岳健 李晏 劉景寧

摘要：茚酮類有機(jī)化合物是氨基酸類有機(jī)物的敏感反應(yīng)物，它們能與氨基酸類物質(zhì)反應(yīng)生成有顏色（熒光）的產(chǎn)物，因此在有機(jī)化學(xué)分析中常用來檢驗(yàn)氨基酸的存在。茚二酮與人體汗液中的氨基酸發(fā)生顯色反應(yīng)，經(jīng)浸泡、曬干、高溫處理后顯出手印，在激光或者多波段光源下觀察并拍照提取。茚二酮不僅具備與茚三酮同樣的靈敏度，而且它和氨基酸（蛋白質(zhì)）的反應(yīng)產(chǎn)物為熒光物質(zhì)，所以能更好地在一些復(fù)雜背景客體上顯現(xiàn)出汗?jié)撝讣y。

關(guān)鍵詞：指紋；熒光顯現(xiàn)劑；茚二酮

1 茚二酮顯現(xiàn)指紋的提出

茚二酮屬于一種衍生物，與此相類似的有茚三酮和DFO。

茚三酮（Ninhydrine），又稱水合茚三酮、水合茚滿三酮，為白色或淺黃色結(jié)晶粉末。茚三酮又名水合茚三酮、水合三酮?dú)滠?、苯并戊三酮等，音譯寧西特林，化學(xué)式是C9H4O3？H2O。它是一種白色到淺黃色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末。能吸潮結(jié)塊。易溶于水，甲醇、乙醇、丙酮等有機(jī)溶劑，微溶于乙醚和氯仿。在125℃時(shí)去水變?yōu)榧t色，139℃體積膨脹，214℃時(shí)分解。對(duì)鼻腔和呼吸道有刺激作用。1901年，茚三酮被成功研制出來以后主要用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。1954年瑞典科學(xué)家Oden和Hofsten將其應(yīng)用于潛在汗液手印的顯現(xiàn)。茚三酮與汗液手印中的氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)，生成藍(lán)紫色的手印紋線。

DFO（1，8-Diazafluoren-9-One），化學(xué)名稱為1，8-二氮-9-酮，是一種黃色粉末。1990年美國(guó)人C.A.Pounds報(bào)告了用DFO處理滲透性客體表面汗?jié)撌钟〉姆椒?。DFO能夠與汗液中的氨基酸發(fā)生顯色反應(yīng)，生成淡紫紅色化合物，在日光照射下，這些淡紫紅色化合物紋線非常弱，但是在藍(lán)綠光照射下能顯示出很強(qiáng)的可見熒光。

茚二酮也叫茚滿二酮，亦稱IDO，是在配制取代茚三酮產(chǎn)物的過程中，發(fā)現(xiàn)的一種過渡化合物，屬于茚三酮的一種衍生物，化學(xué)名稱：1，2-茚二酮（1，2Indanedione）。茚二酮與茚三酮相似，為淡黃色粉末。1997年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的萊蒙托斯基等人合成了茚二酮，他們?cè)谟?guó)的《指紋世界》雜志上發(fā)表了題為“對(duì)茚二酮的初步評(píng)價(jià)——一種與氨基酸反應(yīng)的新化合物”的文章。他們通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用茚二酮甲醇溶液處理紙張后，會(huì)顯現(xiàn)出粉紅色手印，在綠光的照射下會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度熒光現(xiàn)象。

2 滲透性紙張上汗?jié)撝讣y的顯現(xiàn)原理

汗液成分是手印遺留的主要物質(zhì)。人體汗液由無機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)兩部分組成。對(duì)汗?jié)撝讣y殘留物貢獻(xiàn)較多的是外分泌腺和皮脂腺。實(shí)驗(yàn)證明，指紋殘留物中99%為水分，1%為無機(jī)鹽和有機(jī)物成分，如陰陽(yáng)離子（K+、Na+、Mg2+、Fe3+和Cl-）、氨基酸（絲氨酸、甘氨酸、鳥氨酸和縮氨酸等）、多肽、蛋白質(zhì)、油脂和DNA（常見于血指紋）等。在其有機(jī)成分中，氨基酸的含量較高，是手印顯現(xiàn)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)物質(zhì)。當(dāng)手掌與滲透性客體接觸后，氨基酸物質(zhì)會(huì)與滲透性客體纖維基底發(fā)生結(jié)合，并能夠長(zhǎng)期存在，從而為用氨基酸檢測(cè)試劑來顯現(xiàn)手印提供了條件。滲透性紙張上的汗?jié)撌钟∧軌虻靡燥@現(xiàn)，很大程度上依賴于手印遺留物質(zhì)中的汗液成分。

