硝酸银-茚三酮复合液显现纸张表面汗潜手印的方法优化

黄 伟 张明星 陈俊杰

（1 福建警察学院刑事科学技术系 福建 福州 350007；2 龙岩市公安局新罗分局 福建 龙岩 364000）

1 引言

纸张上汗潜手印是在纸张上留下的不易察觉的汗液手印，是对刑事案件侦破具有重要价值的一种物证。对于纸张等渗透性客体上遗留的汗潜指纹常用化学显现法显现，如有茚三酮溶液显现法、硝酸银溶液显现法、502胶熏显法、DFO显现法等，其中硝酸银法和茚三酮法是两种最经典和最广泛的显现方法。硝酸银溶液显现法是利用汗液中Cl离子与硝酸银反应生成AgCl白色沉淀，氯化银见光后分解成氯气和灰黑色银粒，使指纹呈棕黑色，从而将指纹显现。但其显现效果与曝光量、反应时间有较大关系[1]，若曝光时间没有控制好易造成显现过度，且由于反应不充分，显出的手印纹线常常会出现断续现象，极大地制约了硝酸银显现法在现场手印显现中的推广应用[2]。而茚三酮溶液显现法是利用茚三酮和潜指纹中汗液的氨基酸、蛋白质的裂解产物一级胺和二级胺作用，经热或光线照射，最初分解产生二氧化碳（CO2）、氨（NH3）、醛类（RCHO）及被还原的茚三酮，而被还原的茚三酮与氨（NH3）及多余的茚三酮起缩合作用，产生深紫色或红紫色的络合物（鲁赫曼紫），使指纹纹线呈紫色显出[3]，该方法操作简单、显出手印质量较高，是显现渗透性客体上潜在手印最常用的方法，在显现效果方面一直是新型氨基酸敏感试剂所无法取代的[4]。但单一采用茚三酮法进行手印显现有一定的缺点，如化学过程缓慢、显现复杂背景的潜在手印有局限性、灵敏度不高[5]，其指纹显现过程受温度、试剂浓度、pH 值[6-8]、反应时间[9]等因素影响较大。有研究人员通过实验比较了硝酸银和茚三酮溶液对汗潜指纹显现效果存在的差异，二者各有优缺点[10]。因此，虽然有关纸张上汗潜手印显现方法的研究已经取得了一定的进展，但仍然存在一些不足和问题，需要进一步研究和探索。

混合显现法利用两种或多种物理或化学方法相结合对纸张上汗潜手印进行显现，能够克服单一方法的一些不足之处，提高显现效果和稳定性。据已有文献报道，硝酸银和茚三酮能在互不干扰的前提下与汗潜指纹中的汗液相互作用，如有学者采用硝酸银和茚三酮混合液以浸泡的方式对三种不同类型的纸张客体上不同时期遗留的汗潜指纹进行显现，实验结果表明混合试剂优于单个试剂[11]；也有学者利用硝酸银和茚三酮复合液，将其固化于透明胶带作为承载基质，以显现膜按压客体方式显现指纹，显现效果有所提升[12]。但混合显现法也仍然存在一些问题，如显现试剂的选择、配比、显色时长等都需要深入研究。

此外，有学者指出经茚三酮显现指印后，当纸质检材保存环境中温度、湿度达到一定条件时，大部分纸质检材会发生不同程度的变色现象，使已经显出的指印纹线反差变小，从而给指印的拍照固定和比对鉴定造成无法弥补的损失[5,13]。还有学者采用泡过茚三酮显现试剂的滤纸夹住被显现的纸张客体进行显现（即“茚三酮夹片显现法”），可在一定程度上减少对纸张客体的污染[14]。但该方法对操作的要求较高，且需要烤箱或熏显柜，不适合现场条件下的显现。

在已有研究基础之上，本文通过综合利用硝酸银、茚三酮二者在汗潜手印显现方面的优势，克服二者的缺陷，探索优化的显现条件、显现方式，确定最佳的复合液配比和pH范围，以期进一步改善显现效果，为刑事技术人员对纸张等渗透性客体上汗潜手印的快速、高效显现提供技术支持，提高现场勘验和侦查办案的效率。

