人体代谢产物在汗潜手印显现中的技术研究

姚 琴 杨 航

(1.重庆警察学院，重庆 401331；2.重庆市公安局，重庆 409100)

一、引言

自19世纪末以来，手印一直被用于确定个人身份。汗潜手印是犯罪现场常见的手印之一。寻找、发现、显现和检测汗潜手印是犯罪现场勘查的重要内容。汗潜手印的中介物质为汗液，汗液中包含了许多人体代谢产物，有水、氨基酸、尿素、钠离子、钙离子、氯离子、硫酸根等一般代谢产物(1)孙越,刘军.谈汗潜指纹的显现方法[J].法制博览,2016，(31).和针对不同药(毒)物进入人体后代谢的特殊产物，如服用美沙酮后的2-乙基-1,5-二甲基-3,3-二苯基吡咯烷酮，吸食可卡因后的苯甲酰爱岗宁，吸食海洛因后的主要代谢物吗啡，以及吸烟者汗液中的可替宁等物质。国内外的学者利用汗潜手印中的一般代谢产物和特殊代谢产物进行了手印显现方面的研究。对此，本文将通过介绍其各种技术与方法，力图为广大技术人员合理选择和充分利用这些技术与方法显现汗潜手印提供一定的依据。

二、利用人体一般代谢产物显现汗潜手印

(一)利用氨基酸显现汗潜手印的技术

1.茚三酮显现技术

茚三酮显现技术是由Oden(2)Oden S, Hofsten B V. Detection of fingerprints by the ninhydrin reaction [J]. Nature, 1954, 173(4401):449-450.在Nature杂志中首次提出，可显现渗透性客体上遗留的新鲜或陈旧的汗潜手印。其原理主要是茚三酮与汗液中的氨基酸、蛋白质及多肽发生显色反应，生成紫色的络合物，最终显现汗潜手印(3)Oden S, Hofsten B V. Detection of fingerprints by the ninhydrin reaction [J]. Nature, 1954, 173(4401):449-450.。

茚三酮显现汗潜手印的传统方法存在易使客体表面背景着色、使用的溶剂易燃、手印显现质量不高等缺点(4)辽宁省公安厅刑事科学技术研究所,提取微量物证的硬性粘贴纸[J].刑警科技,2004，(01).。针对这些不足，杨瑞琴等人(5)杨瑞琴,罗亚平,杨蕾等.公共安全化学研究论丛(第一卷)[M].北京：中国人民公安大学出版社,2006年。把微量物质提取膜放入茚三酮溶液中，反复浸泡、晾干，制备茚三酮显现膜，然后用该膜按压在汗潜手印上，通过热熨的方式将汗潜手印显现出来。该方法不容易引起纸张中的油墨扩散，还能减少客体背景的污染。其显现效果比传统方法更佳(6)Yang R Q, Lian J. Studies on the development of latent fingerprints by the method of solid-medium ninhy-drin [J]. Forensic Sci Int, 2014, 242:123-126.。李浩等人(7)李浩,李瑾.干式茚三酮法显现纸张上手印的初步研究[J].中国司法鉴定,2017，(01).使用干式茚三酮对常见纸张上的汗潜手印进行显现，其结果质量高，有很好的显现增强效果。张鸿雁等人(8)张鸿雁,齐宇颂,马婷.用改进茚三酮配方显现渗透性纸张上的汗潜手印[J],净月学刊,2016，(05).针对常用配方溶剂容易引起油墨扩散的问题，对茚三酮显现技术的配方做了改进，即使用三氯三氟乙烷进行茚三酮溶液的配置，该配方避免了检材的破坏，不容易引起油墨扩散。

2.DFO显现技术

DFO显现技术主要利用DFO与汗潜手印中的氨基酸反应产生淡紫红色化合物，在蓝绿光的激发下，通过红色滤光镜观察，发出较强的橙色荧光，从而与手印背景区分，显现出汗潜手印，该技术主要适用显现半渗透性客体或渗透性客体上的汗潜手印(9)孔春晓.DFO和502手印显现技术综述[J].山东警察学院学报,2007，(04).。

自DFO显现技术产生以来，无论是DFO溶液的配制还是DFO在不同环境条件下，对汗潜手印显现的影响都是人们研究的热点，但对于汗潜手印检材的前处理方法却较少有研究。仅英国科学发展科的专家研究出了利用乙醇预浸泡DMAC溶液(10)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.以及刘赛等(11)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，(06).通过向DFO溶液中加入PVP(聚乙烯吡咯烷酮)的方法来解决DFO处理热敏纸上汗潜手印时溶液使热敏纸变黑的问题。另外，由于该技术受到环境因素的影响，所得到的图像很难达到最佳效果，张剑(12)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，(01).通过实验发现，将汗潜手印置于-120℃的极低环境下，再采用二级复迭式机械进行制冷，所得到的手印会有更好的荧光效果。DFO显现技术有着灵敏度高的优点，但是其成本高、操作较复杂的缺点使其还没有被广泛运用。

