微量金属印痕的快速显现及其应用研究

发布时间：2020-09-16 16:21

　　金属工具是刑事案件、恐怖主义事件中最主要的作案工具之一。在作案人与这些工具接触后,会在其皮肤表面遗留下潜在的金属工具遗留印迹(简称“金属印迹”)。通过对其进行显现可反映出金属工具的形态特征,在现场快速证明二者之间关联性,从而为案件的侦破提供线索与证据。目前,该技术只能显现接触工具后一段时间内作案人皮肤表面上的铁器遗留印迹,极大地限制了其在实际案件中的应用范围。为解决上述问题,本论文建立了常见金属印迹的快速显现及其综合应用体系,分别通过对皮肤表面常见金属印迹的普适性显现、转移至渗透性客体上次生金属印迹及其与汗潜手印的联合显现以及对显现后金属印迹中金属元素的定量分析,实现了对金属印迹形态与成分信息的综合利用,增强了金属印迹显现技术的系统性与实用性,从而为调查刑事案件、恐怖主义事件中作案人与作案工具之间关联性提供更加确凿的证据。建立了常见金属印迹的通用显现方法。本部分所采用的2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-(二乙氨基)苯酚、二硫代草酰胺、铬天青S等显现试剂灵敏度高、特异性强,可分别与Fe~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Al~(3+)反应生成有色络合物。这些络合物在皮肤表面的分布状态可反映出金属工具的形态特征;先喷洒通用试剂2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-(二乙氨基)苯酚灵敏地显现了除铝质工具外的其他常见金属印迹,之后分别在相同部位喷洒验证试剂,原印迹均发生了显著而特定的颜色变化,并通过与金属印迹色卡进行比对,进一步确定了金属印迹种类及所含金属元素种类。该方法不仅可以广泛获取金属工具形态特征以及元素信息,扩展金属印迹显现技术的适用客体范围,而且还可以快速、准确地验证印迹中元素信息,提高原有技术的准确性与可靠性。此外,该方法还使金属印迹显现技术成为一项具有规范操作流程与明确判别方法的现场调查方法。建立并评价了渗透性客体上次生金属印迹的显现方法。作案人在接触金属工具后再接触现场其他客体,会在其上遗留次生金属印迹。当皮肤表面与渗透性客体之间的压力F5 kg、接触时间T1 s时,采用装有显现试剂的微网雾化器喷显1 min即可获取高质量(强度与分辨率)的次生金属印迹。这些印迹可以同时反映出作案人的手印纹线特征与作案工具的形态特征,并分别通过形态特征的比对进行两种物证的种属、同一认定。该方法适用于显现多种渗透性客体上以及多种金属工具遗留的次生金属印迹,其显出印迹在避光条件下保存可作为永久物证使用。而且,该方法消除了传统显现技术只能在案发后一定间隔时间内对作案人进行检验的限制,是一种证明作案人与作案工具之间关联性的新方法,可根据案件情况作为传统技术的补充与补救手段。建立了渗透性客体上汗潜手印与次生金属印迹的联合显现方法。采用茚二酮、DFO试剂显现的汗潜手印与2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-(二乙氨基)苯酚试剂显现的次生金属印迹在白光与绿光下均不存在颜色干扰。而且,先显现汗潜手印、后显现次生金属印迹对两种印迹的细节特征均不产生破坏,是两种印迹联合显现的最佳顺序。显现后的复合印迹在白光下可反映出作案工具的形态特征,在绿光下可反映出作案人的手印纹线特征,分别在两个视野下进行两种物证的种属、同一认定。该方法不仅在次生金属印迹显现的基础上获取了更全面的手印纹线特征,而且还反映出了汗潜手印中外源性金属成分的分布状态,从而为证明作案人与作案工具之间关联性提供了更强有力的证据。建立了显现后金属印迹中微量金属元素的ICP-MS定量分析方法,并测定了七种金属印迹中金属元素含量。采用经乙醇溶液浸润后的脱脂棉球提取皮肤表面经显现的金属印迹后,进行ICP-MS定量分析可以成功检出各金属印迹中微量金属元素及其含量。镀锌、铁质以及紫铜工具遗留印迹中主要转移了各自特征元素Zn、Fe、Cu,而黄铜与白铜工具遗留印迹分别转移了Cu、Zn与Cu、Zn、Ni元素;三种类别金属印迹之间特征元素Cu、Zn、Fe含量存在显著差异;紫铜、黄铜、白铜工具遗留印迹中Cu、Zn、Ni含量存在显著差异,但铁质、镀锌工具遗留印迹类别内除主要元素外其余元素含量无显著差异。因此,结合金属印迹中元素种类与含量信息可以实现三类金属工具之间、铜质工具类别内金属印迹的区分,但无法实现镀锌工具与铁质工具类别内金属印迹的区分。该定量分析方法弥补了分光光度法只能对金属印迹中单一元素进行分析的不足,填补了合金工具遗留印迹转移规律研究的空白。同时,该方法还起到为金属印迹显现方法补充元素种类信息与提供元素含量信息的作用,从而为作案工具种类的判别提供更为准确的依据。
【学位单位】：中国人民公安大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：D918.91
【部分图文】：

