DFO显现潜在手印研究进展

毛乃赜，罗亚平

(中国人民公安大学刑事科学技术学院，北京 100038)

0 引言

在法庭科学领域，尽管近年来DNA物证的使用在不断增长，但手印仍然是进行人身同一认定的重要物证。人体手掌面花纹形成于皮肤的深层，具有人各不同、终生不变、触物留痕的特点。潜在手印显现，是指在保证手印细节特征不变的前提下，通过增强手印与背景材料对比度以达到手印可视化的过程[1]。在物证检验理论与方法高度发达的今天，手印显现技术仍以其成本低廉、便于操作的特点，在法庭科学领域占有一席之地。

DFO是显现渗透性客体上潜在手印的常用试剂[2-4],它可以与手印物质中的氨基酸发生反应[5],显现出的手印主要通过光致发光的方法进行检测。近些年来，国内外对DFO显现方法的研究逐渐深入，在DFO溶液配方的改进[6-8]、复杂承痕客体上陈旧手印的DFO法显现、DFO显现后手印二次处理、荧光采集方法的探究及检材经DFO处理后DNA的提取[9-10]等方面取得了大量成果。然而，国内外专家学者以往的研究大多集中于DFO的溶液配制及DFO与其他显现方法的应用顺序上，对于手印检材的前处理方法却少有研究，这为DFO显现方法的进一步改善留下了很大空间。

由于DFO显现方法具有一步完成、灵敏度高的优点，该方法一经发现便在西方国家的法庭科学领域得到了迅速而广泛的关注与应用，2004年国外的一份调查显示，DFO显现法已成为显现渗透性客体上潜在手印的第二大常用试剂。我国虽然对DFO显现方法的研究并不晚，但近年的研究进展和推广速度仍比较缓慢。

1 DFO显现潜手印的反应原理

潜在手印的检测方法，包括光学(吸收、漫反射、光致发光、紫外吸收和反射)、物理(粉末，小颗粒悬浮液，高真空金属镀膜)和化学(茚三酮、DFO、1,2-茚满二酮和京尼平)以及这三类方法的组合[11-12](物理显影液、碘熏、502胶熏显)。DFO显现法作为一种化学显现方法是因其可以与体液中的大多数氨基酸发生反应。在这一过程中，DFO与α-氨基酸及其酯反应，通过形成亚胺，分别得到脱羧甲亚胺叶立德和酯取代甲亚胺叶立德。在有N-甲基马来酰亚胺存在的环境下，这些甲亚胺叶立德经过内过渡态进行立体有择的环加成反应，生成一种浅紫红色的能够产生荧光的化合物[13]。

由于通常情况下案件现场遗留的手印中氨基酸的含量较少，所以DFO与氨基酸反应所生成的物质的量很少，在普通光源照射下反差较小，但由于该化合物具有荧光特性，实践中主要利用光致发光的方法对手印进行观察和记录[14]。目前的研究结果表明：这一化学反应的生成物最大吸收波长在568 nm，其次在470 nm和525 nm。因此，在波长为515～560 nm[15]的蓝绿光照射下，透过橙红色护目镜可以观察到很强的橙红色荧光[16]，从而达到了消除深色、复杂背景干扰的目的。

2 国内外DFO显现法现状

2.1 反应溶液的配制方法

DFO由Druey等人于1950年首次合成，20世纪80年代后期，DFO显现法被确定为可能替代茚三酮的手印显现方法。DFO显现方法的建立初期，反应溶液的配制方法是在乙酸的环境下将DFO固体溶解于甲醇溶液中。然后将此溶液加入1,1,2-三氯三氟乙烷(通常被称为氟利昂113或CFC113)的溶液之中。但在1987年大多数工业化国家签署的“蒙特利尔议定书”关于禁止CFC(氯氟烃的统称)的国际条约中，1,1,2-三氯三氟乙烷由于对臭氧层有害而被禁用。

各国学者在之后的研究中，使用了包括庚烷、HFE7100、HFC200mee在内的多种不同的溶剂来替代氟利昂。然而不幸的是，当使用无氟溶剂时，DFO似乎无法达到原来的显现效果。20世纪90年代初，人们开始使用石油醚作为DFO的溶剂，但像正庚烷一样，一些国家对其可燃性问题提出质疑。英国内务部警察科学发展科(PSDB)的研究人员计划用含有1,2-反式- 二氯乙烯的HFE7100和HFC200mee两种溶剂配方对DFO进行进一步实验。初步实验结果表明：这些制剂是成功的，但所使用的1,2-反式二氯乙烯可能依然存在不少问题。