3茚二酮顯現(xiàn)指紋的原理

茚二酮與茚三酮同屬于芳香多酮類有機(jī)化合物，它顯現(xiàn)指紋的機(jī)理與茚三酮、DFO顯現(xiàn)指紋的機(jī)理相似。

茚二酮主要是與潛在指紋中的氨基酸成份發(fā)生顯色反應(yīng)，其基本原理和過程是：

所有的a-氨基酸（除脯氨酸、羥脯氨酸外）都能與茚二酮反應(yīng)生成藍(lán)紫色物質(zhì)。整個(gè)反應(yīng)分兩步，第一步是氨基酸被氧化形成CO2、NH3和醛，水合茚二酮被還原成還原型茚二酮；第二步是所形成的還原型茚二酮同另一個(gè)水合茚二酮分子和氨縮合生成有色物質(zhì)。此反應(yīng)的適宜PH條件為5—7，同一濃度的蛋白質(zhì)或氨基酸在不同PH條件下的顏色深淺不同，酸度過大時(shí)甚至不顯色。

茚二酮之所以能夠?qū)撛谥讣y顯現(xiàn)出來，主要是利用了茚二酮能與汗液中的氨基酸發(fā)生反應(yīng)，生成可見的藍(lán)紫色物質(zhì)。人體分泌的汗液中99.0%-99.5%是水，其余為各種無機(jī)物和有機(jī)物。汗液的主要成份如下所示：

正是由于人體手指上的汗液中含有氨基酸，當(dāng)人用手接觸客體時(shí)這些物質(zhì)會(huì)或多或少的遺留在客體上，所以我們能夠利用茚二酮將潛在指紋顯現(xiàn)出來。

茚酮類有機(jī)化合物是氨基酸類有機(jī)物的敏感反應(yīng)物，它們能與氨基酸類物質(zhì)反應(yīng)生成有顏色（熒光）的產(chǎn)物，因此在有機(jī)化學(xué)分析中常用來檢驗(yàn)氨基酸的存在。茚二酮與人體汗液中的氨基酸發(fā)生顯色反應(yīng)，經(jīng)浸泡、曬干、高溫處理后顯出手印，在激光或者多波段光源下觀察并拍照提取。其中茚三酮經(jīng)常用來顯現(xiàn)滲透性客體上的汗?jié)撝讣y和血潛指紋，作為一種新的手印顯現(xiàn)試劑，茚二酮不僅具備與茚三酮同樣的靈敏度，而且它和氨基酸（蛋白質(zhì)）的反應(yīng)產(chǎn)物為熒光物質(zhì)，所以能更好地在一些復(fù)雜背景客體（如彩色畫報(bào)紙）上顯現(xiàn)出汗?jié)撝讣y。

4茚二酮顯現(xiàn)指紋的發(fā)展現(xiàn)狀

4.1 操作方法

目前，工作實(shí)踐中使用茚二酮的傳統(tǒng)操作方法主要有三種，即噴灑法、浸泡法和抹拭法。

（1）噴灑法。先配制好茚二酮溶液，裝在噴霧器中，然后均勻的將溶液噴灑在被顯客體的表面，使溶液均勻地覆蓋于被顯客體表面，可根據(jù)溶液的濃度來選擇噴灑的次數(shù)。然后置于室溫下數(shù)小時(shí)以后手印即顯出。

（2）浸泡法。將茚二酮溶液倒于廣口容器內(nèi)，把待顯客體浸泡在溶液內(nèi)，使客體表面浸泡一層溶液后取出，置于室溫下數(shù)小時(shí)以后手印即顯出。

（3）抹拭法。用脫脂棉球或軟毛刷蘸取已配制好的茚二酮溶液，點(diǎn)蘸均勻的涂抹在疑有手印的客體表面，切忌縱橫用力涂抹，待客體表面均勻涂一層溶液后，置于室溫下數(shù)小時(shí)手印即顯出。

用上述方法處理過的客體，在一般自然環(huán)境條件下，需數(shù)小時(shí)甚至一、二天才能將手印顯出，顯出速度較慢。最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)論認(rèn)為顯現(xiàn)的最佳條件是50-70℃，相對(duì)濕度80%-100%，為了盡可能滿足此條件，可以采取噴氣熨斗熨燙、放于開水鍋內(nèi)熏蒸、放于茚二酮熏顯柜內(nèi)顯現(xiàn)等辦法。噴氣熨斗熨燙就是通過對(duì)熨斗的加熱來制造一種對(duì)茚二酮的反應(yīng)的溫度和濕度來加快此種反應(yīng)。放于開水鍋內(nèi)熏蒸就是通過對(duì)蒸鍋內(nèi)水的加熱來制造一種對(duì)茚二酮的反應(yīng)的溫度和濕度來加快此種反應(yīng)。茚二酮熏顯柜顯現(xiàn)指紋是實(shí)踐部門普遍采用的一種方法，正是因?yàn)檫@種熏顯柜的溫度和濕度可以精確的調(diào)節(jié)，容易達(dá)到最佳的指紋顯現(xiàn)效果。

4.2 試用范圍

茚二酮顯現(xiàn)技術(shù)主要適用于各種紙張、本色木、牛皮紙、熱敏紙、票證、一些墻壁上的裝飾材料等滲透性客體表面的汗?jié)撝讣y，以及滲透性客體上的血潛指紋。

