方 姚，沙萬中

（甘肅政法學(xué)院，蘭州 730070）

·綜 述·

汗?jié)撝赣★@現(xiàn)技術(shù)研究進(jìn)展概況

方 姚，沙萬中

（甘肅政法學(xué)院，蘭州 730070）

傳統(tǒng)汗?jié)撝赣★@現(xiàn)技術(shù)在改進(jìn)、更新的同時，涌現(xiàn)出許多新的技術(shù)與方法，主要是將新材料、光譜法、質(zhì)譜法、電化學(xué)方法、生物技術(shù)等應(yīng)用于汗?jié)撝赣★@現(xiàn)中。新興技術(shù)在某些方面克服了傳統(tǒng)技術(shù)的缺陷，彌補了其不足之處，在顯現(xiàn)靈敏度、顯現(xiàn)條件、顯現(xiàn)效率與效果方面表現(xiàn)突出，尤其是在陳舊、痕量級汗?jié)撝赣★@現(xiàn)打破了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸，標(biāo)志著汗?jié)撝赣★@現(xiàn)技術(shù)邁入了一個新紀(jì)元。雖然新技術(shù)在諸多方面嶄露頭角，但過度依賴儀器設(shè)備與試劑，操作專業(yè)化要求高，無法在短時間內(nèi)完全取代傳統(tǒng)技術(shù)。本文綜述了新技術(shù)在汗?jié)撝赣★@現(xiàn)中應(yīng)用的研究進(jìn)展，歸納總結(jié)了其不足之處，并展望未來汗?jié)撝赣★@現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展方向。

汗?jié)撝赣?；顯現(xiàn)技術(shù)；進(jìn)展

汗?jié)撝赣〕煞种饕獮槭种竿夥置谙俜置诘暮挂何镔|(zhì)，手指與皮脂腺部位接觸沾帶的油脂類分泌物，手指接觸沾帶的其他外源物質(zhì)。一枚指紋遺留在客體表面上的物質(zhì)成分較少，只有0.1～1 mg，其中99%是水，其余部分是NaCl、KCl等無機成分和氨基酸、油脂、維生素等有機成分，后者常用來顯現(xiàn)指紋［1-4］。一百多年來，指紋顯現(xiàn)技術(shù)由粗糙走向成熟，涌現(xiàn)出許多新技術(shù)與方法，從單一溶液顯現(xiàn)發(fā)展成光學(xué)、化學(xué)、生物、物理等多學(xué)科綜合技術(shù)。

1 傳統(tǒng)汗?jié)撝赣★@現(xiàn)技術(shù)

1.1 光學(xué)顯現(xiàn)法

光學(xué)顯現(xiàn)法是尋找發(fā)現(xiàn)指紋的常見方法。多波段光源輸出的光線波段范圍較大，指紋發(fā)現(xiàn)效率高，在現(xiàn)場勘查中被普遍使用。紫外光檢驗用于普通照相難以提取的指紋，如玻璃、瓷器等光滑表面的指印。激光檢驗法使汗?jié)撝赣∥镔|(zhì)或用熒光試劑處理過的指印在激光照射下產(chǎn)生熒光而顯現(xiàn)。光學(xué)顯現(xiàn)法的優(yōu)點在于不破壞檢材，可結(jié)合其他方法進(jìn)行二次檢測。

1.2 物理吸咐法

物理吸咐法是利用汗液吸咐作用將其他物質(zhì)吸咐在指紋紋線上進(jìn)行顯色。粉末顯現(xiàn)法對光滑表面較新鮮的汗?jié)撝赣★@現(xiàn)效果較好，但是對陳舊、滲透性客體表面顯現(xiàn)效果不佳。真空金屬沉積法比傳統(tǒng)的煙熏法顯現(xiàn)效果好，但是易受時間、蒸發(fā)料量、客體種類、金屬膜種類等因素影響。502膠熏顯指紋顏色較淡需二次處理染色才能與背景相區(qū)分，新型熒光502粉末不需要二次染色。碘熏法是無損顯現(xiàn)，但指紋紋線顏色較淺，顯色時間短，易受背景干擾，不易拍照固定。

1.3 化學(xué)顯現(xiàn)法

化學(xué)顯現(xiàn)法主要包括硝酸銀法、茚三酮法和DFO法。硝酸銀法運用較早，由于氯化銀對光敏感，對曝光有較高要求，對浸潤性客體的顯現(xiàn)效果也較差，較少使用；茚三酮與指印中的氨基酸、多肽以及蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成藍(lán)紫色指印，能顯現(xiàn)遺留時間較長汗?jié)撝赣?，但氨基酸含量較少時，顯現(xiàn)效果較差。DFO與指印中物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的淺紅色產(chǎn)物在藍(lán)綠光下會激發(fā)高強度的紅色熒光。DFO對新鮮汗?jié)撝赣★@現(xiàn)效果好，可排除復(fù)雜背景干擾，是顯現(xiàn)滲透性表面指印常用試劑。

