaf ijzer en een staaf nikkel, mengt de twee
vloeistoffen en laat het geheel afkoelen tot kamertemperatuur.
Maak een schematische tekening (modelvoorstelling) van een
mengsel van ijzer en nikkel op atomair niveau. Geef hierbij de
atomen weer als bolletjes (ijzer rood en nikkel blauw). Zorg ervoor
dat duidelijk te zien is hoe de atomen ten opzichte van elkaar
gemengd zijn.
b Hoe heet een dergelijk mengsel?
Opdracht 3.8:
a Maak een schematische tekening (modelvoorstelling) van een
mengsel van een oplosbare groene (moleculaire) kleurstof in water
op moleculair niveau. Geef hierbij de moleculen weer als bolletjes
(kleurstof groen en water blauw). Zorg ervoor dat duidelijk te zien
is hoe de moleculen ten opzichte van elkaar gemengd zijn en of de
componenten vast of vloeibaar zijn.
b Hoe heet een dergelijk mengsel?
3.3 Scheidingsmethoden
Om de componenten van een mengsel te scheiden zijn allerlei
methoden te gebruiken. Welke scheidingsmethode wordt gebruikt, is
afhankelijk van de stofeigenschappen van de bestanddelen in het te
scheiden mengsel.
Opdracht 3.9.
a Met welke methode kun je een mengsel van alcohol en water
scheiden?
b Op welke stofeigenschap berust deze methode?
Opdracht 3.10.
a Met welke methode kun je een mengsel van olie en water
scheiden?
b Op welke stofeigenschap berust deze methode?
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
17
Opdracht 3.11.
a Met welke methode kun je een mengsel van een oplosbaar zout en
water scheiden?
b Op welke stofeigenschap berust deze methode?
Opdracht 3.12.
a Met welke methode kun je een mengsel van een onoplosbaar zout
en water scheiden?
b Op welke stofeigenschap berust deze methode?
Opdracht 3.13.
a Met welke methode kun je een mengsel van een oplosbare groene
kleurstof en water scheiden?
b Op welke stofeigenschap berust deze methode?
Opdracht 3.14.
a Met welke methode kun je een mengsel van keukenzout en zand
scheiden?
b Op welke stofeigenschap berust deze methode?
3.4 De stift en de kaart
NLT1-v101
Tot zo ver even het herhalen. Nu weer terug naar de stift en de kaart.
Inkt is een mengsel van kleurstof(fen) en een ‘oplosmiddel’. Hoewel
inkt geen oplossing hoeft te zijn, zal het hier wel zo genoemd
worden. (Als inkt geen oplossing is, wat is het dan wel?)
Als je met inkt schrijft, breng je de (inkt)oplossing op het papier en
daarna zal het oplosmiddel verdampen. De kleurstof of kleurstoffen
blijven achter en hechten aan het papier (adsorptie). Om te kunnen
achterhalen of de inkt van de geschreven tekst op de plattegrond
overeenkomt met de inkt uit de stift, zul je de beide inkten moeten
vergelijken. Je zult moeten bepalen of de samenstelling van de inkten
dezelfde is. Anders gezegd: je zult moeten onderzoeken of de beide
inktmengsels uit dezelfde componenten bestaan.
Je kunt de beide inktmengsels alleen maar goed vergelijken als deze
mengsels zich in dezelfde ‘vorm’ bevinden. Bijvoorbeeld allebei
opgelost in water of allebei gehecht aan (speciaal) papier. De inkt op
de plattegrond zul je van het papier moeten verwijderen. Dit kun je
doen door de inkt van het papier te extraheren met een geschikt
oplosmiddel. Door de inkt uit de stift op te lossen in hetzelfde
oplosmiddel (eventueel na verdampen van het oplosmiddel in de stift)
kun je beide mengsels vergelijken. De inkten hebben dan beide
immers dezelfde ‘vorm’.
Om de samenstelling van de inkten goed te kunnen vergelijken, zul je
de mengsels moeten scheiden. Na de scheiding van de mengsels zul je
de verschillende componenten van de beide mengsels moeten
vergelijken. Dit kan door gebruik te maken van het verschil in
stofeigenschappen van de componenten. Een in de scheikunde veel
gebruikte methode om mengsels te scheiden is chromatografie. Na
Forensisch onderzoek
18
het scheiden van de stoffen kan de samenstelling van de mengsels
bepaald of vergeleken worden.
3.5 Chromatografie
Chromatografie is een scheidingsmethode die gebruik maakt van
meerdere stofeigenschappen. Er wordt dus bijvoorbeeld niet
gescheiden op alleen het verschil in kookpunt. Bij chromatografie
vindt scheiding plaats door deze eigenschap te combineren met een
andere. Om andere combinaties van eigenschappen te gebruiken, zijn
er verschillende uitvoeringsvormen van chromatografie.
Twee voorbeelden van verschillende vormen van chromatografie zijn:
 gaschromatografie,
 papierchromatografie.
Hoewel het, praktisch gezien, zeer verschillende technieken zijn,
hebben ze een aantal aspecten gemeen.
Bij chromatografie is er altijd sprake van een zogenaamde mobiele
fase en een stationaire fase. De naam zegt het al: de mobiele fase
beweegt en de stationaire fase beweegt niet. Bij
papierchromatografie is de stationaire fase (speciaal) papier. Het te
scheiden mengsel wordt op het papier gebracht zoals weergegeven in
figuur 4.
beginsituatie
eindsituatie
beweging
vloeistoffront
gescheiden
stoffen
Afbeelding 4: Vorming van concentrische cirkels in een chromatogram.
In het midden van cirkelvormig chromatografiepapier zet je
bijvoorbeeld een stip met een stift. De stoffen in de inkt zullen
hechten aan het papier (adsorptie). Het aanhechtingsvermogen van
de verschillende componenten zal echter verschillen. Dat wil zeggen
dat de éne component beter aan het papier ‘plakt’ dan de andere.
Vervolgens druppel je langzaam een vloeistof op de stip. De vloeistof
zal het papier intrekken en vanuit het midden van de cirkel naar
buiten bewegen. Omdat deze vloeistof zich door het papier verplaatst
en vanuit het midden naar buiten loopt, wordt deze ook wel de
loopvloeistof genoemd.
De loopvloeistof is zo gekozen dat (een deel van) de kleurstoffen
(componenten) van de inkt hierin oplost en er door meegenomen
wordt. De kleurstoffen bewegen dus mee van het midden van de
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
19
cirkel naar buiten. Niet alle kleurstoffen zullen echter even goed
oplossen in de loopvloeistof. Naarmate een kleurstof beter oplost, zal
de loopvloeistof deze stof makkelijker meenemen. Deze kleurstof is
dan verder naar buiten te zien.
Het verschil in oplosbaarheid is echter niet de enige eigenschap
waardoor scheiding plaats vindt. Er is ook nog het verschil in de mate
van aanhechtingsvermogen van de componenten aan het papier. Hoe
beter een component adsorbeert aan het papier, hoe moeilijker deze
component meegenomen kan worden door de loopvloeistof. Het
eindresultaat is een scheiding van (de) verschillende componenten in
de inkt.
Opdracht 3.15.
a Wat zijn bij papierchromatografie de stationaire en de mobiele
fase?
b Wat kun je zeggen over de stofeigenschappen van de component in
de buitenste ring van het chromatogram in figuur 4?
c Wat kun je zeggen over de stofeigenschappen van de
component(en) in de binnenste ring van het chromatogram in
figuur 4?
Praktisch gezien is het handiger om papierchromatografie iets anders
uit te voeren. In plaats van een cirkelvormig stuk papier gebruik je
een rechthoekig stuk papier. (zie figuur 5).
vloeistoffront
gescheiden stoffen
basislijn
Afbeelding 5: Voorbeeld van een chromatogram.
Op de zogenaamde basislijn (een zelf getrokken, dunne
potloodstreep) zet je een stip met de stift. Vervolgens zet je het
papier rechtop in een bekerglas met daarin een laagje loopvloeistof.
Hierbij is het van belang dat het papier in de loopvloeistof staat en
dat de stip boven de vloeistof zit. Het papier zal nu de loopvloeistof
‘opzuigen’.
Net als bij het cirkelvormige chromatogram zal de loopvloeistof de
componenten van de inkt van de stip meenemen afhankelijk van hun
oplosbaarheid en aanhechtingsvermogen. Zodra de mate van
scheiding voldoende is (of in ieder geval voordat de loopvloeistof
helemaal boven in het papier is), haal je het papier uit de
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
20
loopvloeistof. Met een potloodstreepje geef je aan tot hoe ver het
vloeistoffront (de vloeistof) is gekomen.
Het resultaat is nu niet een chromatogram met concentrische cirkels
maar met discrete stippen. Door op deze manier van zowel de inkt op
de plattegrond als van de inkt uit de gevonden stift een
chromatogram te maken, kun je beide mengsels vergelijken.
Afhankelijk van het resultaat kun je een uitspraak doen over de vraag
of de tekst op de kaart geschreven is (of kan zijn) met de gevonden
stift. Als namelijk de tekst op de plattegrond geschreven is met de
gevonden stift, dan zouden de beide chromatogrammen hetzelfde
moeten zijn.
Bij het vergelijken van twee verschillende chromatogrammen kan er
een probleem optreden. Om allerlei redenen kan het gebeuren dat de
afstand die de loopvloeistof heeft afgelegd (de afstand tussen
basislijn en vloeistoffront in figuur 5) bij de twee chromatogrammen
erg veel verschilt. In het éne geval kan deze 10,4 cm zijn terwijl in
het andere chromatogram een afstand van 6,7 cm wordt gemeten.
Het kan dan erg lastig worden om de beide chromatogrammen zo met
het blote oog te vergelijken.
Om twee verschillende chromatogrammen toch nog enigszins te
kunnen vergelijken, kun je kijken naar de relatieve verplaatsing van
elke component ten opzichte van de verplaatsing van het
vloeistoffront. Deze relatieve verplaatsing wordt ook wel ‘rate of
flow’ genoemd met als symbool Rf.
Opdracht 3.16.
a Hoe kun je voor elke component uitrekenen wat de Rf-waarde is?
b Wat kun je zeggen over het bereik van de Rf-waarde?
c Bereken de Rf-waarden van de bovenste drie componenten in het
chromatogram van figuur 3.2.
Het kunnen berekenen van een Rf-waarde geeft een gevoel van
nauwkeurigheid die er helaas niet is. Hoewel het beter is om
chromatogrammen te vergelijken op basis van deze Rf-waarden dan te
vergelijken met het blote oog, is deze methode niet zo nauwkeurig
als men graag zou willen. Door allerlei praktische omstandigheden
(denk aan temperatuur, luchtvochtigheid, tocht, et cetera) kan de Rfwaarde variëren. Je zult dan ook niet snel een tabel met Rf-waarden
tegenkomen in het Binas. Er zijn echter wel manieren om een
chromatogram zo te maken dat je twee mengsels goed met elkaar
kunt vergelijken.
Experiment 3.1: Papierchromatografie.
In dit experiment ga je uitzoeken of de samenstelling van de inkt van
de geschreven tekst op de plattegrond, dezelfde is als die van de
gevonden stift.
Benodigdheden.
 Twee bekerglazen
 loopvloeistof
 potlood
 liniaal
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
21
 strook chromatografiepapier
 twee inktextracten (‘stift’ en ‘kaart’)
Uitvoering.
 Doe een laagje (± 0,5 cm) van de loopvloeistof in elk van de
bekerglazen.
 Knip twee stroken van het chromatografiepapier af, die in het
bekerglas passen.
 Zet met potlood en liniaal voorzichtig een dun streepje (± 1 cm
hoog) op het papier.
 Breng een druppeltje van het inktextract aan op het papier,
midden op de basislijn. Probeer de druppel op het papier zo klein
mogelijk te houden.
 Herhaal dit met het andere papier en het andere extract.
 Zet het ene papier in het ene bekerglas en het andere papier in
het andere bekerglas. Wacht enige tijd totdat de vloeistoffronten
hoog genoeg zijn. Of totdat de scheiding voldoende is en haal dan
de chromatogrammen uit de bekerglazen.
 Laat ze drogen.
 Maak een tabel waarin van beide chromatogrammen van elke vlek
de kleur en de Rf-waarde vermeld staat.
Resultaat.
Bepaal aan de hand van de gegevens in je tabel of de beide inkten
dezelfde samenstelling hebben.
3.6 Dossier
Opdracht 3.17.
a Verwerk de gegevens en chromatogrammen van experiment 3.1 in
je forensische onderzoeksdossier.
b Bedenk een manier waarop je een chromatogram kunt maken
waarbij je de samenstelling van de beide inkten (nog) beter kunt
vergelijken. Leg uit waarom je denkt dat de door jouw bedachte
manier beter en / of betrouwbaarder is en maak het
chromatogram.