3.茚二酮显现技术

茚二酮是茚三酮的衍生物，与氨基酸分子中的α-氨基和α-羧基在酸性和加热条件下发生氧化、脱氢、脱羧作用而生成橙色荧光络合物而显出手印，然后在激光或多波段光源照射下观察并拍照提取(13)Wiesner S, Springer E, Sasson Y, et al. Chemical development of latent fingerprints:1, 2-indanedione has come of age [J]. Journal of Forensic Sciences, 2001, 46(5):1082-1084.。茚二酮显现法适用于显现各种纸张、本色木上的汗潜手印。

Joullie(14)Levin-Elad M, Liptz Y, Bar-Or K L, et al. 1, 2-Indanedione-A winning ticket for developing fingermarks: A validation study [J]. Forensic Sci Int, 2017:8-12.在1997年第一次将茚二酮作为氨基酸灵敏试剂显现汗潜手印。由于茚二酮显现技术具有显现效果好、合成较简单、灵敏度高的优点，使茚二酮显现技术在汗潜手印显现方面应用广泛(15)王文琛,刘丽,周鹏.热敏纸上汗潜手印使用传统方法显现的改良研究[J].广州化工,2017,(13).。但是茚二酮溶液不能长期保存，针对此不足，张明辉等人(16)张明辉,裴浩.法庭科学茚二酮显现手印的改良方法[J].中国刑警学院学报,2014，(01).对其配方进行了改良，解决了保存时间短的问题，即将0.1g茚二酮溶液溶于30ml丙酮溶液中，经充分搅拌后加入1ml冰醋酸，最后倒入石油醚至100ml。另外，由于茚二酮显现的荧光效果较弱，韩国强等人(17)韩国强,张俊豪,罗亚平,薛璐璐.茚二酮显现手印最佳配方研究[J].中国人民公安大学学报(自然科学版),2018,(02).则在常用茚二酮溶液中加入了氯化锌，使汗潜手印具有更强的荧光效果。

(二)利用水分显现汗潜手印的技术

1.粉末显现法

粉末显现法主要利用汗潜手印中人体分泌的水分、油脂等物质与粉末之间的吸附作用进行汗潜手印的显现，对于新鲜的汗潜手印，手印中的水分起了关键作用(18)钟新文,张忠良.手印学[M].北京：中国人民公安大学出版社，2014年。。粉末显现法具有成本低、携带方便、显现效率高等优点，是目前公安基层技术部门显现汗潜手印的常用方法之一。

传统粉末显现的操作都需要使用毛刷，但由于受承痕客体空间的限制，毛刷经常出现触碰不到的地方，例如角落、缝隙等。对此，姚志刚等人(19)姚志刚,管鹏.汗潜指纹显现的常规方法及操作工艺的改进[J].法制与社会,2014，(18).对粉末法的操作工具进行了改进，解决了毛刷刷柄不够长难以全面刷显客体上汗潜手印的不足。另外，传统粉末如金属粉末、荧光粉末以及磁性粉末由于其粒径过大，会导致陈旧汗潜手印的显现效果不佳。彭迪等人(20)彭迪,张子欣.新型蓝色纳米粉末的制备及其在潜手印显现中的应用[J].刑事技术,2018,(05).通过制备纯度高、粒径小、物相单一的CoAl2O4蓝色纳米粉末进行陈旧汗潜手印的快速显现，与传统粉末相比显现时间更短，适用范围更广，显现效果更好。谢维(21)谢维.显现潜在手印新型粉末研究[J].警察技术,2007，(01).研究出了一种以罗丹明B和二氧化钛为基础的新型粉末，可根据不同的客体背景颜色，通过增减罗丹明B的含量，达到增强手印纹线与客体背景反差的效果。

2.“502”胶显现技术

“502”胶是以α-氰基丙烯酸乙酯为主体的粘合剂，在水和氨基酸的引发下发生聚合反应，形成固体状的白色聚合物，从而显出汗潜手印(22)郭燕锦,高文渊,徐安华,杨文静,叶凯航,汤日元,钟平.“502”胶显现手印技术的研究进展[J].化学试剂,2010,(07).。