2 新材料的應(yīng)用

與傳統(tǒng)材料相比，新型材料的粒徑范圍更小，能與指紋物質(zhì)更好的反應(yīng)作用，激發(fā)的熒光穩(wěn)定性好、強度大，顯現(xiàn)的指紋紋線更加清晰。

2.1 納米材料

1989年，Saunders提出了多金屬沉積法（MMD）。隨后，Sametband等對MMD進(jìn)行了改進(jìn)，用烷基硫醇修飾納米金的石油醚溶液替代檸檬酸金，提高了指紋顯現(xiàn)效率［5］。1999年，Menzel等使用CdS納米顆粒成功顯現(xiàn)汗?jié)撝赣?，開創(chuàng)了納米復(fù)合材料應(yīng)用的新領(lǐng)域［6］，用502膠熏顯指印后用納米顆粒溶液浸潤，晾干后用正已烷沖洗多余的納米顆粒，從而顯現(xiàn)其紋線特征。其后，Bouldin等改進(jìn)了該方法，用二酰亞胺進(jìn)行預(yù)處理取得了更好的效果［7］。2004年，李國平等使用鐵酸鈷、四氧化三鈷等納米粉體材料對不同客體、不同時間的指印進(jìn)行吹顯研究，光滑客體表面上指紋的顯現(xiàn)較好［8］。2015年，王婉婷等對二氧化鈦納米材料顯現(xiàn)手印進(jìn)行探索［9］。

2.2 熒光材料

1997年，Allred等將金屬銪與三辛基氧化膦或乙二胺四乙酸等形成配合物與指紋中的油脂發(fā)生吸咐作用，用紫外燈照射，指印發(fā)出熒光［10］。Rowel等合成了一種表面被疏水性物質(zhì)包覆的二氧化硅納米粒子，通過與指紋物質(zhì)中DNA鏈的堿基對形成強力的疏水鍵顯現(xiàn)出油脂類潛在指紋［11］。2007年，Becue Andy等使用硫醇鹽化的環(huán)糊精對納米金顆粒進(jìn)行功能化，使得納米金吸咐熒光性物質(zhì)而顯現(xiàn)指紋［12］。之后，楊瑞琴等將CdS/PAMAMG5.0納米復(fù)合材料處理膠帶粘面上汗?jié)撝赣?，可通過自然光反射或紫外熒光顯現(xiàn)指紋［13］。此后，Kwak等研制出一種膨脹誘導(dǎo)熒光材料，兩者通過范德華力與油性物質(zhì)相結(jié)合，使得聚合物鏈膨脹，共軛增強，顯著提高了熒光強度［14］。2012年，Jaber等合成了一種兩親性物質(zhì)，發(fā)明“反相”顯現(xiàn)汗?jié)撝赣〉募{米技術(shù)［15］。

2.3 熱塑性材料

2011年，Yang等合成的熱塑性聚氨基甲酸乙酯松香材料（TPU），遇到汗液中的水份、氨基酸等物質(zhì)時會誘導(dǎo)TPU水解并釋放熒光素，在100℃時顯現(xiàn)出清晰的紅色指紋圖像［16］。

3 光譜成像與質(zhì)譜法的應(yīng)用

光譜成像技術(shù)能同時獲得物質(zhì)的光譜和圖像，常用于顯現(xiàn)指印的有紅外成像和拉曼成像技術(shù)。質(zhì)譜法由于能夠提供更豐富的指紋遺留者信息和高靈敏度，成為近年的研究熱點。

3.1 紅外光譜成像技術(shù)

由于指紋中所含的脂肪酸等有機化合物，C-H伸縮振動明顯，可用紅外光譜成像來檢測指紋物質(zhì)成分并顯現(xiàn)汗?jié)撝赣?，屬無損檢驗，重現(xiàn)性好。2004年，Williams等將紅外光譜成像技術(shù)用于檢測指紋中殘留物質(zhì)［17］。2007年，Ricci等利用全衰減傅里葉變換紅外光譜成像法（ATR-FTIR）成功顯現(xiàn)了指印，并發(fā)現(xiàn)了指紋物質(zhì)中脂質(zhì)和氨基酸隨時間變化規(guī)律［18］。2009年，Bhargava等利用反射-吸收模式，通過檢測指紋不同化學(xué)成分進(jìn)行重疊指紋的區(qū)分［19］。ATRFTIR除了用來檢測指紋物質(zhì)成分外，還可檢測其他外源性物質(zhì)，如爆炸殘留物等，但靈敏度較差。

