2022年, 第47卷, 第1期　刊出日期：2022-02-15

  

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专题：混合STR分析
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  SMART：自主研发的混合STR图谱分析系统

  季现超, 池连江, 徐珍, 彭柱, 叶健, 凃政, 陈华

  刑事技术. 2022, 47(1): 1-9. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0136

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  目的 混合STR图谱的分析是法医遗传学领域的一个难题。目前国内大多数法医DNA实验室依靠人工方法分析混合STR图谱,费时费力,且拆分效果也多有主观性,难以满足日益增长的混合STR图谱分析的需求。本文介绍一套自主研发的混合STR图谱分析系统——SMART (STR Mixture Analysis and Resolution Tools),其能够实现对混合STR图谱的自动化分析,包括拆分混合STR图谱和计算似然比。方法 SMART使用的STR峰高的概率模型,考虑了影子峰、降解、基因座特异性扩增效率、峰高变异、插入峰、峰丢失等因素。模型通过比较各个基因型集合拟合当前混合STR图谱的似然值大小来推断最有可能的基因型集合,采用了马尔可夫链蒙特卡洛（MCMC）算法进行求解。结果 SMART可应用于不同试剂盒和遗传分析仪产生的数据。经使用ABI-3500XL遗传分析仪和GlobalFiler试剂盒测试,SMART能够实现对2~5人的混合STR图谱的分析,输出包括混合比例、混合图谱质量、各个贡献者单人的STR基因分型、似然比等多项结果。结论 SMART作为一款自主研发的混合STR图谱分析系统,其基本涵盖了国外同类分析系统所具有的功能,技术性能指标达到国际先进水平,能够满足一线法医工作者对于混合STR图谱分析的多样化需求,提高混合STR图谱结果的利用率。
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  混合STR分型分析方法研究进展

  彭柱, 徐珍, 凃政, 杨帆, 李永久, 严安心, 聂昊, 赵禾苗, 赵兴春

  刑事技术. 2022, 47(1): 10-17. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0114

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  混合STR分型的解释及分析一直是国际上法医物证领域研究的热点和难点。随着DNA检验技术的发展,案件中检出的混合STR分型呈现出模板量降低以及混合组分数增加的趋势,其解释变得愈加复杂,传统的人工分析方法已难以满足现实要求。近几年国外基于统计算法模型的自动化软件解析方法渐趋成为混合STR分型分析的主要方法。本文综述了混合STR分型分析方法的相关研究进展,包括人工为主的定性分析方法以及基于统计模型的基因型概率分析方法;讨论了混合STR分型分析方法的未来发展趋势以及人工智能技术的应用前景。
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  两种混合STR分型分析软件的比较与应用

  李甫, 徐磊, 蔺晨, 凃政, 靳小攀, 徐珍

  刑事技术. 2022, 47(1): 18-23. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0162

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  随着DNA技术的发展和应用拓广,案件现场生物检材及其提取检验愈受重视、愈显重要性,近年来混合检材的DNA有效检出比例越来越高,混合STR分型的拆分与合理解释也益发成为DNA鉴定技术领域的研究热点与难点。本文主要针对当下国际主流的两款混合分型分析软件——STRmix和云算GPM进行比较研究,就两者的基本信息、理论、分析过程作比较,并结合实战应用和典型案例综合分析两者的异同,希冀为法医DNA工作者提供选用参考和使用依据,也希望能够推动国内混合STR分型分析的发展及与国际交流互鉴。
论著
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  视频侦查中多摄像头下嫌疑目标同一的概率研究

  黎智辉, 谢兰迟, 吕游, 王桂强

  刑事技术. 2022, 47(1): 24-34. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0116