Opdracht 3.18.
Probeer in je dossier ook de volgende vragen te beantwoorden:
 Hebben de inkt op de plattegrond en de inkt in de stift dezelfde
samenstelling?
 Is de tekst op de plattegrond geschreven met de gevonden stift?
 Wat heeft de stift te maken met de moord? En wat is de rol van de
kaart hierin?
Opdracht 3.19.
Verwerk eventueel nog andere voor jou relevante informatie uit deze
paragraaf in je forensische onderzoeksdossier.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
22
Opdracht 3.20 (Facultatief en in overleg met de docent).
Op http://nl.wikipedia.org/wiki/Gaschromatografie vind je uitleg
over hoe gaschromatografie werkt. Aan de hand van deze site en de
vragen hieronder ga je zelf uitzoeken hoe gaschromatografie werkt.
Beantwoord met behulp van de site (en wat je eventueel verder vindt
aan informatie in boeken of op andere sites) de onderstaande vragen.
Verwerk tenslotte je vragen in een verslag waarin jij uitlegt hoe
gaschromatografie werkt. Het verslag voeg je toe aan jouw forensisch
onderzoeksdossier.
Werkblad internetopdracht: Gaschromatografie.
a Welke soorten stoffen kun je scheiden met een gaschromatograaf?
b Net als bij papierchromatografie berust de scheiding bij
gaschromatografie op de verdeling van de componenten tussen de
mobiele fase en de stationaire fase.
 Wat is bij gaschromatografie de mobiele fase?
 Wat is bij gaschromatografie de stationaire fase?
c Uit welke drie componenten is een gaschromatograaf opgebouwd?
d Welke drie andere onderdelen zijn naast de gaschromatograaf
nodig om gaschromatografie uit te kunnen voeren?
e Welke route legt de mobiele fase door het apparaat af? (Welke
onderdelen komt de mobiele fase in welke volgorde tegen?)
f Wat kun je zeggen over de temperatuur van de injectiepoort en
wat voor gevolg heeft dit?
g Als het mengsel met behulp van de mobiele fase door de kolom
gaat zorgt het materiaal in de kolom voor de scheiding van de
componenten in het mengsel.
h Hoe heet de scheidingsmethode waarmee het kolommateriaal de
componenten in het mengsel scheidt?
i Op welk verschil in stofeigenschap berust deze scheiding?
j Net als bij papierchromatografie wordt er bij gaschromatografie
vaak gebruik gemaakt van een tweede verschil in
stofeigenschappen om het mengsel te scheiden. Welke
stofeigenschap is dit? Leg uit hoe dit in de praktijk wordt
uitgevoerd in een gaschromatograaf.
k Als er een goede scheiding heeft plaatsgevonden, komen de
componenten één voor één aan bij de detector (waar ze
gedetecteerd worden). De detector geeft het detectiesignaal door
aan een computer die er een, met geschikte software,
chromatogram van maakt. Het chromatogram kan gezien worden
als een grafiek waarbij de intensiteit van het detectorsignaal
uitgezet is tegen de tijd.
 Wat zegt de grootte van de piek over de component?
 Wat zegt de plaats (in de tijd) van de piek over de component?
 Schets een chromatogram van een mengsel van twee stoffen
waarbij de concentratie van de stof met het hoogste kookpunt en
het hoogste aanhechtingsvermogen, twee keer zo groot is als de
andere component.
l Een chromatogram geeft allerlei informatie over een mengsel maar
niet direct welke piek overeenkomt met welke stof. Hoe zou je
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
23
kunnen bepalen welke piek in een chromatogram overeenkomt met
welke stof?
m Aan welke eisen moet het bij gaschromatografie gebruikte
draaggas voldoen?
n Maak een schematische tekening van een gaschromatograaf en geef
de verschillende onderdelen de juiste naam.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
24
4 Kogels en hun baan
4.1 Verkenningen over de vorm van de baan
Uit het politierapport:
“De baan van de fatale kogel, klein kaliber, geeft aanwijzingen over
de plek waar de schutter stond toen hij vuurde. De locatie - enkele
resten van een bunker en een muur, nauwelijks begroeiing - maakt
dat de schutter zich bijna niet kon verschuilen. Er zijn behalve de
kogel in het lichaam van Adriaan V. ook 2 kogelinslagen gevonden.
Kogel 1 is gevonden voor de muur. In de muur zit op 1,40 m hoogte
een inslagpunt. De punt van de kogel vertoont aan alle zijden
evenveel beschadigingen.
Inslagpunt 2 is in een houten verticale balk. De kogel is erin blijven
steken op 1,50 m hoogte. De kogel steekt er vrijwel horizontaal in. De
richting van de beide inslagen is vanuit NNW.”
Een deskundige van het NFI (Nederlands Forensisch Instituut) beweert
dat je uit sporenonderzoek vaak de richting en de baan van een kogel
kunt afleiden. Dat lijkt niet zo makkelijk. Maar eerst moeten we
weten: hoe is de baan van een kogel eigenlijk? We weten wel dat een
kogel iets lager uitkomt dan waar de loop op gericht is, maar scheelt
dat veel? Voorlopig gaan we uit van een horizontaal afgeschoten
kogel; later zul je ook de banen van kogels die onder een hoek
worden afgeschoten bestuderen.
Opdracht 4.1.
Beantwoord eerst de volgende vragen:
a Waardoor buigt de baan van een kogel naar beneden af?
b Waar hangt volgens jou de baan van een afgeschoten kogel van af?
c Wat voor vorm heeft de baan van een kogel eigenlijk?
Opdracht 4.2.
Probeer het antwoord op vraag c van de vorige opdracht met een
experiment te vinden. Gebruik daarbij het toestel dat in figuur 6 is
getekend.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
25
hoogte
reikwijdte
Figuur 6: Kogelbaan.
Uitvoering.
Laat in de opening van de schuine buis een kogeltje los (zonder
beginsnelheid). Onder aan de schuine buis zit een horizontaal stuk.
Het kogeltje komt hier uit, gaat een baan beschrijven en komt
even later op de grond. Het inslagpunt leg je vast met
carbonpapier.
Je meet en noteert de reikwijdte x (de horizontale afstand die de
kogel aflegt), gemeten vanaf het einde van de horizontale buis.
Doe dat drie keer.
Herhaal dit experiment nog vijf keer, telkens bij een andere hoogte y.
Let erop wat precies ‘de hoogte’ van de kogelbaan is.
Opdracht 4.3.
Maak een grafiek, waarin je de verticale verplaatsing y van de kogel
uitzet tegen de horizontale verplaatsing x van de kogel.
De baan van de kogel, die je in de grafiek hebt aangegeven, lijkt op
een parabool. De vraag is of het ook echt een parabool is.
Bij het beantwoorden van deze vraag, kun je denken aan wat je bij
wiskunde over parabolen hebt geleerd:
 De vergelijking die hoort bij een parabool kan zijn y  2 x 2 of
y  0,5 x 2 . Algemeen y  a  x 2 . Door waarden voor x in te vullen
kun je y berekenen. Natuurkundigen zeggen over deze formules: y
is evenredig met x2.
 Wanneer je y tegen x uitzet in een grafiek, krijg je een parabool.
Om na te gaan of de kogelbaan uit je proef in opdracht 4.2 een
paraboolvorm heeft, moet je dus nagaan of de hoogte y evenredig is
met de reikwijdte x in het kwadraat.
Opdracht 4.4.
Met een nieuwe grafiek kun je controleren of de hoogte echt recht
evenredig is met de reikwijdte in het kwadraat.
a Wat moet je dan op de horizontale as uitzetten?
b En wat moet je op de verticale as uitzetten?
c Wanneer bewijst jouw grafiek dan dat die evenredigheid er echt is?
d Maak een controlegrafiek voor de metingen van je proef.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
26
e Is de kogelbaan echt een paraboolbaan?
4.2 De kogelbaan gesimuleerd
Er zijn veel simulaties, waarin je de baan van een kogel kunt laten
berekenen en tekenen. Zoals
(1) http://vak-
nat.feo.hvu.nl/simulaties/simulaties/mechanica/Cannon
(2) Crocodile Physics (van Crocodile Clips).
Opdracht 4.5.
a Ga naar de bij (1) genoemde site en onderzoek hoe de banen er
uitzien bij 10 hoeken tussen 0o tot en 90o.
Maak een tabel van de reikwijdtes (de totale afstand die de kogel
aflegt) bij een snelheid van 50 m/s.
Herhaal dit onderzoek voor een snelheid van 25 m/s.
b Geef het verband tussen de hoek en de reikwijdte.
Opdracht 4.6.
Ga met behulp van deze simulaties na bij welke hoek de kogel (bij
een vast gekozen snelheid) de grootste reikwijdte heeft.
Opdracht 4.7.
Ga naar de bij (1) genoemde site en onderzoek hoe de banen er
uitzien bij 10 verschillende snelheden tussen 0 m/s en de maximaal
instelbare snelheid. Houd de hoek op 20o.
Geef het verband tussen de snelheid en de reikwijdte.
Opdracht 4.8.
Onderzoek met het simulatieprogramma Crocodile Physics de
eigenschappen van een kogelbaan.
4.3 Een beetje theorie
In de simulaties die je in de opdrachten 4.5 t/m 4.8 uitvoerde
varieerden de hoek waaronder de kogel werd afgeschoten en ook de
snelheid bij het afschieten.
We gaan nu kijken welke baan een horizontaal afgeschoten kogel
heeft volgens de natuurkundewetten.
Voor een vallend balletje of kogeltje geldt:
h
1 2
gt .
2
Waarin:
 h
=
 g
=
 t
=
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
hoogte (m)
valversnelling (m/s2)
valtijd (s)
27
De valversnelling geeft aan hoeveel m/s er elke seconde bij de
snelheid komt als een kogeltje valt. Op aarde is dat 9,81 m/s, als we
geen rekening houden met de luchtweerstand. Voor een klein metalen
kogeltje klopt dat aardig.
Een kogel uit een pistool wordt meestal weggeschoten onder een
zekere hoek.
Als je de kogel horizontaal afschiet, geldt voor de horizontale
beweging
x  vt .
waarin:
 x
=
 v
=
 t
=
horizontale verplaatsing (m)
snelheid (m/s)
tijdsduur (s)
Voor de verticale beweging geldt:
y
1
g t2 .
2
Waarin:
 y
=
 g
=
 t
=
verticale verplaatsing (m)
valversnelling (m/s2)
valtijd (s)
We noemen hier de verticale verplaatsing dus niet h, maar y.
Opdracht 4.9.
Door beide hierboven genoemde formules te combineren, krijg je de
2v 2
formule x 
y.
g
2
Leid deze formule af.
Opdracht 4.10.
De formule
2v 2
x 
y geeft voor een horizontaal afgeschoten kogel
g
2
aan hoe de reikwijdte x afhangt van de hoogte y en de snelheid v bij
het afschieten.
a Wat gebeurt er met de reikwijdte x als een kogel met een twee
maal zo grote snelheid wordt afgeschoten?
b En wat gebeurt er met de reikwijdte x als je de hoogte y bij het
afschieten twee maal zo groot maakt?
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
28
4.4 Even wat rekenwerk
Opdracht 4.11.
Op een hoogte van 1,40 m boven de grond schiet je horizontaal een
kogel af met een snelheid van 200 m/s.
Bereken de reikwijdte van die kogel (de horizontale afstand die hij
aflegt totdat hij de grond raakt).
Opdracht 4.12.
Op een hoogte van 1,30 m boven de grond schiet je horizontaal een
kogel af. De kogel treft op 50 meter afstand een doel in een punt op
1,24 m boven de grond. Neem aan dat de grond horizontaal is.
Bereken de snelheid waarmee je de kogel afschoot.
Opdracht 4.13.
De kogel in het experiment van opdracht 4.2 kwam met een bepaalde
snelheid uit de buis rollen. Bereken met je meetwaarden die
snelheid.
Bij berekeningen aan afgeschoten kogels wordt vaak de drop (de
afbuiging naar beneden) verwaarloosd. Dat kan alleen als de
berekening niet erg nauwkeurig hoeft te zijn, de afstand tussen
pistool en doel klein is en de snelheid van de kogel groot.
Opdracht 4.14.
Een kogel wordt uit een pistool met 300 km/h afgeschoten. De kogel
legt horizontaal een afstand van 15,0 m af. Bereken de drop. Vind je
die te verwaarlozen?
Voor schutters die precies een doel willen raken is het belangrijk te
corrigeren voor de drop.
Opdracht 4.15.
a Zoek informatie waar een pistoolschutter precies op moet letten
bij het richten op een doel.
b Zoek ook informatie over de snelheden van afgeschoten kogels
(pistool, jachtgeweer, automatisch wapen).