3.2 拉曼光譜成像技術(shù)

拉曼光譜屬于振動光譜技術(shù)，不會破壞檢材。2004年，Day等使用拉曼光譜技術(shù)對指印中的毒品和其他外源性物質(zhì)進(jìn)行檢測，如可待因、苯丙胺、硝基安定、巴比妥等及咖啡因、阿司匹林等，但未能對指紋中物質(zhì)分布進(jìn)行成像顯示［20］。2009年，Widjaja等將膠帶粘取、多變量數(shù)據(jù)分析技術(shù)與拉曼光譜成像技術(shù)相結(jié)合，用于檢測油潛指紋中的化學(xué)成分和痕量物質(zhì)信息，表面增強拉曼光譜技術(shù)顯著提高了拉曼光譜的靈敏度［21］。隨后，Connatser等使用了銀-高彈體基底，使振動譜帶強度進(jìn)一步加強，實現(xiàn)了疑難指紋表面增強拉曼光譜成像［22］。2012年，Song等將免疫分析技術(shù)與表面增強拉曼光譜成像技術(shù)結(jié)合［23］，檢測人工模擬指紋中蛋白質(zhì)，顯現(xiàn)出清晰的指紋圖像。

3.3 質(zhì)譜成像技術(shù)

質(zhì)譜法是分析物質(zhì)成分的常用方法，靈敏度較高，越來越多地應(yīng)用于汗液代謝物及指印檢測。2008年，Ifa等應(yīng)用解吸電噴霧離子化-質(zhì)譜法對指紋中可卡因進(jìn)行檢測，指紋中可卡因的分布圖經(jīng)電腦處理后得出清晰的指紋［24］，但成像分辨率偏低，該方法對外源性物質(zhì)的識別力高。2011年，F(xiàn)erguson等發(fā)明了兩步基質(zhì)沉積法顯現(xiàn)潛在指紋，取代了傳統(tǒng)的噴涂法，通過檢測指印代謝物可顯現(xiàn)出內(nèi)源性物質(zhì)含量很少的潛在指紋［25］。該方法靈敏度高，時間短、效率高，可用于犯罪現(xiàn)場潛在指紋的提取。

4 電化學(xué)的應(yīng)用

由于電化學(xué)分析法儀器簡單、操作簡便、檢驗速度快以及靈敏度高等眾多優(yōu)點，應(yīng)用電化學(xué)檢測法來顯現(xiàn)汗?jié)撝赣≌蔀橐粋€新的研究熱點。

4.1 掃描電化學(xué)顯微鏡法

掃描電化學(xué)顯微鏡可觀察化學(xué)反應(yīng)過程，也可進(jìn)行定量分析。2007年，Zhang等用掃描電化學(xué)顯微鏡檢測蛋白質(zhì)修飾的潛在指紋，先用銀染法或多金屬沉積法對指紋進(jìn)行預(yù)處理，再用掃描電化學(xué)顯微鏡觀察掃描過程中電流變化來顯現(xiàn)指紋［26］。之后，Zhang等人也使用掃描電化學(xué)顯微鏡技術(shù)成功地顯現(xiàn)了塑料、玻璃、金屬等客體表面的指紋，該方法能清晰地顯現(xiàn)潛在指紋，并顯現(xiàn)出其汗腺分布情況［27］。

4.2 電化學(xué)表面等離子共振光譜法

2010年，陶農(nóng)建等首次將表面等離子共振光信號推導(dǎo)出的局部電流變化來顯現(xiàn)汗?jié)撝赣　Ｔ摲椒軌蚯逦仫@現(xiàn)汗?jié)撝赣〔⒛軐哿课镔|(zhì)進(jìn)行檢測，如指紋中的爆炸殘留物［28］。

4.3 電致變色

2001年，Bersellini等首次將具有電致變色效應(yīng)的聚吡咯電沉積到載有潛在指紋的金屬表面，通過電致變色效應(yīng)實現(xiàn)了指紋的反相成像［29］。2009年，Beresford等人應(yīng)用更穩(wěn)定的導(dǎo)電聚合物聚苯胺，通過電致變色效應(yīng)顯現(xiàn)出不銹鋼表面的指紋，并通過改變電位調(diào)節(jié)聚苯胺上電荷狀態(tài)，使聚苯胺顯現(xiàn)出不同的顏色，增強顯現(xiàn)指紋與背景反差。但是納米級的絕緣物會阻礙聚苯胺電子轉(zhuǎn)移，該方法能夠清晰顯現(xiàn)微米級厚度的指紋［30］。其后，他們改用PEDOT導(dǎo)電聚合物顯現(xiàn)潛在指紋，進(jìn)一步提高了顯現(xiàn)質(zhì)量［31］。

