手印检测技术及其发展

岳健 李晏 刘景宁

摘要：19世纪末，法国医生（Aubert）在其日常开展医学研究时，在实验中意外地发现AgNO3溶液可以显现留存于纸张上的潜在的汗液手印，他的这一发现，为手印显现技术开启了一个全新的篇章。随着社会科学的发展进步，手印显现水平也得到了不断的提升，由最初的单一方法，发展至今已成为一门综合运用化学、物理、生物、光学等诸多学科知识的一门专业技术。

关键词：手印

1.光学检验

（1）光学检验的工作原理。光学检验的工作原理是借助光源照射并调整入射光源的角度、位置及其方向发现并检验手印的。多波段光源检测法是近年来新型的一种光学检测法，其能够发出从紫外到红外范围内不同波段光的新型光源，由于多波段光源具有光能量大、可选择光源多、较灵活方便的特点，而受到刑事技术工作人员的喜爱，并在日常的工作中大量使用。

（2）紫外光检验。紫外光检验的工作原理是经过荧光试剂处理的手印遗留物质受紫外光的激发会发出特定的荧光，从而将指纹显现出来。之后，使用专业的紫外照相相机对于显现后的指纹进行拍照固定。

紫外线照相主要作用是增强手印物质与留痕客体之间的反差，以此达到更好的手印提取效果。在可见光范围内，大部分手印物质的反射能力与留痕客体的差别是不明显的，但是在紫外区域内，手印物质可以强烈吸收紫外线，而留痕客体的吸收率却很差，于是在紫外光激发下，显现的手印纹线与承痕客体之间产生较大的反差，从而最终显现出指纹。

利用手印物质与留痕客体在紫外区域照射下具有差异较大的反射吸收率，从而在感光材料上形成较大的反差，以此获得清晰稳定的手印图像就是物证检验摄影的原理。依据紫外反射照相原理，短波紫外光源照射在留痕客体表面，留痕客体表面与手印中的汗液、油脂等物质在短波紫外线照射下反射效果产生差异，加大手印与背景之间的这种反差，实现潜在手印的光学显现，最后利用滤光镜、数码相机、翻拍架等摄影器材进行拍摄提取。紫外照相法在实际的工作中，成功的解决了部分疑难手印的拍照提取问题，如陶瓷、镜面、搪瓷、部分塑料制品上的手印以及玻璃上双面重叠手印等，能够利用紫外线照相方法分离出清晰的指纹，并最终固定、保存。

（3）激光检验。科学家B.E.Dalrymple，J.M.Duff在1976年鉴定年会上第一次提出可以利用氩离子激光器进行手印显现。1978年，利用氩离子激光器进行手印显现成果被刊登在《法庭科学》上。至此，对应用于手印显现技术的激光检验法的研究引起学界的广泛关注，相关研究方兴未艾。例如，这种激光显现法应用到了美国联邦调查局的工作中，他们，将一枚遗留四十多年的潜在手印顺利显现出来。

现代激光检验手印主要包括以下五种方法：①固有荧光检测法，即利用激光激发遗留手印的固有荧光并通过滤色镜观察指印纹线；②二次光致荧光法，即利用荧光染料对遗留手印进行染色以去除留痕客体表面背景荧光的干扰，再用激光照射产生强烈的荧光手印；③荧光粉末法，即使用荧光染料与其他配粉混合配制荧光粉末，在使手印刷显后，利用激光照射观察荧光手印；④纳米复合材料显现法。该方法由美国科学家E.R.Menzel提出，其基本思路将纳米复合材料作为光致发光剂来显现隐藏的手印；⑤激光-茚三酮-氯化锌显现法，该方法是用氯化锌或硝酸镉溶液进行进一步处理改善茚三酮显现手印的效果，在激光下可观察到黄色的手印纹线。