§ 4.5 Dossier
Opdracht 4.16.
Lees het deel van het politierapport uit par.4.1 nog eens na.
a Wat betekent het dat een kogel vrijwel horizontaal in het kozijn
bleek te zitten?
b Op welke hoogte is de kogel waarschijnlijk afgeschoten? Waarom
denk je dat?
c Als de punt van de kogel aan alle kanten gelijkmatig is beschadigd,
duidt dat dan op horizontale of schuine inslag?
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
29
d Denk je dat de kogel van dichtbij of van veraf is afgeschoten?
Opdracht 4.17.
Er is een verband tussen lengte van een persoon en de waarschijnlijke
schiethoogte. Doe bij jezelf en je medeleerlingen enkele metingen
om dit verband te vinden.
In par.1 staat aangegeven:
“De dader blijkt getraind; de schoten zijn op 1,70 m hoogte gelost, de
dader is minstens 1,80 m lang”.
Deze conclusie van de onderzoekers komt niet overeen met de
gegevens uit het politierapport van par.4.1. Verbeter deze zin in het
politierapport.
Opdracht 4.18.
Bespreek met elkaar welke resultaten van de verschillende
opdrachten uit hoofdstuk 4 in het dossier moeten komen.
Voeg de betrokken gegevens toe aan je dossier.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
30
5 Technisch ontwerpen
5.1 Ontwerpen of onderzoeken?
Een technisch ontwerp begint met een probleem.
Voorbeeld.
Langs de openbare weg zie je vaak zwerfafval liggen. De hoeveelheid
zwerfafval zou misschien afnemen als er meer en betere afvalbakken
in de openbare ruimte zouden staan. Het plaatsen van zulke bakken is
niet zo moeilijk. Wel is het lastig om die bakken zo te ontwerpen dat
ze gemakkelijk (met weinig arbeidstijd, want die is duur) leeg te
maken zijn, dat ze niet stinken, comfortabel zijn voor de gebruiker en
dat ze ook nog een sieraad zijn in het straatbeeld.
Als je een afvalbak zou kunnen ontwerpen die aan de genoemde eisen
voldoet, zou je een goede bijdrage leveren aan het oplossen van een
vervuilingsprobleem.
Het probleem in het voorbeeld hierboven zou de start van een
technisch ontwerp kunnen zijn. Een technisch ontwerp komt tot stand
via een aantal vragen:
 Wat is het probleem?
 Wie heeft het probleem?
 Waarom is het een probleem?
 Waartoe moet de oplossing leiden?
We spreken van technisch ontwerpen als de oplossing van het
probleem het maken van een product is.
Ontwerpen is iets anders dan experimenteel onderzoek doen: bij
ontwerpen gaat het er om iets te maken, bij onderzoek doen, gaat er
om iets te weten te komen.
Bij ontwerpen gaat het vaak om techniek, bij onderzoek om gaat het
om het ontwikkelen van wetenschap. Maar je zult ervaren dat je vaak
ook onderzoek moet doen om iets goeds te ontwerpen.
Bij de woorden techniek en technisch denken de mensen vaak aan
ingewikkelde apparaten, die onbegrijpelijk zijn voor gewone mensen.
Dat kan wel eens terecht zijn, maar het hoeft niet. Ook heel
eenvoudige producten zijn een gevolg van technisch denken en
technisch ontwerpen. Verschillende types kurkentrekkers en
blikopeners zijn net zo goed een technisch product als het meest
ingewikkelde computersysteem.
§ 5.2 Het ontwerpproces
NLT1-v101
Aan het voorbeeld hierboven kun je zien dat een technisch ontwerp
tot stand komt via een aantal stappen:
 Analyseren en beschrijven van het probleem.
 Opstellen van een programma van eisen.
 Uitwerkingen bedenken.
 Een ontwerpvoorstel formuleren.
Forensisch onderzoek
31
 Een (proef)ontwerp realiseren.
 Testen en evalueren van het proefontwerp.
Opdracht 5.1.
Bekijk nog eens het voorbeeld hierboven.
a Bespreek met elkaar welke extra eisen je nog aan de afvalbak wilt
stellen (afmetingen, vorm, kleur, materiaal, kosten, wel of geen
binnenzak,…). Noteer die eisen in een schema.
b Maak enkele schetsen voor een proefontwerp. Schenk daarbij
speciale aandacht aan het gemakkelijk kunnen leegmaken en
schoonhouden van de bak.
De stappen van het ontwerpproces kun je nog verder uitsplitsen.
Bijvoorbeeld als volgt:
 De behoefte omschrijven van de probleemhebber.
 Het formuleren van de ontwerpopdracht.
 Het analyseren van het probleem om te komen tot een (voorlopig)
programma van eisen, wensen, randvoorwaarden en beperkingen.
 Het bepalen van de hoofdfunctie en de deelfuncties van het
product.
 Het bedenken van uitwerkingen om die functie te realiseren. (Het
bedenken van de uitwerkingen wordt vaak gedaan in een
ideeëntabel).
 Het definitief opstellen van het programma van eisen en het
beargumenteerd kiezen van de beste combinatie van uitwerkingen:
het ontwerpvoorstel.
 Het maken van het ontwerp: de constructie van het prototype.
 Het testen van het prototype, het aanbrengen van wijzigingen en
de presentatie van het uiteindelijke product.
 Het beoordelen van het eindresultaat (de evaluatie).
Dat zijn heel veel stappen. Er komt heel wat kijken bij het maken van
een product! Meestal zijn er echter al veel voorbeelden, en gaat het
om het verbeteren van een bestaand product.
Een ontwerper gaat meestal niet rechtstreeks van 1 naar 9, maar gaat
vaak terug naar eerdere stappen om ideeën en voorstellen te
verbeteren.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
32
5.3 Het programma van eisen
Een technisch product moet voldoen aan de eisen die de
opdrachtgever en de gebruiker stellen. Dat kunnen zijn:
 functionele eisen,
 ergonomische eisen,
 vormgevingseisen,
 eisen ten aanzien van de kosten.
Ook moet de ontwerper rekening houden met
 materiaaleigenschappen,
 fabricagemogelijkheden,
 milieueisen.
De ontwerper kan aan de hand van een zorgvuldig opgesteld
programma van eisen aan het werk gaan. Die eisen moeten concreet
en duidelijk zijn. Ook moet je verschil maken tussen eisen en wensen.
Opdracht 5.2:
Wat verstaan we onder ergonomische eisen; geef een voorbeeld.
Je begint nu eerst met een paar eenvoudige dingen. Dit zijn
voorbeelden van technisch ontwerpen, die niets te maken hebben
met forensisch onderzoek. Ze zijn gekozen opdat je je niet hoeft te
verdiepen in vreemde of ingewikkelde apparaten.
Opdracht 5.3:
Je wilt een nieuw pennenetui hebben. De etuis die je in winkels hebt
gezien, bevallen je niet. Je bent in de mogelijkheid om een etui te
laten ontwerpen. Bedenk vier eisen die de opdrachtgever (jij dus) in
het programma van eisen gaat zetten. Bedenk ook twee wensen.
5.4 Functies
Elk technisch systeem vervult een functie. Dat is een taak die moet
worden uitgevoerd om het gestelde doel te bereiken. Zo heeft een
boiler als hoofdfunctie: het leveren van warm water.
Een ontwerper splitst de hoofdtaak op in deeltaken. Een technisch
systeem bestaat bijna altijd uit deelsystemen. Bij elk deelsysteem
hoort een functie. Zo heeft een boiler de volgende deelsystemen:
 inlaatklep (functie: water toevoeren),
 reservoir (functie: water opslaan)
 verwarmingsspiraal (functie: water verwarmen).
Er zijn meer mogelijkheden om warm water aan te leveren: de
klassieke fluitketel, een zonneboiler, een elektrische waterkoker. Dat
zijn ontwerpen met dezelfde hoofdfunctie. De uitwerkingen, de
producten zijn verschillend.
Andere voorbeelden van apparaten die dezelfde hoofdfunctie (water
verwarmen) hebben, maar toch geheel verschillende apparaten zijn,
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
33
vind je bij de winkel in koffiezetapparaten. Over koffiezetten gaat de
volgende opdracht.
Opdracht 5.4.
Lees de tekst over Het maatfilter
Het maatfilter
Frank van der Kuil, eigenaar van een hoveniersbedrijf, heeft wel eens
gekke ideeën. Die hebben dan niets met het aanleggen van tuinen te
maken. Een van die ideeën heeft hij uitgewerkt en er octrooi voor
aangevraagd. Hij heeft een koffiefilterzakje met maatverdeling
bedacht.
Waarom bedenkt een mens een koffiefilter met maatverdeling voor
het gewenste aantal kopjes, terwijl in zowat ieder huishouden een
maatschepje in de koffiebus zit? “Omdat”, zegt van der Kuil, “een
maatschepje niet feilloos werkt. Of je let niet op, of je komt in een
vakantiehuisje en er is nergens een maatschepje te vinden of het
schepje is veel groter of
kleiner dan thuis.”
Figuur 7: Koffiefilter.
Hij is bij filtergigant Melitta geweest. Maar die wilde er niet aan. Zij
vonden het systeem niet nauwkeurig genoeg.“ Daar begrijp ik nog
steeds niets van”, zegt Frank van der Kuil. “Het lijkt me nauwkeuriger
dan helemaal geen idee hebben hoeveel koffie je gebruikt.”
Van der Kuil zag al een kleine revolutie in het huiselijke
koffiezetgebeuren. Erbij zou een strooibus kunnen worden ontwikkeld
om er de snelfiltermaling in te bewaren en rechtstreeks in het filter
te strooien. Netjes afgepast tot het goede streepje.
“Natuurlijk is het een beetje een belachelijk idee. Maar ik had er rijk
mee kunnen worden.”
Hoewel. Zelfs als Melitta wel had gehapt, is het nog onzeker wat dat
had opgeleverd. Donkere wolken verschenen ana de horizon. Er liggen
meer octrooien over dit onderwerp. Van der Kuil vindt dat maar
vreemd: “Dat octrooi is toch maar verleend! Het zal dan ook wel goed
zijn, denk je dan. Waarom schrijven ze me anders in?”
(naar: Uitgedacht, De Volkskrant)
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
34
Opdracht 5.5.
Formuleer in je eigen woorden het probleem, de opdracht die Frank
van der Kuil zichzelf heeft gegeven en een programma van eisen.
Opdracht 5.6.
Voor het probleem van Frank van der Kuil zijn andere oplossingen
mogelijk. Bedenk er minstens één.
Al die oplossingen moeten voldoen aan een deelfunctie van het
koffiezetten. Welke deelfunctie is dat?
Opdracht 5.7.
Over smaak valt niet te twisten….
De een houdt van sterke koffie, de ander houdt van slappe koffie. Is
daar bij het ontwerp van Frank van der Kuil rekening mee gehouden?
Zo nee, hoe kan het ontwerp dan verbeterd worden?
Opdracht 5.8.
a Wat verstaan we onder functies van een product?
Wat zijn de functies van een thermosfles? En van waterkoker?
b Wat verstaan we onder een programma van eisen?
Opdracht 5.9.
Lees het artikel De potknop. Ook hier heeft de uitvinder zichzelf een
opdracht gegeven. Formuleer in eigen woorden het probleem, de
opdracht die Nico van Oers zichzelf heeft gegeven en een programma
van eisen.
Wat is de hoofdfunctie van de potknop? Zijn er ook deelfuncties? Zo
ja, welke?
De potknop
Nico van Oers begon twee jaar geleden, na een kortstondig verblijf in
Nigeria en Amerika, als in Delft opgeleid ingenieur een eigen bedrijf.
Het is een bedrijf in innovatieve ideeën. “Ik heb maar één criterium,”
zegt Van Oers,“ eenvoudige, praktische ideeën voor een grote
markt.”
De potknop bijvoorbeeld. Wat is het probleem met theezetten? Bij
het opgieten van het kokende water schiet het zakje met label wel
eens de pot in. Het zakje aan het handvat binden is onhandig; hoe
krijg je dat er weer af? Het zakje uit de pot vissen als de thee sterk
genoeg is, geeft ook een heleboel geknoei. Kortom, ellende troef,
volgens Van Oers.
Hij bedacht de potknop: een zuignapje voor op de flank van de
theepot, waar het touwtje van een theezakje omheen te winden is, of
in een gleufje is te klemmen tijdens het opschenken. Op het knopje
kan nog een logo, tekst of afbeelding worden aangebracht.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
35
Van Oers: “Welbeschouwd is het natuurlijk maar een heel lullig geval.
