【word】 纳米二氧化钛小颗粒悬浮液显现黑色塑料袋血手印初探

【word】 纳米二氧化钛小颗粒悬浮液显现黑色塑料袋血手印初探 纳米二氧化钛小颗粒悬浮液显现黑色塑料 袋血手印初探 2009年第3期 No.32009 中国刑警学院 JournalofChinaCriminalPoliceUniversity 2009年9月 Sep.2009 纳米二氧化钛小颗粒悬浮液 显现黑色塑料袋血手印初探 陈顺昌杨瑞琴王彦吉 (中国人民公安大学北京100038) 摘要根据小颗粒悬浮液的显现原理,选择纳米二氧化钛作为显现物质,对不同浓度的黑色塑 料袋面上的血手印以及浓度为10%的放置1天,3天,7天,15天,3O天,60天的血手印进行显 现,发现纳米二氧化钛小颗粒悬浮液显现黑色塑料袋表面上的血手印操作简单,显出纹线清晰,具有 较高的鉴定价值. 关键词纳米二氧化钛黑色塑料袋血手印显现 实际案件中,黑色塑料袋上留有潜在的血手印, 由于黑色塑料袋和血液的颜色反差较小,加之有时犯 罪现场会被犯罪嫌疑人用水清洗造成遗留的血手印浓 度较低,利用肉眼很难直接发现血潜手印的遗留位 置.因此,显现黑色塑料袋上的血潜手印对于获取案 件证据,提供案件线索有着重要的意义. 1纳米二氧化钛小颗粒悬浮液显现血手印原理 小颗粒悬浮液是将一定量的粉末和表面活性剂加 入适量水中形成的悬浮液,其中的离子型表面活性剂 主要通过离子交换或离子对形成的方式,吸附于粉末 的颗粒表面.随着吸附的进行,颗粒表面会带有与表 面活性剂离子相同的电荷,由于相同电荷间的斥力作 用,小颗粒在水溶液中趋于均匀分散,使其水溶液有 较好的悬浮性.小微粒悬浮液的显现机理和粉末显现 法相似,但粉末对于水浸泡客体和潮湿客体上潜在手 印却无能为力. Morris和Wells首先提出小颗粒悬浮液显现手印 方法.2002年,David首先提出了以二氧化钛为基础 的小颗粒悬浮液.经过法庭科学家们的深入研究发 现,使用二氧化钛小颗粒悬浮液显现手印,对于后 续的DNA等检验没有任何影响,从而使得以二氧化 钛为基础的小颗粒悬浮液在显现手印方面得到广泛 的应用. 由于钛原子和氧原子排列上的差异,二氧化钛可 形成三种不同结晶结构并以不同矿物质名称命名,分 别为锐钛矿型,板钛矿型和金红石型,其中金红石型 常用来显现潜指纹并有良好显现效果.纳米二氧化钛 和乙醇配制而成悬浮液用于显现血手印,利用二氧化 钛与血手印中残留物质问的物理吸附以及静电吸附作 用,使纹线位置显现出白色纹线,进而达到增强纹线 与深色背景反差的目的,从而清晰地显现出深色客体 上遗留的血手印.利用乙醇作为溶剂,将二氧化钛溶 于其中所形成的/J,颗粒悬浮液具有良好的稳定性,同 时,简化了其他常规方法使用乙醇对血手印进行固定 的前处理程序.使用的纳米二氧化钛其粒径在90nm 左右,与血手印吸附能力较强,背景中的吸附可以通 过清洗而除去,待客体表面干燥后依旧可以长时间保 存. 2实验部分 2.1实验 血液(志愿者提供),金红石相DJ3型纳米Ti02 粉末(购自迈凯伦公司),乙醇(纯,北京化工 厂),烧杯,培养皿,镊子,玻璃棒,黑色塑料袋, 帆船牌载玻片(磨砂边型),NikonD80单反数码相 机,KQ一100DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪 器有限公司). 2_2小微粒悬浮液的配制 工作液:纳米二氧化钛:乙醇(O.2g:1OOm1). :I:本文系”十一五”科技支撑计划(2007BAK26B08);北京科技新星计划(No.2006B64)/i~阶段成果. —一一j移一 2009年陈lI1昌杨瑞琴王彦吉纳米二氧化钛小颗粒悬浮液显现黑色塑料袋血手印初探第3期 把0.2g的纳米二氧化钛加入盛有lOOmL的烧杯 中,玻璃棒搅拌混合液,超声振荡lOmin,使二氧化钛 均匀地:鼍}:浮在乙醇中. 