结构图,络合,结构图

过程的综合转移过程。该研究团队在实验中发现，凝胶浸泡 1 min 后，仍可以显现出外形轮廓与细节特征清晰。虽然水溶性的 Cu2+在浸泡过程中损失，但是仍有其他明 Cu 元素以离子与单质两种形式共同转移，而非仅仅转移。转移机理的研究只是停留在显现实验效果的观察与推论上具体形态的观察与表征，有待于进行进一步的系统研究显现技术的改进提供理论基础。现原理接触铁质工具后，铁元素在汗液的腐蚀作用下会以 Fe2+对接触部位喷洒 PDT 试剂后，可以在皮肤表面显现出靠的是 Fe2+与 PDT 试剂之间发生的络合物反应，Fe2+作PDT 作为电子接受体，生成了 1：3 的品红色络合物[21]，

示意图,姿势,示意图,印迹

经 8-羟基喹啉显现的铁质遗留印迹需要借助短波紫外灯进行观察，容易引起受试者肤病变，加之 8-羟基喹啉溶液稳定性差，在使用之前需要现场配制。因此，8-羟基喹试剂在后续的研究中逐渐被其他试剂所取代。Goldman 等[31]与 Thornton 等[32]发现 3-(2-吡啶基)-5,6-二苯基-l,2,4-三嗪（简称PDT”）是一种对 Fe2+的灵敏试剂。该试剂可以与 Fe2+形成品红色络合物，无需在紫外下进行观察，具有显现手掌面铁质遗留印迹的应用潜力。在对其与 8-羟基喹啉比较研时发现，PDT 具有更高的灵敏度，在显现手掌面铁质遗留印迹上表现优异，于是建议用更为安全有效的PDT。此后，Leifer[33]等将 PDT 试剂在四起刑事案件中进行了应用，证明该方法可以满足理实际案件的需要。在一起疑似自杀案件的调查中，检验人员向被害人手掌面喷洒了DT 试剂。通过显现后在手掌面上出现紫色枪支遗留印迹，证实了被害人接触过枪支的实。但是，通过对该印迹进行进一步比对过程中发现，在中指与屈肌褶纹之间的点状迹位置与正常持枪存在异常，从而判断该被害人为反向持枪，从而为案件的定性提供依据，如图 1.2 所示。

试剂,衍生物,灵敏度,摩尔吸光系数

PDT 试剂的灵敏度，Almog 等[24]采用 Stephen 等生物，并对其最大吸收波长、摩尔吸光系数等光谱1]从十六种 PDT 衍生物中筛选出两种灵敏度较高DT 进行了比较研究，如图 1.3 所示。研究结果表对比度方面均优于 PDT 试剂。然而，由于在灵敏PDT 衍生物未得到广泛应用。

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