Verkoop je dat dan via de kassa van Blokker of is het een leuk
promotioneel hebbedingetje? Een potknop is zo’n eenvoudig ding, dat
het bijna schreeuwt om namaak. Daarom wil Van Oers een octrooi dat
alle denkbare potknoppen afdekt: of ze nu gemaakt zijn van
kunststof, metaal, rubber, hout of aardewerk en met welk
bevestigingssysteem dan ook.
Figuur 8: Potknop.
.(naar: Uitgedacht, De Volkskrant)
Opdracht 5.10.
Wat vind je van het ontwerpen van een potknop? Is het zinnig? Is het
verspilde moeite?
Is het een grappig of een nutteloos product om mensen geld uit hun
zakken te kloppen?
5.5 De ideeëntabel
De ideeëntabel is een overzicht van oplossingen voor functies. Een
dergelijke tabel kan je helpen om een overzicht te krijgen van alle
mogelijke oplossingen en combinaties van oplossingen.
Hieronder zie je een ideeëntabel voor een weksysteem (een apparaat
dat mij op een bepaalde tijd op een bepaalde manier wekt).
Het algemene schema van een ideeëntabel is:
functies
uitwerking 1 uitwerking 2 uitwerking 3 uitwerking 4
tijd aangeven
wijzerplaat
digitaal display
wektijd instellen
met draaiknop
en wijzer
kort
geluidsignaal
instelbaar
met draaiknop
met toetsen
computerscherm
via toetsenbord
waterstraal
trillingen
wekken
wekken herhalen
tijd anders instellen
transportabel
niet instelbaar
Opdracht 5.11.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
36
Bedenk nog enkele ideeën voor het weksysteem en zet die in de
tabel.
5.6 Een technisch ontwerp maken
Je hebt nu kennisgemaakt met de principes van technisch ontwerpen.
Je weet dat er voor een technisch ontwerp een programma van eisen
nodig is, dat je naar de functies van het gewenste product moet
kijken en dat je met een ideeëntabel werkt.
Je gaat deze kennis nu gebruiken om iets te bedenken en ook
werkelijk te maken.
Je krijgt van je docent een opdracht. Hij treedt op namens de
probleemhebber en heeft ook het programma van eisen vastgesteld.
Je krijgt van je docent verdere informatie over de presentatie.
Opdracht 5.12.
De moordzaak “De Houten Wambuis” speelt zich af op een afgelegen
parkeerplaats. De oplossing van de zaak zou gemakkelijker zijn
geweest als er op die parkeerplaats bewakingscamera’s hadden
gestaan.
a Maak een programma van eisen voor bewakingscamera’s voor
afgelegen plaatsen.
b Maak een schets van twee mogelijke ontwerpen voor zulke
camera’s.
Opdracht 5.13.
Je docent heeft nog drie opdrachten voor een technisch ontwerp:
Een kogelvanger maken.
Een kogelvanger heeft twee functies: allereerst het opvangen van de
kogels, zodat ze niet in het milieu terechtkomen. Maar ook het
teruggeven van de kogels. Bij jullie ontwerp gaat het om die tweede
functie. Hoe krijg je de kogels gemakkelijk uit de kogelvanger? Dat
hangt natuurlijk van het type kogelvanger af., Bij een metalen bak
met sleuven is dat niet zo moeilijk, maar bij een zandwal wel.
Jullie gaan een ontwerp maken van een kogelvanger, die het midden
houdt tussen deze twee mogelijkheden: een bak, gevuld met korrelig
materiaal. Dat kan zand zijn, maar ook iets anders. De bak is een
gegeven. Deze is kubusvormig en gevuld met korrelig materiaal.
Onderkant, zijkanten, bovenkant en achterkant zijn afgeschermd; de
voorkant is open. Het korrelige materiaal mag er niet uitvallen en
moet zoveel remmende werking hebben dat de kogel niet de
achterwand bereikt. Na een aantal schietbeurten, moet het makkelijk
zijn om de kogels uit de bak te halen.
Een forensisch koffertje/materialenkoffer voor een forensische
onderzoeker maken.
Medewerkers van het Forensisch Instituut moeten vaak op stap en ter
plekke onderzoek doen. Daar hoort het verzamelen van
vingerafdrukken ook bij. Zij moeten het materiaal veilig kunnen
vervoeren. Daarvoor hebben ze een goed en betrouwbaar koffertje
nodig.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
37
Een mogelijk programma van eisen van dit koffertje is:
 De afmetingen van het koffertje moeten minimaal
cm bij cm
bij cm zijn en maximaal cm bij cm bij cm.
 Het koffertje mag (zonder inhoud) niet zwaarder zijn dan 800 g.
 Inhoud en koffertje zelf moet zonder schade een val van 1,00 m
hoogte op een stenen vloer kunnen doorstaan.
 In het koffertje moet je zonder probleem de benodigdheden van de
forensische onderzoeker kunnen vervoeren. (Ga na welke dat zijn!)
Een vingerafdrukkenvergroter maken.
Vingerafdrukken zijn klein. Toch moet je allerlei fijne details kunnen
zien. Om dat beter te kunnen, is het handig een apparaat te hebben
dat de vingerafdruk vergroot laat zien.
Zo’n apparaat gaan jullie bedenken en bouwen.
Het programma van eisen is:
 de vingerafdruk moet 8 x vergroot worden weergegeven
 er moeten 3 vingerafdrukken tegelijk kunnen worden bekeken
 De afmetingen mogen niet groter zijn dan 40 cm bij 40 cm bij 30
cm.
 Het apparaat moet staand en liggend kunnen worden gebruikt.
Bespreek in je groep welke van deze drie opdrachten je zult gaan
uitvoeren. Neem contact op met je docent en vraag haar/hem
aanvullend materiaal.
De docent geeft je ook informatie over de manier waarop je de
resultaten van jullie ontwerp gaat presenteren.
5.7 Dossier
Opdracht 5.14.
Werk het dossier bij met de resultaten van je werk aan hoofdstuk 5.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
38
6 Forensisch DNA-onderzoek
6.1 Uit het proces-verbaal
Verder levert het onderzoek op de plaats van het delict
(PD) het volgende op:
 Het slachtoffer is met pistoolschoten om het leven gebracht.
Sectie op het lichaam levert later 2 kogels op van het kaliber 0.45.
De identiteit van het slachtoffer is nog niet bekend.
 Bij de plek (200 m van de geparkeerde auto) waar de persoon op
de camerabeelden halt houdt blijkt een prullenbak te zijn. De
inhoud van de prullenbak wordt onderzocht en levert 3 verdachte
voorwerpen op:1.een plattegrond van de omgeving van de
parkeerplaats met aantekeningen, gemaakt met een pen of stift,
2.een stift, 3.een flinke peuk.
 Na experimenten op een schietbaan en studie van kogel en
kogelbaan blijkt: de dader is een getraind schutter; de schoten zijn
op 1,70 m hoogte gelost, de dader is lang. (1 verdachte heeft een
lengte van 1,98 m).
 Er zijn pistolen gevonden na huiszoeking na huiszoeking bij 2
verdachten.
Figuur 9: Vingerafdruk.
NLT1-v101
Bij het onderzoek naar de moordzaak waarmee je je in deze module
bezig houdt, is een sigarettenpeuk gevonden. Zo’n peuk kan
biologische sporen bevatten van de man of vrouw die de sigaret heeft
gerookt. Om antwoord te geven op de vraag wie de donor van het
biologische spoor is, is een vergelijkend DNA-onderzoek dé
aangewezen methode.
Vervolgens is van tien verdachten DNA-materiaal afgenomen om te
achterhalen of de DNA-sporen op de sigarettenpeuk van één van hen
afkomstig zijn.
Uiteraard levert een match (overeenkomst) tussen het DNA in het
spoor en het DNA van een individu nog geen sluitend bewijs dat deze
persoon ook de dader is. Daarbij moet terdege rekening gehouden
worden met de plaats en de omstandigheden waarin het spoor
gevonden is.
In de volgende paragrafen krijg je informatie over de technieken van
een DNA-onderzoek en de methode om tot een match te komen. Dat
is de taak van een forensische expert. Of met deze match uiteindelijk
het bewijs geleverd wordt, waarmee een verdachte veroordeeld kan
worden, is een taak van justitie.
Als informatiebron gebruik je het officiële rapport van het Nederlands
Forensisch Instituut getiteld: “De Essenties van forensisch DNAonderzoek.” [Meulenbroek, 2006]. Ook de politie, het openbaar
Forensisch onderzoek
39
ministerie, rechters en advocaten gebruiken dit rapport om de
noodzakelijke kennis over forensisch DNA-onderzoek op te doen.
Voordat je dat rapport gaat bestuderen, moet je enige kennis opdoen
of herhalen over de bouw en werking van menselijke cellen.
6.2 Cellen
Het lichaam van de mens is opgebouwd uit ruim 10 15 cellen. Te veel
om je voor te kunnen stellen. In figuur 10 zie je een menselijke cel
afgebeeld. Deze cellen zijn allemaal ontstaan uit één en dezelfde
bevruchte eicel. Bij de bevruchting versmelten een eicel en een
spermacel. Beter gezegd: de spermacel brengt een kern in in de
eicel. Deze kernen versmelten en de eicel kan vervolgens uitgroeien
tot een volwassen individu.
Als een eicel niet bevrucht wordt, gaat ze te gronde. Met andere
woorden: die celkernen zijn belangrijk. Alle cellen die uit de
bevruchte eicel ontstaan, bezitten dezelfde kern. Uitzonderingen
hierop zijn kernloze cellen, zoals rode bloedcellen, cellen die een
aantal kernen bevatten, zoals spiervezels en de geslachtscellen. De
geslachtscellen bezitten een ‘halve’ kern.
Figuur 10: Een menselijke cel (Bron BioData).
Je kunt cellen onder een microscoop bestuderen. Met kleurstoffen
kun je de celkern zichtbaar maken (zie de figuren 11a en11b). Vaak
worden hiervoor wangcellen gebruikt.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
40
De celkern is een klein bolletje met daarin lange draden, de
zogenaamde chromosomen.
Bij de mens tref je in de celkern 46 chromosomen aan. Ze zijn twee
aan twee gelijk. Er zijn dus 23 paren. Van elk chromosomenpaar is
één chromosoom afkomstig uit de spermacel van de vader en het
andere chromosoom uit de eicel van de moeder.
In figuur 12 zie je een plaatje van de afzonderlijke chromosomen van
een mens. Chromosomen zijn opgebouwd uit lange draden (bestaand
uit DNA) die op eiwitmoleculen zijn gewikkeld. (zie figuur 13). De
erfelijke code zit in het DNA.
a
b
Figuur 11: a. Een kern. De chromosomen zijn niet zichtbaar.
b. Tijdens een celdeling worden de chromosomen korter en daarmee zichtbaar (Bron BioData).
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
41
Figuur 12. De chromosomen van de mens. Een karyogram Het betreft hier het karyogram van een man met het
syndroom van Klinefelter. Hij heeft een X-chromosoom teveel.
Het 23e chromosomenpaar is bij een vrouw evenals de andere 22
paren aan elkaar gelijk.
Bij een man bestaat het 23e paar echter uit één ‘groot’ chromosoom
en uit een aanzienlijk kleiner exemplaar. Het grote 23 e chromosoom
wordt aangeduid met de hoofdletter X en het kleine met de
hoofdletter Y. Met andere woorden een vrouw is XX en een man XY.
De X- en Y-chromosomen worden de geslachtschromosomen genoemd.
De andere 22 chromosomenparen zijn de zogenaamde autosomale
chromosomen. Ze zijn genummerd van 1 t/m 22. De twee
chromosomen van één paar worden homologe chromosomen
genoemd.
Als iemand een afwijkend aantal chromosomen heeft, heeft dat
vrijwel altijd ernstige gevolgen. Het bekendste voorbeeld is de
aanwezigheid van 3 chromosomen 21. Het gevolg daarvan is het
syndroom van Down.
Opdracht 6.1.
In het karyogram van figuur 3 is een X-chromosoom teveel aanwezig.
Deze afwijking wordt het Klinefelter-syndroom genoemd.
a Lokaliseer de beide X-chromosomen in het karyogram in figuur 12.
b Welke verschijnselen heeft iemand die het Klinefelter syndroom
heeft?
Het is mogelijk de kern uit een eicel te verwijderen en deze te
vervangen door de kern van een volwassen individu. Als deze eicel
uitgroeit tot een volwassene, zal deze volwassene dezelfde
eigenschappen bezitten als de donor van de kern. We hebben dan een
kloon gemaakt. Niet dat we dit al bij mensen kunnen of doen, maar
het is al wel gedaan met heel wat diersoorten. Het bekendste
voorbeeld is het schaap Dolly.
Dat dit mogelijk is, houdt dus in dat alle erfelijke eigenschappen in
de kern zitten en dat elke kern in je lichaam dat volledige pakket
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
42
erfelijke eigenschappen bezit. Uitzondering hierop vormen de
geslachtscellen.
