חקירת המשטרה חשפה כי ברבוזה תכננה את הפשע בקפידה. צילומי מצלמות אבטחה הראו אותה קונה את ביצי הפסחא בסופרמרקט כשהיא מחופשת בפאה שחורה. גורמי אכיפת החוק גילו כי זו לא הייתה נסיונה הראשון לפגוע במיריאן - קודם לכן ניסתה להציע לה ממתקים במסגרת טעימת שוקולד מזויפת לעובדי הסופרמרקט שבו עבדה מיריאן.
המשטרה עצרה את ברבוזה ב-17 באפריל באוטובוס שהיה בדרכו לעיר מולדתה, סנטה אינס. התפנית בחקירה הגיעה לאחר שמצאו קבלות המקשרות אותה לפשע, וכן בעקבות שיחה עם בן זוגה לשעבר, שהעלה את האפשרות למעורבותה. בזמן המעצר, ברבוזה נראתה עם שיער בלונדיני - שונה מהפאה השחורה ששימשה אותה בקניית השוקולד.
בחיפוש שנערך בחפציה של ברבוזה, המשטרה מצאה קבלות לביצי השוקולד, שתי פאות, מספריים, כרטיסים, סכין מסור וחומרים החשודים כסמים. כלים שלכאורה שימשו אותה להרעלת השוקולד, כולל משפך וכפות, גם הם נתפסו. למרות שהודתה בקניית השוקולד, ברבוזה הכחישה את הרעלתו.
בדיקות נוספות מתבצעות על שאריות השוקולד, ונתיחה שלאחר המוות של לואיס צפויה לאשר באופן רשמי את סיבת מותו כהרעלה. ארגון החדשות PEOPLE פנה למשטרת מרניאו לקבלת פרטים נוספים על המקרה.