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  目的 视频侦查中的时空轨迹信息是很多案件侦破的关键,但在证据准备和法庭质证阶段,如何使用这些信息目前并没有方法依据。本文针对视频侦查中轨迹信息的证据转化问题,开展理论分析,建立概率方法。方法 结合视频侦查的典型过程,定义了摄像头下人物的人体、衣着和交通工具等特征;对不同的特征根据其出现的可能性进行针对性的概率估计以得到概率上限,对多摄像头下嫌疑人作案和逃窜过程的概率进行表示;基于图模型构造贝叶斯网络对轨迹追踪问题进行建模,并对模型利用贝叶斯网络特性进行求解,以得到似然比结果。 结果 结合视频侦查场景给出了问题中似然比的公式和近似计算方法。1）通过分解提出时段、时序和方向假设建立了一种时空特征概率模型分析方法;2）提出了视频图像中衣服、人体、交通工具特征的概率分析思路框架;3）得到了假设条件下的似然比结果;4）给出了假设条件对概率计算的影响,讨论了实际应用中后验比估计的方法及方法的使用限制因素。 结论 本文建立的理论分析方法首次为视频追踪结果的证据应用提供量化参考模型,从概率的角度解释了视频轨迹追踪结果为什么可以成为证据,有助于提升视频追踪证据的证明力: 基于视频中能观察到的常见的十二个特征（体态、上衣颜色、上衣纹理、上衣款式、裤子款式、裤子颜色、鞋子款式、鞋子颜色、头发长度、摩托车款式、摩托车颜色、摩托车行李箱样式）的条件,对于具有相同特征的目标依次出现在三个摄像头下（摄像头之间没有分叉路口）的案例,计算得到的似然比（第一个摄像头下的目标与第三个摄像头下的目标为同一目标和不同目标条件下,出现给定特征的可能性之比）下限超过10⁸量级。
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  基于亮度感知权重的夜间图像去雾技术

  张志豪, 孙鹏

  刑事技术. 2022, 47(1): 35-42. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0074

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  目的 对夜间雾天环境下成像设备获取的图像进行去雾和图像增强处理,以便给公安机关的图像侦查工作提供直观的侦查信息。方法 首先基于夜间大气散射物理模型,采用通道差引导的低通滤波器估计环境照度;其次使用亮通道和暗通道先验分别估算图像中光源区和非光源区的环境透射率,然后采用一种亮度感知权重的方式将二者融合得出最终的混合环境透射率;最后对夜间大气模型公式进行求解获得去雾图像。在此基础上使用CLAHE和SoG算法对图像视觉效果进行增强。结果 经过对大量实际案例和计算机合成的夜间雾天图像进行处理,实验结果表明本文采用的去雾与图像增强技术在客观评价方面：偏色检测因子降低65%、平均梯度提高233%、信息熵提高7%,相较于其他主流方法均占显著优势;在主观评价方面：本文方法能同时提升图像颜色动态范围、矫正图像偏色、增强图像暗部细节。结论 基于亮度感知权重的夜间去雾与图像增强技术能够有效增强夜间雾天图像的暗部细节、提高图像对比度和解决图像偏色问题,能为公安机关的图像侦查工作提供更直观有效的信息。
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  “金三角”来源海洛因样品的关联性判别及来源推断

  段正萍, 廉洁, 杨发震, 李虹, 李彬

  刑事技术. 2022, 47(1): 43-48. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0081

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  目的 海洛因是最常被广泛滥用的毒品之一,具有高度成瘾性、难以戒断性和严重的社会危害性。本文建立“金三角”海洛因样品Pearson相关性数学模型,对云南6个边境州市公安机关缴获的海洛因样品进行了关联性判别及样品来源推断。方法 实验将海洛因样品溶于酸性溶剂中并用有机溶剂进行萃取富集,采用超高效液相色谱-串联质谱法（UPLC-MS/MS）对海洛因样品中15种中性/酸性特征杂质进行检测分析,结合数理统计分析方法完成样品分析。结果 通过计算,选定0.965为关联性阈值,并筛选出关联性极强的样品组。同时,采用主成分分析法（PCA）初步将样品划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 三个区域。结论 结合案件信息、关联性分组及主成分分析结果,实现了对489份“金三角”来源海洛因样品的特征分析。
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  液相色谱-三重四极杆质谱法同时检测生物检材中百草枯及其代谢物