Figuur 13: De opbouw van een chromosoom tijdens de kerndeling. Het DNA (blauwe draad) is deels op
eiwitmoleculen gewikkeld.
6.3 DNA
Een DNA molecuul bestaat uit twee draden, zogenaamde strengen die
tegen elkaar aanliggen. De strengen zijn elk opgebouwd uit een lange
keten van achtereenvolgens een suiker en een fosfaat (figuur 14). De
strengen zitten aan elkaar vast via basen. Aan elke suiker zit een base
die via waterstofbruggen vastzit aan een base uit de andere streng
(figuur 15)
De strengen zijn spiraalsgewijs gedraaid. De vorm is de zogenaamde
dubbele helix (figuur 16).
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
43
Figuur 14: Een stukje enkelstrengs DNA
(Bron BioData).
`
Figuur 15: Tweedimensionaal beeld van een
stuk dubbelstrengs DNA (Bron Biodata).
Figuur 16: Alfa-helix vorm van DNA (Bron BioData).
Er komen in het DNA 4 basen voor: adenine (A), thymine (T), guanine
(G) en cytosine (C).
Tegenover een A zit altijd een T en tegenover een G altijd een C. (zie
de figuren).
Als je een DNA molecuul van het ene eind doorloopt naar het andere
eind kom je een code tegen bestaande uit een opeenvolging van A’s,
T’s, G’s en C’s. (Zie figuur 17). Alle erfelijke eigenschappen zoals
oogkleur, haarkleur en huidkleur, lengte, enzovoort liggen vast in
deze code.
Aangezien mensen niet allemaal dezelfde oogkleur, haarkleur, en
huidkleur bezitten, verschilt de erfelijke code per persoon. En dit
geldt dus ook voor de andere eigenschappen. Er zijn geen twee
mensen met identiek DNA. Zelfs een eeneiige tweeling vertoont
verschillen.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
44
Van het DNA zorgt maar 2% voor de erfelijke eigenschappen
(haarkleur, en dergelijke). De andere 98% is niet verantwoordelijk
voor de erfelijke eigenschappen. Dat noemt men het ‘niet-coderende
DNA’.
Op dat niet-coderende DNA bestaan sommige plaatsen uit zich
herhalende korte DNA-stukjes. Het aantal herhalingen van zo’n kort
stukje en de opbouw van zo’n stukje zijn per persoon erg
verschillend. Die opbouw van die plaatsen (die hypervariabele
gebieden heten) is dus per persoon uniek en daarom bij uitstek
geschikt om iemand te identificeren.
Als je van een persoon van bijvoorbeeld tien hypervariabele gebieden
de code (opbouw, samenstelling) kent, heb je voldoende gegevens om
te kunnen vaststellen of op de plaats delict gevonden celmateriaal
van die persoon afkomstig is.
Figuur 17: Basenvolgorde in een stukje DNA. De suiker-fosfaat keten is aangegeven met zwarte strepen. In
feite zijn het de ‘kapstokken’ waaraan de code, de basenvolgorde is opgehangen. (Bron: Werken met Biologie
Informatief).
6.4 DNA als bewijsmateriaal
Opdracht 6.2.
a Lees de tekst op de bladzijden 4 /m 6 van “De essenties van
forensisch DNA-onderzoek – het DNA-profiel”.
b Verwerk de belangrijkste punten van die bladzijden in een korte
samenvatting.
Opdracht 6.3.
a Noem drie biologische sporen die geschikt zijn om een DNA-profiel
van te maken.
b Leg uit waarom je DNA uit wangslijmcellen van een verdachte kunt
gebruiken om te bepalen of het bloed dat gevonden is op de plaats
delict van de verdachte is.
Opdracht 6.4.
Op pagina 4 staat beschreven dat voor het maken van een DNA-profiel
de hypervariabele gebieden in het DNA worden bestudeerd. Deze
gebieden liggen op het “niet-coderende DNA”. Wat betekent de term
“niet-coderend DNA”?
“Wel coderend DNA” bevat je erfelijke eigenschappen. Dit noemen
we de “genen”. De genen beslaan slechts 2% van je gehele DNA. Het
gaat misschien tegen je gevoel in, maar de volgorde van de
bouwstenen van het “wel coderende DNA” verschilt zo weinig per
individu dat het ‘wel coderende DNA’ niet geschikt is om er een uniek
DNA-profiel van te maken. De genen van alle mensen lijken dus
verschrikkelijk veel op elkaar.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
45
Opdracht 6.5.
Wat is de kenmerkende eigenschap van de hypervariabele gebieden in
het DNA, die ze uitermate geschikt maakt voor een vergelijkend DNAonderzoek?
Leg dit uit door middel van een tekening van deze gebieden bij twee
verschillende personen.
6.5 Zelf wangslijmvliescellen bekijken en je
eigen DNA isoleren
Een biologisch spoor kan bestaan uit bloed, sperma, haren, speeksel
of andere lichaamscellen. Hieruit wordt het DNA geïsoleerd. Van
verdachte personen worden vrijwel altijd cellen uit het
wangslijmvlies gebruikt om DNA te isoleren. Deze cellen zijn namelijk
eenvoudig af te nemen.
DNA uit wangslijmvliescellen
Om een indruk te krijgen hoe een cel en een celkern er uit zien gaan
we een practicum doen, waarbij je met behulp van de microscoop je
eigen wangslijmvliescellen bestudeert.
In dit practicum kijk je naar je eigen celkern en dus naar je eigen
DNA.
Experiment 6.1.
Wangslijmvliescellen (vers).
Benodigdheden
 Een wattenstaafje.
 Een microscoop en prepareermateriaal.
 Methyleenblauw en een druppelpipet.
Uitvoering
 Schraap met het wattenstaafje langs de binnenkant van je wang.
Maak van het schraapsel een preparaat in een druppel
methyleenblauw.
 Bekijk het preparaat bij een vergroting van 100x. Je ziet
wangslijmvliescellen liggen.
De kern is blauwgekleurd door methyleenblauw.
 Bekijk een cel bij een vergroting van 400x en maak er een tekening
van.
Geef de celkern aan in je tekening.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
46
Tekening cellen wangslijmvlies vers (400x)
Experiment 6.2.
Wangslijmvliescellen in biologisch spoor (één week oud).
Biologische sporen op de plaats delict staan bloot aan verval. Overal
op aarde staan proteasen en DNasen klaar om het biologische
materiaal aan te tasten, wat kan resulteren in een onvolledig DNAprofiel.
In deze proef onderzoeken we de structuur van het wangslijmvlies na
7 dagen.
Benodigdheden
 Een wattenstaafje.
 Een microscoop en prepareermateriaal.
 Methyleenblauw (en een druppelpipet).
Uitvoering
 Schraap met het wattenstaafje langs de binnenkant van je wang en
strijk het materiaal uit op een voorwerpglas. Droog het materiaal
aan de lucht en bewaar het 7 dagen in een koelkast. Maak daarna
een preparaat in een druppel methyleenblauw.
 Bekijk het preparaat bij een vergroting van 100x.
 Bekijk een cel bij een vergroting van 400x en maak er een tekening
van. Geef de celkern aan in je tekening.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
47
Tekening cel wangslijmvlies na 7 dagen (400x)
Opdracht 6.6.
Beschrijf welke verschillen je ziet tussen de structuur van verse
wangslijmvliescellen en de structuur van cellen van een week
oud.
Experiment 6.3.
Je eigen DNA isoleren uit wangslijmvliescellen
Benodigdheden:
 10 ml zoutoplossing van 0,9% NaCl (9 gram keukenzout in een liter
water)
 1 gram Na Cl (keukenzout)
 Een plastic bekertje
 Een plastic of glazen reageerbuis
 5 ml 25% zeepoplossing (25 ml afwasmiddel plus 75 ml water)
 Een paar druppels lenzenvloeistof
 Een waterbad van 50 graden Celsius
 15 ml ijskoude ethanol 95% (bewaar in de vriezer of op ijs tot je
het gebruikt)
 Pipet of haakje om de sliertjes DNA uit de vloeistof te zuigen
Uitvoering:
 Neem 10 ml zoutoplossing in je mond. Spoel het goed door je mond
en kauw met je kiezen langs de binnenkant van je wang om zo veel
mogelijk cellen los te schrapen.
 Spuug de zoutoplossing met de cellen terug in het bekertje.
 Voeg 5 ml zeepoplossing toe.
 Mix voorzichtig 1 minuut door het bekertje te zwenken. Voorkom
de vorming van bellen.
 Voeg drie druppels lenzenvloeistof toe, mix even en plaats de buis
vijf minuten in het waterbad.
 Voeg 1 gram NaCl toe en mix nogmaals 1 minuut.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
48
 Giet vervolgens voorzichtig langs de rand 15 ml ijskoude ethanol
bovenop de vloeistof. Houd de buis een beetje scheef en zorg dat
er twee lagen ontstaan.
 In de bovenste laag (ethanol) worden de slierten DNA zichtbaar.
 Vis je eigen DNA met een pipet of haakje uit de buis.
 Je kunt je eigen DNA in een beetje ethanol in een goed afsluitbaar
buisje bewaren.
Hieronder vatten we samen welke processen zich in experiment 6.3
afspelen:
1. Cellen verzamelen
Om DNA zichtbaar te kunnen maken, hebben we cellen nodig. In de
eerste stap worden deze verzameld uit wangslijmvlies.
Wangslijmvliescellen worden regelmatig vervangen en delen daarom
een of twee keer per dag. Door goed te kauwen en te spoelen, kun je
duizenden cellen verzamelen. Je hebt zoveel cellen nodig, omdat je
het DNA uit 1 cel niet kunt zien. Een kluwen van het DNA uit
duizenden cellen kunnen we wel zichtbaar maken.
2. De cellen openbreken (lysis)
Het DNA zit nu nog netjes opgeborgen in de kern van de cel. De cel
moet dus eerst kapotgemaakt worden om het DNA te verkrijgen. De
buitenste rand van de cel, de celmembraan, bestaat uit vetten en
eiwitten. Door zeep toe te voegen, maken we de membraan kapot en
springt de cel open. Dit wordt lysis genoemd.
3. Eiwitten afbreken
Behalve DNA en kapotte membranen, zijn ook andere celonderdelen
vrijgekomen. Allerlei relatief grote eiwitten kunnen de zuivering van
het DNA verstoren. In lenzenvloeistof zitten enzymen die eiwitten
afbreken. (Ze zorgen er voor dat de eiwitten uit je oogvocht zich niet
ophopen op je lenzen) Door deze enzymen toe te voegen, knippen we
alle eiwitten in de oplossing in stukjes. De enzymen werken het beste
bij 50 graden Celsius. Daarom moeten de buisjes even bij die
temperatuur blijven staan.
4. Het DNA minder oplosbaar maken
We maken het DNA minder oplosbaar door zout toe te voegen. DNA is
tot dit punt in het proces negatief geladen. Hierdoor kan het in water
oplossen en zie je het niet. Wanneer zout (natriumchloride) wordt
toegevoegd aan de oplossing, wordt het DNA neutraal van lading. Het
kan dan een beetje gaan klonteren en dat is noodzakelijk voor de
volgende stap.
5. DNA zichtbaar maken
DNA kan niet oplossen in alcohol. Waar het met alcohol in aanraking
komt, gaat het 'uit oplossing'. Bovendien geldt: hoe kouder de
alcohol, des te onoplosbaarder het DNA. Vergelijk het met suiker in
thee: in warme thee lost suiker makkelijker op dan in ijsthee. De
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
49
witte draden die zich vormen, zijn duizenden aan elkaar geplakte
DNA-strengen.
(Deze tekst is een bewerking van de procesbeschrijving van het practicum
“genes in a bottle”. Bron: onderwijsbureau “de praktijk”
www.praktijk.nu).
6.6 De techniek om een DNA-profiel te
maken
Opdracht 6.7.
a Lees de tekst op de bladzijden 7 /m 9 van “De essenties van
forensisch DNA-onderzoek – het DNA-profiel”.
b Verwerk de belangrijkste punten van deze bladzijden in een korte
samenvatting.
Opdracht 6.8.
Geef een beschrijving van de onderstaande termen:
a Short Tandem Repeat
b Locus
c DNA-kenmerk
d DNA-profiel
Als je een DNA-profiel wilt maken van het DNA van bijvoorbeeld een
verdachte, zul je dus per locus moeten bepalen uit hoeveel
herhalingen deze locus bestaat.
Het is helaas niet mogelijk om dit te bepalen door het DNA onder een
microscoop te bekijken. Op de eerste plaats bevat het spoor vaak zo
weinig DNA dat je het zelfs onder een microscoop niet zichtbaar kunt
maken en op de tweede plaats zou je dan alle chromosomen zien. Je
zou geen idee hebben waar de locus die jij wilt onderzoeken zich
bevindt.
