骨骼上工具痕迹预处理新方法研究

王 震，刘 晋，燕 宇，何晨皎

（1.中国刑事警察学院，痕迹检验鉴定技术公安部重点实验室，沈阳 110035；2.公安部物证鉴定中心，北京100038；3.烟台市经济技术开发区公安分局，山东 烟台 264006）

骨骼上工具痕迹预处理新方法研究

王 震1，刘 晋2，*，燕 宇3，何晨皎1

（1.中国刑事警察学院，痕迹检验鉴定技术公安部重点实验室，沈阳 110035；2.公安部物证鉴定中心，北京100038；3.烟台市经济技术开发区公安分局，山东 烟台 264006）

针对骨骼上的工具痕迹，研究一种既能增强工具痕迹特征又有利于物证长期保存的预处理方法。选择猪的棒状骨骼为实验材料，模拟现场骨骼上的工具痕迹形成条件，锯割棒状骨骼制作痕迹样本；研究不同种类有机溶剂的处理效果，以及处理步骤、处理时间对脱脂脱水率及工具痕迹特征的影响。选定乙醇石油醚作为骨骼预处理方法的有机溶剂，确定预处理步骤为超声波清洗、乙醇脱水、石油醚脱脂及红外干燥，确定乙醇浸泡时间为300 min、石油醚浸泡时间为300 min、红外干燥时间为120 min。本文建立的基于乙醇石油醚及红外干燥的预处理方法对骨骼上的工具痕迹特征无影响，且可增加痕迹的反差，利于痕迹特征的观察及拍照提取，处理后的骨骼经长时间保存不产生刺激性气味，便于物证保管。

工具痕迹；骨骼；预处理方法；无水乙醇；石油醚

在杀人案件中，犯罪嫌疑人为了转移侦查方向，往往对尸体进行肢解后抛尸。检验尸体时，经常会在人体骨骼上发现条件较好的工具痕迹，对此进行检验可推断骨骼的破坏方式、工具种类及犯罪嫌疑人的职业特点等，这些信息对于伤痕形成机理分析及侦破此类案件有着重要的意义。

骨骼作为工具痕迹的承痕客体之一，具有与其它客体不同的物理、机械性能，对工具痕迹特征有着重要影响。骨骼中含有较高的油类物质及水分，检验时，需要进行前期样本处理，以提高其上的工具痕迹质量，同时也能更好地对物证进行保存与保管。常用的骨骼处理方法有煮制法、沤制法［1，2］、虫蚀法［3，4］，利用碱性蛋白酶［5］、碱粉［6］或某些含有可降解蛋白的酶的洗涤剂［7-9］来处理软组织等等，但这些方法在使用过程中都有诸多不足和弊端；较为有效的处理方法为福尔马林乙醇梯度法［10］、甲醇氯仿脱脂法［11］。本文针对骨骼特性及以往处理方法存在的缺点与不足，研究一种新型的骨骼预处理方法，为骨骼上工具痕迹特征采集提供技术支持，对于完善工具痕迹，特别是骨骼上工具痕迹检验技术体系具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

试剂：无水乙醇（质量分数≥99.7%，密度20℃时为0.789~0.791 g/ml）；石油醚（沸程：60℃~90℃，色度≤10黑曾单位）；甲醇（含量≥99.5%，密度20℃时为0.791~0.793 g/ml）；氯仿（乙醇量0.3℃~1.0%，含量≥99.0%，密度20℃时为1.471~1.484 g/ml）。

主要仪器及器材：超声波清洗器、红外干燥箱、温度计、电子天平等。

1.2 实验步骤

实验样本：选择棒状的无软组织的猪骨为实验材料，剔除骨骼表面的软组织，以钢锯为造痕客体，锯割棒状猪骨，共制作30个实验样本，并进行拍照。

有机溶剂的筛选：依据骨骼中水分、油脂的相溶相似原理确定有机溶剂。采用三种预处理方法，即福尔马林乙醇梯度法［10］、乙醇石油醚脱脂法及甲醇氯仿脱脂法［11］；处理时间预设为300 min；依据处理后骨骼上痕迹特征质量高低、保存过程中是否产生异味及脱水脱脂率等参数，确定适用于骨骼预处理的有机溶剂种类。