1982年美国研究人员首次在Identification News杂志上提出了利用“502”胶显现汗潜手印的技术方法。该方法灵敏度高、显出的手印较清晰且费用低廉，但“502”胶具有强烈的刺激性气味，对人的呼吸道会造成一定程度的损害，操作时应注意空气流通。

随着“502”胶显现技术的广泛使用，林大波等人(23)林大波,谢国深,郑哲崇,赵勇兴.502胶简易加热熏显法[J].刑事技术,2018,(05).提出了一种新型的“502”胶简易加热熏显法，在处理形态结构复杂的非渗透性客体上的汗潜手印时有着良好的效果，即先用塑料袋套在含有汗潜手印的客体上，再用胶布封住封口，使其处于封闭的空间内；接着用里面含有“502”胶的小铁盒插入塑料袋，点燃蜡烛对铁盒外部进行加热，等待“502”胶挥发，直至最终显现出手印。其方法操作简单、效果好、速度快，为现场汗潜手印的熏显提供了一种新的方法。

针对“502”胶显现条件的研究，许超杰等人(24)许超杰,王胜国.“502胶”熏显法最佳显现条件研究[J].海峡科学,2015，(10).在显现玻璃、瓷砖、塑料、皮革等客体上的汗潜手印时，对熏显时的温度、湿度和时间进行了最佳条件的筛选，发现当熏显温度为85℃、熏显湿度为80%, 熏显时间在20分钟时，汗潜手印熏显效果最佳。

“502”胶显现技术对白色以及浅色客体上的汗潜手印的显现效果不是很理想，目前“502”胶显现技术的改进主要集中在汗潜手印显现后的反差增强特别是荧光染色剂增强方面。韩国强等人(25)韩国强,赵雅彬,罗亚平.“502”胶熏显汗潜手印后碱性红14染色新方法研究[J].化学试剂,2016,(01).研究了一种新型的荧光染料碱性红14用于“502”胶熏显手印后的染色。该方法显现的背景反差较大，能清晰反应手印纹线。此外，赵悦岑(26)赵悦岑.“502”胶熏显后手印染料增强反差技术的研究[J].山东化工,2018,(19).利用多种荧光染料对汗潜手印进行显现并对效果进行了比较，发现在PH值为4，浓度为0.5%的荧光黄II乙醇溶液对于玻璃、塑料等客体上的“502”胶熏显后的手印有非常好的荧光增强效果。

(三)利用油脂显现汗潜手印的技术

1.小微粒悬浮液显现技术

小微粒悬浮液显现技术利用汗潜手印代谢产物中汗垢和油脂在水中不溶解而可被悬浮液中的微粒吸附的原理，在遗留汗潜手印的客体表面形成有色涂层，达到显现客体表面上汗潜手印的目的(27)杨海东,蓝斌,李峙强.几种常见潮湿客体汗潜手印的显现[J].刑事技术,2012，(05).。

小微粒悬浮液是将小微粒粉末和适量的表面活性剂加入水中所形成，可根据检材的颜色不同，选用不同颜色、不同荧光性质的悬浮液，进而提高反差，达到拍照提取的目的。其中，二硫化钼小微粒悬浮液显现法是最常见的显现方法之一，但由于二硫化钼是一种对皮肤有刺激的物质，故王伟等人(28)王伟,张明炜.新型小微粒悬浮液显现潮湿非渗透表面潜在手印技术研究[J].科技创新导报,2013，(07).探索发现了一种新型的小微粒悬浮液方法，即将甲基紫和碳酸锌均匀混合于十二烷磺酸钠水溶液中，形成一种新的悬浮液。该悬浮液经济无害，除了能显现渗透性客体上的汗潜手印外，还可以增强和显现非渗透客体表面上的汗潜手印。另外，荧光微粒悬浮液显现技术也是常见显现方法之一，但传统荧光物质发射峰宽、光学性质不稳定等问题导致显现效果不佳，张璐等人(29)张璐,马荣粱,薛静,刘寰,王明直.上转换发光微粒悬浮液显现手印技术初探[J].刑事技术,2014，(06).通过使用NaYF4:Er, Yb微粒悬浮液显现技术解决了此问题，该方法的材料发光性质稳定、荧光性噪比高、生物毒性低等，有望成为一种理想的汗潜手印显现方法。

2.碘熏显技术

碘熏显技术是一项利用油脂等代谢产物显现汗潜手印的技术。碘不仅可以与汗潜手印中的油脂发生吸附作用，还可以与手印中的不饱和脂肪酸等物质发生碘化反应，形成棕黄色含二碘的硬脂酸，从而显现汗潜手印(30)胡子威,沈阳,杨睿,王一帆,张静,倪前兵,陈春涛.新法消褪碘熏显手印中的杂景[J].湖北警官学院学报,2008,(06).。

