| Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá |
| ULTRA-WEAK PHOTON EMISSION IN LIVING SYSTEMS AND BIOLOGICAL SAMPLES: A NEW FORENSIC PERSPECTIVE | | Autor/a | Rubio Sánchez, Adrián | | Departamento | Instituto Universitario de Investigación en Ciencias Policiales | | Director/a | García Ruiz, Carmen | | Directores/as | Ortega Ojeda, Fernando Ernesto; Montalvo García, Gemma | | Fecha de depósito | 09-06-2025 | | Periodo de exposición pública | 9 a 23 de junio de 2025 | | Fecha de defensa | Sin especificar | | Programa | Ciencias Forenses (RD 99/2011) | | Mención internacional | No | | Resumen | La emisión ultradébil de fotones (UPE) es una luz espontánea de baja intensidad producida por reacciones metabólicas en organismos vivos, atribuida principalmente a la relajación de especies reactivas de oxígeno (ROS) electrónicamente excitadas formadas durante procesos oxidativos. Los fotones emitidos —principalmente en el rango visible— son imperceptibles al ojo humano, pero detectables con tubos fotomultiplicadores (PMT) o dispositivos de carga acoplada (CCD). Mientras que la UPE comprende una emisión basal espontánea que refleja la actividad metabólica intrínseca, existe una emisión inducida tras la exposición a la luz, conocida como emisión de luz retardada (DLE).
Aunque la UPE se ha estudiado ampliamente en plantas y humanos, sus aplicaciones forenses —y las investigaciones en frutas y fluidos biológicos— siguen estando inexploradas. Esta tesis adopta un enfoque integrado para caracterizar la dinámica de la UPE en sistemas vivos y muestras biológicas y evaluar su potencial en las ciencias forenses.
El Capítulo 1 revisa los fundamentos teóricos y el estado actual de la investigación sobre la UPE. Proporciona un análisis comparativo de las mediciones de UPE en plantas, humanos, frutas y fluidos biológicos, poniendo énfasis en las consideraciones metodológicas e identificando vacíos relevantes para aplicaciones forenses.
El Capítulo 2 presenta estudios experimentales de UPE inducida y espontánea en sistemas vivos. La Sección 2.1 expone seis especies de plantas a luz solar natural y a luces artificiales roja, verde, azul (RGB) y ultravioleta (UV). Las emisiones se miden tras 1 min (UPE inducida) y 30 min (UPE espontánea) en oscuridad. Los resultados demuestran que la luz solar produce las intensidades de UPE más altas, con variaciones específicas según la especie y el color, lo que sugiere una herramienta no invasiva para la detección de cultivos ilícitos bajo iluminación artificial. La Sección 2.2 examina la UPE en diez personas (cinco mujeres y cinco hombres) tras exposiciones de 30 min a luz solar y luces artificiales roja y verde, seguidas de periodos de oscuridad de 1 min y 30 min. Los hallazgos revelan perfiles de emisión distintos según la fuente de luz y el sexo biológico. De forma fortuita, se observa que los rellenos de ácido hialurónico y el pelo blanco alteran la UPE, indicando aplicaciones en autenticación forense y control de tratamientos cosméticos.
El Capítulo 3 investiga la UPE en frutas y manchas de fluidos. La Sección 3.1 estudia dieciséis muestras de manzanas, pimientos, ciruelas, uvas y cítricos —en sus variedades roja, naranja, amarilla y verde— expuestas a luz solar y medidas durante tres horas para establecer una adaptación de 60 min en oscuridad. Las frutas orgánicas exhiben de forma consistente una UPE ligeramente superior a la de las convencionales, lo que resalta un enfoque novedoso para combatir el fraude alimentario. La Sección 3.2 evalúa la UPE en manchas de frutas (manzanas y pimientos) y de fluidos humanos (sangre, semen, saliva, orina) depositadas sobre un sustrato de algodón negro no emisor. Tras 10 min de exposición lumínica y mediciones en oscuridad a 1 min (inducida) y 60 min (espontánea) semanalmente durante cuatro semanas, las manchas de fruta muestran UPE baja, pero medible, mientras que las de fluidos humanos permanecen no emisivas, delimitando los límites de la UPE para la discriminación de manchas secas.
Al investigar los mecanismos de la UPE en diversos contextos biológicos y bajo variadas condiciones lumínicas, este trabajo avanza tanto en el conocimiento fundamental como en su potencial forense. Los hallazgos abren el camino para futuras investigaciones orientadas a mejorar la sensibilidad de detección, refinar metodologías y ampliar las aplicaciones forenses de la UPE. |
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