钴绿小颗粒悬浮液显现血手印的研究
彭迪1,2,3
1.西南政法大学刑事侦查学院,重庆 401120
2.重庆市高校物证技术工程研究中心,重庆 401120
3.重庆大学化学化工学院,重庆 400044

作者简介:彭迪(1981—),男,重庆人,博士,讲师,研究方向为物证技术学。E-mail:247196882@qq.com

摘要

目的 确定钴绿小颗粒悬浮液显现血手印的最佳配方及适用范围,为该类手印的显现与增强提供一种新的途径。方法 分别考察甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、二甲基甲酰胺、水六种溶剂和SDS、PKO、苯扎溴铵1227、DTAC、CAO-30、DLHS六种表面活性剂以及钴绿浓度、留痕时间、血液浓度及承痕体种类等因素对显现效果的影响。结果 10 %的钴绿、1 %1227水相悬浮液为最佳显现配方,该配方采用喷显法能够清晰显现玻璃、瓷砖、塑料片、铝合金、人造皮革、透明胶带粘面、A4纸上的新鲜血手印,并且对微量血痕和180d内的陈旧血手印也取得较理想的显现效果。结论 本方法适用范围广、配制方法简单、显现效果好、对人体环境无毒、成本低廉,且显现后无需增强处理,适用于常见非渗透性客体及渗透性客体上血手印的显现。

关键词: 血手印; 钴绿; 小颗粒悬浮液; 手印显现
中图分类号:DF794.1 文献标志码:A 文章编号:1008-3650(2016)06-0459-04 doi: 10.16467/j.1008-3650.2016.06.007
Developing Blood Fingerprints by Small Particle Reagent of Cobalt Green
PENG Di1,2,3
1. Criminal Investigation College of Southwest University of Political Science and Law, Chongqing 401120, China
2. Forensic Science Engineering Research Centre of Universities in Chongqing, Chongqing 401120, China
3. College of Chemistry and Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China
Abstract

Objective To define the optimal formula and applicable scope of small particle reagent of cobalt green for developing blood fingerprints so as to provide a new technology for such fingerprints to develop and be enhanced.Methods Six types of surfactants, sodium dodecyl sulfate, lauryl amide propyl dimethyl amine, benzalkonium bromide (1227), dodecyl trimethyl ammonium chloride, 3-(N,N-dimethylamino) propyl cocoamido amine oxide and dodecyl propyl hydroxyl sulfobetaine, were respectively tested along with six types of solvents, methanol, ethanol, acetone, chloroform, dimethyl formamide and distilled water, for determining their effect to develop blood fingerprints. The influential capability was also observed on the factors of the concentration of cobalt green, retaining time of fingerprints, concentration of diluted-blood stains and various surfaces.Results The best formula, consisting of 10 % cobalt green and 1 % benzalkonium bromide (1227) dispersed in water, has good development effect for blood fingerprints on a series of objects such as glass, ceramic tile, plastic sheet, man-made leather, sticky surface of adhesive tape and A4 paper when the spray method was chosen. An ideal effect was still obtained with the best formula to develop the 180-day old blood fingerprints and trace bloodstain ones.Conclusions The method is suitable to develop blood fingerprints on either the porous surfaces or non-porous ones with its excellence of wide applicability, simple preparation, good developing effect, no toxicity, low cost and no need of post-development enhancement.

Key words: blood fingerprint; cobalt green; small particle reagent; developing fingerprint

一直以来, 基层刑事技术部门对血手印的显现主要沿用联苯胺及其衍生物显现法和氨基黑10B显现法。但这两种方法均存在局限性:一方面, 联苯胺及其衍生物四甲基联苯胺(TMB)主要适用于渗透性客体, 而且受限于其显现原理, 该方法不可避免因扩散而导致部分客体上手印纹线模糊[1]; 而氨基黑10B因其本身颜色较深, 仅适用于浅色非渗透性客体上血手印的显现。另一方面, 联苯胺为强致癌物, TMB也有低毒性, 显现前须用乙醇反复固定, 操作相对繁琐; 而氨基黑10B虽自身无毒[2], 但常以冰醋酸为溶剂, 其腐蚀性蒸汽对操作者的眼、鼻有刺激性作用。

国内外研究者关注过亮绿SF[3]、活性橙、桃红等偶氮类、蒽醌类有机染料[4]及CdTe水溶液量子点等纳米材料[5]的显现效果, 然而这些试剂或多或少存在潜在毒性、配制方法较复杂、成本较高等缺点, 基层推广难度大。针对当前血手印显现方法弊端, 拟开发系列以环保型无机颜料小颗粒为主体的悬浮液显现技术, 进一步完善和丰富该类手印的显现方法。

