美国科学情报研究所（Institute for Scientific Information, ISI）于1997年利用互联网的开放环境, 融合了科学引文索引（Science Citation Index, SCI）、社会科学引文索引（Social Sciences Citation Index, SSCI）和艺术& 人文科学引文索引（Art & Humanities Citation Index, A& HCI）, 创建了全球最大、覆盖学科最多的综合性学术信息引文数据库— — Web of Science, 这也是全球目前提供引文索引数据最深、最全的数据库。本文以Web of Science核心合集（SCI-E、CPCI-S、CCR-Expanded和IC）为数据来源, 数据采集时间跨度为2001~2018年（数据更新时间为2018年10月19日）。选用普通检索方式, 设定法庭科学领域潜指纹研究为主题检索, 检索式为TS=(((latent fingerprint* ) or (latent fingermark* ) or LFPs) Not ‘ local field potentials’ Not ‘ Chromatograph* fingerprint* ’ Not ‘ DNA fingerprint* ’ ), 获取相关文献题录数据, 通过科学计量指标, 对潜指纹研究文献进行量化分析。手动排除明显与本研究主题不符、内容无关的文献, 这些被删减的文献多来自于食品、植物、蛋白组学和临床医学等学科领域, 筛选后得到与法庭科学领域中潜指纹研究相关的研究文献共计834篇, 作为本次分析的原始数据。

核心期刊分析使用Web of Science自带的引证报告（JCR, journal citation reports）, 部分数据项用Excel进行分析, 分别统计各个国家的发文量及时间分布、期刊收录情况、影响因子（impact factor, IF₂₀₁₇）、国内外主要科研机构、作者分布、H指数和研究热点等信息, 对潜指纹研究的发展脉络进行描述和概括。采用VOS viewer来构建法庭科学领域潜指纹的研究作者和研究热点主题的知识图谱, 并对各类“ 共现” 进行分析^[9]。

文献的年度总量分布情况, 在一定程度上可反映该领域在某一阶段内的研究状况。同时, 文献的年度发文总量也是衡量科研产出的一个重要指标。通过检索, 2001~2018年, Web of Science引文数据库中世界范围内有关法庭科学领域中潜指纹研究相关文献共收录834篇, 总体呈现逐年上升趋势（图1）。发文量排名前五的国家（美国、中国、英国、澳大利亚和印度）的发文总量超过全球发文量的一半以上, 达76.74%（表1）。我国发文总量为161篇, 排第二; 总被引频次为2201次, 排第三; 篇均被引频次为13.67次, 排第八; H指数为28, 并列排第二。这也说明, 我国在该领域的研究虽然发文量较多, 但篇均影响力与美国、英国相比, 还存在一定的差距, 整体发文质量有待提高。

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	图1 2001~2018年世界总发文量及总发文量前五的国家年发文情况分析Fig.1 Total amount of articles published globally and the annual performance of top 5 article-publishing countries from 2001 to 2018

表1

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表1 潜指纹研究文献发表量总数居前10名的国家 Table 1 The top 10 countries publishing literatures on developing latent fingerprint 排名 国家/ 地区 发文量 文献百 分比/% 被引频次 篇均被引频次 H指数 1 美国 185 22.18 3 411 18.44 33 2 中国 161 19.30 2 201 13.67 28 3 英国 126 15.12 2 476 19.65 28 4 澳大利亚 88 10.55 1 134 12.89 21 5 印度 80 9.59 716 8.95 15 6 韩国 43 5.12 555 12.91 15 7 德国 29 3.48 426 14.69 11 8 以色列 29 3.48 459 15.83 12 9 瑞士 22 2.64 511 23.23 14 10 西班牙 21 2.52 260 12.38 9

表1 潜指纹研究文献发表量总数居前10名的国家 Table 1 The top 10 countries publishing literatures on developing latent fingerprint

统计年度内, 在世界范围内发文量前20的机构中, 中国占6个, 印度占4个, 澳大利亚占3个（表2）。从单篇影响力来看, 美国密歇根州立大学的平均影响力较高, 篇均被引频次达到47.08次, 排名第一, 但发文总量较少, 只有12篇。在发文量前10的机构中, 并没有中国的研究机构, 但在发文量前20的机构中, 有6个中国研究机构, 这也说明我国的研究机构在该领域占有一席之地。

