Sally và Bruce Shelton cưới nhau được hai năm, sống tại một thị trấn yên tĩnh cạnh thành phố Omaha, tiểu bang Nebraska, Mỹ. Sally làm việc trong công ty bảo hiểm. Bruce làm thợ sửa tivi. Phần lớn thời gian rảnh hai vợ chồng đều dành cho đứa con 11 tháng tuổi bụ bẫm tên là Chad.

Vào sáng chủ nhật ngày 10/9/1978, Sally và Bruce dành một ngày để dọn dẹp và mua sắm nội thất trong nhà. Hôm sau, họ đưa Chad để tham dự bữa tiệc sinh nhật tại nhà Sandra - chị gái Sally. Sau khi kết thúc bữa tiệc, họ ghé qua nhà hàng Mexico để ăn Taco khi đang trên đường về nhà. Tối muộn hôm đó, cậu bé Chad đột ngột trở bệnh, mặt xanh xao, nôn nhiều và nhanh chóng rơi vào trạng thái hôn mê. Vợ chồng Shelton kể lại rằng Chad bị co giật.

Ngay lập tức cậu bé được đưa tới trung tâm y tế Immanuel. Y tá Linda Dietric trực hôm đó kể, Chad chảy máu từ khắp nơi trên cơ thể. Số lượng tiểu cầu chỉ đạt 19.000, thấp hơn rất nhiều bình thường là 140.000. Tỷ lệ đường huyết thể hiện mức độ suy gan nghiêm trọng. Rạng sáng hôm sau, nhịp tim của Chad giảm đột ngột. Các nhân viên y tế đã cố gắng hết sức để cứu tính mạng cậu bé nhưng bất thành.

Một vài giờ sau, Duane Johnson, 25 tuổi, cậu ruột của Chad, 

Không lâu sau đó, Sally và Bruce Shelton và Sherri - con gái Duane Johnson cũng có biểu hiện tương tự.

Renata Kimbrough là tiến sĩ độc chất học được giao nhiệm vụ điều tra nguyên nhân vụ án. Khi khám nghiệm tử thi, bà không thể tìm thấy bất cứ dấu vết nào còn sót lại của chất độc. Chất độc “vô hình” này dường như chỉ ảnh hưởng đến các tế bào gan.

Theo Thedarksideofamerica, các nhà điều tra tiến hành tìm kiếm dấu vết của chất độc ở mọi nơi: từ loại nước rửa thảm nhà Shelton đã sử dụng đến các món ăn các mà nạn nhân đã ăn hôm đó, tuy nhiên họ không tìm được bất cứ chất nào khả nghi. Theo lời khai của các thành viên trong gia đình, nạn nhân đều là những người đã uống nước cam vào buổi tiệc sinh nhật. Mẫu nước cam đã bị đổ đi hết nên các nhà điều tra không thể chứng thực.

Khi nghiên cứu mô gan bị phá hủy của các nạn nhân, tiến sĩ Renata Kimbrough nhận thấy có sự trùng hợp về hình dáng giữa mô gan của nạn nhân và mô gan bị phá hủy bởi chất độc DMN (dimethyl nitrosamine) trong thư viện đối chiếu. DMN là tác nhân gây ung thư thường được sử dụng khi nghiên cứu trên động vật. Đây là chất độc tan nhiều trong nước, chỉ ảnh hưởng đến gan, và có thời gian đào thải rất nhanh – chỉ một giờ sau khi được hấp thu vào trong cơ thể.

Từ manh mối này, các nhà điều tra nghi ngờ đây có thể là một vụ giết người. Họ định hướng đi tìm một người làm việc trong viện nghiên cứu ung thư có mối liên hệ với người trong gia đình.

Burchard là thám tử tiếp nhận vụ án. Ông đã phỏng vấn những thành viên trong gia đình còn sống sót. Khi hỏi về những người có thù hận với gia đình Shelton và Duane, Burchard không có được câu trả lời.