1 钴绿理化性质与显现原理

钴绿归类于环保型彩色混相无机颜料[6], 为钴/钛/镍/锌氧化物, 具有一种独特的黄光绿色, 平均粒径1.1~2.5 μ m, 其色彩鲜明、耐热、耐光、耐酸碱、着色力强、遮盖强、不迁移、不渗色, 不溶于水及常见有机溶剂。小颗粒悬浮液一般是由金属微粒、溶剂和表面活性剂按一定比例配制而成的, 其中离子型表面活性剂主要通过静电作用吸附于钴绿颗粒表面, 使颗粒表面与活性剂带同种的电荷并分散于体系中。另一方面, 血红蛋白在湿态下呈胶体, 具有很强的吸附能力, 与离子型表面活性剂主要通过范德华力、氢键等相互结合[7]; 而活性剂的加入会引起蛋白质变性而致其分子结构变化, 活性剂的带电基团与血红蛋白的肽链尾基上的羧基和氨基所带的相反电荷结合, 从而导致蛋白质的去折叠和内部疏水基团或大量疏水性结合位点的裸露[8], 这又进一步加强了表面活性剂、钴绿小颗粒与血红蛋白的疏水结合, 进而使血手印与钴绿颗粒牢固地结合在一起, 最终获得显现效果。

2 材料和方法
2.1 实验材料

钴绿JF-B5003(湖南巨发科技有限公司); 甲醇、无水乙醇、二甲基甲酰胺、氯仿、丙酮、十二烷基硫酸钠(SDS)均为分析纯(重庆川东化工(集团)有限公司); 月桂酰胺丙基二甲胺(PKO)、苯扎溴铵(1227)、十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)、椰油酰胺丙基氧化胺(CAO-30)、十二烷基羟磺基丙基甜菜碱(DLHS)均为化学纯(上海德俊化工科技有限公司)。

气压式喷壶, 胶头滴管, 水银温度计; VSC-5000型文检仪(Foster+Freeman, 英国)。

2.2 手印样本制作

分别以玻璃、瓷砖、塑料片、铝合金、白色人造皮革、透明胶带(粘面)、A4复印纸等七种常见客体为载体制作实验样本。制作时, 首先用棉签将新鲜人血均匀涂抹于手指, 再用手指分别在各类客体上连续按捺, 留下血液浓度由深到浅的成串新鲜血手印, 并将其中部分较微弱血手印保存用于研究显现试剂对新鲜血痕与陈旧血痕的显现效果。

2.3 显现试剂配制

预试验表明, 钴绿粉末不溶于常温蒸馏水, 但经加热到45 ℃时可在水中均匀分散; 而加入适量表面活性剂后, 钴绿小颗粒能在常温水中均匀分散且不沉淀、分层。

配制方法:以配制100 mL显现试剂为例, 分别计算所需钴绿及表面活性剂的用量, 先将适量的表面活性剂溶解于50 mL选取的溶剂中, 搅拌至表面活性剂完全溶解后, 再加入适量的钴绿JF-B5003粉末和50 mL溶剂, 搅拌直至粉末分散均匀、不分层后, 方可使用。

2.4 手印显现

小颗粒悬浮液显现手印主要有以下三种方法, 通过比较发现喷显法能有效地控制显现试剂用量, 最大程度地获得血手印纹线与背景的反差。

滴显法:显现液与样本呈一定角度(30~45° )时滴下溶液, 使之与样本充分接触。待30 s后用清水缓缓冲洗后再观察显现效果, 若效果不佳则重复操作, 直到显出理想效果后用电吹风将样本吹干;

浸泡法:搅动悬浮液至分散状态, 将样本浸泡30 s后用清水缓缓冲洗再观察显现效果, 若效果不佳则重复操作, 直到显出理想效果后用电吹风将样本吹干;

喷显法:用装满悬浮液的喷瓶在距离样本20 cm处进行喷显, 使溶液与样本充分接触, 待30 s后用清水缓缓冲洗后再观察显现效果, 若效果不佳则重复操作, 直到显出理想效果后用电吹风将样本吹干。

3 结果与分析
3.1 溶剂种类对显现效果的影响

不同溶剂对钴绿粉末的分散作用不同, 有机溶剂的加入会增大钴绿小颗粒之间的排斥势能或降低吸引势能, 进而改变其与血红蛋白的相互作用效应, 最终影响到悬浮液对血手印的显现效果。在不加入表面活性剂的情况下, 本文考察了蒸馏水及5种有机溶剂对显现效果的影响, 结果见表1

表1 溶剂种类对显现效果的影响 Table 1 Effect of solvent species on developing blood fingerprint
表2 0.5%、1.0%表面活性剂对不同客体上血手印显现效果 Table 2 Effect of 0.5%, 1.0 % surfactants on developing blood fingerprint

表1可知, 钴绿在常温蒸馏水中没有显现效果, 而在甲醇、加热蒸馏水中的显现效果最好, 这说明强极性溶剂有助于提高钴绿小颗粒在体系中的分散效应。但是加热环节会加大基层人员的操作难度, 也不符合现场手印显现的要求。为了兼顾显现技术推广性和试剂的无公害性, 根据前述2.3预试验结果, 应考虑在常温条件下, 加入能改变钴绿粉末分散性质的表面活性剂来提高显现效果。

