汗孔在乳突纹线上是单排分布的, 汗液通过汗孔分泌并均匀分布、沉积在乳突纹线上。当指头接触物体时, 汗液就转移到物体表面, 留下乳突纹线的痕迹, 即在客体表面形成了汗潜指印。已经知道的是, 通过口服的方式进入人体的药物会通过汗液排泄一部分母体药物及代谢产物。吸烟者吸烟后吸入人体的尼古丁经过代谢会产生可替宁等代谢物, 这些代谢物以及母体药物尼古丁随着体液循环, 一部分以汗液的形式排出体外, 另一部分通过尿液、泪液、唾液、头发等形式排出体外。其中, 55%尼古丁通过尿液排出, 1%以原型存在, 其余均为代谢产物。指头表面的皮肤无时无刻不在分泌汗液, 这些汗液中包含有可替宁及尼古丁。当指头接触物体后, 随着指印遗留时间的增加, 汗潜指印的物质组成会发生变化。但可替宁、尼古丁及汗液中的脂质、氨基酸成分能够保留下来, 为显现指印提供了条件。由于汗液在乳突纹线上的均匀分布, 可替宁也随着汗液均匀分布在乳突纹线上。若将可替宁作为检测对象加以显现则能够使乳突纹线的形态清晰呈现出来并获得高分辨率的指印荧光图像, 从而使检验者能够直接观察指印, 并进行个人识别。

当抗可替宁抗体同可替宁接触时, 特异性的被吸附到可替宁分子上, 此时的汗潜指印仍需经过第二步的反应才能达到显现目的。将经过第一步反应的指印同荧光标记的第二抗体充分反应后, 被标记的第二抗体同抗可替宁抗体特异性的结合, 在紫外光的照射下, 即可观察到乳突纹线的形象。经过抗原抗体反应显现后的指印在保存环境条件的改变下会发生抗原抗体结合物的解离, 即发生了抗原抗体反应的逆反应; 或者灭活, 即失去了生物学活性, 不能继续参与反应, 指印也不能够发出荧光。在Ruth S. Croxton等^[1]进行的实验中发现, 吸烟者同不吸烟者指印中的氨基酸和脂肪酸含量并不存在显著差别。由此, 有理由推测, 吸烟者汗潜指印中的可替宁成分对吸烟者汗液中氨基酸的分泌影响很小。在显现效果不理想的情况下, 可以尝试进行二次显现。

基于客体表面指印上脂质的显现方法, 诸如熏显法、粉末法对非渗透性客体表面的新鲜指印具有较好的显现效果, 但对于陈旧指印, 这些方法显现出的细节特征减少并伴随着背景染色的干扰。另外, 脂质的浓度也取决于捺印者的年龄以及捺印指印前的活动(例如, 触摸面部、头皮等部位会使手上分布的脂质成分增多); 汗液是自然存在于手上的, 而脂质分泌物只有在某些情况下才出现在手上, 因此, 并不是所有的指印中都含有脂质分泌物。汗潜指印中的脂质沉积在客体表面之后就会发生化学变化并且环境条件也会对脂质产生影响。汗潜指印中的不饱和复合物, 如鲨烯、软脂酸随着时间的增加会流失, 而饱和复合物却能保持不变。每个指头上沉积的脂肪酸的总量在0.16μ g~3.37μ g之间^[1], 除去沉积后发生化学变化以及流失的部分, 剩余的脂肪酸含量就会更少, 需要用更加灵敏的方法显现。

据估计一枚指印上的平均氨基酸含量在250ng^[2]。在针对汗潜指印氨基酸进行显现的方法中, 常用的有茚三酮法、DFO显现法等。使用茚三酮法显现陈旧指印及浅薄指印时, 在室温条件下需要数天甚至一周以上的时间。另外, 由于茚三酮存在毒性, 使用时会对现场勘查人员的身体带来危害。在DFO显现法中也同样存在问题。因DFO同纸张纤维素矩阵结构之间的氢键连接, 降低同氨基酸反应浓度的同时产生了背景上非荧光性的黄色斑点。也有实验指出, DFO试剂更适合于显现遗留时间较短的手印^[3]。使用“ 502” 胶熏显法显现陈旧指印时, 随着指印遗留时间的增加, 由于陈旧指印中的水分及氨基酸含量降低, 为了显示出清晰的纹线, 往往需要较长的熏显时间, 而与此伴随的问题便是背景的染色。使用“ 502” 胶熏显法的另一个问题是, 在干燥地区显现指印的成功率比在潮湿地区要低得多。

