新型粉末状荧光502熏显手印荧光波段研究
李康1, 涂霓2, 李孝君3, 郝翔4, 关晨4
1.浙江警察学院,杭州 310053
2.湖北警官学院,武汉 430034
3.公安部物证鉴定中心,北京 100038
4.西安市公安局雁塔分局,西安 710061

作者简介:李康(1988-),男,湖北天门人,教师,硕士研究生,研究方向为痕迹检验技术和手印学。E-mail:350874201@qq.com

摘要

目的 运用新型粉末状荧光502可一步显现非渗透性光滑客体表面潜手印。为了选择最佳的激发光源和滤光镜来观察熏显后荧光效果,本文对该粉末的荧光性能进行研究。方法 使用荧光光谱仪对新型粉末状荧光502进行激发光谱和发射光谱的测试,进而选择合适的激发光源及滤光镜来进行观察和拍照。结果 新型粉末状荧光502的光谱范围较宽,在波长为235nm~580nm范围内均可进行激发,具有广谱性,其中对波长在530nm附近的激发光具有最大峰值,即荧光强度最大,对450nm和360nm附近的光也具有很高的吸收峰值,斯托克斯偏移量为45nm。宏观验证实验表明,在仪器分析所得的范围内,显现出的手印效果均较好。结论 运用该粉末在熏显手印后可以在紫外、紫光、蓝光、黄光、绿光范围内进行激发,斯托克斯偏移大,荧光亮度高,在观察荧光效果时能够很好的消除背景荧光的干扰,也便于选择滤光镜。手印荧光效果除了受到熏显物质荧光性能的影响外,还与激发光源的品质、滤光片的透过性能以及检材固有的发光特点、客体表面性质有关。

关键词: 手印显现; 新型粉末状荧光502; 荧光光谱分析
中图分类号:DF794.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2015)01-0015-04 doi: 10.16467/j.1008-3650.2015.01.004
Selection of Fluorescence Band Using Novel Fluorescent Cyanoacrylate Powder for Latent Fingerprint Visualization
LI Kang1, TU Ni2, LI Xiao-jun3, HAO Xiang4, GUAN Chen4
1. Zhejiang Police College, Hangzhou 310053, China
2. Hubei Police College, Wuhan 430034, China
3. Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China
4. Yanta Branch of Xi’an Public Security Bureau, Xi’an 710061, China
Abstract

Objective This study aims to select the appropriate exciting light source and filter to visualize latent fingerprints on non-porous surface fumed with the novel fluorescent cyanoacrylate powder.Methods The appropriate light source and filter were selected by means of the fluorescence spectrometer along with both the excitation and emission spectrums decided.Results The analysis of new fluorescent cyanoacrylate powder by fluorescence spectroscopy showed that the excitation wavelength of light source was 235~580nm with the maximum peak at 530nm where the fluorescent intensity was the biggest, and also quite strong absorbance peaks were obtained at 450nm and 360nm, with 45nm Stokes shift. Verification experiments indicated that the effect of developing fingerprints was good in the range of 235~580nm.Conclusions The fingerprints fumed with the new fluorescent cyanoacrylate powder can be visualized under the light of UV, violet, blue, yellow, and green with the merits of large Stokes shift and high fluorescent intensity, easy to eliminate the interference of background fluorescence, and facilitative to select filters. The fingerprints can be visualized clearly with the fluorescence selected by comprehensive consideration of the above factors. Besides the property of fluorescent powder, the effect of developing fingerprint with fluorescence relies on the exciting light source, the filter, and the inherent luminescence characteristics of submitted exhibits and the conditions of exhibit surface.

Keyword: KEY WRODS: fingerprint development; new fluorescent cyanoacrylate powder; fluorescent spectroscopy

由英国Foster+Freeman公司推出的新型粉末状荧光502是集氰基丙烯酸乙酯和荧光染料于一体的、呈粉末形态的新型潜在手印熏显物质。该粉末显现手印, 只需一步操作即可完成以往需要两步处理才能实现的熏显+荧光染色效果, 显现效果明显, 提高了工作效率, 且无需进行任何化学染色处理即可完成, 无损生物检材[1]。笔者对新型粉末状荧光502显现手印的条件进行实验分析, 发现新型粉末状荧光502对于绝大多数非渗透性光滑客体表面上的手印均具有较好的显现效果, 显现后的手印纹线清晰, 具备普通502胶熏显的效果。但是, 熏显后荧光观察波段的选择是至关重要的一个环节, 因为新型粉末状荧光502熏显出的手印在多波段光源的激发下会产生较强的荧光, 特别是一些乳白色、透明或背景颜色干扰较大的非渗透性客体表面上的手印, 与背景反差大[2]。为了准确的掌握其荧光性能, 本文在前期研究的基础[3, 4, 5]上, 继续开展对新型粉末状荧光502熏显手印的荧光光谱的分析研究, 对该粉末的荧光光谱进行分析测定, 以确定其激发光谱和发射光谱, 从微观角度深入分析, 以更好的运用该粉末显现潜在手印。

1 材料与方法
1.1 实验仪器与样品

岛津紫外可见近红外分光光度计SolidSpec-3700(日本岛津公司)、Fluorolog3-TAU-P型荧光光谱仪(法国Jobin Yvon公司)、新型粉末状荧光502(英国Foster Freeman公司)。