2 实验方法

2.1 实验准备

2.1.1 实验仪器与材料

实验仪器：电子天平（型号：OHAUS NV622ZH，最小分度值：0.01g，奥豪斯国际贸易有限公司，中国江苏）；震荡混合器（型号：MS3 basic，IKA集团，德国施陶芬）；pH计（型号：PHS-3E，上海仪电科学仪器股份有限公司，中国上海）；数码相机（型号：D3000，尼康映像仪器销售有限公司，中国上海）。

化学试剂：硝酸银、茚三酮、无水乙醇、冰醋酸（以上试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司，中国上海）。

实验客体：A4打印纸（晨光APYVSG 39，80g）。

实验样本：人活体指纹在纸张客体上捺印形成的汗潜手印样本（手印遗留时间均不超过6h）。

辅助器材：智能控温电热袋（额定功率360W，最高温控65 ℃）、PE透明袋、10mL细雾喷雾瓶。

2.1.2 实验环境条件

照明条件：实验室日光灯照功率40W，照度12.56Lux；环境温度：25 ℃；相对湿度：80%。

由于茚三酮溶液是一种易致毒化学品，实验全程需戴口罩或防毒面具，佩戴乳胶手套，做好安全防护。

2.2 试剂配置

将1.50g硝酸银用100mL无水乙醇溶解，配成4%茚三酮溶液无水乙醇溶液，并置于棕色瓶中密封避光保存备用；将4.00g茚三酮用100mL无水乙醇溶解，配成1.5%的硝酸银溶液，置于棕色瓶中密封避光保存备用。使用移液管移取一定体积的上述两种溶液，以不同体积比混合于离心管内，用震荡混合器震荡2～3min，获得不同配比的硝酸银-茚三酮复合液。

2.3 实验样本制备

为确保实验结果的可靠性，手印留痕部位选择同一个体的右手食指、中指、环指作为一组实验样本，并将其左手食指、中指、环指作为对照。在捺印手印之前，左右手的各相应指头均采用相同的处理方式，即在用蒸馏水清洁、滤纸干燥后，悬空静置相同的时间，使左右手相应指头上汗液的分泌量基本一致，之后在同一纸张的不同部位同时捺印形成汗潜手印。

2.4 实验方法与步骤

2.4.1 实验分组

硝酸银显现溶液条件筛选：按2.3中的样本捺印方法，选取一个体的一组指纹进行不同显现方式（浸泡和喷显）、溶液预处理（过滤）前后、不同显现时长的显现效果对比实验，确定硝酸银溶液的较优显现条件和显现方式。

复合液浓度配比选择：选择1.5%硝酸银溶液和4%茚三酮溶液，按照不同体积比混合后，按筛选出的硝酸银溶液的较优显现条件和显现方式进行样本手印显现。

复合液pH调节与对比：使用冰醋酸对优化配比后的硝酸银-茚三酮复合液进行pH调节，对指纹显现效果进行实验，以评估复合液pH对显现效果的影响。随后另选择两位受试者的右手食指、中指、环指作为实验样本以验证结果的可靠性。

以上每组样本在同等条件下分别重复3批次的显现，取各自显现效果最佳的样本代表每组的显现结果。

2.4.2 复合液显现方法与过程

分别持续按压装有不同体积比复合液的雾瓶喷头，对实验水槽区域喷射数秒，使喷射速率均匀稳定；将喷头以水平夹角45℃、距离A4纸约10cm处对手印样本进行喷显，使手印遗留区域均匀湿润，喷显完毕即开始计时和视频拍摄，再用数码相机拍摄固定显现效果。

采用电热袋对喷显后的手印样本进行加热处理，以提高显现效率。操作方法为：在电热袋上层铺透明塑料袋，调控节温度保持65℃；将喷显后的指纹样本贴放于塑料袋上方，A4纸表面汗潜指纹在8～15min内可获得较好显现结果。

3 结果与讨论

3.1 硝酸银溶液显现指纹方法的优化

3.1.1 硝酸银显现方式选择

从图1中的显现结果可以看出，直接采用1.5%硝酸银溶液以浸泡方式显现的指纹表面浑浊、纸张污染、着色严重，指纹显现不清晰，手印纹线整体对比效果较差；而采用硝酸银溶液以喷雾方式的显现效果优于浸泡方式。