Cuthbertson^[1]发现氯化物的浓度在捺印者之间的差异很大(年龄及职业), 并且受到遗留手指以及客体表面的孔隙分布密度的影响, 例如遗留在滤纸上指印的氯化物的平均浓度比起捺印在铝箔上的浓度要高出3倍之多。针对氯离子检验的常见方法是硝酸银法。而这种首次被用于显现渗透性客体表面汗潜指印的方法也存在诸多问题。例如, 显现效果易受到环境湿度的影响、氯化物会从纹线上迁移至纹线外以及显现后的细节特征在潮湿的环境中迅速分解等, 均造成检验鉴定的困难。有报道认为用硝酸银法可显出遗留50天以内的手印, 但显现效果因人而异, 其原因可能是氯化钠的含量受手印遗留人的饮食习惯等个人生活因素影响^[4]。

由于汗潜指印中可替宁对脂质的亲和力, 抗可替宁抗体-金纳米颗粒复合物能够在水溶液中很轻松地吸附到客体表面。这使得可替宁同脂质一起牢固的吸附在客体表面, 不易在试剂作用、外界环境的干扰下流失。也为利用可替宁显现指印提供了基础。

根据半衰期公式: N=(12)tT·N0(其中, N为物质衰变后的浓度, N0为物质的初始浓度, t为衰变时间, T为半衰期)。取可替宁半衰期为15h, 假设初始浓度为 1·10-3g/mL, 计算得30d后的衰减浓度为2.5pg/mL、90d后的衰减浓度为0.8· 10^-3pg/mL。Fumio Moriya和Yoshiaki Hashimoto利用气象色谱检测了31具尸体血液和尿液中尼古丁、可替宁的含量^[5], 该法对可替宁的检出限均为2.1ng/mL。Yuh-Lih Chang等^[6]使用HPLC-UV偶联多为点微透析样品处理技术研究尼古丁和可替宁的药代动力学, 对可替宁的检出限为0.05μ g/mL。Peyton JacobⅢ 和Sylvia Wu^[7](等利用气象色谱-质谱连用法对烟草成瘾者血浆中尼古丁、可替宁等进行检测, 测出的检测限分别为1ng/mL和2ng/mL。Roberta Pacifici等应用放射免疫测定法对男性被动吸烟者精液中尼古丁和可替宁富集作用进行研究时使用了双抗体交叉的特定方法, 对可替宁的检测范围是0.2~20ng/mL^[8]。对于活跃的吸烟者来说, 使用放射免疫法检测出的尼古丁结合浓度的平均值加上外分泌汗液中代谢物的浓度值是780.8ng/mL^[9]。综上, 针对汗潜指印中的可替宁, 现有检验方法的灵敏度可以达到显现的目的。

既然尼古丁、可替宁可以通过手对物体的接触, 随着汗液转移到物体表面, 这就引发了另一个疑问:尼古丁、可替宁会不会也以同样的接触方式通过人与人之间的握手转移?或者通过触摸表面已经存在尼古丁、可替宁的客体而转移?为此, 有学者进行了专门的实验研究, 结果表明^[10]:当吸烟者同非吸烟者握手时, 尼古丁、可替宁会发生人与人之间的转移, 但是转移的量很少; 在模拟的条件下同物体的接触也会导致交叉污染。然而, 自然环境中存在的尼古丁含量非常少, 以至于用现有的方法检测不到。据此, 可以认为, 汗潜指印中的可替宁基本上都来源于捺印者自身。

汗液物质中包含有个人的生活信息, 例如近期服用过的药物、长期偏好的食物等。在指印中检测出毒品能表明此人接触过毒品但不能证明服用过毒品, 而检测毒品的特殊代谢成分可以证明使用过毒品。检测汗垢中的药品残留物用途有限, 因为这些残留可能由偶然的接触产生, 而检测出母体药品代谢物的存在可以作为使用药品的证据。因此在指印中检测出可替宁可以作为使用尼古丁的直接证据。

