基于紫外可見(jiàn)積分球反射光譜法鑒定血痕經(jīng)歷時(shí)間

閆立強(qiáng)，高野

（遼寧警察學(xué)院刑事技術(shù)系，遼寧大連　116036）

基于紫外可見(jiàn)積分球反射光譜法鑒定血痕經(jīng)歷時(shí)間

閆立強(qiáng)，高野

（遼寧警察學(xué)院刑事技術(shù)系，遼寧大連116036）

目的建立一種快速鑒定血痕陳舊度的方法。方法在實(shí)驗(yàn)室條件（20℃、25℃、30℃）下，使用UV-2450型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，利用反射附件ISR-240A積分球，以BaSO4標(biāo)準(zhǔn)白板做參比，間隔一定時(shí)間測(cè)定健康人耳靜脈血血痕紗布的反射光譜，采集特定波長(zhǎng)反射率R541、R577，計(jì)算R541/R577值，使用SPSS 17.0軟件進(jìn)行直線擬合與回歸分析。結(jié)果一定條件下8h內(nèi)，血痕經(jīng)歷時(shí)間與其特定波長(zhǎng)紫外可見(jiàn)反射率比值回歸分析的R2均大于0.8，回歸方程成立，血痕經(jīng)歷時(shí)間與R541/R577值具有高度相關(guān)性。結(jié)論所建立的方法簡(jiǎn)便、快速、無(wú)損，可靠性好，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室條件下8h內(nèi)血痕經(jīng)歷時(shí)間進(jìn)行鑒別。

法醫(yī)病理學(xué)；光譜分析；血痕；積分球

血痕是兇殺案現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的物證，血痕經(jīng)歷時(shí)間往往與受傷時(shí)間、傷者死亡時(shí)間緊密聯(lián)系，判斷血痕經(jīng)歷時(shí)間對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)重建具有重要意義。目前關(guān)于血痕經(jīng)歷時(shí)間的判斷主要是有損檢驗(yàn)的方法［1-3］，無(wú)損檢驗(yàn)方法較少［4-6］，趙明富等［7］使用光纖光譜儀，利用血痕的吸收值來(lái)鑒別血痕陳舊度，方法準(zhǔn)確性有所提高，但是該方法未考慮環(huán)境因素對(duì)結(jié)果的影響。

本研究使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)利用積分球附件測(cè)定不同時(shí)間血痕的反射率，采用比值法推斷血痕經(jīng)歷時(shí)間，以期建立一種更靈敏、快速的血痕陳舊度鑒定方法。

1　材料與方法

1.1樣本

利用一次性取血針取健康志愿者（50人）耳靜脈血，均勻涂于單層醫(yī)用紗布上，將其置于不同溫度（20℃、25℃、30℃）和相同濕度（60%）的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，其中20℃下血樣10份，25℃下血樣30份，30℃下血樣10份，于實(shí)驗(yàn)室自然光下保存。

1.2儀器及參數(shù)設(shè)定

UV-2450型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)［島津企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司］，反射附件ISR-240A積分球（日本島津制作所），BaSO4標(biāo)準(zhǔn)參比粉末（日本和光純藥工業(yè)株式會(huì)社）。

參數(shù)設(shè)定：預(yù)掃描確定掃描波長(zhǎng)范圍為200～650 nm，掃描速度為中速，采樣間隔0.5 nm，狹縫寬1.0nm，光源轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)360nm。以BaSO4標(biāo)準(zhǔn)白板調(diào)整基線。

1.3光譜信息采集

以BaSO4標(biāo)準(zhǔn)白板做參比，將帶血紗布平整地固定在樣本板后，將樣本板插入積分球樣品光束入口處，每隔1h采集血痕樣本反射光譜1次，共采集8次。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用UV-2450型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)獲得541nm與577nm波長(zhǎng)處的反射率（R541與R577），求得R541/R577值，使用SPSS 17.0軟件，以R541/R577值為自變量（x），以血痕形成時(shí)間為因變量（y），進(jìn)行回歸分析。分別對(duì)20℃、25℃、30℃下的R541/R577值與血痕形成時(shí)間進(jìn)行殘差分析。

2　結(jié)果

2.1不同溫度下血痕反射率隨時(shí)間的變化

實(shí)驗(yàn)室溫度為20℃、25℃、30℃條件下，隨著血痕經(jīng)歷時(shí)間的增加，反射率值的波峰和波谷都呈上升趨勢(shì)（圖1）。

2.2回歸分析

8h內(nèi)不同溫度下R541/R577值見(jiàn)表1。R541/R577值與血痕經(jīng)歷時(shí)間的回歸分析結(jié)果表明，R2值均大于0.8，P值均小于0.05，回歸方程成立，R541/R577值（x）與血痕經(jīng)歷時(shí)間（y）呈高度相關(guān)，線性回歸模型有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

