本色木上汗潜手印显现提取方法研究

张治国 杨洪平 陈启明 顾世翔 陈 迎

（扬州市公安局刑警支队 江苏 扬州 225000）

1 引言

犯罪嫌疑人在作案过程中，经常会用手触碰到本色木客体，留下汗潜手印。由于本色木毛细多孔，具有一定的渗透性，表面也不如玻璃、陶瓷、塑料、瓷砖、不锈钢等客体光滑，其表面遗留的汗潜手印较难发现、显现和提取，显现提取成功率很低。目前常用的粉末法、茚三酮法、DFO法、硝酸银法、碘熏法、502胶法等传统方法，能够显现出部分本色木上遗留时间较短的新鲜汗潜手印，但效果一般，显出率也不高，对于陈旧性汗潜手印基本无法显现。为此，我们开展立项研究，依托激光物证勘查仪、手印转印胶等新设备、新技术开展实验，并创新利用红外加热法显现本色木上汗潜手印，显著提高了手印发现提取成功率和质量，特别是解决了本色木上陈旧性汗潜手印的显现提取问题，进一步发展了手印显现技术。

2 木材和本色木

木材是指能够次级生长的植物，如乔木和灌木，所形成的木质化组织，是一种天然可再生的原材料，具有种类多、易获得、易加工、性能优、花纹美等特性。日常所称木材泛指经砍伐加工后用于建筑的木制材料。本色木是指未经涂饰，保留木质本底和特性的木材，常用于家具（桌椅床橱柜）、建筑（门、窗、地板）、装饰等生产生活领域，也经常被用于制作木棍、斧头、锄头、榔头、铁锹、拖把等工具。

木材的性质包括物理性质（质量、密度、含水率、胀缩性等）、化学性质（含有纤维素、半纤维素、木质素等）、力学性质（应力和应变、弹性和塑性、强度和韧性）、生物学性质（易被微生物分解致败坏）。

含水率是表示木材含有水分多少的单位。木材根据含水率不同可以分为生材、湿材、气干材、窑干材、绝干材，通常所用木材为气干材，含水率在12%～18%之间，平均为15%[1]。

综上，木材的密度、含水率、胀缩性、结构特征、纹理、花纹、软硬等特性决定了本色木非汗潜手印的良性载体，对汗潜手印的承载和显现提取都有着重大影响，传统处理方法难以克服上述因素的干扰，虽然有时能显现出部分手印，但对手印的遗留条件特别是遗留时间有着苛刻的要求，纹线质量不够稳定，受木质纹理背景干扰也比较大。

3 实验材料和设备

3.1 设备和试剂

激光物证勘查仪、多波段光源（Superlite 400）、全波段CCD、手印转印胶（深圳福莱思克公司）、电烤箱（西屋牌）、照相机（Canon 5D MARKⅡ）、502胶（北京牌）、碘、金粉、银粉、磁性粉、荧光粉、松花粉、茚三酮、茚二酮、DFO、硝酸银。

3.2 客体

制作本色木客体，选用常见的樱桃木、水曲柳、核桃木、白腊木、柞木等，切割成20cm、宽4cm、厚0.8cm左右的木条为宜，表面打磨平整。

3.3 样本制作

室温18℃～20℃，相对湿度40%～50%的环境，由同一捺印人将手洗净后，自然晾干，5min后在客体上捺印指印样本，确保汗液量基本相等，然后再按上述步骤制取样本。分别在避光环境下放置12h，1d，3d，7d，15d，30d，从而得到陈旧手印样本。

4 实验与观察

4.1 粉末法

分别采用金粉、银粉、磁性粉、荧光粉、松花粉等对本色木上遗留的汗潜手印进行刷显和抖显[2]182-192，比较发现磁性粉效果较好，遗留12h以内的手印效果最佳，3d以内的手印能够显出，显现效果见图1~2。

图1 遗留12h汗潜手印磁性粉刷显效果

图2 遗留3d汗潜手印磁性粉刷显效果

4.2 茚三酮、茚二酮、DFO和硝酸银法

分别采用茚三酮、茚二酮、DFO和硝酸银试剂对本色木上遗留汗潜手印的部位轻轻点蘸式涂布，干燥后，采用茚三酮、茚二酮和DFO试剂的检材放入专用熏显箱熏显，利用多波段光源观察，3d以内的手印能够显出。采用硝酸银试剂的检材在日光或紫外灯下照射，直至显出褐色手印[3]，遗留12h以内的手印效果最佳，7d以内的手印能够显出。相比较而言，硝酸银的效果要优于前3种试剂。实验还发现，用茚二酮处理过的手印，再利用硝酸银溶液处理，可以有效增强手印纹线，显现效果见图3～5。