脱脂、脱水处理：选取长度合适的实验样本，剔除棒状骨骼中的油脂（主要为骨髓）后，用电子天平称重。首先利用超声波清洗器对实验样本进行清洗，有机溶剂脱水，再进行脱脂处理；依据不同处理时间的脱水脱脂率确定预处理的步骤及时间，其中脱脂脱水率为三次测量的平均值。

2 结果及讨论

2.1 有机溶剂的确定

在骨骼保存过程中，为防止其发生霉变及腐烂，通常要进行预处理；预处理方法的有效性影响骨骼保存时间的长短、痕迹特征提取的质量等。三种预处理方法对骨骼上痕迹特征影响的结果如图1，乙醇石油醚脱脂法处理后的骨骼呈类白色，痕迹反映清晰；福尔马林乙醇梯度法处理后的骨骼呈略带透明的黄色，痕迹反映不清晰；甲醇氯仿脱脂法处理后的骨骼呈黄色，痕迹反映不清晰。三种预处理方法的脱水脱脂率及保存过程中异味产生情况见表1，福尔马林乙醇梯度法和甲醇氯仿脱脂法的脱脂脱水率均较低，而乙醇石油醚法对于骨骼中水、油脂的去除较为彻底；福尔马林乙醇梯度法处理过的骨骼从1个月开始产生异味，甲醇氯仿脱脂法处理过的骨骼3个月之后开始产生异味，乙醇石油醚脱脂法处理过的骨骼在实验时间范围内不产生异味。根据上述结果，本实验优选乙醇、石油醚作为骨骼预处理方法的有机溶剂。

2.2 预处理步骤的确定

预处理步骤确定为：（1）骨质客体的超声波清洗；（2）乙醇脱水处理；（3）石油醚脱水处理；（4）红外干燥箱烘干处理；（5）阴冷处阴干。

图1 三种预处理方法对骨骼上工具痕迹的影响。上行为处理前骨骼，下行为处理后骨骼。d：福尔马林乙醇梯度法；e：乙醇石油醚脱脂法；f：甲醇脱脂法。Fig.1 The effects of 3 different pretreatments on tool marks of bones.a, b, c are samples before treatment; d, e, f are samples after treatment.d: gradient method with formaldehyde solution and ethanol; e: defatting method with absolute alcohol and petroleum benzin; f: defatting method with methyl alcohol and chloroform.

表1 三种预处理方法的脱脂脱水率和处理后骨骼产生异味的情况Table1 Defatting ratio and pungent smell exuded from bones treated by 3 different pretreatment methods

2.3 处理时间对脱脂脱水的影响

在研究处理时间对于脱脂脱水率的影响时，采用了同种浓度的乙醇、石油醚，红外干燥（50℃）。通过测量不同处理时间下骨骼质量的变化率确定脱脂脱水率，从而优选该方法不同步骤的处理时间。在不同处理时间下骨骼的脱脂脱水率如表2所示。可以看出，随着处理时间的增加，脱水脱脂率不断增加，从2.42%（乙醇、石油醚红外干燥时间10 min）到10.23%（乙醇与石油醚处理时间为300 min、干燥时间为120 min）；当乙醇与石油醚处理时间为300 min、干燥时间为180 min时，骨骼的脱水脱脂率基本不增加，故红外干燥处理温度为50℃、时间为120 min；当干燥时间为120 min时，乙醇、石油醚处理时间延长，骨骼的脱水脱脂率基本不变，故乙醇、石油醚的处理时间确定为300 min。

表2 无水乙醇、石油醚处理时间及红外干燥时间对脱水脱脂率的影响Table2 Infuence of absolute alcohol and petroleum benzin pretreating time and infrared drying time on defatting ratio

3 结 论

本文针对骨骼的特性建立了针对骨骼上工具痕迹的超声波清洗、乙醇脱水、石油醚脱脂及红外干燥的预处理方法，确定了乙醇浸泡时间为300 min、石油醚浸泡时间为300 min、红外干燥时间为120 min。该预处理方法不仅脱脂脱水率高，而且有效提高了骨骼上工具痕迹的反差，更有利于痕迹特征的提取。

［1］ 董常生.畜禽解剖学 ［M］.北京:高等教育出版社，2005:229-248.

