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放大罪证

2012-07-07阿碧

检察风云 2012年4期
关键词:电子显微镜偏光法医

文/阿碧

放大罪证

文/阿碧

显微镜进入司法领域,是法医专家应用科学仪器的起点性事件,也是法医学从经验科学走向现代科学的重要标志。

比较显微镜▲

1247年,我国宋朝的司法鉴定专家宋慈出版了《洗冤集录》五卷,这是世界上最早的一部法医学著作。1598年,意大利医师菲德利斯发表《医生关系论》一书,主要论述了司法医学鉴定的一些方法,这是欧洲第一部法医学著作。1642年,德国莱比锡大学首先开设系统的法医学讲座;1782年,柏林创办了第一份法医学杂志,从此法医科学初步形成它自己独立的体系。

无论是中国的宋慈,还是意大利的菲德利斯,或是同时代其他国家的司法鉴定专家,他们对各种证据和线索的分析都是靠自己的经验和肉眼来进行判断,不免会出现各种各样的偏差。当时一些法医专家已经认识到,要靠不带主观意识的仪器来分析证据。尽管在18世纪中后期,工业革命就在欧洲如火如荼地展开了,各种各样的现代化仪器也随之涌现,但是法医专家们并没有找到一件称手的工具,直到有法医注意到显微镜。

其实,显微镜与工业革命没有多少瓜葛。1590年,荷兰和意大利的眼镜制造者已经造出比较粗糙的原始版显微镜,用于给眼睛不好的人看小字本的书籍。1665年,英国生物学家胡克就开始制造出比较现代化的光学显微镜,并用它来观察大物体的内部构造或微小物体。此时,显微镜已经可以用来寻找犯罪现场的蛛丝马迹了。然而,当时的司法机构不像现在的司法机构那样关注新科学,显微镜也很长时间未能进入法医专家的视野。

之所以在上面提到胡克发明光学显微镜将近100年之后才发生的工业革命,是因为工业革命给各行各业带来了一种新的思潮,那就是不仅要利用机器来进行更加大规模的生产,还要用仪器来进行更加精密的研究。这种思潮自然对司法领域也有所触动,他们也得赶上这股时代的潮流,一些国家的司法机构开始鼓励司法工作者利用仪器来破案。于是,一些司法工作者注意到显微镜可以把罪证充分放大,从而出现一些我们肉眼看不到的痕迹,给破案提供了更加科学和可靠的线索。

究竟是谁第一个把显微镜引进到司法领域?现在已经无从查考。然而,从19世纪开始显微证据就开始在多个国家的法庭上被采用,相关研究成为了法医学中的一个重要分支——法医显微学。最初,法医们主要用显微镜来观察尸体的表面痕迹,比如俄罗斯法医赖丁格斯用显微镜观察自缢者和被他人勒死者的颈部索沟,以判断这种勒痕的差异以及形成时间。后来,法医们进一步利用显微镜来研究尸体的内部组织切片,以判断死者死亡前后的情形。随着分辨率的不断提高,显微镜的用途也越来越广泛。

金相显微镜

立体显微镜

偏光显微镜

一、比较显微镜

比较显微镜是一种特种光学显微镜,它从20世纪30年代问世以来,已经在司法领域得到了广泛的应用。比较显微镜不仅具有普通显微镜的放大作用,而且能用一组目镜同时观察到两个不同检测物体的显微图像,以此检查、分析和鉴别它们在形式、组织、结构、色彩或材料上存在的微小差别,达到鉴别、比较的目的。现代比较显微镜的功能集中了现代光学仪器的最新成果,与电子、信息、图像处理等高新技术结合使用十分方便。高倍比较显微镜配备图像监视器后,可以达到数千甚至数万倍的放大倍率。

比较显微镜在司法领域常常用于纸张、油漆、纤维等材料的对比分析,把罪证和可能来源的材料进行比较,最终发现材料的真正来源,以缩小案件的侦破范围。比如,某个凶杀案现场发现了一封敲诈信,法医通过经验判断出敲诈信用的是一种特殊的再生纸。为了确认这个判断,法医用比较显微镜观测敲诈信的纸张和商店出售的再生纸的纸张,发现两者的特征明显吻合。这种纸在该市销售的地点不多,通过刑侦人员的摸排,最终在数个嫌疑人中找到了真正的凶手。法医还利用比较显微镜观测了敲诈信上的字迹和凶手的字迹,发现两者特征吻合,敲诈信是凶手亲笔书写。