  孟宇珍, 龚铎, 李文越, 文岩, 樊哲瑜, 张潮, 王涛, 傅善林, 尉志文, 贠克明

  刑事技术. 2022, 47(1): 49-57. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0083

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  目的 建立生物检材中同时检测百草枯（paraquat, PQ）及其主要代谢物单季铵盐（monoquat）、百草枯-单吡啶酮（paraquat-monopyridone, MP）、百草枯-联吡啶酮（paraquat-dipyridone, DP）、4-羧基-1-甲基吡啶盐（4-Carboxy-1-methylpyridinium ion, MINA）的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）检测方法。方法 以百草枯氘代内标（Paraquat-d8 Dichloride, PQ-D8）作为内标,检材样品调节pH后,经乙腈沉淀蛋白,使用不同色谱柱洗脱,在多反应监测模式下检测。结果 百草枯PQ、monoquat、MP、DP、MINA的线性范围分别是5~800ng/mL、0.5~80ng/mL、5~800ng/mL、2.5~400ng/mL、2~320ng/mL（r均高于0.993）,日内、日间精密度（RSDs）分别在5%~14%、3%~13%、3%~15%、5%~13%、2%~15%之间,准确度（RE）分别在91%~116%、80%~100%、80%~111%、85%~114%、91%~114%之间。生物样品处理后自动进样器上室温放置72h,各物质的准确度分别在90%~119%、56%~125%、60%~110%、78%~98%、83%~117%之间。结论 本测定方法前处理过程简便,分离效果好,提取效率高,可使用本方法对疑似百草枯中毒的检材进行原体及代谢物的检测,为案件提供法律依据;本实验优化了课题组前期建立的生物样品中百草枯及monoquat、MP的检测方法,参考其案例结果,检测相应检材,对比分析,该检测方法在原体含量大幅下降时,痕量代谢物仍可检出。
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  栅格特征在打印文件检验中的应用研究

  许士国, 王虹, 姜峰

  刑事技术. 2022, 47(1): 58-63. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0118

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  目的 通过对打印文字栅格特征进行实验研究,总结其稳定性和易引起特征变化的因素,为二次添加打印和换页变造文件检验探索新的思路。方法 以500个常用汉字为主要研究对象,选用不同品牌、不同型号激光打印机,设置不同分辨率或质量模式,用同一台电脑或不同台电脑安装不同驱动程序,打印中易宋体常用字不同字号的样本。通过对打印文字笔画细节特征进行比对分析,总结打印文字栅格特征的规律特点。结果 打印文字存在三类栅格特征,一是横笔段厚度特征,二是竖笔段宽度特征,三是斜笔画阶梯特征。同一台打印机一次打印的文件,相同字体字号文字的栅格特征反映相同;不同打印机或同一台打印机连接不同版本操作系统的电脑,或安装不同驱动程序,或选择不同的打印分辨率,栅格特征可能发生变化。结论 栅格特征在同一次打印的文件中具有稳定性,在不同硬件和软件环境下可能发生改变,可以为换页文件和二次添加打印文件检验提供新的思路。
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  5F-UR-144的热不稳定性研究

  罗璇, 曾长广, 王燕军

  刑事技术. 2022, 47(1): 64-68. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0151