图1 硝酸银溶液浸泡检材和喷雾器喷洒方式指纹显现效果对比

3.1.2 硝酸银溶液预处理后的效果

由3.1.1的对比实验可知，硝酸银溶液对纸张客体的污染着色较为严重，经分析可能由于硝酸银无水乙醇溶液中有沉淀物而导致纸张客体污染（硝酸银见光易分解：2AgNO3=2Ag+2NO2↑+O2↑）。

为此，进一步采用定性滤纸对1.5%硝酸银溶液进行过滤，之后再通过喷雾方式对纸张客体上的手印样本进行显现，结果如图2所示。观察可见溶液初次过滤后的指纹显现较为清晰，客体表面略有浑浊物，纸张染色一般；溶液再次过滤后的指纹显现较为清晰，客体表明浑浊物少，纸张染色少。硝酸银溶液经过滤处理，减少了沉淀物生成，指纹显现效果更优。

图2 硝酸银溶液分别过滤1～2 次后喷显手印样本的显现效果

3.1.3 硝酸银溶液显现时长的影响

随着硝酸银溶液喷雾的液滴在纸张中浸润、扩散，硝酸银可与A4纸中的干酪酸等物质反应；同时在曝光环境下，银与氯化银在酸性条件下容易呈棕黄色，导致纸张客体污染着色。为进一步研究曝光时长对硝酸银溶液指纹显现效果的影响，选择经2次过滤后的硝酸银溶液，以喷雾方式对手印样本进行显现，记录不同时长下的指纹显现效果，如图3所示。

图3 不同时长下硝酸银溶液的指纹显现效果

从图3中可以看出，在9～11min手印纹线完全显出后（若呈色时间过短则手印纹线显色不完全），随着时间的推移A4纸张着色情况逐渐加剧。因此，显色时长介于9～11min左右，指纹纹线和背景的颜色反差度较高，纹线清晰，特征明显，宜在此时进行拍照固定。

3.2 硝酸银-茚三酮复合液配比与显现时长的影响

按照优化后的硝酸银溶液显现方法，将过滤后的1.5%硝酸银溶液与4%茚三酮溶液，按照不同梯度体积比配置复合液，用喷雾显现方式对纸张表面上汗潜手印进行显现，同时用视频录像的方式实时观察、记录手印显现的效果，当显出的指纹纹路清晰、完整、与背景反差大时，拍摄照片并记下显现时长，以确定出复合液的最佳配比范围。不同体积比的复合液显现指纹结果如表1所示。

表1 不同体积比的复合液显现指纹结果

从表1可以看出，随着复合液中硝酸银溶液与茚三酮溶液体积比的增加，指纹的显现效果呈现由较好—好—差的变化趋势，且A4纸张被染色污染的程度随硝酸银配比的增加而变重；二者的配比在1:15～1:18范围时，显现结果较好；二者配比在小于1:13时指纹显现效果开始明显下降；而二者配比值在1:19时，指纹显现效果也开始明显下降。

显现时长方面，单一使用1.5%硝酸银溶液比单一使用4%茚三酮溶液时显现时长短；复合液显现时，硝酸银溶液与茚三酮溶液体积比在1:15～1:18范围时的显现时长在9～11min之间；配比在大于1:7和小于1:19时，显现时长均明显增加。

为更好地考察不同配比的复合液对显现效果与显现时长的影响，将表1的结果进一步绘制成如图4所示的散点图。由图4可清晰看出，复合液配比为1.5%硝酸银（Va）:4%茚三酮（Vb）=1:15、1:16、1:17、1:18范围时，指纹显现效果最佳，显出时间较短，为优化的复合液配比。

图4 不同体积比复合液的指纹显现效果（A）和相应的显现时长（B）

图5是体积比为1:16的硝酸银-茚三酮复合液与单一茚三酮溶液、单一硝酸银溶液对纸张表面汗潜手印样本显现效果的对比情况。从图5可观察到采用单一茚三酮溶液显现的手印纹线连续性、显色均匀性较差，影响了手印纹线的完整性，使显现手印的鉴定价值和可靠性明显降低（如中心花纹内部特征较难辨别）；采用单一硝酸银溶液显现指纹图，同样存在手印纹线连续性、显色均匀性较差等情况，虽然显现时长较茚三酮短，但纹线特征模糊，且由于纸张客体的染色污染，使手印纹线的反差明显降低，显现手印的鉴定价值和可靠性差（如中心花纹内部特征更难辨别）。相比之下，采用优化后的硝酸银-茚三酮复合液显现的手印纹线连续好、纹线清晰、客体污染小、显色均匀性好、背景污染小、纹线反差大、指纹特征完整可靠，可以清晰观察到各部分纹线的细节特征，如中心花纹特征、皱纹、分歧、结合、小点、小棒、小桥、小勾、小眼等，且显现时长较短，显现出的手印具有良好的鉴定价值和可靠性。