比较显微镜还可以广泛应用于检测文件复制品、假钞和文物赝品。不少犯罪分子或使用到伪造的身份证、护照、支票、学历证书,这些假货无论看起来多么逼真,在比较显微镜下都会现出原形。犯罪分子制造假钞、假画和假古董的技术越来越先进,光靠个人的经验往往难以识别,但是利用比较显微镜就可取得快速和明确的结果。

二、金相显微镜

某个消费者去某个商店买来一件价值数万元的黄金饰品,店家号称那是如假包换的千足金,结果鉴定专家却认为那不过是价值几百元的普通饰品。买家要把商家告上法庭,怎么证明买到的是假货?可以用金相显微镜来给出证据。经过检测,消费者所购买的黄金饰品只有表面镀了一层金,内部全是铅。

金相显微镜是将光学显微镜技术、光电转换技术、计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成的高科技产品,可以在计算机上很方便地观察金相图像,从而分析出金属是哪一种成分,是单一金属还是合金。金相显微镜不但可以用于鉴定贵重的黄金、白金等饰品,还可以用于鉴定金属类的古董。比如工艺已经失传的大马士革刀现存数量很少,市场上出现了许多赝品。俄罗斯金属专家雅可布用金相显微镜鉴定出50多把大马士革刀赝品。雅可布说:“很多人来找我鉴定他收藏的大马士革刀,结果没有一件是真的,那些赝品连钢刀上的特殊花纹都难以仿造出来。他们用我的鉴定结果把那些欺骗他们的卖家告上了法庭,结果都胜诉了。”

金属的成分、热处理工艺、冷热加工工艺直接影响金属材料的内部组织、结构的变化,从而使机件的机械性能发生变化。因此,金相显微镜对空难、车祸、海难等交通事故的鉴定也有重要的作用,它可以用于鉴定这些交通事故中的金属部件,确认灾难是不是由于这些金属部件的损伤而引起的。在一些枪击案件中,对案发现场遗留弹头的金相显微分析,可以确认凶手所使用子弹的型号和来源,缩小侦测范围。

三、立体显微镜

立体显微镜又称“实体显微镜”或“解剖镜”,在观察物体时能产生正立的三维空间影像。立体感强,成像清晰和宽阔,又具有长工作距离,并是适用范围非常广泛的常规显微镜。立体显微镜操作方便,直观,检定效率高。在工业上,立体显微镜往往用于电子工业生产线的检验、印刷线路板的检定、印刷电路组件中出现的焊接缺陷的检定、显示屏的检定等。

立体显微镜在法医学上应用主要是检测细微血迹和创口的形状。比如,在一些凶杀案中,凶手对现场的处理十分干净,往往发现不了任何血迹,甚至被害者身上也找不到创口。此时,法医会用立体显微镜对被害者的衣物和皮肤进行逐点式扫描,可能在很隐秘的地方或者很容易被忽略的地方找到罪证。对于有的谋杀案,没有明显内伤,也找不到创口,就可以用立体显微镜来查找是否有针孔等微小的创口。对于有的有明显刺伤的受害死者,也可以用立体显微镜扫描创口,不但可以清晰地看到创口的形态,而且可以查找到遗留在创口有关凶器的其他痕迹,比如油泥、油漆、煤灰等,分析这些痕迹可以缩小侦测范围。

原子力显微镜

电子显微镜

激光扫描共聚焦显微镜

四、偏光显微镜

偏光显微是鉴定物质细微结构光学性质的一种显微镜。凡具有双折射性的物质,在偏光显微镜下就能分辨得清楚。偏光显微镜的特点,就是将普通光改变为偏振光进行显微镜检测的方法,以鉴别某一物质是单折射性或双折射性。双折射性是晶体的基本特征,因此偏光显微镜被广泛地应用在矿物、化学等领域。在生物学中,很多结构也具有双折射性,这就需要利用偏光显微镜加以区分。

偏光显微镜对法医来说也很有用,可以用来观察齿、骨、头发及活细胞等的内部结构,从而为破案提供线索。比如,用偏光显微镜可以观察毛发结构,并可通过分析人和动物毛发的结构来区分物种。对于不同人种、甚至同一人种中不同地区中的人,头发结构都有细微的差别,这样就可以分析受害者或凶手的种族。对于那些动物走私者,他们往往把受保护动物的毛皮伪装成普通的可以合法贸易的动物毛皮,有时居然能蒙混过关。然而,在偏光显微镜下,可以清楚地看到动物毛的内部构造,从而确认所走私的动物毛皮究竟是不是属于保护物种的。