图3 遗留3d汗潜手印硝酸银显现效果

图4 遗留7d汗潜手印硝酸银显现效果

图5 遗留3d汗潜手印茚二酮结合硝酸银显现效果

茚三酮配方：在100mL无水乙醇中加入2g茚三酮，完全溶解[4]228-233。

茚二酮配方：0.1g茚二酮完全溶入1mL冰醋酸和9mL乙酸乙酯溶液中，加入90mL石油醚。

DFO配方：将40mL甲醇和20mL冰乙酸混合后，加入0.4gDFO，搅拌溶解，制成DFO储存液。将60mlDFO储存液加入940mL三氯三氟乙烷，即制成DFO工作液[5]。

硝酸银配方：在10ml蒸馏水中加入2g硝酸银，完全溶解，加入90ml无水乙醇[4]220-223。

4.3 502贴附法

选用北京牌502胶，用棉签蘸取后均匀滴在定性滤纸表面，阴干晾至不再粘手，将含有胶液的滤纸贴近客体，直到显出手印[2]206。遗留12h以内的手印效果最佳，1d以内较为新鲜的手印能够显出，显现效果见图6～7。

图6 遗留12h小时汗潜手印502胶贴显效果

图7 遗留1d汗潜手印502胶贴显效果

4.4 碘熏法

将碘颗粒放入加热皿中，用酒精灯加热形成碘蒸气，将检材至于碘蒸气范围内熏显，直至显出红褐色手印[4]208-212。为避免碘蒸气对人体伤害，操作要在通风橱内完成。遗留12h以内的手印效果最佳，3d以内的手印能够显出，显现效果见图8～9。

图8 遗留1d汗潜手印碘熏效果

图9 遗留3d汗潜手印碘熏效果

4.5 转印胶法

转印胶法是近年来引进的一种提取手印的新方法，该方法通过专用手印胶与客体沾附，将客体上的手印物质转印到手印胶表面，能够清晰保留纹线并有效去除客体背景干扰，能够将球柱面手印转化成平面手印便于观察提取，还能够有效提取保留手印部位的DNA，适用客体种类也很多，其应用价值和潜力十分广阔。实验时，将手印转印胶剪成大小合适的小块，揭去塑料覆膜，将粘面对着客体表面手印部位均匀贴附，稍加按压后揭起，可提取到清晰的手印。该方法对本色木上新鲜手印显现效果较好，遗留30d的陈旧手印也可转印提取，显现效果见图10～12。

图10 遗留3d汗潜手印转印胶显现效果

图11 遗留15d汗潜手印转印胶显现效果

图12 遗留30d汗潜手印转印胶显现效果

4.6 红外加热法

4.6.1 原理

红外式电热器是先使电阻发热元件通电发热，利用该热来激发红外线发射物质，使其辐射出红外线来进行加热的仪器。红外辐射（简称红外线）和可见光、紫外线等一样，同属电磁波，只是波长不同。可见光波长约为0.38μm～0.78μm，红外线波长在0.78μm～1000μm，紫外波长在0.01μm ～0.38μm。红外线按其波长又可分为近红外线和远红外线，通常把0.75μm～2.5μm波段的称为“近红外线”，2.5μm以上波段的称作“远红外线”。

根据光谱学分析，物质的分子吸收光子后，光子的能量会转变为分子的振动和转动能量。红外线加热的过程，就是使物质的分子吸收波长一致的红外辐射能后，引起分子的振动，而大量分子高速振动，就会碰撞、摩擦产生热量，使物体温度上升。有机物能更有效吸收远红外线热能，如2.5μm ～25μm左右的远红外线波长与有机化合物的吸收波长一致。红外辐射加热还具有不需热传介质传递、传热迅速、热效率良好、易控制等特点[6]。

红外加热法显现本色木上汗潜手印，是利用远红外线的热辐射作用，对本色木客体进行加热，促使纤维素等有机物降解直至碳化，在此过程中，汗潜手印纹线部位由于含有氨基酸、氯化钠等物质，更有利于吸收红外辐射能量，会加速相应部位的木材纤维素降解和碳化，与周围的木材表面形成明显反差，从而使手印纹线得以显现。

实验中，我们利用电烤箱进行红外加热。电烤箱是一种用电热元件所发出的远红外辐射热来烘烤食品的红外式电热器。电烤箱箱体具有良好的密封性和隔热性，箱门上装有耐高温玻璃，可以随时观察烘烤情况。电烤箱的电热元件常用石英管或外表涂敷远红外辐射材料金属电热管，一般电烤箱都有上下两只电热元件，加热方式可分为面火（上加热器加热）、底火（下加热器加热）和上下同时加热3种，温度在50℃～250℃之间可调。

4.6.2 实验

（1）电烤箱接通电源，将功能旋钮旋到上下同时加热模式，使腔体温度能够均匀分布，温控器调到所需温度，预热2～5min。

（2）预热后，将遗留有汗潜手印的本色木木条放入电烤箱托盘上，两端用金属支架支撑，使木条悬空居中，避免一面受热过度，影响整体加热效果。

（3）分别设定温度为120℃、160℃、200℃、250℃，设定时间为1min、3min、5min、10min、20min，进行加热，加热过程中随时用蓝激光对烤箱内木条进行观察，达到设定时间时，将木条取出在蓝激光下观察（佩戴黄色专用滤镜），显现出的手印纹线呈黑褐色。