表2

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表2 潜指纹研究文献发表量总数居前20名的研究机构 Table 2 The top 20 institutes publishing literatures on developing latent fingerprint 排名 机构 国家/ 地区 发文量 文献百分比/% 被引频次 篇均被引频次 H 指数 1 悉尼工业大学 澳大利亚 51 6.12 888 17.41 18 2 莱斯特大学 英国 31 3.72 220 7.10 9 3 阿查里亚研究所 印度 29 3.48 219 7.55 8 4 图姆库尔大学 印度 29 3.48 217 7.48 8 5 耶路撒冷 希伯来大学 以色列 22 2.64 443 20.14 12 6 澳大利亚 联邦警察局 澳大利亚 21 2.52 440 20.95 12 7 耆那教大学 印度 21 2.52 106 5.05 6 8 堪培拉大学 澳大利亚 19 2.28 370 19.47 10 9 洛桑大学 瑞士 18 2.16 432 24.00 12 10 巴哈蒂尔大学 印度 17 2.04 128 7.53 4 11 浙江大学 中国 16 1.92 379 23.69 10 12 中国科学院 中国 15 1.80 292 19.47 8 13 北安普敦郡警察 英国 14 1.68 171 12.21 8 14 谢菲尔德 哈莱姆大学 英国 14 1.68 399 28.50 11 15 清华大学 中国 14 1.68 290 20.71 8 16 西南政法大学 中国 13 1.56 35 2.69 3 17 北京科技大学 中国 13 1.56 119 9.15 7 18 韦斯科技 大学附属机构 印度 13 1.56 102 7.85 4 19 密歇根州立大学 美国 12 1.44 565 47.08 9 20 中国公安部 中国 12 1.44 298 24.83 8

表2 潜指纹研究文献发表量总数居前20名的研究机构 Table 2 The top 20 institutes publishing literatures on developing latent fingerprint

论文作者是评价科技工作者科研能力水平、科研产出的重要指标。统计范围内, 发文量排名前15名的作者见表3, 发文量前5名的是澳大利亚悉尼工业大学的Roux（43篇）和Lennard（40篇）, 印度阿查里亚研究所的Nagabhushana（33篇）和Darshan（29篇）, 英国莱斯特大学的Bond（29篇）。从被引频次方面来看, 前3位分别为Roux（772次）、Lennard（643次）和Almog（428次）。从篇均被引频次来看, 英国谢菲尔德哈莱姆大学的Franceses（30.69次）居首位, 瑞士洛桑大学的Becue（21.58次）居第二位, 以色列耶路撒冷希伯来大学的Almog（21.40次）居第三位, 篇均被引频次最高的中国学者为北京科技大学的张美芹, 居第七位。

表3

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表3 潜指纹研究文献发表量总数居前15名的作者 Table 3 The top 20 authors publishing articles on developing latent fingerprint 排名 作者 所属机构 国家 发文量 被引频次 篇均被引频次 H 指数 排名 作者 所属机构 国家 发文量 被引频次 篇均被引频次 H 指数 1 Roux 悉尼工业大学 澳大利亚 43 772 17.95 17 9 Spindler 悉尼工业大学 澳大利亚 21 180 8.57 8 2 Lennard 西悉尼大学 澳大利亚 40 643 16.08 16 10 Almog 耶路撒冷希伯来大学 以色列 20 428 21.40 12 3 Nagabhushana 阿查里亚研究所 印度 33 227 6.88 8 11 Francese 谢菲尔德哈莱姆大学 英国 13 399 30.69 11 4 Bond 莱斯特大学 英国 29 210 7.24 9 12 Maynard 悉尼工业大学 澳大利亚 13 272 20.92 9 5 Darshan 阿查里亚研究所 印度 29 219 7.55 8 13 Moret 悉尼工业大学 澳大利亚 13 108 8.31 5 6 Prasad 阿查里亚研究所 印度 26 204 7.85 8 14 Zhang （张美芹） 北京科技大学 中国 13 146 11.23 7 7 Basavaraj 阿查里亚研究所 印度 25 152 6.08 6 15 Becue 洛桑大学 瑞士 12 259 21.58 8 8 Sharma 阿查里亚研究所 印度 24 186 7.75 8

表3 潜指纹研究文献发表量总数居前15名的作者 Table 3 The top 20 authors publishing articles on developing latent fingerprint

利用社会网络分析方法对作者合作研究发表论文进行统计分析, 结果如图2所示, 在潜指纹研究领域有6个主要研究团队, 分别是澳大利亚西悉尼大学的Lennard团队和悉尼工业大学的Moret团队、印度阿查里亚研究所的Nagabhushana团队、英国谢菲尔德哈莱姆大学Francese团队、美国联邦调查局实验室Buscaglia团队和中国北京科技大学的张美芹团队。

图2

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	图2 研究团队网络Fig.2 Network presentation of the research teams