2.粉末显现

粉末显现手印法是在日常的刑事技术工作中应用的最为普遍、广泛的手印显现法，其基本思路是利用固体粉末与手印中的汗液以及油脂等遗留物质具有亲和作用，进而可以达到显现指纹的效果。

早期，工作人员在使用滑石粉、木炭、粉笔末等显现手印时发现，这些粉末附着力不强，显现手印效果不佳，很难达到比对鉴定要求。二十世纪七十年代，刑事技术人员第一次采用了标准粉末刷显法对客体上遗留的潜在指纹进行。该方法可以显现玻璃上遗留的120h之内的手印，而且显现的指纹中，指纹纹线清晰连贯、提取率高，大部分都能达到比对鉴定要求。

在粉末显现法中，粉末的微观形态各种各样主要有球状、片状、不规则形、树枝状等，这些形态直接影响着手印显现的最终效果。中国刑警学院科研人员针对这一问题进行了深入的研究后发现，其中形貌為树枝状的粉末，其流动性较差，所以刷显出的手印效果差，且易于改变原始手印的细节特征。而形貌为球状的粉末，其流动性较好，所以刷显出的手印效果好，基本上能反映出原始手印的细节特征，是最好的粉末形态。常见的球状粉末是由一种原料组成的单一粉末，主要包括石墨粉、青铜粉、铝粉等十余种粉末。在手印物质上，其中青铜粉和铝粉具有附着力强、弹性大等特点，对于常见光滑留痕客体来说，其显现效果好。但对于表面较粗糙的客体，隐藏其表面上的手印用这两种粉末都无法显现。此后，工作人员在普通粉末显现手印存在这些问题的基础上，研制出了磁性粉末，成功的解决了上述问题。磁性粉末相对普通粉末显现手印具有独特的优势，因为在显现过程中，使用专门配置的磁性刷对于蘸取磁性粉末对于客体上遗留的潜在指纹进行显现，其相对于之前普通粉末显现法，能有效的避免对于手印的破坏。但是磁性粉因为其所具有的磁性，因此对于金属制品上遗留的手印显现效果不佳，因此并不能完全取代常规的毛刷粉末法。

目前，黑色磁性粉和彩色磁性粉受到我国各刑事技术人员的青睐，广泛应用于手印显现工作中。荧光粉末在手印显现中对各种各样的留痕客体都能适用，而且它的荧光性能强。由于荧光粉末对于指纹显现所具有的上述优点，因此各国技术人员都加大了对其的研制[11]。近年来，随着对粉末显现技术的深入研究，我国已经研制出以Kπ-03荧光粉为代表的多种荧光粉末。目前，粉末显现还有很多缺点，例如不能运用到潮湿、水浸留痕客体上来显现手印。

20世纪末，美国科研人员研究出利用小粒子悬浮液法显现水浸泡客体上的手印，开辟了显现潮湿、水浸留痕客体上手印显现的先河。小粒子悬浮液法显现的操作步骤如下，首先利用将小颗粒试剂与水混合制成微粒悬浮液，之后运用乳化剂作用，喷洒在有潜藏手印的客体上，由于手印含有油性物质，该物质可以吸附微粒试剂，从而让潜藏的手印显现出来。此后，针对的不同留痕客体的实际特征，我国刑事技术工作人员经过大量的实验，成功的研制出了四氧化三铁小粒子悬浮液等产品，以供日常工作中选择使用。

3.化学显现

（1）硝酸银显现法。硝酸银显现法具有操作方便、简单的特点，是日常刑事技术工作中运用最为广泛的显现方法之一。该方法的具体步骤是，首先将配制的的硝酸银溶液喷洒在待显现处，手印中含有的氯化钠等物质能够与硝酸银发生化学反应，从而生成氯化银，由于在光照条件下，氯化银易于光解，最后潜藏的手印处就会显现棕黑色。该方法的优点是可以显现较为陈旧的手印。通常情况下硝酸银显现法对于显现非渗透性客体上的油质或皮脂汗手印效果较好，但对于纸张、本色木、等物体上的潜在指纹显现的效果较差。