碘熏显技术的操作方法有很多，以冷熏法为例。冷熏法是把碘的结晶体放入较大的器皿中，再把留有手印的物体悬挂或摆放在器皿内的支架上盖好，直到物体表面上慢慢吸附碘气分子，显出棕色手印为止。该技术对人体的呼吸系统具有强烈的刺激性且易受背景色干扰。针对这些问题，王跃等人(31)王跃.新型碘熏法显现纸张潜在手印技术研究[J].中国刑警学院学报,2014，(02).用调温加热加湿器加热碘晶体，升华后的碘蒸气与水蒸气混合物一起显现汗潜手印。这种新型的碘熏显技术不仅能够消除背景颜色的干扰，还能够长期保存，不褪色。碘熏显技术在处理油脂等代谢物成分形成的手印时，具有较大的优势，所以该技术也一直应用于含有油脂的汗潜手印的显现中。

(四)利用氯化钠显现汗潜手印的技术

硝酸银显现技术是一项利用代谢产物氯化钠来显现汗潜手印的技术，其原理是硝酸银与汗液中的氯化钠、氯化钾发生置换反应,生成硝酸钠、硝酸钾和氯化银，氯化银在强光作用下易分解为单质银和氯气,单质银附着于手印纹线上后，汗潜手印以单质银的颜色显现出来(32)张鸿雁.硝酸银、茚三酮显现纸张上汗潜手印的效果比较[J].辽宁警专学报,2014,(02).。

值得注意的是，硝酸银显现技术显现出的汗潜手印纹线常会出现断纹现象，并且随着光照的加强，氯化银的分解反应会不断进行，逐渐增多的单质银会使客体表面逐渐变黑，致使手印显现过度，产生汗潜手印显现效果不佳的结果。为了解决这些问题，张晓梅(33)张晓梅.纸张上汗潜手印显现新方法[J].刑事技术,2008，(03).研究了一种由硝酸银水溶液和米吐尔混合液组成的硝酸银显现液。该方法不需要对客体和手印进行任何特殊的处理，能够立即与汗潜手印发生化学反应，将氯化银还原成单质银，从而显出汗潜手印，与传统的硝酸银溶液相比，其显现的效果更好。

三、利用特殊代谢产物显现汗潜手印

金纳米粒子技术具有专属性好、灵敏度高的优点，能够获得更多来源于汗潜手印中的个体信息(34)张婷,杨瑞琴.指纹中化学成分免疫分析技术热点研究[J].刑事技术,2015,(01).。金纳米粒子技术主要是利用汗潜手印中的可替宁(尼古丁的主要代谢产物)来显现汗潜手印。这种方法不仅可以识别个体，还可以判断汗潜手印中是否含有毒(药)物或其代谢产物。

Leggett等人(35)Leggett R, Jickells S M, Russell D A, et al. “Intelligent” fingerprinting: simultaneous identification of drug metabolites and individuals by using antibody-functionalized nanoparticles [J]. Angew. Chem Int. Ed, 2007, 46:410-413.于2007年首次使用可替宁抗体功能化的金纳米粒子进行了吸烟者汗潜手印的显现研究。在研究中，Leggett等人利用功能蛋白A和异性双功能胶黏剂SPDP将纳米粒子和抗可替宁的抗体结合，再将此结合物与载玻片上提取的汗潜手印进行共同孵育，孵育后将多余的抗体洗去，加入标有荧光染料的二抗片段，用于标记汗潜手印，最终显现吸烟者汗潜手印的清晰纹线。

另外，李鹿等人(36)李鹿,柴芳,王婷婷等.利用拉曼光谱检测指纹中潜在信息的方法[J].贵州警官职业学院学报,2017，(05).改进了抗体制备和检测的方法，即利用巯基苯胺或巯基苯甲胺修饰金纳米粒子后与可替宁抗体结合来制备金纳米探针，然后将该探针与用汗潜手印进行孵育，孵育后洗去多余的抗体，最后显现出含有可替宁成分的清晰的汗潜手印。

四、结束语

综上，研究人员利用了氨基酸、水分、油脂、氯化钠以及可替宁等人体代谢产物对汗潜手印显现过程中的方法、装置和制作工艺进行了改进。但目前还没有一种采集方便、经济无损的既能显现汗潜手印，认定遗留者身份，同时还能通过代谢产物成分的检测判断汗潜手印遗留者行为的有效方法或技术。这势必将会是未来利用人体代谢产物显现汗潜手印的研究重点。