4.4 掃描開爾文探針

2001年，Williams等使用掃描開爾文探針成功顯現(xiàn)了潛在指紋。利用汗?jié)撝赣≈懈缓臒o機物，如氯離子等，引起金屬表面電化學(xué)去鈍化現(xiàn)象，導(dǎo)致探針局域Volta電位變化而顯現(xiàn)指印。此后，通過優(yōu)化探針和掃描參數(shù)，使得該方法可以顯現(xiàn)粗糙表面上的指?。?2］。

5 生物技術(shù)的運用

5.1 免疫熒光標(biāo)記法

免疫熒光標(biāo)記法是通過抗體抗原免疫反應(yīng)，檢測指紋中的代謝物，顯現(xiàn)潛在指紋。2007年，Leggett等采用抗體-納米金成功地檢測到指紋中的可替寧，將可替寧的抗體連接金納米粒子，并將抗體與標(biāo)記熒光染料的二抗結(jié)合，利用抗原-抗體、一抗-二抗之間的免疫反應(yīng)以及納米金的放大作用，通過熒光成像顯現(xiàn)清晰指紋［33］。此后，又使用抗體-磁珠法對大麻、海洛因、可卡因等毒品代謝物進(jìn)行檢測，成功地顯現(xiàn)潛在指紋［34］。2011年，Spindler等使用相似的方法對經(jīng)常食用苯丙氨酸類甜味劑人群的指紋中的L-氨基酸進(jìn)行檢測，顯現(xiàn)出更為清晰的指紋圖像［35］。

5.2 核酸適配體識別技術(shù)

2012年，Wood等首次將標(biāo)記熒光染料的核酸適配體與指紋中溶解酵素作用而顯現(xiàn)潛在指紋［36］。其后，Li等使用納米金光子學(xué)方法對指紋中納克級可卡因進(jìn)行檢測，清晰顯現(xiàn)潛在指紋［37］。2014年，Wang等用溶菌酶適配體功能化的上轉(zhuǎn)換納米粒子、適配體-熒光素、適配體-量子點三種材料檢測潛在指紋中的溶菌酶，比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，上轉(zhuǎn)換納米粒子的顯現(xiàn)效果較好［38］。

6 總結(jié)與展望

最近幾十年來，傳統(tǒng)的顯現(xiàn)技術(shù)不斷改進(jìn)與更新，顯現(xiàn)新興技術(shù)也取得了較大的發(fā)展，在靈敏度、顯現(xiàn)條件、顯現(xiàn)的效率與效果方面表現(xiàn)突出，尤其是在陳舊、痕量級汗?jié)撝赣〉娘@現(xiàn)上打破了傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸，使汗?jié)撝赣★@現(xiàn)技術(shù)邁入了一個新時代。但是，新興的顯現(xiàn)方法過度依賴儀器與新材料，而這些儀器、試劑成本高昂、運行費用高，難以滿足現(xiàn)場大量使用的需要。此外，新技術(shù)對操作要求較為嚴(yán)格，因此簡化顯現(xiàn)的操作過程，向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、自動化顯現(xiàn)的方向發(fā)展是汗?jié)撝讣y檢驗技術(shù)的發(fā)展趨勢，自動化顯現(xiàn)儀器設(shè)置將成為今后研究的重點方向。

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Progress of Latent Fingerprint Visualization

FANG Yao，SHA Wanzhong
（Gansu Institute of Political Science and Law ， Lanzhou 730070， China）

Over the last 100 years， the methods for traditional visualization of latent fi ngerprints have been improved，and meanwhile， many new techniques and approaches have been applied in this area. In general， the latest technology mainly includes new material， electrochemiluminescence imaging， biotechnology， spectral imaging， mass spectrometry， etc. The novel visualization technology overcomes the limitation of the traditional ones in many aspects of visualization sensitivity and effi ciency， especially wins a lot of applauses when dealing with the old latent fi ngerprints at trace level， marking the beginning of a new era of latent fi ngerprint visualization. However， the new technology over-relies on some expensive equipment and reagents， and requires high demanding practices. As a result， a great deal of work has to be done further， to make sure that it can completely replace the traditional methods in more practical term in the foreseeable future. This paper reviews the research progress in the application of new technology， and looks forward to the future development of latent fi ngerprint visualization technology.

latent fi ngerprints； visualization technology； progress

DF794.1

A

1008-3650（2015）03-0236-04

2015-01-14

格式：方姚， 沙萬中. 汗?jié)撝讣y顯現(xiàn)技術(shù)研究進(jìn)展概況 ［J］. 刑事技術(shù)， 2015，40（3）：236-239.

方 姚（1990—），男，安徽安慶人，碩士研究生，研究方向為物證技術(shù)。 E-mail： 408446853@qq.com

10.16467/j.1008-3650.2015.03.016