统计分析刊载法庭科学领域潜指纹研究文献的期刊分布情况, 可确定该研究领域SCI来源的核心期刊, 便于研究人员选择重点期刊进行文献查阅及在投稿杂志的选择上有据可依。数据显示（表4）, 出版法庭科学领域潜指纹研究文献数量前10的期刊共出版研究论文402篇, 占总文献的48.20%。发文量前3的期刊载文量从高到低依次为Forensic Science International、Journal of Forensic Sciences和Analytical Chemistry。在总被引频次及H指数两个指标上, 均是Forensic Science International排名第一位, 且这两个指标远高于排名第二位的期刊Journal of Forensic Sciences。Analytical Chemistry的被引频次为714次, H指数为16, 均居第三位。总体而言, 以上3种期刊在此领域具有举足轻重的地位。从篇均被引频次来看, Angewandte Chemie International Edition达46.50次, 远超过Forensic Science International的14.65次, 居第一位, 但其发文量较少, 只有12篇。

表4

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表4 潜指纹显现研究文献发表量总数居前10名的期刊 Table 4 The top 10 journals publishing literatures on developing latent fingerprint 排名 来源出版物 论文数 文献百分比/% IF2017 被引频次 篇均被引频次 H指数 1 Forensic Sci. Int. 158 18.95 1.974 2 314 14.65 28 2 J. Forensic Sci. 119 14.27 1.184 1 435 12.06 20 3 Anal. Chem. 27 3.24 6.042 714 26.44 16 4 Analyst 22 2.64 3.864 480 21.82 14 5 Chem. Commun. 16 1.92 6.290 507 31.69 14 6 IEEE T Inf. Forensic. Sec 13 1.56 5.824 184 14.15 8 7 ACS Applied Materials Interfaces 12 1.44 8.097 195 16.25 7 8 Angew. Chem. Int. Ed. 12 1.44 12.102 558 46.50 10 9 Dyes. Pigm. 12 1.44 3.767 110 9.17 7 10 Plos One 11 1.32 2.766 134 12.18 6 注：美国化学会会议论文摘要（Abstracts of Papers of the American Chemical Society）有17篇, 排名第5, 但这里只讨论期刊杂志, 故将其舍弃。期刊影响因子来自汤森路透JCR2017。

表4 潜指纹显现研究文献发表量总数居前10名的期刊 Table 4 The top 10 journals publishing literatures on developing latent fingerprint

在一定时期内, 高被引论文在一定程度上反映了学术界对某项研究工作的关注程度及关注重点。在目前的研究评价中, 被引频次也成为衡量论文重要性的一个指标^{[10, 11, 12]}。统计范围内, 2001~2018年Web of Science数据库中法庭科学领域潜指纹研究方面被引次数最高的前10篇论文见表5。从国别来看, 美国3篇, 英国2篇, 印度、中国、瑞典、以色列和德国各1篇。在这10篇论文中, 被引次数最高的是2008年发表在Science上的Latent Fingerprint Chemical Imaging by Mass Spectrometry, 总被引频次为224次, 其作者来自美国普渡大学, 主要研究的是应用解吸电喷雾离子化-质谱（DESI-MS）检测潜指纹中的可卡因, 这也开创了质谱法在潜指纹研究领域的先河^[13]。总被引频次居于第二位的论文是Contextual Information Renders Experts Vulnerable to Making Erroneous Identifications, 总被引频次为182次, 于2006年发表在Forensic Science International上, 作者认为外在环境会影响指纹专家的判断, 主要是由于认知行为对生物识别的影响^[14]。排在第三位的论文是Powder Method for Detecting Latent Fingerprints: a review, 总被引频次为153次, 作者综述了粉末刷显技术在潜指纹显现中的应用^[15]。美国密歇根州立大学的Jain有两篇论文总被引频次位于前十, 分别发表于2007和2009年, 总被引频次为114和116次, 都发表在IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 主要研究的是潜指纹（或潜掌纹）在计算机上的自动匹配^{[16, 17]}。

表5

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表5 潜指纹显现研究被引频次居前十名的论文 Table 5 The top 10 most-cited articles on developing latent fingerprint 排名 第一作者 题名 发表期刊 第一作者国别机构 被引 频次 发文 时间 1 Ifa Latent fingerprint chemical imaging by mass spectrometry[13] Science 美国普渡大学 224 2008 2 Dror Contextual information renders experts vulnerable to making erroneous identifications[14] Forensic Sci. Int. 英国南安普顿大学 182 2006 3 Sodhi Powder method for detecting latent fingerprints: a review[15] Forensic Sci. Int. 印度德里大学 153 2001 4 Jain Pores and ridges: High-resolution fingerprint matching using Level 3 features[16] IEEE Trans. Pattern Anal. Mach Intell. 美国密歇根州立大学 144 2007 5 Wang Near-Infrared-Light-Mediated Imaging of Latent Fingerprints based on Molecular Recognition[18] Angew. Chem. Int. Ed. 中国武汉大学 124 2014 6 Jain Latent Palmprint Matching[17] IEEE Trans. Pattern Anal. Mach Intell. 美国密歇根州立大学 116 2009 7 Hazarika Advances in Fingerprint Analysis[19] Angew. Chem. Int. Ed. 英国东英吉利亚大学 106 2012 8 Goodwin Sample preparation for mass spectrometry imaging: Small mistakes can lead to big consequences[20] J. Proteomics 瑞典乌普萨拉大学 106 2012 9 Gode Lipid imaging by mass spectrometry - a review[21] Analyst 德国萨尔兰大学 103 2013 10 Sametband Application of nanoparticles for the enhancement of latent fingerprints[22] Chem. Commun 以色列耶路撒冷希伯来大学 99 2007