（2）茚三酮显现法。茚三酮，又被称为苯并戊三酮，可与氨基酸发生反应，由于其产物为紫色，故又被称为鲁赫曼紫反应。20世纪中期，瑞典人首先使用茚三酮使汗液手印显现出来。茚三酮显现法的原理如下，由于人体液中含有游离氨基的氨基酸，蛋白质、肽及多肽等物质，而茚三酮可与这类物质发生反应，并生成紫色物质。例如在弱酸性的条件下，茚三酮会与氨基酸发生共热反应，使氨基酸的发生水解生成亚胺，水解后与之前合成的物质发生显色反应，最终生成紫色物质，从而显现出手印。茚三酮显现法成功的弥补了传统粉末显现法的不足，能够对于非渗透性客体上遗留的潜在指纹进行显现。目前，该方法在刑事技术工作中是被普遍采用的显现方法之一。

（3）茚二酮显现法。1982年，以色列法庭科学工作人员在对茚三酮同系物的合成进行研究时，初步分析了利用其显现手印的可能。实验研究表明在茚三酮同系物的同系物中，与茚三酮显现效果相似的环稠合和取代的同系物。但实验结果表明两者所显手印最终的颜色不同，如使用2-二氢化茚-1，3-二酮显现手印，颜色为暗绿色，其分辨率较高，应用推广前景较好。A.A.Cantu及其合作者提出，茚三酮同系物中，能够直接发生荧光反应显现出手印，例如5，6-二甲氧基-1，2-二氢茚二酮和氨基酸，尤其是5，6-二甲氧基-1，2-二氢茚二酮在荧光反应时，其在灵敏度和分辨率等方面都比DFO显现效果好。此后，经过实验研究，科研人员发现将硝酸银溶液和茚三酮混合起来显现手印，该混合试剂能够同时与手印物质中的氨基酸、氯离子发生反应，那么该试剂具有硝酸银显现法反差强的特点，也具有茚三酮显现法灵敏度高的优点。

（4）DFO显现法。1990年，1，8-二氮芴-9-酮（简称DFO）这种氨基酸显色剂首次被美国科研人员提出。它的出现将手印显现技术提升到了一个全新的高度。随后，科研人员经过大量的实验研究，对DFO显现法中的试剂配比、温度、显现时效、湿度等手印显现的影响因素进行了分析。与茚三酮显现法相比，该方法不仅具有更高的显现灵敏度，还基本不会在纸张等客体上显现后留下痕迹，最多仅留有淡淡的紫色，所以显现后对呈痕客体的污损比较小。但由于该方法的价格较高，同时使用了对环境有污染有机溶剂（三氯三氟乙烷），因此其应用前景不高。开始先是国外的研究人员尝试寻求其它的荧光试剂来显现手印，例如铕络合物。美国德克萨斯技术大学法庭科学研究中心尝试使用Eucl3.6H2O分别处理5-甲氧基茚三酮和茚三酮等衍生物显现手印，最终形成的铕-鲁赫曼紫络合物，在紫外光的激发下，透过滤光镜能够观察到橙红色荧光手印。但该实验操作还存在一个致命的缺点，即该络合物只吸附在指印的表面，却不吸附在背景客体上，所以这种方法几乎不能应用于手印显现。我国技术人员总结外国科研人员的研究成果，经过大量的实验，发现使用7-苯甲氨基-4-硝基苯-2-氧杂-1，3-二唑（简称BBD）作为荧光剂，可显现出明亮的黄色荧光手印。在使用金属卟啉类大环化合物例如Sn-卟啉的络合物，以及茚三酮的硫取代衍生物例如5-甲硫基茚三铜作为荧光剂时，均获得了较好的显现效果。