另外，针对热敏纸利用DFO溶液显现时会变黑的这一特殊问题，中国学者刘赛等通过改进反应溶液配方：向DFO溶液中加入PVP(聚乙烯吡咯烷酮)的方法，成功显现出手印，解决了热敏纸变黑和背景文字或图案干扰的问题[17-18]。

2.2 显现后二次处理及与其他显现方法的使用顺序

DFO显现法公开之前，新西兰的一组研究人员对DFO与传统方法的显现顺序进行了研究，结果表明：DFO可以在茚三酮之前使用，也不会影响后续的物理显现方法。然而，在DFO之后使用茚三酮，效果将大不如前，也不会提供更多的细节特征。另一组研究人员利用DFO对血液进行了增强，实验表明，DFO可用于氨基酸的前序处理。

2000年，澳大利亚悉尼科技大学的学者Claude Roux等人对1,2-茚满二酮与DFO的使用顺序进行了初步的研究[19]，他们的研究结果表明：1,2-茚满二酮可以与DFO联用，但不能与茚三酮联用[20]。同一年，这所院校的学者Costa Conn等人[21]利用金属盐对DFO显现法处理过的手印样本进行二次处理，然而实验表明，只有硝酸锌溶液可以略微改善DFO处理过的潜在手印，镉、钌或铕盐的二次处理对显现效果没有任何改善。

2003年，悉尼科技大学Gemma Payne等人[22]使用“神鹰”宏观化学成像系统(ChemImage公司，匹兹堡，美国)对DFO处理过的潜手印进行研究，研究表明：利用这一系统可以观察到传统成像技术难以捕捉到的浅淡手印及复杂背景上的手印。

2011年荷兰学者Titia Sijen等人[23]对DFO处理过的手印样本进行STR(短串联重复序列)检测，他们发现虽然手印DNA不会因浸泡和显现过程而受到不利影响，但DFO溶液处理的过程会增加DNA污染的风险，无法保证DNA检验的准确性。

2013年英国学者Robert Bradshaw等人[24]利用基质辅助激光解吸电离质谱成像技术(MALDI MSI)对DFO处理过的手印进行二次处理，虽然二次处理可以成功获得手印图像，但是对于棕色信封纸上DFO显现出的断续的手印，MALDI MSI技术无法成功得到理想的图像，而对于DFO显现的白色复印纸上的手印，MALDI MSI技术只得到了较低质量的图像。

2.3 实验检材的前处理

对于样本的前处理这一概念，不同的领域有不同的定义。在法庭科学领域，手印样本前处理的概念和方法也还没有得到清晰的界定。已有的前处理方法，大多集中于清除检材表面外来物质与针对特定的承痕客体的特别处理方法，但这些方法大多对提高显现效果没有实质上的帮助。

由于使用DFO处理热敏纸上的潜在手印时，溶液会使热敏纸变黑，导致显现出来的潜手印部分或全部无法识别，从2006年开始，来自英国内务部科学发展科的专家[25]先后研究出利用乙醇预浸泡、DMAC溶液等方法初步解决了这一问题。然而，没有资料表明这些预处理方法会对DFO的显现效果有明显的改善。除此之外，国内外几乎没有针对前处理改进DFO显现效果的研究报道。

3 结语

在过去的几十年里，证据在刑事司法系统的重要性一直在稳步上升[26]。目前利用DFO显现潜在手印的技术方法都趋于成熟，应用也趋于广泛。然而，值得注意的是我们目前的研究大多针对DFO显现的配方改进及DFO显现后的二次处理，这些研究成果大多延长了显现周期、增加了显现投入，而对于DFO显现样品前处理的研究却几乎是空白。

英国学者Nia E. Archer等人的研究表明，受到现场环境的影响，从手印留下的那一刻起手印物质便开始发生一系列的化学变化[27]，因此对现场遗留的手印进行显现时，恰当的前处理方法将会提高显现成功率，缩短显现周期，为侦查破案提供线索、节约时间。有效的样品前处理方法，应保证不破坏检材、不影响DFO显现后的二次处理、不引入可能给DNA检验造成污染的物质。

目前，对于DFO溶液配制方法等问题的探索，国内外已经遇到了瓶颈，而对于DFO显现潜手印的前处理方法的研究还处在起步阶段，因此从显现程序的连贯性和个人操作的可行性出发，将研究重心向开发DFO显现前处理方法倾斜将会得到更大的收益。

[1]HUMPHREYS J D, PORTER G, BELL M. The quantification of fingerprint quality using a relative contrast index[J].Forensic Science International,2008，178(1):46-53.

[2]王桂强,杨建华,刘寰,等.DFO指印显现技术及应用[J].刑事技术,1995(5):1-6.

[3]闵祥广,常柏年,马荣梁,等.纸张上手印的DFO-茚三酮- 物理显影液系列显现方法研究[J]. 刑事技术,2008(2): 20-22.