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  目的 利用气相色谱-质谱法（GC-MS）、液相色谱-四级杆-飞行时间质谱（LC-Q-TOF/MS）和核磁共振光谱法（NMR）研究合成大麻素5F-UR-144遇热分解的具体变化情况。方法 对照品用无水乙醇定容稀释后,经GC-MS和LC-Q-TOF/MS检测得到对应的色谱图和质谱图;对照品分别于常温和280℃密封加热后用无水乙醇定容稀释,经LC-Q-TOF/MS和NMR检测得到对应的质谱图、¹H和¹³C核磁共振波谱;对照品分别于常温逐步提升至300℃密封加热后用无水乙醇定容稀释,经LC-Q-TOF/MS检测得到对应的色谱图。结果 5F-UR-144在高温下会开环产生新的物质;5F-UR-144从130℃开始分解,随着温度升高分解程度提升,240℃时分解率达到98%;随着温度继续升高,超过260℃,分解产物会碳化。结论 基于5F-UR-144的热不稳定性,在检测时应考虑若通过烫食方式吸食5F-UR-144,其进入人体的成分会发生变化;气相色谱或气相色谱-质谱法不适合定量检测5F-UR-144。
综述
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  案事件数据可视化研判平台的构建与应用展望

  石屹, 彭斯璐, 解鹏达, 孟祥超, 李文海, 赵前胜, 王明直

  刑事技术. 2022, 47(1): 69-75. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0058

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  伴随信息化技术的普及,如何利用重大案事件现场勘查结果发掘要素关联关系及关键物证关联的外源信息,对现场勘查的调度指挥和定罪量刑具有极其重要的作用。作者在对国内外现场勘查技术的新进成果进行综述的基础上,以案事件要素关联机理为基准,现场要素可视化技术为核心,开展现场要素数据关联研判及可视化技术分类研究。本文从总体框架、功能模块、关联模式和方案设计等方面,介绍了现场勘验数据可视化展示与目标关联分析研判平台构建内容,并对研发出的案事件数据可视化研判平台的应用前景进行展望。
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  地面三维激光扫描在交通事故勘查及重建中的应用进展

  关闯, 冯浩, 衡威威, 张志勇, 李威, 姜镇飞

  刑事技术. 2022, 47(1): 76-82. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0113

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  本文回顾了地面三维激光扫描技术的发展历程和应用场景,简要阐述了地面三维激光扫描系统的技术原理和作业流程,对地面三维激光扫描技术在交通事故领域的应用进行分类,并详细梳理了各类别下的最新研究成果与实例,结合交通事故勘查和重建发展需求,探讨了目前存在的问题和未来发展方向。
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  甲基苯丙胺和海洛因标准物质研究进展

  杨虹贤, 闻武, 郑珲

  刑事技术. 2022, 47(1): 83-87. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0087

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  甲基苯丙胺和海洛因是禁毒斗争的重要打击目标。毒品检测实验室在对甲基苯丙胺、海洛因相关检材进行定性定量分析时,必须依靠相应的高纯度标准物质作为分析参照,才能得出正确的检测结果。目前,尚未出现针对甲基苯丙胺和海洛因标准物质相关研究进展的报道。国内外现有生物基质甲基苯丙胺标准物质以及甲基苯丙胺纯度标准物质,可应用于体内外甲基苯丙胺的检测鉴定工作。其中,生物基质包括冻干尿液、毛发以及冷冻人体血清。海洛因除纯度标准物质外,已制备出了¹³C标记的海洛因标准物质,¹³C标记后的标准物质较氘代衍生物具有更高的分析精度。制备后的标准物质需经气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法、核磁共振波谱法、傅里叶变换红外光谱法等进行结构确认,同时通过气相色谱、液相色谱等不同定量分析方法进行量值。本文对上述国内外甲基苯丙胺和海洛因标准物质的研究情况进行概述,并展望了未来的研究方向。
研究与探讨
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  基于深度学习的指纹自动识别技术

  吴春生, 李孝君, 吴浩

  刑事技术. 2022, 47(1): 88-95. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0121

