本色木上汗?jié)撌钟★@現(xiàn)提取方法研究

張治國 楊洪平 陳啟明 顧世翔 陳 迎

（揚州市公安局刑警支隊 江蘇 揚州 225000）

1 引言

犯罪嫌疑人在作案過程中，經(jīng)常會用手觸碰到本色木客體，留下汗?jié)撌钟?。由于本色木毛細多孔，具有一定的滲透性，表面也不如玻璃、陶瓷、塑料、瓷磚、不銹鋼等客體光滑，其表面遺留的汗?jié)撌钟≥^難發(fā)現(xiàn)、顯現(xiàn)和提取，顯現(xiàn)提取成功率很低。目前常用的粉末法、茚三酮法、DFO法、硝酸銀法、碘熏法、502膠法等傳統(tǒng)方法，能夠顯現(xiàn)出部分本色木上遺留時間較短的新鮮汗?jié)撌钟?，但效果一般，顯出率也不高，對于陳舊性汗?jié)撌钟』緹o法顯現(xiàn)。為此，我們開展立項研究，依托激光物證勘查儀、手印轉(zhuǎn)印膠等新設備、新技術開展實驗，并創(chuàng)新利用紅外加熱法顯現(xiàn)本色木上汗?jié)撌钟?，顯著提高了手印發(fā)現(xiàn)提取成功率和質(zhì)量，特別是解決了本色木上陳舊性汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)提取問題，進一步發(fā)展了手印顯現(xiàn)技術。

2 木材和本色木

木材是指能夠次級生長的植物，如喬木和灌木，所形成的木質(zhì)化組織，是一種天然可再生的原材料，具有種類多、易獲得、易加工、性能優(yōu)、花紋美等特性。日常所稱木材泛指經(jīng)砍伐加工后用于建筑的木制材料。本色木是指未經(jīng)涂飾，保留木質(zhì)本底和特性的木材，常用于家具（桌椅床櫥柜）、建筑（門、窗、地板）、裝飾等生產(chǎn)生活領域，也經(jīng)常被用于制作木棍、斧頭、鋤頭、榔頭、鐵鍬、拖把等工具。

木材的性質(zhì)包括物理性質(zhì)（質(zhì)量、密度、含水率、脹縮性等）、化學性質(zhì)（含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等）、力學性質(zhì)（應力和應變、彈性和塑性、強度和韌性）、生物學性質(zhì)（易被微生物分解致敗壞）。

含水率是表示木材含有水分多少的單位。木材根據(jù)含水率不同可以分為生材、濕材、氣干材、窯干材、絕干材，通常所用木材為氣干材，含水率在12%～18%之間，平均為15%[1]。

綜上，木材的密度、含水率、脹縮性、結(jié)構特征、紋理、花紋、軟硬等特性決定了本色木非汗?jié)撌钟〉牧夹暂d體，對汗?jié)撌钟〉某休d和顯現(xiàn)提取都有著重大影響，傳統(tǒng)處理方法難以克服上述因素的干擾，雖然有時能顯現(xiàn)出部分手印，但對手印的遺留條件特別是遺留時間有著苛刻的要求，紋線質(zhì)量不夠穩(wěn)定，受木質(zhì)紋理背景干擾也比較大。

3 實驗材料和設備

3.1 設備和試劑

激光物證勘查儀、多波段光源（Superlite 400）、全波段CCD、手印轉(zhuǎn)印膠（深圳福萊思克公司）、電烤箱（西屋牌）、照相機（Canon 5D MARKⅡ）、502膠（北京牌）、碘、金粉、銀粉、磁性粉、熒光粉、松花粉、茚三酮、茚二酮、DFO、硝酸銀。

3.2 客體

制作本色木客體，選用常見的櫻桃木、水曲柳、核桃木、白臘木、柞木等，切割成20cm、寬4cm、厚0.8cm左右的木條為宜，表面打磨平整。

3.3 樣本制作

室溫18℃～20℃，相對濕度40%～50%的環(huán)境，由同一捺印人將手洗凈后，自然晾干，5min后在客體上捺印指印樣本，確保汗液量基本相等，然后再按上述步驟制取樣本。分別在避光環(huán)境下放置12h，1d，3d，7d，15d，30d，從而得到陳舊手印樣本。

4 實驗與觀察

4.1 粉末法

分別采用金粉、銀粉、磁性粉、熒光粉、松花粉等對本色木上遺留的汗?jié)撌钟∵M行刷顯和抖顯[2]182-192，比較發(fā)現(xiàn)磁性粉效果較好，遺留12h以內(nèi)的手印效果最佳，3d以內(nèi)的手印能夠顯出，顯現(xiàn)效果見圖1~2。