[4]徐敏,王海涛.硝酸银、茚三酮、DFO法显现纸张上指印的效果比较[J].刑事技术,2009(4): 17-19.

[5]王明超，罗亚平，刘赛,等.指甲花醌和DFO显现渗透性纸张上汗潜手印比较研究[C]∥公共安全中的化学问题研究进展.沈阳：辽宁大学出版社，2011:660-664.

[6]STOILOVIC M. Improved method for DFO development of latent fingerprints[J].Forensic Science International,1993,60(3):141-153.

[7]孙钟玖,郭鸿.浅议DFO石油醚配方显现指印存在的问题及解决办法[J].刑事技术,1997(1):20-21.

[8]张剑.基于超低温环境下的DFO荧光手印增强技术[J].刑事技术,2010(1):20-22.

[9]GINO S, OMEDEI M. Effects of the most common methods for the enhancement of latent fingerprints on DNA extraction from forensic samples[J].Forensic Science International: Genetics Supplement Series,2011,3(1):e273-e274.

[10]SEWELL J, QUINONES I, AMES G, et al. Recovery of DNA and fingerprints from touched documents[J].Forensic Science International: Genetics,2008,2(4):281-285.

[11]SEAH L K, DINISH U S, PHANG W F, et al. Fluorescence optimisation and lifetime studies of fingerprints treated with magnetic powders[J].Forensic Science International,2005,152(2):249-257.

[12]CHOI M J, MCDONAGH A M, MAYNARD P, et al. Metal-containing nanoparticles and nano-structured particles in fingermark detection[J].Forensic Science International,2008,179(2):87-97.

[13]GRIGGA R, MONGKOLAUSSAVARATANA T, ANTHONY POUNDS C, et al. 1,8-diazafluorenone and related compounds. A new reagent for the detection of (α-amino acids and latent fingerprints[J].Tetrahedron Letters,1990,31(49):7215-7218.

[14]罗亚平,郭威 指纹学教程[M].北京: 中国人民公安大学出版社,2010:125-126.

[15]THEEUWENA A B E, VAN BARNEVELD S, DROKC J W, et al. Enhancement of footwear impressions in blood[J].Forensic Science International,1998,95(2):133-151.

[16]WILKINSON D. Spectroscopic study of 1,2-indandione[J].Forensic Science International,2000,114(3):123-132.

[17]刘赛,罗亚平,冯雅娴,等.DFO/PVP试剂显现热敏纸上汗潜指纹方法研究[J].刑事技术,2012(6):35-38.

[18]LUO Y P, ZHAO Y B, LIU S. Evaluation of DFO/PVP and its application to latent fingermarks development on thermal paper[J].Forensic Science International, 2013,229(1):75-79.

[19]WALLACE-KUNKEL C, LENNARD C, STOILOVIC M, et al. Optimisation and evaluation of 1,2-indanedione for use as a fingermark reagent and its application to real samples[J].Forensic Science International,2007,168(1):14-26.

[20]C. Roux, N. Jones, C. Lennard, et al. Evaluation of 1,2-indanedione and 5,8-dimethoxy-1,2-indanedione for the detection of latent fingermarks on porous surfaces[J].J. Forensic Sci,2000,45(4):761-769.

[21]CONN C, RAMSAY G, ROUX C, et al. The effect of metal salt treatment on the photoluminescence of DFO-treated fingerprints[J].Forensic Science International,2001,116(2): 117-123.

[22]PAYNE G, REEDY B, LENNARD C, et al. A further study to investigate the detection and enhancement of latent fingerprints using visible absorption and luminescence chemical imaging[J].Forensic Science International,2005,150(1):33-51.

[23]Bryan Bhoelai, Bas J. de Jong, Marcel de Puit, et al. Effect of common fingerprint detection techniques on subsequent STR profiling[J].Forensic Science International: Genetics,2011(Supplement Series 3):e429-e430.

[24]BRADSHAW R, BLEAY S, WOLSTENHOLME R, et al. Towards the integration of matrix assisted laser desorption ionisation mass spectrometry imaging into the current fingermark examination workflow[J].Forensic Science International,2013,232(1):111-124.

[25]JASUJA O P, SINGH G. Development of latent fingermarks on thermal paper: Preliminary investigation into use of iodine fuming[J].Forensic Science International,2009,192(1):e11-e16.

[26]BROEDERS A P A. Of earprints, fingerprints, scent dogs, cot deaths and cognitive contamination—a brief look at the present state of play in the forensic arena[J].Forensic Science International,2006,159(2):148-157.

[27]ARCHER N E, CHARLES Y, ELLIOTT J A, et al. Changes in the lipid composition of latent fingerprint residue with time after deposition on a surface[J].Forensic Science International, 2005,154(2):224-239.