Zoals je op pagina 7 van de brochure “De Essenties van forensisch
DNA-onderzoek” hebt gelezen, moeten uit het geïsoleerde DNA de te
onderzoeken loci vermeerderd worden om te bepalen uit hoeveel
herhalingen (repeats) ze bestaan.
De techniek die men hiervoor gebruikt heet de polymerase
kettingreactie, ook wel afgekort als PCR (Polymerase Chain Reaction).
Met deze techniek is het mogelijk om van het stuk DNA dat je wilt
onderzoeken, meer dan één miljard kopieën te maken. Pas als je door
middel van de PCR-techniek meer dan één miljard kopieën van alle
loci hebt gemaakt kun je ze analyseren, zodat er en piekenpatroon
uitkomt, zoals in illustratie 4 van de brochure te zien is.
6.7 De PCR-techniek
Uit het geïsoleerde DNA kunnen alle elf loci tegelijk gekopieerd
worden door middel van één PCR-reactie. Om te PCR-techniek uit te
leggen, nemen we een voorbeeld waarin je slechts één locus zou
willen kopiëren.
Stel dat je het aantal herhalingen van locus TH01 op chromosoom 11
van een verdachte wilt onderzoeken. Om te weten waar het kopiëren
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
50
moet beginnen en waar het moet eindigen, moet je weten hoe de
DNA-volgorde er uit ziet van het DNA dat vlak voor en vlak na de
herhalingen in TH01 zit. Het aantal herhalingen in TH01 verschilt per
persoon, maar de stukken die daar omheen zitten, blijken bij
iedereen identiek (zoals eerder vermeld is 99,9% van het DNA van alle
mensen identiek)
Schematisch zien de twee ketens van elk chromosoom bij locus TH01
er zo uit:
Locus HT01 op chromosoom 11
ATGATACTGACTGAC TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT TCAT AGTCTACTAGTAAG
TACTATGACTGACTG AGTA AGTA AGTA AGTA AGTA AGTA TCAGATGATCATTC
6 herhalingen op het ene chromosoom
ATGATACTGACTGAC TCAT
AGTCTACTAGTAAG
TACTATGACTGACTG AGTA
TCAGATGATCATTC
TCAT TCAT TCAT
AGTA
AGTA
AGTA
TCAT TCAT TCAT
TCAT
AGTA
AGTA
AGTA
AGTA
8 herhalingen op het andere chromosoom
De flankerende stukken zijn op beide chromosomen (en zelfs bij alle mensen) gelijk!
Als je de code van de flankerende stukken weet, moet je het
beginstukje en het eindstukje (vlak voor en achter de locus) door de
PCR-leverancier laten maken. Deze korte stukjes DNA van 15
bouwstenen, de zogenaamde primers, passen precies op het begin en
eind van de locus die je wilt kopiëren.
Als je de primers toevoegt aan het DNA dat je geïsoleerd hebt,
plakken de primers precies voor en achter de locus aan het DNA. Ze
passen namelijk maar op één plek. Dat komt doordat een T alleen
tegenover een A past en een G alleen tegenover een C.
De primers geven als een soort vlaggetjes aan waar de locus begint en
eindigt, zodat alleen de locus die tussen de twee primers ligt,
gekopieerd wordt. De primers bepalen dus welke locus je kopieert.
Het kopiëren begint als je het enzym DNA-polymerase en de DNAbouwstenen (de nucleotiden A, C, G en T) toevoegt. Alleen op de
plaats waar een primer aan het DNA geplakt zit, kan het enzym
beginnen met kopiëren. Het enzym DNA-polymerase plakt de juiste
DNA-bouwstenen op de juiste plek, dus een A tegenover een T en een
C tegenover een G.
In de figuren hieronder zie je de PCR-reactie in vier fases afgebeeld.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
51
95 °C
Stap 1: de twee strengen DNA
laten los bij 95 °C
55 °C
Stap 2: de primers hechten bij 55 °C precies
op de plaats waar ze passen
72 °C
Stap 3: bij 72 °C verlengt het enzym DNApolymerase het DNA vanaf de primers
72 °C
Stap 4: aan het einde van de eerste cyclus heb je
twee identieke stukken DNA.
Figuur 18.
1. De locus die je wilt kopiëren bestaat uit een dubbele streng
nucleotiden (plaatje 1).
2. De twee strengen laten los als de temperatuur boven 90 °C komt.
Na afkoelen tot 55 °C kunnen de primers vastplakken op de plek waar
ze passen (plaatje 2).
3. Bij 72 °C doet het enzym DNA-polymerase vervolgens zijn werk en
zet de juiste nucleotiden op de juiste plek (plaatje 3).
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
52
4. Het eindresultaat is 2 identieke stukken DNA (plaatje 4).
Vervolgens begint de cyclus weer opnieuw: de temperatuur wordt
verhoogd tot 95°C en alle strengen laten los. Nadat de primers
gehecht zijn (bij 55°C) en vanaf die plek het DNA weer verdubbeld is
(bij 72°C) heb je vier identieke stukken DNA, enzovoort…
Het PCR-apparaat is nodig om steeds de juiste temperatuur voor het
DNA en het enzym in te stellen. Door de temperatuur te variëren kan
de hele cyclus (plaatje 1 t/m 4) meerdere keren achter elkaar
uitgevoerd worden. Na 25 cycli heb je genoeg kopieën van de locus
om te bepalen uit hoeveel herhalingen de locus bestaat.
Figuur 19: Het PCR-apparaat
zorgt voor de juiste temperatuur
Opdracht 6.9.
Bekijk nu drie verschillende filmpjes over PCR via de onderstaande
link, zodat je het principe helemaal door krijgt.
 http://edicionmicro.usal.es/Web/educativo/biblioteca/simulacion.alu/huesca.pc
r/pcr.htm
 http://www.biol.unizh.ch/filme/molekulare_zellbiologie/animatio
ns/PCR.html
 http://spine.rutgers.edu/cellbio/flash/pcr.htm
Opdracht 6.10.
a Maak een lijst met benodigdheden (stoffen en apparaten) die moet
je hebben om een PCR uit te kunnen voeren.
b Wat zijn de twee redenen dat je de PCR techniek moet toepassen
om een DNA-profiel te kunnen maken?
6.8 Het bepalen van het aantal
herhalingen:
In de tekst op pagina 7 van het NFI-rapport staat dat de DNA-analyseapparatuur de DNA-kenmerken als pieken weergeeft. Maar hoe komt
dit piekenpatroon tot stand? Tot nu toe heb je geleerd hoe de PCRtechniek van een locus één miljard kopieën kan maken. Maar hoe
bepaal je vervolgens het aantal herhalingen van de loci in het DNA?
In hoofdstuk 3 heb je geleerd hoe chromatografie werkt. Om te
bepalen uit hoeveel herhalingen de locus bestaat die je wilt
onderzoeken, gebruik je ook een chromatografietechniek.
Zodra de PCR-reactie voltooid is (30 cycli duren ongeveer 3 uur) is het
eindresultaat een klein buisje met vloeistof. In die vloeistof zijn de
miljarden stukjes DNA die tijdens de PCR-reactie zijn gemaakt
opgelost; dit noemen we het PCR-product. Daaraan kun je met het
blote oog dus niets zien. Om te bepalen uit hoeveel herhalingen de
kopieën (en dus ook de originele locus) bestaat, breng je deze
vloeistof boven in een heel dunne chromatografiekolom.
DNA is negatief geladen. Om de DNA-stukjes door de kolom te
“trekken”, breng je over de kolom een spanning aan. De negatieve
pool sluit je boven aan en de positieve pool beneden. De DNA-stukjes
worden door de positieve pool aangetrokken en bewegen door de
kolom naar beneden.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
53
Aan het uiteinde van de chromatografiekolom detecteert een laser of
er DNA uit de kolom komt. Het apparaat meet dus hoe lang de DNA
stukjes er over doen om door de kolom heen te stromen. Het
materiaal waarvan de kolom gemaakt is, zorgt ervoor dat lange
stukken (dus met meer herhalingen) er langer over doen om door de
hele kolom te komen dan korte stukjes (met minder herhalingen). De
tijd dat de DNA-stukjes in de kolom zitten is dus een maat voor het
aantal herhalingen.
Figuur 20: Een schematische weergave van de chromatografiekolom om de DNA-fragmenten te scheiden.
Opdracht 6.11.
a Na de PCR-reactie waarin je locus HT01hebt gekopieerd, is de
vloeistof uit het PCR-apparaat op de kolom gebracht. Dit is in de
bovenstaande tekening schematisch weergegeven. In de tweede
tekening zie je dat de vloeistof twee verschillende PCR-producten
bevat. Geeft in de tekening aan welke zwarte stip de kopieën van
de locus met 6 herhalingen weergeeft en welke de kopieën van de
locus met 8 herhalingen.
b De laser staat niet in de tekening weergegeven. Stel dat het PCRproduct van HT01 met 6 herhalingen er 10 seconde over doet om
door de kolom heen te lopen en het PCR-product met 8
herhalingen 12 seconde. Teken het signaal dat de laser detecteert
vanaf het moment dat de vloeistof op de kolom wordt gebracht. Op
de x-as zet je de tijd en op de y–as de hoeveelheid DNA die de
laser detecteert.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
54
Je hebt in de vorige opdracht het DNA-profiel getekend van een
analyse van één locus, namelijk HT01. Je hebt met de PCR-techiek en
kolomchromatografie bepaald deze persoon het DNA-kenmerk 6/8
voor deze locus heeft.
Opdracht 6.12.
Teken exact onder dit piekenpatroon het patroon van een verdachte
met het kenmerk 8/8 op locus HT01.
Het bepalen één DNA-kenmerk is uiteraard niet genoeg. Zoals je in
het NFI rapport in illustratie 3 kunt zien, bestaat een volledig DNAprofiel uit tien DNA-kenmerken plus één geslachtskenmerk. Hieronder
is het piekenpatroon van een volledig DNA-profiel te zien.
Opdracht 6.13.
Stel dat je niet het DNA kenmerk van LH01 maar van D2S1338 zou
willen bepalen. Je zou daarvoor slechts één verandering hoeven toe
te passen in de PCR-techniek.
Wat is er anders in een PCR voor D2S1338 ten opzicht van een PCR
voor LH01?
De vraag is natuurlijk hoe je de PCR-techniek en de
kolomchromatografie moet uitvoeren om niet één DNA-kenmerk,
maar alle elf DNA-kenmerken te bepalen. Als je de essentie van beide
technieken hebt begrepen, kun je hiervoor zelf een plan van aanpak
opstelen.
Opdracht 6.14.
Beschrijf hoe je uit het gesoleerde DNA van een verdachte een DNAprofiel van alle elf DNA-kenmerken maakt. Beschrijf waarin deze
stappen verschillen van het analyseren van één DNA-kenmerk.
6.9 Een volledig DNA-profiel
Opdracht 6.15.
a Lees in het NFI-rapport “de essentie van forensisch DNAonderzoek” de bladzijden 10 t/m 13.
b Verwerk de belangrijkste punten van deze bladzijde in een korten
samenvatting.
Opdracht 6.16.
Zoals je in het rapport bij illustratie 6 hebt kunnen lezen, worden de
DNA-kenmerken van een profiel als cijfercode weergegeven zodat ze
in een databank kunnen worden opgeslagen.
Maak een tabel met de cijfercode van het bovenstaande
piekenpatroon.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
55
Opdracht 6.17.
In het meest ideale geval kun je van een biologisch spoor een volledig
DNA-profiel maken. Vaak levert een spoor echter niet van alle loci het
DNA-kenmerk.
Je spreekt dan van een onvolledig profiel.
Hoe kun je verklaren dat je uit een dergelijk DNA-spoor niet alle DNAkenmerken kunt kopiëren met de PCR-techniek, terwijl je wel voor
alle loci de benodigde primers toevoegt?
Opdracht 6.18.
Het kan ook voorkomen dat uit een DNA-spoor blijkt dat er DNA van
meerdere personen in het spoor aanwezig zijn. Er is dan sprake van
een mengprofiel.
Hoe kun je aan het piekenpatroon zien dat er sprake is van een
mengprofiel?
Opdracht 6.19.
Van een spoor sperma op de plaats delict kan een DNA-profiel
gemaakt worden. Spermacellen bevatten echter van elk chromosoom
maar één in plaats van twee exemplaren.
Waarom ontstaan er uit een spermaspoor toch een volledig DNAprofiel (dus twee kenmerken per locus)?
