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高峰, 张斯儒, 马荣梁, 李孝君, 胡文锋, 曲会英, 赵越. Al(OH)3胶体悬浮液对胶带粘性表面富脂潜指纹的显现研究 [J]. 刑事技术,2016,41(5): 383-386
GAO Feng, ZHANG Siru, MA Rongliang, LI Xiaojun, HU Wenfeng, QU Huiying, ZHAO Yue. Visualization of Latent Fingerprints on Adhesive Tape by New Small Particle Reagent of Al(OH)3 Colloidal Suspension [J]. Forensic Science and Technology,2016,41(5): 383-386  
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Al(OH)3胶体悬浮液对胶带粘性表面富脂潜指纹的显现研究
高峰1,2, 张斯儒3, 马荣梁2,*, 李孝君2, 胡文锋2, 曲会英2, 赵越4
1. 公安海警学院船艇指挥系,浙江 宁波 315801
2. 公安部物证鉴定中心,北京 100038
3. 河北省公安边防总队唐山边防支队,河北 唐山 063600
4. 北京市公安局西城分局刑警支队,北京 100032
* 通讯作者：马荣梁（1975—）,男,吉林舒兰人,博士,副研究员,研究方向为生物化学及指纹检验。E-mail：marl2013@163.com

作者简介：高峰（1978—）,男,甘肃天水人,博士,讲师,研究方向为无机化学及痕迹检验。E-mail：gfeng405@163.com

基金: 公安部应用创新计划项目(2013YYCYHJXY124); 公安部物证鉴定中心基科费项目(2014JB007)
摘要

目的 使用Al(OH)3胶体悬浮液为新型小颗粒（SPR）指纹显现试剂对胶带粘面上富脂潜指纹的显现效果进行研究。方法 以Al(OH)3、NaOH、H2C2O4、C18H29NaO3S为原料,制备Al(OH)3胶体SPR指纹显现试剂,研究C18H29NaO3S浓度及指纹遗留时间对胶带粘面富脂潜指纹显现效果的影响,并与两种市售SPR试剂的指纹显现效果进行比较。结果 当C18H29NaO3S浓度为8.61 mmol/L时,所制Al(OH)3胶体SPR指纹显现试剂对遗留时间为24 h以内的潜指纹显现效果良好,对1 h的新鲜潜指纹显现效果优于SPR1001 Dark试剂。结论 胶带粘面富脂潜指纹可用Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂很好地显现,纹路清晰、细节特征明显且与背景对比度高。

关键词: 指纹显现; 胶带; 富脂潜指纹; Al(OH)3胶体悬浮液; 小颗粒悬浮液试剂
中图分类号:DF794.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2016)05-0383-04 doi: 10.16467/j.1008-3650.2016.05.009
Visualization of Latent Fingerprints on Adhesive Tape by New Small Particle Reagent of Al(OH)3 Colloidal Suspension
GAO Feng1,2, ZHANG Siru3, MA Rongliang2,*, LI Xiaojun2, HU Wenfeng2, QU Huiying2, ZHAO Yue4
1. Department of Vessel Command, Maritime Police Academy, Ningbo, Zhejiang 315801, China
2. Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China
3. Tangshan Frontier Detachment, Public Security Border Control Corps of Hebei Province, Tangshan, Hebei 063600, China
4. Criminal Investigation Detachment of Xicheng Branch of Beijing Public Security Bureau, Beijing 100032, China
Abstract

Objective This study aims to develop a new-type small particle reagent (SPR) of Al(OH)3 colloidal suspension for enhancing the visualization of latent sebaceous fingerprints on adhesive tape.Methods The SPR of Al(OH)3 colloidal suspension (0.50 mol/L) was made from aluminum hydroxide (Al(OH)3), sodium hydroxide (NaOH), oxalic acid (H2C2O4), and sodium dodecyl benzene sulfonate (C18H29NaO3S). The effect of both the concentration of C18H29NaO3S and fingerprint remaining time on enhancement was tested. The performance of two commercial SPR reagents was compared with that of the SPR of Al(OH)3 colloidal suspension.Results With the concentration of C18H29NaO3S at 8.61 mmol/L, the new SPR of Al(OH)3 colloidal suspension shows good effect on enhancing the visualization of latent sebaceous fingerprint that has been remained on adhesive tape within 24 hours, and its performance of latent fingerprint enhancement is better than that of SPR1001 Dark reagents for the fresh (1h) latent sebaceous fingerprint.Conclusions The method, enhancing the visualization of latent sebaceous fingerprints on adhesive tape by the new-type SPR of Al(OH)3 colloidal suspension, has advantages of clear fingerprint image, obvious minutiae and high contrast to the background of the tape.