图5 不同溶液的指纹显现效果比较a-c 为食指手印，d-f 为中指手印，g-i 为环指手印

3.3 复合溶液pH的调节与选择

进一步考察了溶液pH值对复合液显现汗潜手印效果的影响。选择1.5%硝酸银溶液（Va）:4%茚三酮溶液（Vb）=1:16的复合液，使用冰醋酸调节复合液的pH，得到不同pH下的复合液，采用前述优化的显现方法对纸张客体样本上的指纹进行显现，并对显现效果进行记录，实验结果如表2所示。

表2 不同酸性条件下复合液显现汗潜指纹效果和相应显现时长

为更好地考察不同酸度调节下复合液对显现效果与显现时长的影响，将表2的结果进一步绘制成如图6所示的散点图。由图6可见，在酸性条件下，复合液对A4纸客体的指纹显现控制pH在3.5～5.1范围内效果较好，指纹纹路清晰。

图6 不同pH 下复合液显现指纹结果显现效果（C）和相应的显现时长（D）

3.4 硝酸银、茚三酮显现法优化前后效果比较

为进一步考察和验证优化后复合液显现效果的改善情况，对由同一受试者指头相同部位捺印的纸张表面汗潜指纹样本，采用经过滤前后的单一硝酸银溶液、单一茚三酮溶液、未经过滤的复合溶液、经过滤和pH调节后的复合溶液，分别对纸张表面汗潜指纹样本进行显现，显现效果如图7所示。通过比较可知，复合液显出指纹的背景污染小、纹线清晰完整，显出时间适中，整体显现效果与未经优化的单一硝酸银溶液或茚三酮溶液相比有了很大提升。

图7 不同条件、不同溶液对纸张上汗潜手印显现效果比较

4 结论与展望

本文通过对不同条件下硝酸银溶液、茚三酮溶液及其复合液对纸张表面汗潜手印显现纹线质量、客体污染、显出时长等进行评估和比较，筛选出优化显现条件：硝酸银溶液应过滤至少两次并通过喷雾方式显现指纹；复合液浓度选择为1.5%硝酸银和4%茚三酮、体积比为1:15～1:18范围，溶液pH调节在3.5～5.1范围。此外，通过可方便携带至现场的智能电热袋将显现温度控制在65℃, 无需使用体积较大的茚三酮熏显柜，可在有效提高显现效率的同时，避免纸张因高温熏烤而变黄，影响检材与客体反差效果的情况出现；显现操作可在普通日光灯的照明条件下即可进行，无需特别光源（如紫外光或日光）。比对实验表明，复合液对A4纸表面汗潜手印显色具有较好的增强效果，纸张客体的污染着色情况得到明显改善，提高了指纹显现的质量和可靠性，且无需采用不同方法进行步骤繁杂的多次显现增强[15]；显出时长为10min左右，较以往研究采用单一的茚三酮的显现方法（60min）或复合液方法（2～3h）的显出时间明显缩短。

本文所提出的硝酸银-茚三酮复合液显现方法，对纸张表面汗潜手印的显色效果有较好的增强，有效减少了纸张客体的污染着色的情况，显现的指纹反差度高，显出时长较短，为现场条件下的渗透性客体上汗潜指纹提供了一种高效、便捷、价格低廉的显现方法，有助于提升基层现场指纹勘查提取效率。但本文还存在一些不足之处，如目前仅在日光灯照明条件下对复合液的显现效果进行了评估，而现场勘验中会遇到不同的照明环境（如日光、白炽灯等）或者多种混合光源下的照明，这些对复合液的显现效果和显现时长均会产生影响。在今后的研究中可进一步针对不同的照明条件开展复合液显现效果的评估和优化研究。