6.10 De DNA-databank en het vergelijken
van profielen
Om de bewijswaarde van gelijke DNA-profielen te bepalen, is het van
belang te weten hoe groot de kans is dat de DNA-profielen bij toeval
gelijk zijn. Het antwoord op deze vraag wordt uitgedrukt in de
'frequentie' waarmee een DNA-profiel (van het sporenmateriaal) in de
populatie voorkomt.
De berekening is gebaseerd op populatiegenetische gegevens. Een
belangrijk gegeven is hoe vaak een DNA-kenmerk in de populatie
voorkomt. Dit is de verwachte frequentie van het DNA-kenmerk.
In Tabel 1 en Tabel 2 zijn de frequenties van de verschillende DNAkenmerken in de Nederlandse bevolking (NL) weergegeven. In tabel 1
is bijvoorbeeld te zien dat 21 herhalingen op locus D2S1338 in
Nederland een frequentie heeft van 0,015. Dat betekent dat 1,5% van
de Nederlandse bevolking dat kenmerk heeft.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
56
Tabel 1: Frequenties van DNA-kenmerken D2S1338, D3S1358, FGA, D8S1179 en THO
Freq.
D2S1338 NL
D3S135
8
Freq NL FGA
D8S117 Freq.
Freq. NL 9
NL
THO
Freq. Nl
15
0,000
12
0,000
18
0,013
8
0,019
5
0,006
16
0,048
13
0,002
18.2
0,000
9
0,011
6
0,225
17
0,203
14
0,091
19
0,058
10
0,078
7
0,219
18
0,076
15
0,281
19.2
0,000
11
0,087
8
0,104
19
0,128
16
0,253
20
0,145
12
0,147
9
0,132
20
0,171
17
0,193
21
0,177
13
0,346
9.3
0,307
21
0,015
18
0,167
22
0,173
14
0,180
10
0,006
22
0,030
19
0,011
22.2
0,015
15
0,102
23
0,097
20
0,002
23
0,136
16
0,028
24
0,095
23.2
0,006
17
0,002
25
0,117
24
0,158
18
0,000
26
0,017
25
0,074
27
0,002
25.2
0,000
26
0,028
27
0,013
28
0,002
29
0,000
31.2
0,000
45.2
0,000
Tabel 2: Frequenties van de DNA-kenmerken VWA, D16S539, D18S51, D19S433 en D21S11
vWA
Freq. NL
D16S539
Freq. NL
D18S51 Freq. NL
D19S433
Freq. NL
D21S11 Freq. NL
11
0,000
8
0,015
9
0,000
9
0,000
27
0,017
13
0,000
9
0,123
10
0,011
10
0,002
28
0,180
14
0,067
10
0,067
11
0,006
11
0,004
29
0,223
15
0,076
11
0,340
12
0,134
12
0,061
29.2
0,000
16
0,203
12
0,279
13
0,108
12.2
0,000
30
0,271
17
0,303
13
0,162
14
0,182
13
0,255
30.2
0,030
18
0,223
13.3
0,000
15
0,117
13.2
0,011
31
0,078
19
0,110
14
0,013
16
0,152
14
0,359
31.2
0,074
20
0,013
15
0,000
17
0,141
14.2
0,032
32
0,011
21
0,004
18
0,071
15
0,165
32.2
0,091
19
0,039
15.2
0,037
33
0,002
20
0,026
16
0,037
33.1
0,000
21
0,006
16.2
0,026
33.2
0,022
22
0,004
17
0,002
34
0,000
23
0,000
17.2
0,006
34.2
0,000
25
0,002
18.2
0,002
35
0,000
35.2
0,002
36
0,000
Bij vergelijkend DNA-onderzoek vergelijkt een forensisch onderzoeker
DNA van een biologisch spoor met dat van een verdachte, een
slachtoffer of betrokkenen. Hierbij zijn twee resultaten denkbaar: of
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
57
de DNA-profielen verschillen, of ze zijn aan elkaar gelijk. Verschillen
de DNA-profielen van elkaar, dan betekent dit dat de persoon niet de
donor is van dit spoor. Als het DNA-profiel van het spoor overeenkomt
met dat van een persoon, dan spreekt men van een 'match'. De kans
dat (een niet-verwant) persoon per toeval het betreffende volledige
DNA-profiel heeft, is minder dan één op een miljard. Dit betekent dat
het biologische spoor in hoge mate van waarschijnlijkheid afkomstig is
van de verdachte.
Opdracht 6.20.
a Stel, een profiel verschilt op één DNA-kenmerk en al de andere
DNA-kenmerken zijn gelijk. Moet dan de verdachte uitgesloten
worden als donor van dit spoor? Geef een verklaring voor je
antwoord.
b Familieleden vertonen veel overeenkomsten in DNA-profiel. Geef
hiervoor een verklaring.
6.11 Berekende frequentie va een DNAprofiel
De berekende frequentie is de maat voor de zeldzaamheid van een
vastgesteld DNA-profiel in de populatie. De berekende frequentie is
feitelijk de kans dat een willekeurig gekozen, niet aan de matchende
verdachte verwante, persoon hetzelfde DNA-profiel heeft als dat van
het spoor.
Bij willekeurige voortplanting is de kans dat een DNA-kenmerk wordt
doorgegeven aan de volgende generatie, groter naarmate het DNAkenmerk vaker in de populatie voorkomt. Elk DNA-kenmerk heeft
binnen een populatie een eigen frequentie. Als er geen andere
beïnvloedende factoren zijn (bijvoorbeeld mutatie, emigratie of
immigratie), blijven de frequenties binnen een (grote) populatie,
zoals in Nederland, door de generaties heen constant. Deze
wetmatigheid wordt de regel van Hardy-Weinberg genoemd en kan
wiskundig worden afgeleid.
Opdracht 6.21.
a Bestudeer tabel 1. Wat is de frequentie van DNA-kenmerk 18 op
locus D2S1338?
b Wat is de som van alle frequenties (in Nederland) van de
kenmerken op locus D2S1338? Geef hiervoor een verklaring.
Zoals eerder gezegd, bij de mens is het DNA verdeeld over 23 paren
DNA-moleculen. Van elk paar is één DNA-molecuul geërfd via de vader
en één via de moeder.
Een persoon kan dus in locus D2S1338 maximaal twee verschillende
DNA-kenmerken bezitten. Neem bijvoorbeeld de DNA-kenmerken 17
en 18. Genetisch gezien kunnen er bij bevruchting ten aanzien van
beide DNA-kenmerken 4 combinaties gevormd worden:

17/17

17/18

18/17
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
58

18/18
De frequentie waarmee elke combinatie voorkomt is een product van
de frequenties van de beide DNA-kenmerken.
Stel nu bij een persoon zijn op locus D2S 1338 DNA-kenmerken 17 en
18 waarneembaar. DNA-kenmerk 17 komt in de bevolkingsgroep voor
met een frequentie van 0,203 (20,3% (ofwel 1 op de 5)).
DNA-kenmerk 18 komt voor met een frequentie van 0,076 (7,6%
(ofwel 1 op 13,2)).
De berekening van de frequentie van voorkomen van deze combinatie
van DNA-kenmerken van dat locus, is dan als volgt: 0,203 (20,3%) x
0,076 (7,6%) = 0,015 (1,5%).
Omdat zoals hierboven beschreven, er voor deze DNAkenmerkencombinatie twee mogelijkheden zijn: 17/18 en 18/17
(kenmerk 17 is van de vader geërfd en kenmerk 18 van de moeder, of
andersom: kenmerk 18 is van de moeder geërfd en kenmerk 17 van de
vader) is een vermenigvuldiging met een factor twee nodig.
De berekende frequentie van de DNA-kenmerkencombinatie 17 en 18
van dat locus is
2 x 1,5% = 3% (2 x 0,015 = 0,03).
Opdracht 6.22.
a Bereken op basis van boven beschreven gegevens voor locus
D2S1338 de frequentie van de DNA-kenmerkcombinatie (17/17).
b Reken ook uit wat de frequentie is van de DNA-kenmerkcombinatie
(18/18).
Figuur 21: Het piekenpatroon van een volledig DNA-profiel.
Bij analyse van een DNA-spoor worden de verschillende DNAkenmerken van de loci weergegeven als pieken (zie figuur). De hoogte
en breedte van een piek is een maat voor de hoeveelheid DNA.de
bovenstaande figuur is een weergave van een DNA-profiel met de tien
genoemde loci, met voor elk locus één piek. Voor het locus met de
code 'VWA' is er bijvoorbeeld één piek zichtbaar (vijftien). Deze
persoon heeft hier op beide DNA-moleculen het DNA-kenmerk vijftien.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
59
Opdracht 6.23.
Waarom is in het bovenstaande DNA-profiel de piek bij locus D3S1358
ongeveer twee keer zo klein als de twee pieken bij locus VWA?
Een DNA-profiel bevat altijd een kenmerk dat aangeeft of de persoon
een man of een vrouw is. Bij een man geeft dat kenmerk namelijk
twee pieken, weergegeven als X en Y. Bij een vrouw is er op deze
plaats één piek, weergegeven als X.
Opdracht 6.24.
Is het bovenstaande DNA-profiel in afkomstig van een man of van een
vrouw?
Een DNA-profiel wordt berekend door de frequenties van de DNAkenmerkencombinaties die van de afzonderlijke loci zijn bepaald met
elkaar te vermenigvuldigen. Een voorbeeld hiervan zie je in Tabel 3.
Voor alle loci zijn de frequentie van DNA-kenmerken berekend.
Tabel 3: Schematische weergave van DNA-profiel met bijbehorende frequenties
Locus
Locus bevindt zich op..
Mogelijk DNAkenmerk
Frequentie
D2S1338
D3S1358
FGA
D8S1 179
TH01
VWA
D16S539
D18S51
D19S4 33
D21S11
XY
Chromosoom 2
15/15
9,6%
Chromosoom 3
17/18
14,3%
Chromosoom 4
10/13
2,9%
Chromosoom 8
19/25
3,7%
Chromosoom 11
10/11
1,9%
Chromosoom 12
28/31.2
3,4%
Chromosoom 16
14/15
5%
Chromosoom 18
13.2/14
2,1%
Chromosoom 19
6/8
5,5%
Chromosoom 21
21/23
5,6%
X op X-chromosoom
Y op Y-chromosoom
Door alle frequenties met elkaar te vermenigvuldigen kun je de kans
dat een persoon toevallig hetzelfde DNA heeft, berekenen.
In dit geval is dat:
0,096 x 0,143 x 0,029 x 0,037 x 0,019 x 0,034 x 0,05 x 0,021 x 0,055 x
0,056 = 3,08 x 10−14. Voor een volledig DNA-profiel, dat bestaat uit
tien loci, is de frequentie altijd lager dan 1 op een miljard.
Opdracht 6.25.
Stel dat een spoor slechts een gedeeltelijk profiel oplevert.
Alleen de loci D2S1338, FGA, TH01 en VWA zijn bekend.
Het profiel ziet er als volgt uit:
Locus
DNA-kenmerk
D2S1338
17 / 20
FGA
21 / 22
TH01
9,3 / 9,3
VWA
16 / 17
a Bereken op basis van de gegevens in tabel 1 en 2 de kans dat een
persoon per toeval dezelfde DNA-kenmerken heeft.
b Wat zegt dit over de bruikbaarheid van dit gedeeltelijke profiel?
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
60
6.12 Wat gebeurt er nu en wat kan er
mogelijk in de toekomst?
DNA databanken:
Het DNA-profiel van een verdachte of spoor is feitelijk een digitaal
bestand waarin de gegevens van het piekenpatroon, zoals te zien in
illustratie 4 in het NFI rapport, is opgeslagen.
Een DNA-databank is de verzameling van DNA-profielen die volgens de
wet bewaard mogen worden. Een DNA-databank bevat dus geen DNA,
maar alleen digitale bestanden met dergelijke piekenpatronen.
Het celmateriaal waaruit het DNA-profiel gemaakt is, mag echter wel
net zo lang bewaard worden als het profiel zelf.
In de DNA-databank staan de DNA-profielen, van verdachten,
veroordeelden en gevonden sporen van onopgeloste misdrijven.
Misdrijven oplossen wordt zo steeds gemakkelijker.
In ons land houdt het Nederlands Forensisch Instituut, het NFI, een
DNA-databank bij. Daarin zijn DNA-profielen opgenomen van
verdachten, en van biologische sporen van onopgeloste zaken. De
profielen van verdachten die worden veroordeeld, blijven in de DNAdatabank. Het NFI verwijdert de profielen van verdachten die
vrijgesproken worden of niet langer verdacht zijn. Toch groeit de
databank van het Nederlands Forensisch Instituut snel en ze bevat nu
(2007) DNA-profielen van ruim duizend verdachten.
