姚中港

(中國人民公安大學,北京 102623)

X射線熒光光譜法增強碘熏手印初探

姚中港

(中國人民公安大學,北京 102623)

碘熏手印具有易于消失和易受背景干擾的特點,本實驗利用X射線熒光光譜法檢驗紙張上的碘熏手印,研究其是否能對手印起到增強效果。結果證明,該方法能夠檢測到碘的存在,但譜峰較低,在成像系統(tǒng)中不能反映出指紋紋線。實驗結果是由碘原子的自身特點所造成。該方法在法庭科學領域具有重要的應用價值。

X射線熒光光譜法 碘熏法 指紋增強

X射線熒光光譜分析法是利用初級射線光子或其他微觀粒子激 發(fā)待測物質(zhì)中的原子使之產(chǎn)生熒光(次級X射線)而進行物質(zhì)成分分析和化學態(tài)研究的方法[1]。它具有可測元素范圍廣、適用多種元素同時分析、反應靈敏、對樣本無損害等特點。目前，該方法已經(jīng)廣泛的應用于科研和工業(yè)領域，尤其是在環(huán)境監(jiān)測、礦石分析、合金分析、考古等領域發(fā)揮著重要作用。在法庭科學領域，有研究者利用真幣與假幣的元素分布特征不同，使用X射線熒光光譜法鑒別兩者[2]。在法庭科學的其他領域，尚未見使用該方法的報道。

碘熏顯現(xiàn)指紋法具有碘能夠自然消退而對客體污染小以及操作方便等優(yōu)點，常用于顯現(xiàn)紙張、本色木制品等客體上的潛在指紋。但是，有些指紋的顯現(xiàn)效果并不理想，有的客體上(如牛皮紙、報紙)會有背景干擾，而且由于碘的揮發(fā)性較強，熏顯出的指紋會慢慢消退。有研究證明，利用X射線熒光法能夠定量測量碘的含量，如加碘鹽中[3]、海帶中[4]碘的含量。由于熏顯后的指紋紋線部位有碘富集，利用X射線熒光光譜儀的成像系統(tǒng)獲取碘元素的分布情況，就有可能對碘熏手印起到增強效果。本文利用X射線熒光光譜法，探索是否能夠增強碘熏手印。

圖1 樣本一上未固定的指紋樣本及各元素能譜圖

圖2 樣本一的I元素分布圖

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與材料

XGT-7000型X射線熒光分析顯微鏡，日本HORIBA公司生產(chǎn)，銠靶X管，X射線導管可在50μm和1.2mm間切換，自動標注元素譜峰，真空環(huán)境下測定。

尼康D7000單反相機，酒精燈，三腳架，淀粉，碘化鉀。

1.2 制作樣本

分別在普通A4打印紙、牛皮紙和報紙遺留汗?jié)撝讣y，利用碘熏法熏顯，挑出熏顯效果較差的指紋作為樣本，一部分直接拍照記錄，一部分用淀粉碘化鉀溶液固定后再拍照記錄。

1.3 測試樣本

將未固定的A4紙指紋樣本放入樣品室，抽真空；利用與X射線導管同軸的CCD相機獲取樣本圖像，選擇指紋區(qū)域；X射線光斑直

徑選為50μm，調(diào)整電壓、樣本高度等參數(shù)，獲取樣本中各元素的能譜圖和分布情況，重點觀察碘元素的分布圖；測試其他種類的樣本。

2 測試結果

經(jīng)過測試A4打印紙上的指紋樣本(記為樣本一)發(fā)現(xiàn)，Ca、Mo、Pd、Fe等元素的譜峰較高，但是經(jīng)過不斷調(diào)整儀器參數(shù)，I元素的譜峰始終不明顯，如圖(1)所示。在I元素分布圖上并不能反映指紋區(qū)域，如圖(2)所示。

圖3 樣本二及其碘元素分布情況

為了進一步研究實驗儀器對碘元素的激發(fā)效果，選取經(jīng)過淀粉碘化鉀溶液固定過的A4紙上的指紋樣本(記為樣本2)進行測試。由于樣本2上涂抹過淀粉碘化鉀溶液，所以其碘的含量大于樣本一。測試結果如圖3所示，碘元素的分布圖上能夠反映出涂抹的區(qū)域，但并不清晰。

繼續(xù)測試牛皮紙和報紙上的指紋樣本，獲取的碘元素分布圖仍然不能反映出指紋紋線。

由實驗結果可知，利用X射線熒光光譜法能夠檢測到碘元素的存在，但是其譜峰較低。當?shù)獾暮枯^少時，其成像中不能靈敏的反映出分布情況，即不能反映出指紋紋線。

3 結果分析與討論

筆者認為，碘元素之所以成像效果較差，是其自身的原子特征所決定的。X射線熒光的產(chǎn)生是由于內(nèi)層電子受激發(fā)后發(fā)生躍遷而產(chǎn)生，但并不是所有原子的內(nèi)層電子都容易受激發(fā)，如氫、碳等元素原子。在圖1中可以看出，能譜圖中并沒有反映出紙張中的氫元素和碳元素。所以我們可以推測，碘原子的內(nèi)層電子較為穩(wěn)定，當受到X射線照射以后不容易發(fā)生躍遷。雖然在碘熏指紋樣本能譜圖中有碘元素的譜峰，但非常低，以致在顯微成像系統(tǒng)中不能清晰的反映出其分布規(guī)律。當?shù)庠氐暮吭黾訒r，成像變的清晰些。由于碘熏指紋樣本中碘的含量較少，所以X射線熒光光譜法不能對碘熏指紋起到增強效果。

4 結語

X射線熒光光譜法能夠定性或定量的測定某一元素，但其熒光成像系統(tǒng)中能否反映元素的分布情況則與原子的特性有關。在法庭科學領域，掌握元素的種類及分布范圍能夠極大的豐富樣品信息，如在射擊殘留物分析、指紋、足跡以及工具痕跡的研究中，利用元素的分布范圍，可以對痕跡的發(fā)現(xiàn)和顯現(xiàn)起到輔助作用。X射線熒光光譜法不僅能滿足此類的需求，而且不會對樣本造成污染，不影響后續(xù)的操作。所以，雖然此方法不能對碘熏手印起到增強效果，但是將其引入法庭科學領域仍具有重要意義。

[1]張連香,符斌.X射線熒光光譜分析技術的發(fā)展[J].中國無機分析化學,2013,3(3):1-7.

[2]胡孫林,沈輝,戴維列,等.微束X射線熒光光譜分析技術在一種黑色紙張物證檢驗中的應用研究[J].2009,28(7):824-828.

[3]伍乾永,楊平先,唐杰.X射線熒光光譜法檢測食鹽碘含量在線系統(tǒng)設計[J].實驗技術與管理,2012,29(9):33-35.

[4]熊敏,何素芳,劉春俠,等.波長色散X射線熒光光譜法測定海帶中的碘[J].光譜實驗室,2012,29(6):3392-3394.

中國人民公安大學研究生創(chuàng)新項目“刑事科學技術新技術及新方法研究”(2013LGX03)的子項目“碘熏手印熒光成像增強法初探”(2013LGX03-11)。

姚中港(1987-),男,山東聊城人,中國人民公安大學2011級研究生,主要從事痕跡檢驗技術研究。