Keyword: fingerprint enhancement; latent sebaceous fingerprint; adhesive tape; Al(OH)3 colloidal suspension; small particle reagent (SPR)

胶带粘面指纹的显现方法主要有光学显现法[1]、染料化学染色法及小颗粒试剂悬浮液（Small Particle Reagent, SPR）物理吸附显现法等几种类型[2, 3, 4]。SPR是指溶液中由尺寸介于1~100 μ m溶质颗粒所形成的胶体溶液或乳浊液, 因其材料易得、使用便捷安全故在胶带粘面指纹显现的办案实践中应用非常普遍。SPR显现法最早由Morris和Wells于1978年提出, 通过将固体小颗粒分散、悬浮于水中制成SPR试剂, 再经浸泡、涂抹、喷雾等方式使微粒吸附于指纹物质上从而显现指纹[5]。目前, 指纹研究人员已研发了碳素墨水、二氧化钛、氧化锌、四氧化三铁、硫化镉/聚酰胺、二氧化硅[6, 7, 8, 9, 10, 11]及荧光Kπ -03[12]等多种SPR试剂。本文依据Al(OH)3与AlO2- 在水溶液中的可逆反应, 通过控制溶液的pH值, 反应生成比表面积较大的Al(OH)3沉淀, 并添加阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（C18H29NaO3S）改进胶体颗粒的分散性, 制备了一种新型的Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂, 并使用该试剂对胶带粘面富脂潜指纹进行了显现试验。

1 材料与方法
1.1 Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂的制备

称取10.00g NaOH溶于500 mL纯水配成0.50 mol/L的NaOH溶液, 加入20.30 g Al(OH)3持续搅拌, 生成0.50 mol/L NaAlO2澄清溶液（Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O）。

将11.35 g 草酸（H2C2O4）缓慢加入所制成的NaAlO2溶液, 形成白色絮状沉淀（2NaAlO2 + H2C2O4 + 2H2O → Al(OH)3↓ + Na2C2O4）, 持续搅拌5 min待反应完全后, 即成0.50 mol/L的Al(OH)3胶体溶液。将1.50、2.15、4.30、5.80 g的十二烷基苯磺酸钠（C18H29NaO3S）分别加入500 mL已制备的各Al(OH)3胶体溶液, 搅拌3 min后, 将所制备Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂分别装入具塞三角瓶待用。本研究所有化学试剂均为分析纯及以上等级。

1.2 胶带粘面富脂潜指纹样本的制备

将手洗净, 用手指轻擦面部, 在约7 cm长的透明胶带中部粘面上平面捺印制备富脂潜指纹样本。使用相同的方法在透明胶带中部粘面上捺印富脂潜指纹样本, 并从中部裁剪成面积约等的两部分, 用于与市售SPR试剂进行显现比较。

1.3 Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂对指纹样本的显现

将遗留时间不同的指纹样本分别浸泡于由不同浓度的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（C18H29NaO3S）分散的Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂中, 持续搅拌以保证胶体溶液的流动性及溶液中胶体粒子的分散性, 5 min后取出胶带, 用纯水冲洗, 将胶带粘性表面和光滑表面的多余小颗粒洗净。最后将胶带表面所附着的残留水分阴干, 将粘面向上置于黑色衬底上, 对所显出的潜指纹进行拍照固定。对不同表面活性剂浓度（0、4.30、8.61、12.34、24.68 mmol/L）及指纹遗留时间（1、12、24、36、48 h）对指纹显现效果的影响进行研究。并用浓度为8.61 mmol/L的C18H29NaO3S分散的Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂与两种市售SPR试剂（粘性表面手印黑色显现剂, 北京Bulant公司; SPR1001 Dark, 美国Sirchie公司）对胶带粘面新鲜（1 h）皮脂腺潜指纹进行显现效果比较。

2 结果与讨论
2.1 不同表面活性剂浓度的Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂对新鲜指纹的显现

因Al(OH)3溶液中的胶体颗粒较大易发生团聚沉淀, 使试剂的分散性和稳定性降低。因此, 本文使用阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠C18H29NaO3S对SPR试剂中的Al(OH)3胶体颗粒进行表面改性, 形成表面活性剂C18H29NaO3S包裹的Al(OH)3胶束悬浮液[14]（图1）, 以抑制Al(OH)3胶粒的团聚沉淀, 增强胶体悬浮液的稳定性及对潜指纹的显现能力。

图1 Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂显现指纹机理Fig.1 Illustration on fingerprint image enhanced by the SPR reagent of Al(OH)3 colloidal suspension

分别用C18H29NaO3S浓度为0.00、4.30、8.61、12.34、24.68 mmol/L的Al(OH)3胶体悬浮液对新鲜（1 h）胶带粘面皮脂腺潜指纹样本进行显现（图2）。可见, 当表面活性剂C18H29NaO3S浓度为0时, 所显现的指纹颜色虽然较淡并与背景反差较低, 但细节特征仍可见; 随着C18H29NaO3S浓度从0至8.61 mmol/L不断升高, 指纹的显现清晰度与对比度也逐渐提高; 当C18H29NaO3S浓度为8.61 mmol/L时, 显现效果最好; 而后过高的C18H29NaO3S浓度则会使指纹显现效果趋差; 而当C18H29NaO3S的浓度达24.68 mmol/L时, 指纹纹线与背景难于区分, 指纹图像模糊至难以看见。