Khi điều tra thông tin của nạn nhân Duane Johnson, cảnh sát phát hiện một câu chuyện lạ thường. 3 năm trước, Duane Johnson và vợ từng bị một kẻ tấn công bằng súng khi đang ở ngoài sân. Kẻ tấn công là bạn trai cũ của Sandy. Hắn nổi điên với Duane vì cho rằng anh ta đã cướp bạn gái hắn.

Steven Roy Harper quen Sandra Johnson ở trường trung học. Sandra là người yêu đầu của Harper. Khi còn nhỏ, Harper từng bị bỏng nặng một lần. Lần bỏng này đã ảnh hưởng nặng nề đến cả hình dạng và tâm lý của Harper. Hắn nhút nhát và e dè nhưng Sandra đã đến, chủ động làm quen và có quan hệ tình cảm.

Sau vụ tấn công gia đình Sandra vào năm 1975, Harper bị giam giữ 5 năm. Trung úy Richard sớm phát hiện ra Harper chỉ phải ở trong tù một năm. Sau khi được thả, hắn trở thành nhân viên kĩ thuật tại một phòng thí nghiệm ở học viện ung thư Eppley. Cảnh sát xin lệnh lục soát nhà Harper. Tại nhà hắn, cảnh sát tìm thấy trong gara là một phòng thí nghiệm bí mật. Ở đây có rất nhiều chuột thí nghiệm và các hóa chất dụng cụ.

Một nhân chứng giấu tên còn báo với cảnh sát rằng một tháng trước khi Duane chết, anh ta thấy chó và mèo của Harper chảy máu bất thường và đều chết không rõ nguyên nhân.

Tuy nhiên, để kết tội Harper, cảnh sát cần có bằng chứng giám định. DMN bị đào thải khỏi cơ thể chỉ sau một giờ vì vậy cảnh sát không tìm thấy bất kì dấu vết nào của chất độc này khi khám nghiệm tử thi. Nói cách khác, việc DMN là chất độc chỉ dựa vào suy đoán mà không có bằng chứng cụ thể.

Khi tìm hiểu thông tin về chất độc DMN, các nhà điều tra nhận thấy rằng DMN sẽ không để lại dấu vết trên tế bào mà để lại dấu vết trực tiếp trên DNA – sợi nhân nằm trong tế bào gan. Tiến sĩ Ronald Shank tại Đại học California đã tiến hành lọc và phân tích DNA trong mô gan của nạn nhân sử dụng kĩ thuật sắc ký lỏng. Ông tìm thấy hai đỉnh bất thường trong sắc ký đồ thuộc về chất độc DMN và khẳng định trong mẫu DNA của tế bào gan còn đọng lại dấu vết rất nhỏ của DMN.

Các nhà điều tra tin rằng Harper đã lấy trộm hóa chất DMN từ phòng thí nghiệm nơi hắn làm việc sau khi ra tù và đã tiến hành thí nghiệm nhiều lần ở nhà để tìm ra liều lượng chính xác. Buổi tối trước khi xảy ra sự việc, hắn lẻn vào nhà Sandy, đổ chất độc vào bình nước cam để trong tủ lạnh. Thật không may cho Sandra và cả gia đình Shelton rằng họ đã uống nước cam đó vào bữa tiệc sinh nhật hôm sau đó.

Harper bị buộc tội đầu độc và giết người cấp độ 1, chịu án tử hình bằng ghế điện.

Hậu quả của vụ đầu độc còn kéo dài nhiều năm sau đó. Con gái Sandra, Sherry Johnson – đang 2 tuổi ở thời điểm xảy ra vụ việc, dù thoát khỏi cái chết vì được điều trị kịp thời nhưng lại bị mắc bệnh gan mãn tính cho đến khi trưởng thành. Bruce Shelton trở nên suy sụp tinh thần sau cái chết của con trai cùng nỗi lo bị mắc bệnh ung thư trong tương lai. Anh mất việc, trở nên bi quan và mắc chứng nghiện rượu. Anh trở thành người vô gia cư và chết năm 38 tuổi. Vợ Bruce tái hôn và không sinh thêm con vì sợ bị ung thư và qua đời khi chưa kịp nuôi con lớn.