量筒、烧杯、镊子、玻璃棒、电子天平、恒温加热磁力搅拌器、NIKON D70 数码相机- 60 mm 微距镜头（日本尼康公司）; 硝酸铁、硫酸亚铁铵、柠檬酸、烧杯、蒸馏水、十二烷胺乙酸盐、吐温 - 20、硝酸银、马来酸（顺丁烯二酸）, 显现盘, 漂洗盘。

选用常见的复印纸、牛皮纸、热敏纸、报纸、稿纸等5种纸张作为手印遗留客体, 将每种纸张裁剪为长16 cm、宽4 cm的纸条, 纸条纵向分为5 个手印捺印区, 从上到下分别捺印左手拇指、左手食指、右手拇指、右手食指和右手中指的5个指位的样本, 随机挑选10名志愿者（6名男性, 4名女性）制作手印样本。每位志愿者按照复印纸、牛皮纸、热敏纸、报纸和稿纸的顺序在每种纸张上依次制作手印样本。为保证手印物质成分基本一致, 减小实验结果误差, 前一种纸张上的手印样本制作完成后需间隔15min后再在第二种纸张上制作样本。

1.2.1 皮脂汗液混合手印样本

在每种纸张上制作手印样本前, 被采集者不用清洗双手, 用各自的左手拇、食指和右手拇、食、中指在鼻翼两侧或额头触摸后, 分别在纸条5 个对应捺印区按压1~2 s, 每种客体上共得到皮脂汗液混合手印 50 枚, 放置1 d后显现处理。

1.2.2 皮脂手印样本

在每种纸张上制作手印样本前, 被采集者用肥皂清洗干净双手, 待指头晾干之后用各自的左手拇、食指和右手拇、食、中指在鼻翼两侧或额头触摸后, 分别在纸条5 个对应捺印区按压1~2 s, 每种客体上共得到富含皮脂手印样本 50 枚, 放置1 d后显现处理。

1.3.1 酸预洗液的配制

将25 g马来酸放入容量为2000 mL的干净烧杯中, 加入1000 mL蒸馏水, 用磁力搅拌器充分搅拌直至马来酸全部溶解, 溶液呈无色透明。

1.3.2 氧化还原溶液的配制

将900 mL的蒸馏水倒入容量为2000 mL的干净烧杯中, 随后将30 g硝酸铁、80 g硫酸亚铁胺、20 g柠檬酸依次加入蒸馏水中, 并充分搅拌, 直至所有药品完全溶解。

1.3.3 硝酸银溶液的配制

将100 mL蒸馏水倒入干净的烧杯中, 随后将20g硝酸银加入于蒸馏水中, 充分搅拌直至药品完全溶解。

1.3.4 表面活性剂溶液的配制

表面活性剂的种类有很多, 不同于国外使用的传统配方^[3], 本文所用物理显影液配方中, 选择使用非离子型表面活性剂吐温-20, 价格相对低廉, 在笔者前期进行的相关实验研究中, 也证实了基于吐温-20作为表面活性剂的物理显影液配方比选用TX-10或者吐温-80的效果好, 其显现效果与国外配方相比也并不逊色, 因此本文使用吐温-20作为表面活性剂。先将1000 mL的蒸馏水倒入容量为2000 mL的干净烧杯中, 先将4 g 十二烷胺乙酸盐加入蒸馏水中, 充分搅拌至完全溶解, 再加入4 mL的吐温-20充分搅拌至完全溶解, 继续搅拌30 min。

1.3.5 显现工作液的配制

以上四种溶液分别配制好后, 先量取90 mL的氧化还原溶液倒入干净的烧杯中; 然后加入4 mL表面活性剂溶液, 充分搅拌5 min左右后加入5 mL硝酸银溶液, 充分搅拌5 min左右, 即配制成显现工作液。与其他手印显现方法相比, 物理显影液的配制过程较为复杂。为便于使用, 可以提前将氧化还原液、马来酸溶液和表面活性剂等稳定性较强的储存液配制好, 配制好的马来酸溶液可在聚乙烯瓶中保存, 氧化还原溶液和表面活性剂可在棕色玻璃试剂瓶中储存; 物理显影液的保质期与外界温度、容器密闭程度等外界条件有关, 通常为1~2 周, 可保存在棕色玻璃试剂瓶中^[1]。