（4）汇总分析实验结果，确定显现的有效温度，结果如表1所示。

表1 不同红外加热温度下本色木上汗潜手印显现时间及效果

4.6.3 结果分析

从实验结果可以看出，加热温度低于200℃时，手印纹线未能出现，根据纸张上汗潜手印红外辐射加热显现的经验看，手印纹线应该出现荧光反应，但考虑到本色木含有大量纤维素，在红外加热降解过程中本身也会产生荧光，导致可能出现的手印纹线荧光难以被观察到。而且200℃以下时，本色木碳化过程较为缓慢，不利于手印显出。

当温度达到250℃高温时，处于封闭环境中的本色木迅速脱水，分子热反应激烈，5min时本色木表面出现较为明显的由浅色变深色现象，手印纹线较明显，8min时本色木颜色进一步加深，伴有烟雾产生，10min时产生较多烟雾，本色木变为深褐色，碳化现象明显，手印纹线也达到最清晰。此时，不能继续加热，否则将出现过度碳化现象，导致手印纹线与背景反差降低甚至消失，本色木也接近燃点。经测算，当本色木脱水失重达到5%时，手印纹线能够出现；脱水失重达到8%时，手印纹线较明显；脱水失重达到10%～15%时，手印纹线达到最清晰。

4.7 不同方法显现效果比较

上述各种方法经优选后，进一步实验观察，显现效果如表2所示。

表2 本色木上不同方法和不同遗留时间汗潜手印显现效果

从表2可知，遗留1d以内的新鲜汗潜手印，上述方法都具有较好的显现效果，3天以内的汗潜手印，磁性粉和502胶法显现效果明显下降，7d至30d的陈旧汗潜手印，只有转印胶和红外加热法保持良好的显现效果。对于遗留30d的汗潜手印，红外加热法显现效果依然很好，深化实验表明，遗留60d的汗潜手印也能清晰显现。此外，转印胶转印后不影响红外加热显现手印，显现效果见图13～18。

4.8 手印的提取

4.8.1 照相提取

固定好相机，选用100mm微距镜头，将显现出的手印置于镜头下方，用多波段光源观察，调整合适的波段和角度，确定最佳效果后进行照相固定提取[7]。对于转印胶提取的手印，特别是遗留较长时间的陈旧性手印，纹线颜色较浅，与背景反差较弱，可以将曝光补偿量增加2～3档，从而在背景曝光过度的情况下，使手印纹线得到充分曝光，提取的手印更加清晰完整。

4.8.2 全波段CCD提取

全波段CCD系统利用手印物质和客体对不同波段光的反射和吸收差异，借助高灵敏度的内制冷CCD接收反射或激发光，进行增益并自动转化为数字影像[8]。将上述客体放在全波段CCD系统下，用254nm波段紫外光源进行照射，不断调整光源和镜头角度细致观察，若发现手印纹线，则进行微调并选择最佳条件固定提取手印。

4.8.3 激光增强提取

经红外加热显现出的汗潜手印，使用蓝激光照射，能够显著增强纹线与背景的反差，可用相机加黄滤色镜拍照提取。

图13 红外加热法显现以后多波段光源拍照效

图14 红外加热法显现以后激光勘查仪拍照效果

图15 遗留1d汗潜手印红外加热法显现效果

图16 遗留7d汗潜手印红外加热法显现效果

图17 遗留15d汗潜手印红外加热法显现效果

图18 遗留30d汗潜手印红外加热法显现效果

5 讨论

（1）转印胶法作为显现提取手印的新方法，具有十分明显的优势，特别是对于复杂背景客体和球柱面客体上的手印具有良好效果，转印到胶面上的手印纹线能够完整保存，可以进一步进行DNA检验，而被转移客体上的手印仍然可以用其它方法进行处理。因此，应当在打光观察照相后，优先使用该方法提取手印，但要注意准确判断手印遗留部位。此外，转印胶提取的手印与原始手印系镜像关系，在拍照提取后要进行反转。

（2）红外加热法是显现本色木上汗潜手印的全新思路，其显现效果十分出色，不但能显现新鲜手印，对于浅显、陈旧的手印也具有其它方法不可比拟的优势。但由于客体和条件限制，在操作过程中必须注意几点：一是本色木在高温加热碳化过程中，会产生烟雾、焦油和CO等有害气体，对人体健康造成不利影响，必须在通风橱中进行，佩戴好防护设备。二是本色木碳化过程会因材质和环境条件不同而不同，处理检材应当进行预实验和比对实验，避免过度碳化破坏手印纹线。三是本色木加热过程中，必须有人员在场，并做好安防措施，既方便随时观察显现效果，也可防止疏忽大意造成事故。

（3）目前受条件所限，仅能依靠电烤箱对小体积本色木客体进行加热处理，对大型本色木客体的处理方法需要进一步研究。考虑到不同品牌型号的电烤箱在温度设置上存在的误差，实验中应在电烤箱内放置专用温度计，以精确测量校准电烤箱内温度。