圖1 遺留12h汗?jié)撌钟〈判苑鬯@效果

圖2 遺留3d汗?jié)撌钟〈判苑鬯@效果

4.2 茚三酮、茚二酮、DFO和硝酸銀法

分別采用茚三酮、茚二酮、DFO和硝酸銀試劑對本色木上遺留汗?jié)撌钟〉牟课惠p輕點蘸式涂布，干燥后，采用茚三酮、茚二酮和DFO試劑的檢材放入專用熏顯箱熏顯，利用多波段光源觀察，3d以內(nèi)的手印能夠顯出。采用硝酸銀試劑的檢材在日光或紫外燈下照射，直至顯出褐色手印[3]，遺留12h以內(nèi)的手印效果最佳，7d以內(nèi)的手印能夠顯出。相比較而言，硝酸銀的效果要優(yōu)于前3種試劑。實驗還發(fā)現(xiàn)，用茚二酮處理過的手印，再利用硝酸銀溶液處理，可以有效增強手印紋線，顯現(xiàn)效果見圖3～5。

圖3 遺留3d汗?jié)撌钟∠跛徙y顯現(xiàn)效果

圖4 遺留7d汗?jié)撌钟∠跛徙y顯現(xiàn)效果

圖5 遺留3d汗?jié)撌钟≤岫Y(jié)合硝酸銀顯現(xiàn)效果

茚三酮配方：在100mL無水乙醇中加入2g茚三酮，完全溶解[4]228-233。

茚二酮配方：0.1g茚二酮完全溶入1mL冰醋酸和9mL乙酸乙酯溶液中，加入90mL石油醚。

DFO配方：將40mL甲醇和20mL冰乙酸混合后，加入0.4gDFO，攪拌溶解，制成DFO儲存液。將60mlDFO儲存液加入940mL三氯三氟乙烷，即制成DFO工作液[5]。

硝酸銀配方：在10ml蒸餾水中加入2g硝酸銀，完全溶解，加入90ml無水乙醇[4]220-223。

4.3 502貼附法

選用北京牌502膠，用棉簽蘸取后均勻滴在定性濾紙表面，陰干晾至不再粘手，將含有膠液的濾紙貼近客體，直到顯出手印[2]206。遺留12h以內(nèi)的手印效果最佳，1d以內(nèi)較為新鮮的手印能夠顯出，顯現(xiàn)效果見圖6～7。

圖6 遺留12h小時汗?jié)撌钟?02膠貼顯效果

圖7 遺留1d汗?jié)撌钟?02膠貼顯效果

4.4 碘熏法

將碘顆粒放入加熱皿中，用酒精燈加熱形成碘蒸氣，將檢材至于碘蒸氣范圍內(nèi)熏顯，直至顯出紅褐色手印[4]208-212。為避免碘蒸氣對人體傷害，操作要在通風櫥內(nèi)完成。遺留12h以內(nèi)的手印效果最佳，3d以內(nèi)的手印能夠顯出，顯現(xiàn)效果見圖8～9。

圖8 遺留1d汗?jié)撌钟〉庋Ч?/p>

圖9 遺留3d汗?jié)撌钟〉庋Ч?/p>

4.5 轉(zhuǎn)印膠法

轉(zhuǎn)印膠法是近年來引進的一種提取手印的新方法，該方法通過專用手印膠與客體沾附，將客體上的手印物質(zhì)轉(zhuǎn)印到手印膠表面，能夠清晰保留紋線并有效去除客體背景干擾，能夠?qū)⑶蛑媸钟∞D(zhuǎn)化成平面手印便于觀察提取，還能夠有效提取保留手印部位的DNA，適用客體種類也很多，其應用價值和潛力十分廣闊。實驗時，將手印轉(zhuǎn)印膠剪成大小合適的小塊，揭去塑料覆膜，將粘面對著客體表面手印部位均勻貼附，稍加按壓后揭起，可提取到清晰的手印。該方法對本色木上新鮮手印顯現(xiàn)效果較好，遺留30d的陳舊手印也可轉(zhuǎn)印提取，顯現(xiàn)效果見圖10～12。

圖10 遺留3d汗?jié)撌钟∞D(zhuǎn)印膠顯現(xiàn)效果

圖11 遺留15d汗?jié)撌钟∞D(zhuǎn)印膠顯現(xiàn)效果

圖12 遺留30d汗?jié)撌钟∞D(zhuǎn)印膠顯現(xiàn)效果

4.6 紅外加熱法

4.6.1 原理

紅外式電熱器是先使電阻發(fā)熱元件通電發(fā)熱，利用該熱來激發(fā)紅外線發(fā)射物質(zhì)，使其輻射出紅外線來進行加熱的儀器。紅外輻射（簡稱紅外線）和可見光、紫外線等一樣，同屬電磁波，只是波長不同?？梢姽獠ㄩL約為0.38μm～0.78μm，紅外線波長在0.78μm～1000μm，紫外波長在0.01μm ～0.38μm。紅外線按其波長又可分為近紅外線和遠紅外線，通常把0.75μm～2.5μm波段的稱為“近紅外線”，2.5μm以上波段的稱作“遠紅外線”。

