X射线荧光光谱法增强碘熏手印初探

姚中港

(中国人民公安大学,北京 102623)

X射线荧光光谱法增强碘熏手印初探

姚中港

(中国人民公安大学,北京 102623)

碘熏手印具有易于消失和易受背景干扰的特点,本实验利用X射线荧光光谱法检验纸张上的碘熏手印,研究其是否能对手印起到增强效果。结果证明,该方法能够检测到碘的存在,但谱峰较低,在成像系统中不能反映出指纹纹线。实验结果是由碘原子的自身特点所造成。该方法在法庭科学领域具有重要的应用价值。

X射线荧光光谱法 碘熏法 指纹增强

X射线荧光光谱分析法是利用初级射线光子或其他微观粒子激 发待测物质中的原子使之产生荧光(次级X射线)而进行物质成分分析和化学态研究的方法[1]。它具有可测元素范围广、适用多种元素同时分析、反应灵敏、对样本无损害等特点。目前，该方法已经广泛的应用于科研和工业领域，尤其是在环境监测、矿石分析、合金分析、考古等领域发挥着重要作用。在法庭科学领域，有研究者利用真币与假币的元素分布特征不同，使用X射线荧光光谱法鉴别两者[2]。在法庭科学的其他领域，尚未见使用该方法的报道。

碘熏显现指纹法具有碘能够自然消退而对客体污染小以及操作方便等优点，常用于显现纸张、本色木制品等客体上的潜在指纹。但是，有些指纹的显现效果并不理想，有的客体上(如牛皮纸、报纸)会有背景干扰，而且由于碘的挥发性较强，熏显出的指纹会慢慢消退。有研究证明，利用X射线荧光法能够定量测量碘的含量，如加碘盐中[3]、海带中[4]碘的含量。由于熏显后的指纹纹线部位有碘富集，利用X射线荧光光谱仪的成像系统获取碘元素的分布情况，就有可能对碘熏手印起到增强效果。本文利用X射线荧光光谱法，探索是否能够增强碘熏手印。

图1 样本一上未固定的指纹样本及各元素能谱图

图2 样本一的I元素分布图

1 实验部分

1.1 实验仪器与材料

XGT-7000型X射线荧光分析显微镜，日本HORIBA公司生产，铑靶X管，X射线导管可在50μm和1.2mm间切换，自动标注元素谱峰，真空环境下测定。

尼康D7000单反相机，酒精灯，三脚架，淀粉，碘化钾。

1.2 制作样本

分别在普通A4打印纸、牛皮纸和报纸遗留汗潜指纹，利用碘熏法熏显，挑出熏显效果较差的指纹作为样本，一部分直接拍照记录，一部分用淀粉碘化钾溶液固定后再拍照记录。

1.3 测试样本

将未固定的A4纸指纹样本放入样品室，抽真空；利用与X射线导管同轴的CCD相机获取样本图像，选择指纹区域；X射线光斑直

径选为50μm，调整电压、样本高度等参数，获取样本中各元素的能谱图和分布情况，重点观察碘元素的分布图；测试其他种类的样本。

2 测试结果

经过测试A4打印纸上的指纹样本(记为样本一)发现，Ca、Mo、Pd、Fe等元素的谱峰较高，但是经过不断调整仪器参数，I元素的谱峰始终不明显，如图(1)所示。在I元素分布图上并不能反映指纹区域，如图(2)所示。

图3 样本二及其碘元素分布情况

为了进一步研究实验仪器对碘元素的激发效果，选取经过淀粉碘化钾溶液固定过的A4纸上的指纹样本(记为样本2)进行测试。由于样本2上涂抹过淀粉碘化钾溶液，所以其碘的含量大于样本一。测试结果如图3所示，碘元素的分布图上能够反映出涂抹的区域，但并不清晰。

继续测试牛皮纸和报纸上的指纹样本，获取的碘元素分布图仍然不能反映出指纹纹线。

由实验结果可知，利用X射线荧光光谱法能够检测到碘元素的存在，但是其谱峰较低。当碘的含量较少时，其成像中不能灵敏的反映出分布情况，即不能反映出指纹纹线。

3 结果分析与讨论

笔者认为，碘元素之所以成像效果较差，是其自身的原子特征所决定的。X射线荧光的产生是由于内层电子受激发后发生跃迁而产生，但并不是所有原子的内层电子都容易受激发，如氢、碳等元素原子。在图1中可以看出，能谱图中并没有反映出纸张中的氢元素和碳元素。所以我们可以推测，碘原子的内层电子较为稳定，当受到X射线照射以后不容易发生跃迁。虽然在碘熏指纹样本能谱图中有碘元素的谱峰，但非常低，以致在显微成像系统中不能清晰的反映出其分布规律。当碘元素的含量增加时，成像变的清晰些。由于碘熏指纹样本中碘的含量较少，所以X射线荧光光谱法不能对碘熏指纹起到增强效果。

4 结语

X射线荧光光谱法能够定性或定量的测定某一元素，但其荧光成像系统中能否反映元素的分布情况则与原子的特性有关。在法庭科学领域，掌握元素的种类及分布范围能够极大的丰富样品信息，如在射击残留物分析、指纹、足迹以及工具痕迹的研究中，利用元素的分布范围，可以对痕迹的发现和显现起到辅助作用。X射线荧光光谱法不仅能满足此类的需求，而且不会对样本造成污染，不影响后续的操作。所以，虽然此方法不能对碘熏手印起到增强效果，但是将其引入法庭科学领域仍具有重要意义。

[1]张连香,符斌.X射线荧光光谱分析技术的发展[J].中国无机分析化学,2013,3(3):1-7.

[2]胡孙林,沈辉,戴维列,等.微束X射线荧光光谱分析技术在一种黑色纸张物证检验中的应用研究[J].2009,28(7):824-828.

[3]伍乾永,杨平先,唐杰.X射线荧光光谱法检测食盐碘含量在线系统设计[J].实验技术与管理,2012,29(9):33-35.

[4]熊敏,何素芳,刘春侠,等.波长色散X射线荧光光谱法测定海带中的碘[J].光谱实验室,2012,29(6):3392-3394.

中国人民公安大学研究生创新项目“刑事科学技术新技术及新方法研究”(2013LGX03)的子项目“碘熏手印荧光成像增强法初探”(2013LGX03-11)。

姚中港(1987-),男,山东聊城人,中国人民公安大学2011级研究生,主要从事痕迹检验技术研究。