［2］ 王阿力，石谨，王兴海,等.用硫酸腐蚀法制作保留骨骼的头颈部血管铸型标本 ［J］.解剖学杂志，1998,21(2):182-183.

［3］ 张成菊，吴毅.利用面包虫制作小兽头骨标本方法的探讨［J］.四川动物，2005,24(4):586-588.

［4］ 邱挺.虫蚀法制作小型动物骨骼标本 ［J］.教学仪器与实验，2004(1):35.

［5］ 武永华，杨奇森.兽类骨骼标本制作新方法:碱性蛋白酶消化法 ［J］.兽类学报，2009,29(2):227-230.

［6］ 刘立国.胎儿骨骼标本制作方法 ［J］.解剖学杂志，1997,20(1): 25-26.

［7］ Mooney M P, Kraus E M, Bardach J, et al.Skull preparation using the enzyme-active detergent technique ［J］.Anat Rec, 1982,202(1):125-129.

［8］ Ossian C.Preparation of disarticulated skeletons using enzymebased laundry “pre-soakers” ［J］.Copeia, 1970(1):199-200.

［9］ 阳明焰.用加酶洗衣粉处理人耻骨联合上软组织的方法 ［J］.刑事技术，2004(5):43-44.

［10］ 贾子庶.人体骨骼致伤工具推断研究—菜刀与常用锯类 ［D］.山西医科大学硕士论文，2010:11-13.

［11］ 吴江峰，陈静，丁志兵.骨骼标本脱脂新方法 ［J］.解剖学研究，2012,34(1):72-73.

引用本文格式：王震， 刘晋， 燕宇， 等.骨骼上工具痕迹预处理新方法研究 ［J］.刑事技术， 2015，40（4）:269-271.

A New Pretreatment Method for Toolmarks on Bone

WANG Zhen1, LIU Jin2,*,YAN Yu3, HE Chenjiao1
（1.Key Laboratory of Impression Evidence Examination and Identifcation Technique of Ministry of Public security, National Police University of China, Shenyang 110035,China； 2.Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China; 3.Economic and Technological Development Zone Branch of Yantai Public Security Bureau, Shandong Yantai 264006, China）

Toolmark on bone was selected as research object and a new pretreatment method on defatting bone was developed in this paper.The study aims to enhance the characteristics of toolmarks on bone and extend the storage time of similar evidence.The pig claviform bone was selected as the experimental material to generate the tested tool marks.A total of 30 samples were made by the pig bones being sawn with a steel saw and real conditions simulated for toolmarks in crime scene.The infuences of different types of organic solvent， steps of defatting and time of treatment on features of toolmarks on bone and defatting ratio were analyzed with simulating experiments in laboratory.The organic solvent, steps of defatting and treatment time were optimized, and a new and effective pretreatment method for defatting bone by absolute alcohol, petroleum benzin and infrared drying was developed.Instead of destroying the features of toolmarks, the method could enhance the contrast of striation present on fracture surface of bone, convenient for further recovering and examining toolmarks on bone by photography.Meanwhile, no pungent smell was produced from a defatted bone after long storage in glassware.This paper presents a new pretreatment technique of defatting bone to safeguard further toolmark determination and storage of evidence.

toolmarks; bone; pretreatment method; absolute alcohol; petroleum benzin

DF794.1

A

1008-3650（2015）04-0269-03

10.16467/j.1008-3650.2015.04.004

王 震（1976—），男，山东曲阜人，副教授，博士，研究方向为痕迹检验技术。 E-mail: wangyuchena9@163.com

刘 晋，男，副研究员，硕士，研究方向为痕迹检验技术。 E-mail: markslab@163.com

2015-01-20