根據(jù)光譜學分析，物質(zhì)的分子吸收光子后，光子的能量會轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥恼駝雍娃D(zhuǎn)動能量。紅外線加熱的過程，就是使物質(zhì)的分子吸收波長一致的紅外輻射能后，引起分子的振動，而大量分子高速振動，就會碰撞、摩擦產(chǎn)生熱量，使物體溫度上升。有機物能更有效吸收遠紅外線熱能，如2.5μm ～25μm左右的遠紅外線波長與有機化合物的吸收波長一致。紅外輻射加熱還具有不需熱傳介質(zhì)傳遞、傳熱迅速、熱效率良好、易控制等特點[6]。

紅外加熱法顯現(xiàn)本色木上汗?jié)撌钟?，是利用遠紅外線的熱輻射作用，對本色木客體進行加熱，促使纖維素等有機物降解直至碳化，在此過程中，汗?jié)撌钟〖y線部位由于含有氨基酸、氯化鈉等物質(zhì)，更有利于吸收紅外輻射能量，會加速相應部位的木材纖維素降解和碳化，與周圍的木材表面形成明顯反差，從而使手印紋線得以顯現(xiàn)。

實驗中，我們利用電烤箱進行紅外加熱。電烤箱是一種用電熱元件所發(fā)出的遠紅外輻射熱來烘烤食品的紅外式電熱器。電烤箱箱體具有良好的密封性和隔熱性，箱門上裝有耐高溫玻璃，可以隨時觀察烘烤情況。電烤箱的電熱元件常用石英管或外表涂敷遠紅外輻射材料金屬電熱管，一般電烤箱都有上下兩只電熱元件，加熱方式可分為面火（上加熱器加熱）、底火（下加熱器加熱）和上下同時加熱3種，溫度在50℃～250℃之間可調(diào)。

4.6.2 實驗

（1）電烤箱接通電源，將功能旋鈕旋到上下同時加熱模式，使腔體溫度能夠均勻分布，溫控器調(diào)到所需溫度，預熱2～5min。

（2）預熱后，將遺留有汗?jié)撌钟〉谋旧灸緱l放入電烤箱托盤上，兩端用金屬支架支撐，使木條懸空居中，避免一面受熱過度，影響整體加熱效果。

（3）分別設定溫度為120℃、160℃、200℃、250℃，設定時間為1min、3min、5min、10min、20min，進行加熱，加熱過程中隨時用藍激光對烤箱內(nèi)木條進行觀察，達到設定時間時，將木條取出在藍激光下觀察（佩戴黃色專用濾鏡），顯現(xiàn)出的手印紋線呈黑褐色。

（4）匯總分析實驗結(jié)果，確定顯現(xiàn)的有效溫度，結(jié)果如表1所示。

表1 不同紅外加熱溫度下本色木上汗?jié)撌钟★@現(xiàn)時間及效果

4.6.3 結(jié)果分析

從實驗結(jié)果可以看出，加熱溫度低于200℃時，手印紋線未能出現(xiàn)，根據(jù)紙張上汗?jié)撌钟〖t外輻射加熱顯現(xiàn)的經(jīng)驗看，手印紋線應該出現(xiàn)熒光反應，但考慮到本色木含有大量纖維素，在紅外加熱降解過程中本身也會產(chǎn)生熒光，導致可能出現(xiàn)的手印紋線熒光難以被觀察到。而且200℃以下時，本色木碳化過程較為緩慢，不利于手印顯出。

當溫度達到250℃高溫時，處于封閉環(huán)境中的本色木迅速脫水，分子熱反應激烈，5min時本色木表面出現(xiàn)較為明顯的由淺色變深色現(xiàn)象，手印紋線較明顯，8min時本色木顏色進一步加深，伴有煙霧產(chǎn)生，10min時產(chǎn)生較多煙霧，本色木變?yōu)樯詈稚?，碳化現(xiàn)象明顯，手印紋線也達到最清晰。此時，不能繼續(xù)加熱，否則將出現(xiàn)過度碳化現(xiàn)象，導致手印紋線與背景反差降低甚至消失，本色木也接近燃點。經(jīng)測算，當本色木脫水失重達到5%時，手印紋線能夠出現(xiàn)；脫水失重達到8%時，手印紋線較明顯；脫水失重達到10%～15%時，手印紋線達到最清晰。