五、原子力显微镜

原子力显微镜利用原子或分子间的相互作用力来观察物体表面微观形貌。它有一根纳米级的探针,被固定在可灵敏操控的微米级弹性悬臂上。当探针很靠近样品时,其顶端的原子与样品表面原子间的作用力会使悬臂弯曲,偏离原来的位置。根据扫描样品时探针的偏离量或振动频率重建三维图像,就能间接获得样品表面的形貌或原子成分,获得的显微图像精度很高。

原子力显微镜曾经用于案发现场毛发的分析,通过观测毛发的形态来确定受害者或嫌疑人的可能身份。近年来,我国广州暨南大学化学系和美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员发现了原子力显微镜的新用途。他们利用原子力显微镜对血液中红细胞的型态进行分析,帮助法医判断死者的死亡时间。在法医科学的领域中,正确地判断死者的死亡时间,对于案件真相的厘清扮演着关键性的角色。判定死亡时间,多半是由具有解剖病理学专业的法医师来进行判断。

在原子力显微镜下,研究人员观测到暴露在空气中的红细胞所发生的变化。在12小时以内,样品产生了裂痕以及细胞萎缩。60小时后,萎缩的样品产生了小突起,而这些小突起会随着红血球暴露在空气中的时间增加而增多,因此这些小突起的数量就成了判定死亡时间的指针,可以根据相关公式推算出死者的死亡时间。

六、电子显微镜

电子显微镜,简称电镜,是根据电子光学原理,用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜,使物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。电子显微镜一般分为透射电子显微镜和扫描电子显微镜两种。自从首台电子显微镜于20世纪30年代初问世以来,经过60多年的发展,到目前分辨率可达到0.1纳米,这是一个极为精确的分辨率数据,也就是利用这样的电子显微镜居然可以看到物体内部的每个原子。

目前,电子显微镜在法医昆虫学的研究中有着重要的作用,极大地提高了法医昆虫学在实际操作中的准确性和效率;并且在法医学昆虫生长发育方面的研究上,具有重大意义。研究人员主要利用扫描电子显微镜对法医昆虫中形态相似度高的种群之间、不同种属之间、同种群中不同个体的幼虫、蛹在生长过程中产生的变异进行了深入观察,做出了深入的分析,研究总结出不同种群之间、不同种属之间、同种群中不同个体之间在不同生活条件下可能产生的变异。而对于透射电子显微镜的应用上,科学家对于同一种昆虫的幼虫,在不同生活条件下的发育不同情况进行观察分析,总结其中产生差异的原因及其规律。

七、红外显微镜

法医检测的样品中有一些非常微小,而且混杂在其他物质中,用普通的光学显微镜难以分辨,需要用到红外显微镜这种较为前沿的显微分析仪器。红外显微镜可对于混合样品进行快速大面积的分子水平的扫描,在几十秒内就可获得数千张高质量的红外光谱图,将混在复杂混合体系中的痕量杂质检出来。

红外显微镜可对违禁药品、炸药、指纹、毛发、纤维、油漆等证据进行可视化和化学分析,可以鉴别出不同书写墨迹、打印机复印机碳粉的种类、印油印泥的种类、碳素笔签字笔的种类,还能分析出纸张和油墨的成分细微差异,以鉴别出材料的形成时间。这种显微镜允许法医在任何场所进行快速的证据检测,有利于缩短破案时间。操作这款高科技显微镜的电脑程序也很简单,甚至未经培训过的法医只要以前用过其他显微镜,也可以非常简便、快捷地掌握这种仪器的用法。

八、激光扫描共聚焦显微镜

激光扫描共聚焦显微镜用激光作扫描光源,逐点、逐行、逐面快速扫描成像,扫描的激光与荧光收集共用一个物镜,物镜的焦点即扫描激光的聚焦点,也是瞬时成像的物点。由于激光束的波长较短,光束很细,所以激光扫描共聚焦显微镜有较高的分辨力,大约是普通光学显微镜的3倍。激光扫描共聚焦显微镜也能显示被检测对象的内部立体构造。系统经一次调焦,扫描图像是平面图像。调焦深度不一样时,就可以获得样品不同深度层次的图像,这些图像经过计算机处理后就能呈现扫描对象的立体结构。

激光扫描共聚焦显微镜是新兴的显微仪器,广泛应用于生物学领域的显微观察。相对于普通光学显微镜,它能够进行光学切片和对检材进行三维重构,并且能够获得较之普通光学显微镜更高的空间分辨率。激光扫描共聚焦显微镜作为一种精密的观察工具,在法医病理学的显微图像检测中具有重要价值,在心源性猝死的判定、枪弹创分析和神经系统损伤分析等方面有着重要的应用。

编辑:陈畅鸣 charmingchin@163.com

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