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  本文从学科领域入手,对指纹自动识别技术在发展过程中受人工智能技术影响所产生的新变化进行简述。指纹识别技术作为一种计算机应用技术,其发展与计算机科学的新技术密切相关。人工智能技术,特别是基于深度学习的图像技术的发展使指纹识别算法开启了全新的模式。本文将人工智能在指纹领域的发展分成三个阶段,并对当前所处的第二阶段的发展趋势进行了分析。基于深度学习的指纹识别技术使用图像特征而不是传统细节点特征的方式,改变了法庭科学领域对指纹识别的认知。本文重点对深度学习技术在指纹识别方面的应用模式和典型的技术方法进行了论述,给出了基于深度学习的指纹识别技术方案图,对技术方案中的网络模型设计等重要步骤逐一进行了说明,提出了图像处理、降维等几个需要重点攻坚的技术环节。对现有的可为指纹识别借鉴使用的深度网络模型进行了介绍,如：卷积神经网络、自编码器网络。最后对人工智能指纹识别算法与传统算法的性能进行了对比。
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  MDMA前体PMK methyl glycidate的定性检验

  赵阳, 胡羽鹏, 常颖, 高利生

  刑事技术. 2022, 47(1): 96-99. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0120

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  目的 利用PMK methyl glycidate来合成胡椒基甲基酮（piperonyl methyl ketone,PMK）,可进一步合成3,4-亚甲二氧基甲基苯丙胺（MDMA）。本文首次报道了中国大陆出现的PMK methyl glycidate,并应用气相色谱-质谱联用（GC-MS）和核磁共振（NMR）技术对化合物结构进行了分析与确证。 方法 样品分别用甲醇和DMSO-d₆提取后,使用GC-MS和NMR进行检测。结果 通过GC-MS分析测得化合物的质谱特征碎片和保留时间信息,并对氢谱碳谱的信号峰进行归属,确定了化合物结构。 结论 该方法简便可靠,能用于PMK methyl glycidate的检验。
技术与应用
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  运用法医学二代测序技术侦破19年久冷案

  张驰, 郭立亮, 周轲, 宋振, 康克莱, 韦美甜, 高悦, 卓文腾, 季安全, 王乐

  刑事技术. 2022, 47(1): 100-106. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2021.0075

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  基于Y染色体STR（Y-STR）多态性的男性家系排查技术帮助全国各地破获了诸多冷案积案。然而对于出现明显降解的生物检材,或因检出Y-STR基因座数量过少而无法开展有效排查。STRSeqTyperY68男性家系精细化排查试剂盒,定位于二代测序技术,利用MiSeq FGx二代测序平台可单管实现52个单拷贝Y-STR基因座、6个二拷贝Y-STR基因座、1个三拷贝Y-STR基因座和1个性别判定基因座的分型检测,并能同时支持STR长度和/或序列多态分型,全部基因座扩增子长度在350bp以下,且其中62个不大于300bp,适用于降解检材的检测。本文报道一起长达19年未破的强奸杀人案,用传统STR检测方法仅得到24个Y-STR基因座分型,部分300bp以上的Y-STR片段未检出,但通过二代测序方法使用STRSeqTyperY68试剂盒完整得到了67个Y-STR和1个性别基因座分型,从而帮助办案单位锁定了嫌疑人所在的男性家系,为案件侦破提供了关键技术支撑。
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  超高效液相色谱-高分辨质谱联用技术分析地芬尼多代谢产物

  王灵, 侯建平

  刑事技术. 2022, 47(1): 107-110. https://doi.org/10.16467/j.1008-3650.2022.01.001

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  目的 分析地芬尼多在血液中的代谢产物。方法 采用高分辨液质联用仪对中毒死亡人员血液进行检测,样品经乙腈沉淀蛋白后使用液相色谱-高分辨质谱联用仪检验,根据高分辨的质谱碎片信息和解析软件分析其结构。结果 经过仪器检测和数据分析,推断出血液中三种地芬尼多的代谢产物。结论 该方法为地芬尼多中毒案件判定和代谢产物检验提供了新的参考。