4.熏染显现

熏染显现法早期使用碘、溴、四氧化锇等试剂气熏手印，而在后来的实践工作中，碘熏法应用较多。但传统的熏染显现法都存在着手印不易保存这一缺点，同时对于周围的实验环境也造成了大量的污染。1978年，“502”胶熏显法首次被日本用在了犯罪鉴定领域，80年代初，这项指纹显现技术被传到美国并得到了长远的发展。1983年，我国刑事技术人员开始使用该方法，并在日常工作中对该法不断发展、完善。502手印熏显法的优点是灵敏度高，缺点由于显现出的手印和客体背景的反差不强，所以难于拍照提取。由于使用502进行熏显时能使手印得以固定，技术工作人员在熏显时结合其他方法来增强反差效果，与此同时手印也不会被破坏。技术工作人员经过实验，采用加碘熏染、罗丹明6G等荧光试剂染色等方法来增强显现手印与手印承痕客体之间的反差，使显现效果得到较大的改善。502手印熏显法以其所具有的上述优点，受到了广大刑事技术工作人员的青睐，并在日常的工作中得到大量的使用，同时，我国技术工作人员经过大量实验，成功的研制出了502手印熏显柜，从而将手印的熏显时间、熏显环境、等影响因素定量化，使得502手印熏显法提升到一个全新的高度。

20世纪70年代，我国技术人员提出了全新的高真空镀膜显现法，其原理是利用真空镀膜机，促使金属或非金属物质蒸发成气体分子，然后喷射到潜藏手印的客体上，由于手印的遗留物质和蒸发的气体分子之间具有亲和力，所以在潜藏手印的客体上，将沉积一层与留痕客體厚度不同的薄膜，最终将潜在的手印显现。但该显现方法存在较多的缺点，如费时、费电、费水等。开始阶段，技术工作人员主要使用联苯胺试剂来显现手印，但由于该试剂具有致癌性，因此后期技术工作人员主要使用四甲基联苯胺来显现手印。

5.特殊客体手印显现

对于灰尘加层手印的显现一直是刑事技术工作的难题，由于该类指纹客体形态、成分所具有的特殊性，因此一直很难达到很好的显现效果，之前常用的显现方法是使用硫氰酸钾试剂显现法。该试剂显现法的基本思路如下，由于灰尘中含有Fe[3+]，可以与SCN-发生络合反应，最终生成红色的络合物，以此显现手印。生物染色剂、茚三酮以及碘一碘化钾等试剂应用于在性犯罪现场，如阴道分泌物、遗留的精液等形成的手印进行显现。目前已有实验通过培养手印上的细菌，加以染色处理，得到了清晰的手印纹线。虽然目前生物技术显现手印法的应用还比较少，但是在未来得生物技术中，该方法有可能成为新的手印显现研究方向。

参考文献：

[1]Li H， Eddaoudi M， OKeeffe M， et al. Nature， 1999， 402（6759）： 276.

[2] Chae H K， Siberio-Perez D Y， Kim J， et al. Nature， 2004， 427（6974）： 523.

[3] Furukawa H， Ko N， Go Y B， et al. Science， 2010， 329（5990）： 424.

[4] Eddaoudi M， Kim J，Rosi N， et al. Science， 2002， 295（5554）： 469.

[5]Deng H X， Doonan C J， Furukawa H， et al. Science， 2010， 327第2期翟睿， 等： 金属有机框架材料的研究进展（5967）：846.

作者简介：岳健，李晏，男，2016级江苏警官学院刑事科学技术系学员，从事物证技术研究工作；

通讯作者：刘景宁（1960.10-）：男，江苏盐城，硕士研究生，教授，江苏警官学院刑事科学技术系、南京工业大学化学及分子工程学院硕士生导师；研究方向：毒物、毒品及微量物证分析，应用化学。

2018年江苏省大学生实践创新创业训练计划项目；项目编号：201810329036X。