1.4.1 操作步骤

物理显影液显现纸张上的手印需要经过漂洗、酸预洗、显现等步骤, 在酸预洗前后都要进行漂洗。显现操作按照以下五个步骤依次进行：第一步, 将待显纸张置于蒸馏水中漂洗, 第二步, 将漂洗过的纸张浸入马来酸溶液中进行酸预洗, 直至纸张内部全部渗透溶液; 第三步, 将经过酸预洗的纸张取出在蒸馏水中进行漂洗; 第四步, 将漂洗过的纸张放入配置好的物理显影液中进行浸泡显现, 待有手印纹线显出后将纸张取出; 第五步, 将显出手印纹线的纸张置于干净的蒸馏水中进行漂洗, 取出晾干后拍照固定^[1]。

为了更加准确地考察温度条件对物理显影液显现手印效果的影响, 本论文实验过程中使用恒温加热磁力搅拌器控制物理显影液温度, 显现各种客体上的手印。首先, 在15 ℃的条件下, 按照上述操作程序分别对复印纸、热敏纸、稿纸、报纸和牛皮纸上的皮脂汗液混合手印和皮脂手印进行显现, 然后分别在20、25、30、35、40 ℃条件下对相应的手印样本进行显现。

1.4.2 操作注意事项

物理显影液操作过程要求玻璃器皿的清洁度高, 蒸馏水漂洗、酸预洗、工作液浸泡所使用的任意容器不够清洁, 都会直接影响显现效果; 显现操作的各步骤都不能缺少, 更不能颠倒顺序; 在实验操作过程中, 为避免污染, 需使用干净的木质镊子, 最好不要使用金属材质的镊子, 一方面避免金属干扰溶液与手印的反应, 另一方面也避免金属镊子前端夹持部位加工花纹在纸张上留下新的类似手印乳突纹线的印迹; 漂洗的时间要控制好, 应时刻注意观察遗留有手印的各种纸张在显现液中的变化情况, 当纸张表面有连贯的手印纹线显出时应当及时拍照固定, 以纹线部位吸附银离子呈黑色显出, 同时与纸张背景呈现较强反差作为手印显出的标准。

为便于观察分析, 将显出手印数量统计后按照温度条件和纸张类型的不同作图（图1与图2）。

图1

Fig.1

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	图1 六种温度条件下不同客体上皮脂汗液混合手印显出数量Fig.1 Quantity of the developed sebaceous-plus-sweaty fingermarks changing along with different temperatures of treating PD solution (50 samples for each substrate)

图2

Fig.2

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	图2 六种温度条件下不同客体上皮脂手印显出数量Fig.2 Quantity of the developed sebaceous fingermarks changing along with different temperatures of treating PD solution (50 samples for each substrate)

2.1.1 15℃条件下手印显现结果

当物理显影液温度为15 ℃时, 皮脂汗液混合手印显出数量为热敏纸最多, 复印纸次之, 稿纸最少; 皮脂手印显出数量为热敏纸最多, 复印纸次之, 报纸最少。总体而言, 皮脂手印较混合手印显出数量多。

2.1.2 20℃条件下手印显现结果

当物理显影液温度为20 ℃时, 皮脂汗液混合手印显出数量为热敏纸和复印纸最多, 报纸最少; 皮脂手印的显出数量为热敏纸最多, 复印纸次之, 牛皮纸最少。与15 ℃条件相比, 五种客体上皮脂手印较混合手印显出数量同样要多一些, 但手印显出率均有所提高。

2.1.3 25℃条件下手印显现结果

当物理显影液温度为25 ℃时, 两种手印的显出数量均为热敏纸上最多, 复印纸次之, 报纸最少; 与20℃条件相比, 五种客体上皮脂手印较混合手印显出数量同样要多一些, 但手印显出率均有所提高。