表1　不同溫度下8h內(nèi)的R541/R577值（±s）

表1　不同溫度下8h內(nèi)的R541/R577值（±s）

溫度/℃1h2h3h4h5h6h7h8h 20（n=10）0.995±0.000 0.986±0.002 0.980±0.003 0.978±0.001 0.975±0.001 0.973±0.001 0.971±0.003 0.969±0.002 25（n=30）0.980±0.002 0.969±0.003 0.956±0.001 0.956±0.000 0.947±0.004 0.951±0.001 0.943±0.004 0.941±0.001 30（n=10）0.966±0.004 0.958±0.000 0.948±0.000 0.947±0.000 0.945±0.000 0.942±0.001 0.936±0.000 0.934±0.000

表2　不同溫度下R541/R577值與血痕經(jīng)歷時(shí)間的回歸方程

2.3回歸方程的驗(yàn)證

在95%的置信區(qū)間內(nèi)，殘差分析顯示，回歸標(biāo)準(zhǔn)殘差在（1，1）區(qū)間，且?guī)缀醵荚赑-P圖的對(duì)角線上，回歸直線對(duì)各觀測(cè)值的擬合情況良好（圖2）。

3　討論

3.1選擇比值法的依據(jù)

紫外可見(jiàn)積分球反射光譜法是通過(guò)光進(jìn)入樣品內(nèi)部，經(jīng)過(guò)多次反射、折射、衍射、吸收后返回表面形成漫反射光，由于漫反射光是分析光與樣品內(nèi)部分子發(fā)生相互作用后的光，從而研究樣品結(jié)構(gòu)和組分信息的一種方法。

研究［8］發(fā)現(xiàn)，血痕可見(jiàn)紫外反射光譜的波峰分別在251nm、312nm、368nm、507nm、560nm、630nm，波谷分別位于228 nm、280 nm、412 nm、541 nm、577 nm。謝濟(jì)運(yùn)等［9-12］研究發(fā)現(xiàn)，血液的紫外可見(jiàn)吸收光譜峰位于280 nm、414～417 nm、539～542 nm、575～579 nm，252nm有一個(gè)波谷。在本研究中541nm與577nm的反射波峰、波谷明顯，與血液中成分的特定吸收與反射有關(guān)。

李偉等［13］對(duì)大鼠死后血漿的吸光度進(jìn)行了研究，證明隨著死亡時(shí)間的變化，大鼠血漿吸光度產(chǎn)生明顯變化。本研究中541nm與577nm的波谷是血痕中血紅蛋白對(duì)光吸收的結(jié)果。血痕中物質(zhì)形態(tài)數(shù)量隨著時(shí)間的變化而變化，這些變化可能是使反射率比值發(fā)生變化的原因。李蘭權(quán)等［14］在癌癥診斷上使用了比值法，利用漫反射光譜比值（R540/R575）檢測(cè)離體的正常胃、未分化的胃腺癌、胃鱗狀細(xì)胞癌與低分化胃腺癌，差異顯著，重復(fù)性良好。Kind等［15-16］利用540 nm和576nm反射率比值的變化鑒別血痕陳舊度。

3.2不同環(huán)境條件對(duì)血痕經(jīng)歷時(shí)間鑒定的影響

本研究中關(guān)于環(huán)境因素影響的研究略有涉及，只考察了溫度的影響，意在考察常見(jiàn)室溫條件（20℃、25℃與30℃）下血痕形成時(shí)間與R541/R577值的關(guān)系。溫度不同，回歸方程有所不同，血痕保存過(guò)程中血紅蛋白、血清蛋白等會(huì)發(fā)生分解、血細(xì)胞形態(tài)發(fā)生變化，是導(dǎo)致血痕紫外可見(jiàn)反射光譜發(fā)生變化的原因。馮成德等［17］采用電子自旋共振技術(shù)對(duì)4℃、20℃下人體血樣紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白的氧化性研究結(jié)果表明，不同溫度決定高鐵血紅蛋白與高鐵血色原的生成。吳正潔［18］采用多種方法證明了離體血紅蛋白在較高溫度作用下，二級(jí)結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化。血痕中的一些基團(tuán)對(duì)紫外或可見(jiàn)光具有反射效應(yīng)。關(guān)于環(huán)境中溫度、濕度、光照、化學(xué)物質(zhì)等條件變化對(duì)血痕經(jīng)歷時(shí)間的影響問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。

3.3對(duì)建立方法的驗(yàn)證

一定環(huán)境溫濕度下8h內(nèi)，血痕經(jīng)歷時(shí)間與其特定波長(zhǎng)紫外可見(jiàn)反射率比值回歸方程成立，建立的方法較可靠。實(shí)際環(huán)境的溫濕度還會(huì)有更多種情況，在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步考察不同溫濕度下血痕陳舊度的光譜分析方法。

至于比值法能否對(duì)8 h以上血痕陳舊度進(jìn)行鑒定以及是否可以使用反射率比值法鑒別，有待于進(jìn)一步研究。

［1］喬瑩，于爽，陳雪，等.實(shí)驗(yàn)室條件下血痕陳舊度研究初探［J］.廣東公安科技，2010，（1）：18-20.