3.2 表面活性剂种类、浓度对显现效果的影响

适量的表面活性剂可以增强钴绿颗粒与手印物质的相互作用, 从而起到去除背景干扰, 加大纹线与背景反差的作用, 并缩短显现时间。在确定常温蒸馏水为溶剂且纹线不被活性剂冲洗掉的前提下, 考察了0.25 %、0.5 %、1.0 %、2.0 %的SDS、PKO、1227、DTAC、CAO-30、DLHS六种表面活性剂对于血手印显现效果的影响, 实验表明活性剂浓度为1 %时显现效果最好, 结果见表2

表2可知, 浓度为1 %1227的钴绿小颗粒悬浮液显现效果最佳, 尤其体现在对渗透性客体上血手印的显现, 这是因为1227通过静电作用吸附钴绿颗粒, 电荷之间的斥力提高了钴绿颗粒在溶剂中的分散性能, 进而增强了悬浮颗粒与湿态蛋白之间的相互作用力, 因此获得了更好的显现效果。

3.3 钴绿浓度对显现效果的影响

钴绿小颗粒悬浮液浓度对显现效果的影响显而易见, 浓度太低会导致血手印与钴绿颗粒吸附不充分而染色效果差, 浓度过高则会增大背景干扰, 从而降低手印纹线的清晰程度。在确定浓度1 %1227的水相体系前提下, 分别考察了5 %~16 %范围内钴绿粉末的最佳浓度。由表3、图1可知, 钴绿小颗粒悬浮液显现血手印的最佳浓度应为10 %。

表3 不同浓度钴绿对不同客体上血手印的显现效果 Table 3 Effect of different concentrations of cobalt green on developing fingerprints on different objects

图1 10%钴绿、1%1227悬浮液显现不同客体上的血手印Fig.1 The developed blood fingerprints on different objects treated with 10% cobalt green and 1% benzalkonium bromide (1227) dispersed in water

3.4 手印遗留时间对显现效果的影响

陈旧血痕的显现效果往往是检验显现方法灵敏度的重要指标, 为考察钴绿小颗粒悬浮液显现试剂的时效性, 使用最佳配方分别对180 d内的血手印进行显现, 结果见表4及图2。

表4 不同遗留时间的显现效果 Table 4 Effect of retaining time of fingerprints on development

图2 10%钴绿、1%1227悬浮液显现遗留时间180d的血手印Fig.2 The 180-day-old blood fingerprints developed with 10% cobalt green and 1% benzalkonium bromide (1227) dispersed in water

表4、图2可知, 虽然随着时间的推移, 显现效果有所下降, 但钴绿小颗粒悬浮液对非渗透性及渗透性客体上的陈旧血手印仍有较好的显现效果, 展示了其较高的时效性及灵敏度。

3.5 血液浓度对显现效果的影响

在一些案件中, 犯罪嫌疑人会通过冲刷现场血痕试图掩盖关键性物证, 因此微量血手印的显现效果也是检验显现试剂灵敏度的指标之一。为考察本方法对微量血迹的显现效果, 用自来水对新鲜血液进行稀释, 观察浓度分别为50 %、25 %、12 %、6 %的稀释血手印在塑料片、纸张上的显现效果, 部分结果见图3。

实验中发现, 血液浓度的降低并没有导致显现效果的下降; 反而随着血液浓度的降低, 钴绿小颗粒的浓度会相对增加, 对于极低浓度(12 %和6 %)血手印出现过染的现象。这再次展示了钴绿小颗粒对于血痕的高灵敏度, 同时也表明对于极低浓度血手印的显现, 应相应降低钴绿的浓度方可获得最佳的显现效果。

图3 5%钴绿、1%1227悬浮液显现稀释的血手印Fig.3 Results by 5% cobalt green and 1% benzalkonium bromide (1227) to develop the fingerprints made with diluted fresh blood

4 讨论

通过实验, 确定10 %的钴绿、1 %1227水相悬浮液对大部分客体上的血手印具有良好显现效果; 如果检材系极微弱血痕, 应适当调低钴绿小颗粒的浓度。实验发现, 1227、DTAC等阳离子型表面活性剂悬浮液发挥了理想的显现效果, 这应是小颗粒表面在中性的水溶液中Zeta电位为正电荷, 阳离子活性剂在其表面发生特效吸附, 从而增大了小颗粒的静电斥力, 抑制了颗粒的团聚效应, 从而获得了更好的分散效果的原因[9]。与传统四甲基联苯胺、氨基黑10B、孔雀蓝、二氯荧光素试剂及有机染料等改进型显现方法相比, 钴绿小颗粒悬浮液满足适用范围广、配方简单、显现效果好、无公害性且成本低廉等条件, 且显现后无需增强处理。本方法操作难度低, 配合喷显装置即可装备一线, 达到血手印的快速显现与提取。血手印的染色时间不宜过长, 以免出现过染现象。尤其是悬浮液浓度相对较高时, 要注意在染色后及时冲洗, 且在冲洗过程中要倾斜放置客体, 防止悬浮液回流, 影响显现效果。钴绿粉末着色力强、耐酸、耐碱, 与血痕物质结合紧密; 手印无需特别处理即可长时间不褪色, 可作为侦查、诉讼物证长期保存。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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