En 1994, L'étudiant universitaire chinois Zhu Ling a commencé à ressentir des douleurs à l'estomac, chute de cheveux et paralysie partielle. Au moment où les médecins ont diagnostiqué à Ling un empoisonnement au thallium environ quatre mois plus tard, elle était dans le coma. Ling a survécu, mais elle a subi des dommages neurologiques permanents. Une enquête policière a déterminé que Ling avait été intentionnellement empoisonnée, mais l'affaire reste irrésolue.

Deux décennies après l'empoisonnement, un associé de la famille de Ling a demandé à Richard Ash, chercheur associé au département de géologie de l'Université du Maryland, d'analyser plusieurs cheveux de Ling collectés en 1994 et 1995 pour établir une chronologie de son empoisonnement. Bien qu'Ash se spécialise dans l'analyse d'échantillons géologiques, il aide fréquemment divers chercheurs en analysant des éléments traces dans des échantillons à l'aide de la spectrométrie de masse, une technique qui peut mesurer des éléments au niveau des parties par milliard.

En octobre 2018, Ash a publié les résultats dans le journal Sciences médico-légales internationales , révélant pour la première fois que la victime avait été exposée à de multiples doses de thallium sur une longue période.

"À ma connaissance, il s'agit de la première utilisation de la spectrométrie de masse pour reconstituer la chronologie d'un cas prolongé d'empoisonnement intentionnel aux métaux lourds, ", a déclaré Ash. "L'analyse a montré que la victime a été empoisonnée à de nombreuses doses qui ont augmenté en fréquence et en concentration au fil du temps."

La spectrométrie de masse permet de trouver facilement même de faibles concentrations de thallium dans les cheveux, mais mesurer la quantité de thallium dans un échantillon de cheveux est difficile. D'autres laboratoires ont refusé Min He, l'associé de la famille Ling et co-auteur de l'étude d'Ash, car il n'y avait pas de méthode établie pour ce type d'analyse. "La spectrométrie de masse n'est pas bonne pour mesurer les concentrations, " dit Ash. " Pour faire ça, vous avez besoin d'un matériau de référence standard établi pour comparer votre échantillon.

Et il n'y a pas de telles normes adaptées pour mesurer les concentrations de thallium directement à partir d'une mèche de cheveux."

Ash a fait son propre standard en utilisant un matériau de référence standard fait de feuilles de verger, qui a été développé par le National Institute of Standards and Technology (NIST) pour mesurer certains éléments dans des échantillons biologiques. Ash a ajouté des quantités connues de thallium au matériau du NIST pour créer un nouvel ensemble de normes qui lui ont permis de déterminer la quantité de thallium dans les cheveux de la victime.

En tant que niveau supplémentaire de contrôle de la qualité, Ash a testé ses mesures dérivées de la norme basée sur le NIST par rapport à une norme de cheveux en poudre de Chine et a constaté que sa mesure des éléments dans les échantillons de cheveux de la victime correspondait étroitement à celle de la norme de cheveux en poudre.

"Pour être honnête, J'ai été surpris que la nouvelle norme fonctionne si bien, " a dit Ash. " Développer mon propre standard était un coup dans le noir, mais ça a payé."

Prochain, Ash a profité du fait que les cheveux humains poussent – ​​et incorporent des produits chimiques du corps – à un rythme constant. En raison de cette caractéristique, mesurer la distribution de certains métaux le long d'un cheveu est une méthode établie pour déterminer le moment et le dosage de l'exposition d'une personne au métal.

Pour mesurer le thallium dans les cheveux de la victime, Ash a scanné la longueur des cheveux avec un laser ultraviolet. L'énergie du laser a converti la couche la plus externe des cheveux en minuscules particules. Ash a ensuite utilisé un spectromètre de masse pour analyser les particules pour le thallium. En utilisant le taux de croissance des cheveux et la vitesse de balayage du laser, Ash a converti ses mesures en une chronologie de l'ingestion de thallium.

Ash a utilisé cette technique pour analyser plusieurs cheveux de la victime, qui ont été recueillies à des moments différents en 1994 et 1995. Un cheveu qui a commencé à pousser lorsque Ling était asymptomatique a révélé environ quatre mois d'exposition sporadique au thallium, avec une dose et une fréquence croissantes jusqu'à ce que les cheveux tombent vers décembre 1994. Un deuxième cheveu, qui s'est effondré vers mars 1995, a montré environ deux semaines d'ingestion constante de fortes doses de thallium.

Ash a également découvert un pic important de concentration de thallium dans les premiers cheveux qui correspond à une brève période pendant laquelle Ling a subi une perte de vision mais aucun symptôme gastro-intestinal. Comme l'a noté l'étude, cette découverte suggère que la victime pourrait avoir été empoisonnée par contact visuel au début, mais plus tard, elle a été empoisonnée par ingestion orale.

En publiant sa méthode et ses découvertes, Ash espère que son travail pourra aider à l'avenir dans les enquêtes sur les empoisonnements aux métaux lourds, et peut-être même sur l'affaire vieille de plusieurs décennies qui l'a initié à ce domaine de recherche.

"J'espère que les nouvelles informations fournies par notre travail pourront un jour conduire l'auteur à être traduit en justice et que la famille de Zhu Ling trouvera un peu de réconfort en voyant cela, " dit Ash.