［2］祁柏宇.面部軟組織厚度的超聲測(cè)量和血痕RNA分析與面部軟組織重建及死亡時(shí)間判斷［D］.吉林大學(xué)，2012.

［3］鄭吉龍，李曉娜，張曉東，等.應(yīng)用單細(xì)胞凝膠電泳測(cè)定人血痕淋巴細(xì)胞降解的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國(guó)法醫(yī)學(xué)雜志，2007，22（3）：166-169.

［4］劉向東，劉英坤，袁繼先.室外低溫下血滴的變化實(shí)驗(yàn)［J］.刑事技術(shù)，2004，（3）：51-52.

［5］溫永啟.立體顯微鏡下依據(jù)滴落狀血跡干燥度推斷傷亡時(shí)間［J］.中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，（3）：17-21.

［6］瞿勇強(qiáng)，牟嘉萍，彭雪梅.離體不同時(shí)間血痕的肉眼和掃描電鏡觀察［J］.昆明醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，（1）：18-20.

［7］趙明富，馮小平，張政委，等.基于光譜分析技術(shù)的不同介質(zhì)血跡陳舊度研究［J］.壓電與聲光，2013，35（6）：806-809.

［8］高野，閆立強(qiáng)，寇瑾，等.幾種載體上血跡的定性檢驗(yàn)［J］.中國(guó)刑警學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，（3）：68-70.

［9］謝濟(jì)運(yùn)，蔣治良，鐘福新，等.血細(xì)胞的光譜特性研究［J］.分析測(cè)試技術(shù)與儀器，2000，（3）：178-181.

［10］王樂(lè)新，趙志敏，姚紅兵，等.血液的紅外吸收光譜分析及應(yīng)用研究［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2002，22（6）：980-982.

［11］辛玉軍.生物組織血液光譜特性的實(shí)驗(yàn)研究與分析［D］.南京航空航天大學(xué)，2007.

［12］陳祖林，續(xù)正瑞，聶慧芳，等.血液成分對(duì)光吸收規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究［J］.中國(guó)激光，1994，（1）：77-80.

［13］李偉，柯詠，賀光社，等.大鼠死后血漿吸光度變化與死亡時(shí)間關(guān)系的研究［J］.光譜學(xué)與光譜分析，2008，28（12）：2944-2946.

［14］李蘭權(quán)，魏華江，何博華，等.采用氧合血紅蛋白吸收帶的漫反射光譜比率R540/R575檢測(cè)人胃癌［J］.光學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29（10）：2860-2865.

［15］Kind SS，Patterson D，Owen GW.Estimation of the age of dried bloodstains by a spectrophotometric method［J］.Forensic Sci，1972，1（1）：27-54.

［16］Kind SS，Watson M.The estimation of blood stain age from the spectrophotometric properties of ammoniacal blood stain extracts［J］.Forensic Sci，1973，2（3）：325-332.

［17］馮成德，胡新珉，陳繼鏞，等.20℃保存人血血紅蛋白氧化變性的ESR研究［J］.華西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，31（3）：405-407.

［18］吳正潔.溫度對(duì)人紅細(xì)胞及血紅蛋白結(jié)構(gòu)功能的影響［D］.暨南大學(xué)，2007.

（本文編輯：劉寧國(guó)）

DeterminationofBloodstainAgebyUVVisibleIntegratingSphereReflection Spectrum

YAN Li-qiang，GAO Ye
（Department of Technology，Liaoning Police Academy，Dalian 116036，China）

Objective To establish a method for rapid identification of bloodstain age.Methods Under laboratory conditions（20℃，25℃and 30℃），an integrating sphere ISR-240A was used as a reflection accessory on an UV-2450 UV-vis spectrophotometer，and a standard white board of BaSO4was used as reference，the reflection spectrums of bloodstain from human ears’venous blood were measured at regular intervals.The reflection radios R541and R577at a specific wavelength were collected and the value of R541/R577was calculated.The linear fitting and regression analysis were done by SPSS 17.0.Results The results of regression analysis showed that R2of the ratios of bloodstain age to UV visible reflectivity in specific wavelengths were larger than 0.8 within 8 hours and under certain circumstances.The regression equation was established.The bloodstain age had significant correlation with the value of R541/R577.Conclusion The method of inspection is simple，rapid and nondestructive with a good reliability，and can be used to identify the bloodstain age within 8 hours elapsed-time standards under laboratory conditions.

forensic pathology；spectrum analysis；blood stain；integrating sphere

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2016.05.002

1004-5619（2016）05-0326-03

遼寧警察學(xué)院科研基金資助項(xiàng)目（2015Lnpckyjjxm 002）；公安部技術(shù)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目（2016JSYJ304）

閆立強(qiáng)（1966—），女，教授，主要從事法醫(yī)病理學(xué)研究；E-mail：9072147@qq.com

（2015-03-13）