清洗液:乙醇. 2.3血手印样本制备及显现 志愿者用肥皂清洗并擦干双手.直接沾取浓度为 100%的血液,在黑色塑料袋上直接捺印一定数量的 血手印.将血液浓度稀释为50%,10%,1%,0.5%, 0.1%,分别在黑色塑料袋上捺印一定数量的血手印. 制备浓度为10%的血手印放置1天,3天,7天,15 天,30天,60天的样本材料. 把配制好的工作液盛放在烧杯中,将清洗液倒人 培养皿中.用镊子夹取样本置于盛放有工作液的烧杯 中,待样本浸入溶液后,缓慢抖动样本15次至20 次,即可取出样本.随后将样本立即转入培养皿中进 行清洗,待黑色塑料表面多余的二氧化钛清洗干净, 显现完毕.上述过程可以多次重复进行,直至将黑色 塑料血手印清晰显现.将样本置于载玻片上晾干,照 相机进行拍照固定. 3结果与讨论 3.1纳米二氧化钛小颗粒悬浮液对不同浓度血手 印的显现 利用纳米二氧化钛悬浮液,对浓度为100%, 50%,10%,l%,0.5%,O.1%的黑色塑料袋表面上的 血手印进行显现,纹线为白色,增强lr纹线与背景问 的反差,可以得到较好的显现效果(见图1,图2). 图1依次为浓度为100%,50%,10%血手印显现效果 图2依次为浓度为1%,0.5%,0.1%血手印显现效果 实验结果表明,纳米二氧化钛小颗粒悬浮液对不 同浓度梯度的黑色塑料袋表面的血手印具有较好的显 现效果.浓度为100%的血手印其纹线由于受工作液 以及清洗液中乙醇的影响,加之为新鲜血手印,纹线 因反应出现气泡而断裂起皱.由于工作液的配比中, 纳米二氧化钛浓度仅仅为0.2%(w/v),相对于新鲜 血手印的暗红色纹线,其附着的白色较浅,但从图1 中可以看出,依旧有白色二氧化钛附着在纹线上.对 于浓度为50%,10%,1%,0.5%,0.1%的黑色塑料 袋表面上的血手印,二氧化钛附着于纹线后与背景的 反差明显,可以清晰的获得较好的显现效果.尽管浓 度为0.1%的黑色塑料袋表面上的血手印其所含血液 成分较低,但依旧可以有良好的显现效果.由此可以 判断,低浓度的血手印中含有的油脂等手印残留物成 分对于二氧化钛的附着起到一定促进作用.实验表 明,低浓度的血手印由于水分含量较大,在与客体捺 印过程会影响捺印质量,会导致部分手印上部分纹线 粘连. 3.2纳米二氧化钛小颗粒悬浮液对不同遗留时间 血手印的显现 利用纳米二氧化钛悬浮液,对浓度为10%的放 置1天,3天,7天,15天,30天,60天的血手印 进行显现,亦有较好的反差,可以清晰的获得手印纹 线(见图3,图4). 图3浓度为10%依次为放置1天,3天,7天血手印显现 效果 图4浓度为10%依次为放置15天,30天,6O天血手印 显现效果 对于不同遗留时间的浓度为10%的黑色塑料袋 上的血手印,随着遗留时间的增长,显现后的手印纹 2009卑中国刑警学院9月 线颜色逐渐变浅,但总体上影响不大.小颗粒悬浮液 主要是利用物理吸附以及静电吸附作用,使颗粒与纹 线进行附着,进而达到显现目的.但由于血手印的放 置时间逐渐增加,血手印中的一部分成分会随着时间 的延长而伴随着水分的蒸发而流失,吸附作用逐渐减 弱,纹线逐渐变浅.随着时问的增加,背景上附着的 白色粉末可以清洗的更加干净.这是由于放置时间的 增加,可以改变原本黑色塑料的表面的电荷极性与数 量,降低纳米二氧化钛与背景的吸附能力,使清洗效 果更加明显. 