4.3 茚二酮常用配方簡(jiǎn)介

茚二酮顯現(xiàn)技術(shù)是一項(xiàng)最初從國(guó)外引進(jìn)的針對(duì)滲透性客體的手印顯現(xiàn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)對(duì)茚二酮配方的研究尚在不斷研究更新中，有些配方是保密的，目前公開的基本配方為：

配方一（引進(jìn)時(shí)茚二酮顯現(xiàn)技術(shù)的原配方）：

甲液：0.1 g茚二酮完全溶于8 mL丙酮中，棕色瓶中保存。

乙液：10%的PE-68（表面活性劑）1.25 g，加入到100 mL無水乙醇中，再加入25 mL冰乙酸，攪拌均勻保存在棕色瓶中。

丙液：1， 1， 2-三氯-1.2.2-三氟乙烷。

工作液：取4 mL甲液和5 mL乙液混合，再加入91 mL1， 1， 2-三氯-1.2.2-三氟乙烷，攪拌均勻，配成100 mL工作液備用。

該配方的優(yōu)點(diǎn)：溶劑價(jià)格便宜、溶劑易于風(fēng)干。

該配方的缺點(diǎn)：配方復(fù)雜，其中的氟利昂存在環(huán)保問題、PE-68（表面活性劑）為進(jìn)口產(chǎn)品不易購(gòu)買，溶劑有刺激性氣味，配制好的溶液保存時(shí)間短，需現(xiàn)配現(xiàn)用。

配方二（香港、澳門警方茚二酮顯現(xiàn)技術(shù)配方）：

將2g茚二酮溶于70mL乙酸乙酯，充分?jǐn)嚢韬螅尤際FE-7100至1000mL。

該配方的優(yōu)點(diǎn)：刺激性氣味小，環(huán)保，溶劑對(duì)茚二酮的溶解性好。

該配方的缺點(diǎn)：主要溶劑HFE-7100價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)不易購(gòu)買，配制好的溶劑保存時(shí)間最長(zhǎng)為一周，需現(xiàn)配現(xiàn)用。

4.4茚二酮顯現(xiàn)指紋的影響因素

在使用茚二酮方法顯現(xiàn)潛在指紋時(shí)，會(huì)有很多因素影響指紋的顯現(xiàn)效果。比如說，前面提到的茚二酮的操作方法，茚二酮溶液的不同配方，以及顯現(xiàn)時(shí)的溫度、濕度、PH值等等。

就茚二酮的操作方法而言，一般采用浸泡法效果最好，因?yàn)榻莘軌蚴顾幰汉涂腕w表面充分接觸。但是也要根據(jù)承載客體的表面性質(zhì)來選擇方法，對(duì)于比較薄容易破碎的紙張，一般要采用噴灑法。

不同配方的茚二酮溶液，其溶劑、濃度、PH值等都是不同的，顯現(xiàn)效果也自然有所差別，顯現(xiàn)效果越佳，也往往就難以配制并且價(jià)格昂貴。因此，在實(shí)踐中要根據(jù)紙張的性質(zhì)，需要顯現(xiàn)的質(zhì)量以及顯現(xiàn)的時(shí)間等因素綜合考慮，來選擇適宜的配方。

對(duì)于顯現(xiàn)時(shí)的溫度濕度，最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)論認(rèn)為茚二酮溶液顯現(xiàn)手印以溫度50℃、濕度80%為最佳條件，但對(duì)于不同類型的紙張和不同的茚二酮配方以及不同的地域又有所不同，要視情況而定。

溶液的pH值對(duì)指紋的顯現(xiàn)質(zhì)量也起著非常重要的作用。一般在配制溶液時(shí)調(diào)整溶液的pH值，使其顯弱酸性。原因有三：其一，茚三酮與氨基酸的反應(yīng)在弱酸的條件下容易進(jìn)行；其二，反應(yīng)生成的魯赫曼紫在弱酸性條件下較穩(wěn)定；其三，中和紙張的堿性。

2018年江蘇省大學(xué)生科技創(chuàng)新重點(diǎn)項(xiàng)目“茚二酮法對(duì)手印顯現(xiàn)方法優(yōu)化對(duì)比研究”立項(xiàng)，支助；項(xiàng)目編號(hào)：201810329036X。

2作者簡(jiǎn)介：岳?。?997.11-），男，2016級(jí)江蘇警官學(xué)院刑事科學(xué)技術(shù)專業(yè)學(xué)員，從事物證技術(shù)工作。

3通訊作者：劉景寧（1960.10-）：男，江蘇鹽城，碩士研究生，教授，江蘇警官學(xué)院刑事科學(xué)技術(shù)系、南京工業(yè)大學(xué)化學(xué)及分子工程學(xué)院碩士生導(dǎo)師；研究方向：毒物、毒品及微量物證分析，應(yīng)用化學(xué)。