Onderzoekers vergelijken nieuwe DNA-profielen altijd met profielen
in de DNA-databank. Soms komt het profiel van een biologisch spoor
overeen met dat van een bekende verdachte. Soms leidt dit tot het
koppelen van twee misdrijven, als blijkt dat het DNA-profiel van een
biologisch spoor uit een zaak overeenkomt met een dat van een
andere zaak.
Privacy
De Wet Bescherming Persoonsgegevens is van toepassing op de DNAdatabank.
Het NFI mag daarom DNA-profielen van mensen die niet verdacht
worden, zoals getuigen en slachtoffers, niet opnemen in de DNAdatabank. Ook bij een DNA-bevolkingsonderzoek worden de DNAprofielen van de vrijwilligers niet in de DNA-databank opgenomen
maar alleen vergeleken met het profiel van het ene misdrijf. En
volgens de wet moet het NFI, als ze een DNA-profiel verwijdert uit de
databank, ook het celmateriaal van de desbetreffende persoon
vernietigen.
Internationale DNA-uitwisseling
Forensische laboratoria in Europa werken steeds beter samen. Er
komen in Europa steeds meer landen met een DNA-databank en ze
gebruiken allemaal dezelfde manier om de DNA-profielen te maken,
zodat ze deze ook met de buitenlandse profielen kunnen vergelijken.
Wat brengt de toekomst?
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
61
De Britse DNA-databank bevat inmiddels DNA-profielen van meer dan
twee miljoen personen. Alle DNA-profielen komen erin, ongeacht of
men is veroordeeld of niet. Met deze grote DNA-databank zijn veel
misdaden opgelost.
Guiliani, de ex-burgemeester van New York gaat nog verder en stelde
voor om van alle baby's een DNA-profiel te laten maken. Waar gaat
het naartoe?
Pro en contra
Voorstanders pleitten ervoor dat de samenleving veiliger zal zijn als
ieders DNA in zo'n databank staat. Tegenstanders vrezen voor hun
privacy en zijn bang dat rechters en jury’s DNA als onomstotelijk
bewijs gaan beschouwen. Bovendien zijn ze bang dat je al wordt
verdacht als je weigert DNA te laten afnemen. Waar is dan het
'onschuldig tot het tegendeel is bewezen' heengegaan?
(bron: www.watisgenomics.nl)
Opdracht: 6.26.
a Zoek op www.DNAsporen.nl hoeveel DNA-profielen van sporen en
verdachten momenteel in de databank van het NFI zijn opgeslagen.
b Ga op www.DNAsporen.nl na welke DNA-profielen in Nederland in
een DNA-databank worden bewaard en hoe lang ze daarin mogen
blijven. Welke DNA-profielen worden niet in de databank
opgenomen? Wat is jou mening over dit onderscheid?
c In de zaak die in deze module behandeld wordt zijn elf DNAprofielen gemaakt. Één van het spoor (de peuk) en tien van
verdachten. Welke profielen zullen in de databank komen?
Uiterlijke kenmerken:
Een DNA-profiel wordt gemaakt door een aantal short tandem repeats
te analyseren met behulp van de PCR-reactie. Je kunt uit een DNAprofiel dus geen uiterlijke kenmerken of erfelijke eigenschappen,
zoals mogelijke ziektes, van een persoon achterhalen. Je kopieert
met de PCR-techniek immers alleen een aantal stukken uit het “nietcoderende” DNA.
Het enige kenmerk dat je wel kunt bepalen, is het geslacht, omdat je
in het profiel kunt zien of er twee X-chromosomen (vrouw) of een X
en een Y-chromosoom aanwezig zijn (man).
Toch zou je je voor kunnen stellen dat je uit iemands DNA ook een
aantal kenmerken zou kunnen afleiden die voor het oplossen van een
misdrijf kunnen helpen. Haarkleur, oogkleur of huidskleur zouden de
opsporing behoorlijk kunnen vereenvoudigen. Dit is momenteel
technisch nog niet mogelijk, maar dat zal wellicht snel veranderen.
Opdracht 6.27.
Stel dat het technisch mogelijk zou zijn om allerlei
persoonskenmerken de bepalen aan de hand van een DNA-analyse.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
62
Formuleer met een viertal een eigen wetsvoorstel waarin je aangeeft
waar volgends jullie de grens gelegd moet worden bij het vaststellen
van persoonskenmerken uit het DNA.:
 Welke eigenschappen zouden wel en welke niet bepaald mogen
worden?
 Aan welke randvoorwaarden moet dan in ieder geval voldaan
worden om de privacy te waarborgen?
Presenteer dit wetsvoorstel en bespreek de verschillen met de
voorstellen van andere voorstellen.
Opdracht 6.28.
In 2003 is er in Nederland een wet aangenomen die regelt wat wel en
wat niet bepaald mag worden in een forensisch DNA-onderzoek. Lees
de onderstaande tekst.
Wetsvoorstel
Op 1 september 2003 is de wet "DNA-onderzoek naar uiterlijk
waarneembare persoonskenmerken" van kracht geworden die
het juridisch mogelijk maakt om, uitgaande van DNA dat in biologisch
sporenmateriaal
is
aangetroffen,
uiterlijk
waarneembare
persoonskenmerken van de onbekende eigenaar van dat DNA af te
leiden. Het gaat hierbij om kenmerken die normaliter ook gebruikt
worden om een signalement van iemand te maken. In plaats van of in
aanvulling op ooggetuigen kan, als het wetsvoorstel wordt
aangenomen en als de testen daarvoor ontwikkeld zijn, ook DNA
gebruikt worden om gerichter naar verdachten te kunnen zoeken.
Het wetsvoorstel noemt vooralsnog alleen de kenmerken geslacht en
ras als persoonskenmerken die bij het inwerkingtreden van de wet
bepaald mogen worden. Andere kenmerken kunnen bij algemene
maatregel van bestuur worden toegevoegd zodra er testen voor
ontwikkeld zijn.
Afbakening
In
het
wetsvoorstel
DNA
en
uiterlijk
waarneembare
persoonskenmerken wordt heel nadrukkelijk alleen onderzoek
mogelijk gemaakt naar uiterlijk waarneembare persoonskenmerken,
d.w.z. die DNA-kenmerken waarmee een persoonsbeschrijving
gemaakt zou kunnen worden die vergelijkbaar is met een signalement
of compositietekening zoals die nu op basis van getuigenverklaringen
wordt opgesteld. Onderzoek naar niet-zichtbare persoonskenmerken
is niet toegestaan. Hierbij valt te denken aan:
erfelijke aandoeningen of (aanleg voor) ziektes die zich nog niet
gemanifesteerd hebben
kenmerken waarvan niet met zekerheid kan worden gesteld of deze
zich bij betrokkene reeds in hun uiterlijk hebben geopenbaard of dat
zij nog slechts in aanleg aanwezig zijn
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
63
gedragskenmerken
kenmerken die met andere zintuigen dan het zicht worden
waargenomen zoals bijvoorbeeld de geur van een persoon
Ook uiterlijk waarneembare persoonskenmerken waarvan wordt
verwacht dat zij niet zullen bijdragen aan de opsporing, zullen niet
voor onderzoek in aanmerking komen. Een voorbeeld daarvan is
bijvoorbeeld Down Syndroom.
Voorts mag het DNA-onderzoek naar uiterlijk waarneembare
persoonskenmerken alleen worden toegepast op biologisch
sporenmateriaal van onbekende verdachten, hetgeen logisch is want
bij bekende personen zijn de uiterlijke kenmerken immers al met het
blote oog zichtbaar, daar is dan geen DNA-onderzoek meer voor nodig
Bron: www.DNAsporen.nl
a Komt dit besluit overeen met jullie plannen?
b Wat vind je van de afbakening die door deze wet geregeld is?
6.13 Dossier
Opdracht 6.29.
Uit de sigarettenpeuk die gevonden is, blijkt een gedeeltelijk DNAprofiel gemaakt te kunnen worden. Het ziet er als volgt uit:
Locus
D2S1338
D3S1358
FGA
D8S1 179
TH01
VWA
D16S539
D18S51
D19S4 33
D21S11
XY
DNA-kenmerk in
spoor
Frequentie
DNA-kenmerken
combinatie per
locus
6/7
18 / 18
29 / 30
Berekende frequentie DNAprofiel:
a Vul zelf de bovenstaande tabel nog verder in. Bereken daartoe
eerst de frequenties van de DNA-kenmerken die bekend zijn.
Gebruik hiervoor de frequentiewaarden uit de tabellen 1 en 2.
Bereken daarna frequentie van het gedeeltelijke profiel als geheel.
b Hoeveel mensen in Nederland zullen matchen met dit gedeeltelijke
profiel?
Opdracht 6.30.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
64
De profielen van de verdachten zien er als volgt uit:
Locus
D2S1338
D3S1358
FGA
D8S1 179
TH01
VWA
D16S539
D18S51
D19S4 33
D21S11
XY
DNA-kenmerken van verdachte
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
17 / 20
15 / 16
20 / 21
13 / 14
6/7
14 / 18
11 / 11
16 / 17
13 / 14
29 / 30
XY
20 / 24
18 / 18
23 / 25
13 / 13
6/7
18 / 18
12 / 13
17 / 18
14,2/15
29/ 30
XX
16 / 24
14 / 18
21 / 23
12 / 14
6/7
18 / 18
12 / 13
13 / 17
12 / 15
29/ 30
XY
17 /19
15 / 17
20 / 23
13 / 15
6/8
18 / 19
11 / 14
14 / 17
12 / 14
30/32,2
XX
18 / 20
17 / 18
19 / 25
13 / 13
8 / 10
16 / 17
13 / 13
12 / 13
13 / 15
18 / 31
XY
17 / 25
15 / 18
23 / 23
9 / 12
9 / 9,3
17 / 18
9 / 11
10 / 14
14/15,2
29/ 30
XY
22 / 25
17 / 18
22 / 24
14 / 15
7 / 9,3
18 / 18
11/ 13
12 / 14
15/16,2
28/32,2
XY
19 / 19
14 / 16
24 / 24
10 / 10
6 / 9,3
17 / 18
9 / 10
13 / 16
14 / 15
31/31,2
XX
17 / 17
16 / 17
19 / 20
12 / 13
8 / 9,3
17 / 17
10 / 12
14 / 14
12 / 13
28 / 30
XY
18 / 23
15 / 17
20 / 22
14 / 16
9 / 9,3
15 / 16
9 / 13
16 / 16
14 / 14
29 / 29
XY
a Welke uitspraken kun je op basis van deze profielen doen?
b Welke uitspraken kun je zeker (nog) niet doen op basis van alleen
dit forensische DNA-onderzoek?
Opdracht 6.31.
Je hebt in je dossier alle mogelijke gegevens van de verdachten
verzameld.
Dat zijn gegevens, die je hebt gekregen aan het begin van de module,
gegevens die je uit de tekst hebt gehaald en gegevens uit de
onderzoeken die je hebt gedaan.
Maak je dossier compleet en overzichtelijk.
Nu is het grote moment aangebroken dat je gaat aantonen wie de
moordenaar is. Daarvoor heb je het bewijsmateriaal nodig.
Opdracht 6.32.
a Stel een lijst op van harde feiten die tegen de verdachten pleiten.
b Ga na wie als verdachte afvalt als je deze lijst hanteert.
c Stel een lijst op van feiten die minder hard zijn, maar wel een rol
kunnen spelen.
d Verandert deze lijst het antwoord van b?
e Kun je op grond hiervan tot een uitkomst komen?
Opdracht 6.33.
Er is nog niet sprake geweest van een motief.
a Wat zou het motief van deze moord kunnen zijn?
b Wie zou dit motief kunnen hebben?
c Zijn er nog andere motieven mogelijk?
d Wie komt het meest in aanmerking als de dader, als je alleen op
het motief zou letten?
Opdracht 6.34.
Vergelijk jullie conclusie met die van anderen.
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
65
Referenties:
 Meulenbroek, A.J.; De Essenties van forensisch DNA-onderzoek,
Nederlands Forensisch Instituut; tweede herziene druk, 2006.
Digitaal beschikbaar via:
 http://www.forensischinstituut.nl/NFI/nl/Publicaties/Default?year
=2006
 http://www.forensischinstituut.nl
 www.watisgenomics.nl:
 http://www.watisgenomics.nl/genomics/genomics/i000556.html,
juni 2007
 www.DNAsporen.nl:
 http://www.dnasporen.nl/content/thema_detail.asp?id=8, juni
2007
 www.praktijk.nu:
http://www.science.uva.nl/research/amstel/dws/praktijk2/index.
php?PageName=giabhetproces&De_Praktijk=f121522c44a53b099a1f
b0bd1c37718e, juni 2007
 Op de tekst van de Praktijk is de volgende creative commons
licentie van toepassing http://creativecommons.org/licenses/bync-sa/2.5/nl/
NLT1-v101
Forensisch onderzoek
66