3.3纳米二氧化钛小颗粒悬浮液显现细节地特征研究 纳米二氧化钛小颗粒悬浮液可以清晰地显现血手 印,甚至可以显现纹线中的三级特征,甚至可以显现 出纹线中的汗孑L等特征(见图51 图5纳米二氧化钛小颗粒悬浮液显现纹线中三级细节特征 通过该方法对黑色塑料袋上的血手印进行批量显 现(见表1,表2),显现结果大部分可以应用于鉴 定,仅有很少一部分的显现效果无法满足鉴定条件. 表1浓度为100%,50%,10%,1%,O.5%,O.1%的黑 色塑料袋表面上的血手印 1OO%50%10%1%0.5%O.1% +++3717212325 ++242111875 +322100 总计303030303030 注:+++:纹线非常清晰;++:纹线比较清楚.满足鉴定 条件;+:纹线不清楚,无法鉴定. 表2浓度为10%的放置1天,3天,7天,15天,30天, 60天的血手印 +++ ++ 总计 注:+++:纹线非常清晰;++:纹线比较清楚,满足鉴 定条件;+:纹线不清楚,无法鉴定. 4结论 实验表明,纳米二氧化碳小颗粒悬浮液对浓度为 100%,50%,10%,l%,0.5%,0.1%的黑色塑料袋 表面上的血手印以及浓度为10%的放置1天,3天, 7天,15天,30天,60天的血手印有较好的显现效 果,纹线清晰,部分显现效果可以达到三级特征,具 有很高的鉴定价值.此外,显现出的手印纹线干燥后 相当牢固,可以长期保存.显现方法操作程序简单, 自然光照条件下即可完成.小微粒悬浮液使用乙醇作 为溶剂,将二氧化钛直接溶于乙醇溶液中配制成悬浮 液,通过浸泡和清洗两步程序,就能够增强深色客体 上的血手印纹线,从而便捷快速显现出黑色塑料袋血 手印.因为二氧化钛溶于乙醇溶液形成小微粒悬浮 液,没有必要使用乙醇溶液对血手印进行预先固定, 简化了血手印显现步骤.实验所用试剂价格低廉,具 有较高的性价比. 实验中还应注意:因空气中吸湿纳米二氧化钛粉 末存在一定程度的团聚现象,使用前进行适当烘干处 理;工作液现用现配,以防止小颗粒悬浮液长时间放 置出现沉淀;样本在烧杯中抖动过程中,尽量避免塑 料与烧杯内壁的吸附,以防止两者摩擦过程中对纹线 的破坏,样本在培养皿清洗过程中,将载有纹线的黑 色塑料表面向上. 参考文献 1.赵向欣.中国刑事科学技术大全一指纹技 术fM】.北京:中国人民公安大学出版社,2003: 305—308 2.刘少聪.手印学【MJ.北京:警官教育出版 社.1994:229—235 3.JoshuaBergeron.DevelopmentofBloodyPrint.s onDarkSurfacesWithTitaniumDioxideandMethanol 【『】.JournalofForensicidentification,2003,53(2): 149—159 4.AmandaL.Atkins,DevelopmentofBloody LatentPrintsonDarkSurfaces.UnitedStatesArmy CriminalInvestigationLaboratory,2007,27(7) 5.Morris,J.R.,Wells,.J.M.Pantent154,147,1979. GreatBritain 6.Lee.H.C,GaensslenR.E.Eds.Advances inFingerprintTechnology[M].NewYork:Elsevier, 2000:113 7.DavidC.Wade.DevelopmentofLatent PrintsWithTitaniumDioxide(TiO2)[7】.Journalof ForensicIdentification,2002,52(5):109—113 8?6一 一73一天一9o一.3 一一,一,一一天一”?2