表5 潜指纹显现研究被引频次居前十名的论文 Table 5 The top 10 most-cited articles on developing latent fingerprint

法庭科学领域潜指纹研究相关文献的关键词分析可以反映该领域研究热点。基于VOS viewer, 提取2001~2018年所有时段的相关关键词, 构建法庭科学领域潜指纹研究主题的知识图谱（图3）, 可以得出此领域研究的几个热点：一是传统潜指纹显现材料或技术的研究, 研究重点包括DFO、茚三酮及其衍生物、1, 2-茚二酮、“ 502” 等传统潜指纹显现材料及金属沉积法（包括多金属沉积）在潜指纹显现中的应用, 此类研究多集中于传统潜指纹显现材料及其功能化后的改进材料对潜指纹的显现：Oden等^[23]首次使用茚三酮来显现潜指纹, 并揭示其显现机理为潜指纹中的α -氨基酸、多肽及蛋白质与茚三酮发生显色反应; 在此基础之上, 后来的研究人员, 如Grigg等^[24]开发了DFO、Joullié 等^[25]开发了1, 2-茚二酮、Lewis等^[26]开发了Lawsone试剂、Joullié 等^[27]于2015年又将1, 2-茚二酮功能化修饰纳米金开发了双官能团1, 2-茚二酮试剂, 其他科研人员也陆续开发了许多茚三酮衍生物或类似物用于潜指纹的显现^[28]。二是潜指纹的信息化研究, 主要是针对潜指纹（或潜掌纹）的自动匹配进行算法研究, 实现个体识别或认定：Jain等^[16]构建了分层匹配体系, 用于潜指纹的三级结构在计算机上的自动匹配。三是纳米技术在潜指纹显现中的应用研究, 主要有新型纳米材料的构建, 如量子点、纳米晶、碳点、金纳米、上转换纳米材料等, 并对其光学性质进行研究。随后, 在此基础之上, 对其潜指纹显现性能进行研究：Russell课题组^[29]首次构建了抗体-纳米金体系, 成功识别出指纹中的可替宁。与此相似, Li等^[30]报道了利用寡核苷酸适配子-纳米金颗粒结合体聚集后颜色的变化来识别可卡因。Wang等^{[31, 32, 33]}报道了系列荧光纳米粉末用于潜指纹的显现。Ma等^{[34, 35]}将上转换材料用于一些特殊客体上潜指纹的显现。Wu等^[36]设计合成了一例光致偶联半导体聚合物点（Pdots）用于潜指纹的快速显现。四是针对潜指纹的残留物（如成瘾物质、爆炸物等）及遗留时间等, 构建新型潜指纹显现材料。正如前文所述, Russell课题组^[29]构建了抗体-纳米金体系用于识别指纹中的可替宁; Li等^[30]构建寡核苷酸适配子-纳米金颗粒识别潜指纹中的可卡因。Xu等^[37]构建了一例双模式发射量子点纳米杂化材料用于识别潜指纹中的TNT。Su等^[38]将电致化学发光技术与酶联免疫技术相结合, 实现了对潜指纹中人体分泌物的特异性检测。目前, 最新的潜指纹显现方法之一是将具有聚集诱导发光现象（aggregation induced emission, AIE）的物质用来显现潜指纹, 现发文量有11篇^{[39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49]}。2001年, 唐本忠院士等^{[50, 51]}发现1-甲基-1, 2, 3, 4, 5-五苯基硅杂环戊二烯（1-methyl-1, 2, 3, 4, 5-pentaphenylsilole, or MPPS）在溶液状态时不发光, 而在聚集态时却呈现很强的发光特性, 为此他将这一现象称为“ 聚集诱导发光” 现象, 这引起人们的极大关注。文献已大量报道了形形色色的具有AIE性能的小分子有机化合物, 而将具有AIE现象的物质用来显现潜指纹是一个全新的研究领域。如2012年, Su课题组^[39]首次将具有AIE现象的物质四苯乙烯创造性地用于油潜指纹的识别。笔者也报道了两例AIE分子用于潜指纹的显现, 都能够较好地实现对不同客体上潜指纹的显现^{[41, 44]}。

图3

Fig.3

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	图3 法庭科学领域潜指纹研究热点分布Fig.3 Distribution of the researching hotspots on developing latent fingerprint among forensic community