2.1.4 30℃条件下手印显现结果

当物理显影液温度为30 ℃时, 皮脂汗液混合手印显出数量为热敏纸和复印纸最多, 稿纸最少; 皮脂手印的显出数量为热敏纸和复印纸最多, 牛皮纸最少。与25 ℃条件相比, 五种客体上皮脂手印较混合手印显出数量同样要多一些, 但手印显出率均有较大幅度提高。

2.1.5 35℃条件下手印显现结果

当物理显影液温度为35 ℃时, 皮脂汗液混合手印显出数量为热敏纸上最多, 复印纸次之, 报纸最少; 与30 ℃条件相比, 复印纸、热敏纸和报纸上手印的显出数量有下降趋势, 稿纸和牛皮纸上的手印显出率均有所提高。皮脂手印的显出数量以热敏纸最多, 复印纸和稿纸次之, 报纸最少; 与30℃条件相比, 复印纸、报纸上手印的显出数量有下降趋势, 热敏纸上手印显出数量没有变化, 稿纸和牛皮纸上的手印显出率均有所提高。

2.1.6 40℃条件下手印显现结果

当物理显影液温度为40 ℃时, 皮脂汗液混合手印显出数量为复印纸上最多, 热敏纸次之, 稿纸最少; 皮脂手印的显出数量为复印纸上最多, 热敏纸和牛皮纸次之, 稿纸最少。与35 ℃条件相比, 五种客体上皮脂手印较混合手印显出数量同样要多一些, 但手印显出率均有较大幅度下降。

从中介物质成分角度分析, 无论是皮脂汗液混合手印还是皮脂手印, 其显现效果都不同程度地受到温度条件的影响, 且当温度条件控制在30~35℃范围内显现效果整体较好。在显现过程中, 经过蒸馏水漂洗→ 酸预洗→ 蒸馏水漂洗等步骤, 皮脂汗液混合手印中的氨基酸等水溶性物质消失殆尽, 所以, 皮脂手印较皮脂汗液混合手印的油脂成分更多, 与物理显影液的反应更为强烈, 导致不同温度条件下, 皮脂手印较皮脂汗液混合手印显出数量均要多一些。相比而言, 皮脂汗液混合手印受温度的影响较大, 20 ℃以下显现效果较差, 而皮脂手印受温度条件的影响要小很多, 皮脂手印在25~35 ℃的范围内的显现效果都比较好, 即便在20 ℃以下效果也不算很差。

从纸张类型角度分析, 在所选用的五种类型的纸张客体中, 由于不同纸张的原料及生产工艺不同, 造成其各自的渗透性等方面的性质有所不同, 影响酸预洗的效果进而影响物理显影液的显现效果。其中, 复印纸和热敏纸的显现效果较稿纸、报纸和牛皮纸要好一些。复印纸、热敏纸、报纸在30 ℃条件下的显现效果要好于35 ℃条件下的显现效果, 稿纸和牛皮纸在35 ℃条件下的显现效果要好于30 ℃条件下的显现效果, 即稿纸、牛皮纸上的手印需要稍高的温度条件。在显现过程中也发现, 稿纸和热敏纸在30~35 ℃条件下经多次浸泡后, 尽管手印纹线能显出, 但纸张背景会被染色, 复印纸、牛皮纸、报纸的背景则并未出现变色的情形, 显现效果如图3, 图4所示。

图3

Fig.3

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	图3 30℃条件下皮脂手印的显现效果 （a：复印纸; b：热敏纸; c：牛皮纸）Fig.3 Developed fingermarks at temperature of 30 degrees of PD solution (a: copy paper; b: thermal paper c: kraft)

图4

Fig.4

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	图4 35℃条件下皮脂手印的显现效果 （a：复印纸; b：稿纸; c：报纸）Fig.4 Developed fingermarks at temperature of 35 degrees of PD solution (a: copy paper; b: notebook; c: newspaper)