图2 不同C18H29NaO3S浓度的Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂对新鲜指纹的显现效果图Fig.2 The fingerprints developed by the Al(OH)3 reagent added with different concentration of C18H29NaO3 to enhance latent sebaceous fingerprint on adhesive tape within 12 hours

造成以上现象的原因主要是：

（1）当Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂不含C18H29NaO3S时, 溶液中的微粒以Al(OH)3胶体粒子为主, 其结构如图1中胶体颗粒结构所示。因指纹物质与胶带表面通常存在一定的电位差, 带正电的Al(OH)3胶体粒子会产生差异性静电吸附而使潜指纹在胶带表面得以显现。但由于Al(OH)3胶粒在指纹上的静电吸附能力较弱, 与胶带表面的吸附差异较小, 所以显现的指纹颜色较淡且与背景反差较低。

（2）随着表面活性剂C18H29NaO3S的加入, 溶液中的Al(OH)3胶体粒子被C18H29NaO3S包裹形成Al(OH)3胶束, 其结构如图1中胶束形成所示。Al(OH)3胶束外部为非极性烷基疏水基, 胶束粒子通过疏水基（烷基）与非极性指纹残留物和胶带粘合剂发生极性吸附, 指纹物质与试剂微粒的吸附能力获得增强。当C18H29NaO3S浓度≤ 8.61 mmol/L时, Al(OH)3胶束浓度适中, 所显现的指纹清晰度、对比度最好, 指纹图像清晰、细节特征明显; 而当C18H29NaO3S浓度> 8.61 mmol/L时, 由于表面活性剂浓度过高, 除形成Al(OH)3胶束的表面活性剂外, 还有大量的游离态表面活性剂, 使得指纹残留物质受表面活性剂的溶蚀而被破坏, 导致指纹显现效果迅速变差。

2.2 Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂对不同遗留时间富脂潜指纹的显现

使用C18H29NaO3S浓度为8.61 mmol/L的Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂分别对遗留时间为1、12、24、36、48 h的胶带粘面富脂指纹样本进行显现（图3）。

图3 最优Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂对不同遗留时间潜指纹的显现效果图Fig.3 The development of fingerprints with different remaining time by optimal Al(OH)3 reagent

从图3可见, 存留1、12和24 h的新鲜指纹显现效果良好, 所显指纹纹线清晰、连贯、对比度高; 存留36 h的指纹显现效果减弱, 颜色较浅、小颗粒吸附不均匀; 而48 h的指纹显现图像已较模糊、小颗粒吸附少。即Al(OH)3胶体SPR指纹显现试剂对遗留时间为24 h以内的潜指纹显现效果良好, 而随着指纹存留时间的延长Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂对指纹的显现效果开始变差。出现此现象的原因可能是, 指纹长时间暴露在空气中使其物质挥发及变质, 从而影响了显现效果。

2.3 Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂与两种市售SPR试剂的显现效果比对

分别使用北京Bulant公司粘性表面手印黑色显现剂、美国Sirchie公司SPR1001 Dark试剂及本文C18H29NaO3S浓度为8.61 mmol/L的Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂对遗留时间为1 h的胶带粘面指纹样本进行显现（图4）。可见本文C18H29NaO3S浓度为8.61 mmol/L的Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂对潜指纹显现效果良好, 优于美国Sirchie公司SPR1001 Dark试剂, 近似于北京Bulant公司粘性表面手印黑色显现剂的显现效果。

图4 Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂与两种市售SPR试剂显现效果比较Fig.4 The comparison of fresh fingerprints developed by this study’ s Al(OH)3 reagent and two commercial SPR reagents

3 结论

小颗粒悬浮液法, 是目前刑事科技人员对杀人、绑架、强奸等严重暴力犯罪中犯罪分子捆绑束缚被害人所用胶带粘面上潜指纹显现的重要方法。本文对使用Al(OH)3胶体悬浮液显现平面胶带粘面富脂潜指纹的方法进行了初步研究, 发现Al(OH)3胶体悬浮液SPR试剂, 对遗留时间为24 h以内的胶带粘面潜指纹具有良好显现效果, 对遗留时间为1 h的胶带粘面指纹的显现效果优于进口SPR1001 Dark试剂, 近似于国产Bulant粘性表面手印黑色显现试剂, 所显指纹呈白色, 具有纹线清晰、细节特征明显、与背景对比度高等优点。使用Al(OH)3胶体悬浮液对平面胶带粘面富脂潜指纹显现具有效果优良、价格便宜、稳定性高及安全性好等优点, 应用前景良好。

The authors have declared that no competing interests exist.

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