4.7 不同方法顯現(xiàn)效果比較

上述各種方法經(jīng)優(yōu)選后，進一步實驗觀察，顯現(xiàn)效果如表2所示。

表2 本色木上不同方法和不同遺留時間汗?jié)撌钟★@現(xiàn)效果

從表2可知，遺留1d以內(nèi)的新鮮汗?jié)撌钟?，上述方法都具有較好的顯現(xiàn)效果，3天以內(nèi)的汗?jié)撌钟。判苑酆?02膠法顯現(xiàn)效果明顯下降，7d至30d的陳舊汗?jié)撌钟。挥修D(zhuǎn)印膠和紅外加熱法保持良好的顯現(xiàn)效果。對于遺留30d的汗?jié)撌钟?，紅外加熱法顯現(xiàn)效果依然很好，深化實驗表明，遺留60d的汗?jié)撌钟∫材芮逦@現(xiàn)。此外，轉(zhuǎn)印膠轉(zhuǎn)印后不影響紅外加熱顯現(xiàn)手印，顯現(xiàn)效果見圖13～18。

4.8 手印的提取

4.8.1 照相提取

固定好相機，選用100mm微距鏡頭，將顯現(xiàn)出的手印置于鏡頭下方，用多波段光源觀察，調(diào)整合適的波段和角度，確定最佳效果后進行照相固定提取[7]。對于轉(zhuǎn)印膠提取的手印，特別是遺留較長時間的陳舊性手印，紋線顏色較淺，與背景反差較弱，可以將曝光補償量增加2～3檔，從而在背景曝光過度的情況下，使手印紋線得到充分曝光，提取的手印更加清晰完整。

4.8.2 全波段CCD提取

全波段CCD系統(tǒng)利用手印物質(zhì)和客體對不同波段光的反射和吸收差異，借助高靈敏度的內(nèi)制冷CCD接收反射或激發(fā)光，進行增益并自動轉(zhuǎn)化為數(shù)字影像[8]。將上述客體放在全波段CCD系統(tǒng)下，用254nm波段紫外光源進行照射，不斷調(diào)整光源和鏡頭角度細致觀察，若發(fā)現(xiàn)手印紋線，則進行微調(diào)并選擇最佳條件固定提取手印。

4.8.3 激光增強提取

經(jīng)紅外加熱顯現(xiàn)出的汗?jié)撌钟。褂盟{激光照射，能夠顯著增強紋線與背景的反差，可用相機加黃濾色鏡拍照提取。

圖13 紅外加熱法顯現(xiàn)以后多波段光源拍照效

圖14 紅外加熱法顯現(xiàn)以后激光勘查儀拍照效果

圖15 遺留1d汗?jié)撌钟〖t外加熱法顯現(xiàn)效果

圖16 遺留7d汗?jié)撌钟〖t外加熱法顯現(xiàn)效果

圖17 遺留15d汗?jié)撌钟〖t外加熱法顯現(xiàn)效果

圖18 遺留30d汗?jié)撌钟〖t外加熱法顯現(xiàn)效果

5 討論

（1）轉(zhuǎn)印膠法作為顯現(xiàn)提取手印的新方法，具有十分明顯的優(yōu)勢，特別是對于復雜背景客體和球柱面客體上的手印具有良好效果，轉(zhuǎn)印到膠面上的手印紋線能夠完整保存，可以進一步進行DNA檢驗，而被轉(zhuǎn)移客體上的手印仍然可以用其它方法進行處理。因此，應當在打光觀察照相后，優(yōu)先使用該方法提取手印，但要注意準確判斷手印遺留部位。此外，轉(zhuǎn)印膠提取的手印與原始手印系鏡像關系，在拍照提取后要進行反轉(zhuǎn)。

（2）紅外加熱法是顯現(xiàn)本色木上汗?jié)撌钟〉娜滤悸?，其顯現(xiàn)效果十分出色，不但能顯現(xiàn)新鮮手印，對于淺顯、陳舊的手印也具有其它方法不可比擬的優(yōu)勢。但由于客體和條件限制，在操作過程中必須注意幾點：一是本色木在高溫加熱碳化過程中，會產(chǎn)生煙霧、焦油和CO等有害氣體，對人體健康造成不利影響，必須在通風櫥中進行，佩戴好防護設備。二是本色木碳化過程會因材質(zhì)和環(huán)境條件不同而不同，處理檢材應當進行預實驗和比對實驗，避免過度碳化破壞手印紋線。三是本色木加熱過程中，必須有人員在場，并做好安防措施，既方便隨時觀察顯現(xiàn)效果，也可防止疏忽大意造成事故。

（3）目前受條件所限，僅能依靠電烤箱對小體積本色木客體進行加熱處理，對大型本色木客體的處理方法需要進一步研究?？紤]到不同品牌型號的電烤箱在溫度設置上存在的誤差，實驗中應在電烤箱內(nèi)放置專用溫度計，以精確測量校準電烤箱內(nèi)溫度。