Amanda等^[11]人使用抗可替宁抗体磁性颗粒复合物来显现陶瓷表面吸烟者和非吸烟者的汗潜指印。在吸烟者汗潜指印的乳突纹线上存在的可替宁与抗可替宁磁性颗粒复合物特异性的结合后, 便会显示出指印中的乳突纹线、细节特征, 乳突纹线的花纹形态和汗孔。显现出的指印图像质量较高可用于个体识别、鉴别吸烟者和非吸烟者(见图1)。

图1

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	图1 用抗可替宁抗体磁性颗粒复合物显现出指印的荧光图像[11]

Richard等^[9]将金纳米颗粒同多价的抗可替宁抗体结合, 用来加强潜在指印中抗体同可替宁抗原的特殊作用(见图2)。并用这种方法获得一名平均每天吸烟5~7根的吸烟者捺印的指印图像(见图3)以及一名非吸烟者的指印(见图4)。其中图3中的A和F是从志愿者的手指上直接提取的指印, 从图像中可以清楚的看到螺形纹和箕形纹, 并可用于人身认定。图4的B到E和G到J是志愿者出汗时间从10min到40min不等采集的指印图像。在10min时采集的指印图像(图4的B和G)显示出了指印的足够细节特征, 可用于人身认定。从20min至40min采集的指印图像的清晰度增强, 在40min时取得的图像最清晰, 显示出了使用纳米颗粒复合物显现指印的特质(比例尺为5mm)。

图2

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	图2 抗体功能化纳米粒子的构造图[9]

图3

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	图3 采用抗体-纳米颗粒复合物的方法获得的吸烟者的指印图像[9]

图4

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	图4 采用抗体-纳米颗粒复合物的方法获得的1名非吸烟者的指印[9]

在Richard等^[12]人进行实验的补充材料中, 使用了氢氯金酸同作为还原剂、封闭剂的柠檬酸钠反应制备了浓度为3nM的金纳米颗粒溶液, 其中的金纳米颗粒直径为16nm。蛋白A是由异型双功能试剂3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯(SPDP)连接到纳米金颗粒表面。将蛋白A同SPDP混合并去除未同蛋白A结合的SPDP后, 将混合液加入之前合成的金纳米溶液中, 混合均匀, 离心后去除上清液, 待经过SPDP修饰的蛋白A连接到金纳米颗粒表面后, 将抗可替宁IgG抗体加入混合液中, 搅拌均匀并离心。最终通过最大光吸收带确定抗可替宁抗体同蛋白A-纳米颗粒复合物是否结合。将制备时间为1天之内的新鲜抗可替宁纳米颗粒溶剂滴加到收集的汗潜指印表面并将其完全覆盖后, 将指印标本置于37℃的容器中并保持潮湿30min后, 用蒸馏水清洗去除未同指印物质结合的纳米颗粒复合物。再将经过 Alexa Fluor 488或Alexa Fluor 546标记的抗鼠第二抗体(即羊抗鼠IgG的F(ab’ )₂片段)滴加到指印上, 37℃温育30min。之后用蒸馏水洗去未参加反应的第二抗体便获得了指印的荧光图像。

生物技术中的荧光免疫法具有灵敏度高、特异性好、显现出的图像对比度高的特点, 在生物科学领域应用广泛, 而将该技术运用于指印的显现中不失为一种良好的替代性技术。本文中仅介绍了以可替宁为抗原显现汗潜指印, 同理推之, 也可将毒品(如可卡因)的代谢产物作为目标物进行汗潜指印的显现, 还能为指印遗留者是否涉毒提供证据。从国外学者研究的成果来看, 使用该方法显现出的指印图像对比度高、细节特征清晰可见, 可用于人身同一认定。

使用荧光标记免疫法显现指印具有灵敏度高、特异性好的特点, 并且显现出的指印经过紫外光激发后, 同背景的颜色差异大、细节特征明显, 用于检验鉴定的价值较高。与此同时, 还能揭示捺印指印者的生活信息。