1.2 荧光光谱仪参数设定

横坐标:× 1

纵坐标:× 1

扫描速度:中等

灵敏度:高

激发狭缝宽度:2nm

发射狭缝宽度:2nm

激发监测波长:405nm/480nm/550nm/600nm

发射波长:360nm

激发起止波长:235~600nm

发射起止波长:360~690nm

1.3 操作方法

首先作出一个紫外可见吸收光谱, 对荧光粉末进行预扫描, 找到其最大吸收波长的位置; 从强吸收附近筛选激发波长, 粗扫一下发射谱, 找到发射峰位置, 再监测发射峰做激发光谱; 从激发光谱中得到最佳激发波长, 再用最佳激发波长激发得到发射光谱。

2 结 果

利用紫外可见近红外分光光度计测出该粉末的最强吸收峰在360nm附近, 根据得出实验数据后, 利用电脑软件绘出光谱图(见图1)。选择强吸收波长360nm作为最佳激发波长来找到发射峰位置(见图2)。发射峰有两个, 分别为405nm和480nm, 使用这两个峰值作为激发监测波长分别得到两个激发谱图(见图3图4)。

图1 吸收光谱Fig. 1 Absorption spectrum

图2 发射光谱Fig. 2 Emission spectrum

图3 波长为405nm的激发光谱Fig. 3 Excitation spectrum at 405nm

图4 波长为480nm的激发光谱Fig. 4 Excitation spectrum at 480nm

根据图3图4的不完整峰型, 再次调整监测波长的范围, 选择监测波长550nm和600nm再次进行扫描, 结果见图5图6。至此, 激发光谱图的峰型完整, 峰值明显, 且在波长大于600nm时几乎没有发光。因而, 此激发光谱图为激发光源的选择提供了可靠的参考。

图5 波长为550nm的激发光谱Fig. 5 Excitation spectrum at 550nm

图6 波长为600nm的激发光谱Fig. 6 Excitation spectrum at 600nm

根据得到的激发光谱和发射光谱图(见图7)可知, 该粉末的激发光谱范围较宽, 在波长为235nm~ 580nm范围内均可进行激发, 具有广谱性。其中对波长在530nm附近的激发光具有最大峰值, 即荧光强度最大, 对450nm和360nm附近的光也具有很高的吸收峰值。在熏显手印后可以在紫外、紫光、蓝光、黄光、绿光范围内进行激发, 斯托克斯偏移较大, 偏移量为45nm, 荧光亮度高, 在观察荧光效果时能够很好的消除背景荧光的干扰, 也便于选择滤光片, 进而得到荧光效果良好的手印。

图7 激发光谱和发射光谱Fig. 7 Excitation spectrum and Emission spectrum

3 验 证

在对粉末进行荧光光谱测定后, 得到了荧光观察波段的范围, 但拍摄记录的手印荧光效果图除了主要受到熏显物质荧光性能的影响外, 还与激发光源的品质、滤光片的透过性能以及检材自身(背景荧光)的发光特点有关。不同客体表面有着不同的性质, 大多都具有光致发光的特点, 这样对不同的客体应当根据其固有的发光特性来选择合适的激发光源。根据荧光光谱图可以选择的激发光源的中心波长有254nm、365nm、405nm、455nm、470nm、500nm和530nm, 相应的滤光片的截止波长分别为295nm、420nm、455nm、495nm、530nm、570nm和590nm。为此, 选取了白色搪瓷盘作为实验客体, 在使用荧光粉末熏显后利用不同激发光源进行激发实验, 荧光效果良好, 如图8所示, 365nm长波紫外激发是使用德国全光谱CCD数码物证摄像系统拍摄记录的, 其荧光效果表现为亮条纹状的黑白手印。

图8 手印在不同激发波段条件下荧光效果Fig. 8 Fingerprints’ fluorescent effect in different excitation spectra

4 讨 论

通过对新型粉末状荧光502的激发光谱和发射光谱的测定, 可以确定熏显后手印的荧光激发光源的波段在波长为235nm~580nm范围内, 具有广谱性。对波长在530nm附近的激发光具有最大峰值, 即荧光强度最大, 对360nm和450nm附近的光也具有极高的吸收峰值。手印荧光效果除了主要受到熏显物质荧光性能的影响外, 还与激发光源的品质、滤光片的透过性能以及检材自身(背景荧光)的发光特点有关。不同客体表面有着不同性质, 大多都具有光致发光的特点, 这样对不同的客体应当根据其固有的发光特性来选择最佳的激发光源。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 李康, 唐卫军, 朴相杰, . 基于PolyCyano UV粉末显现手印的新技术[J]. 刑事技术, 2013(4): 51-53. [本文引用:1]
[2] 李康, 李孝君, 常柏年. 新型荧光502粉末与502胶+荧光染色显现潜在手印的比较[J]. 中国司法鉴定, 2014(1): 80-85. [本文引用:1]
[3] 李康, 李孝君, 常柏年. 运用PolyCyano UV粉末熏显手印的最佳浓度探究[J]. 刑事技术, 2013(6): 27-29. [本文引用:1]
[4] 李康, 周亮, 贡献, . 新型粉末状荧光502显现手印的最佳温湿度探究[J]. 湖北警官学院学报, 2014(1): 169-172. [本文引用:1]
[5] 李康, 张启辉, 李孝君, . 新型粉末状荧光502显现手印的最佳时间探究[J]. 湖北警官学院学报, 2014(2): 172-174. [本文引用:1]