基于紫外可见积分球反射光谱法鉴定血痕经历时间

闫立强，高野

（辽宁警察学院刑事技术系，辽宁大连　116036）

基于紫外可见积分球反射光谱法鉴定血痕经历时间

闫立强，高野

（辽宁警察学院刑事技术系，辽宁大连116036）

目的建立一种快速鉴定血痕陈旧度的方法。方法在实验室条件（20℃、25℃、30℃）下，使用UV-2450型紫外可见分光光度计，利用反射附件ISR-240A积分球，以BaSO4标准白板做参比，间隔一定时间测定健康人耳静脉血血痕纱布的反射光谱，采集特定波长反射率R541、R577，计算R541/R577值，使用SPSS 17.0软件进行直线拟合与回归分析。结果一定条件下8h内，血痕经历时间与其特定波长紫外可见反射率比值回归分析的R2均大于0.8，回归方程成立，血痕经历时间与R541/R577值具有高度相关性。结论所建立的方法简便、快速、无损，可靠性好，可以对实验室条件下8h内血痕经历时间进行鉴别。

法医病理学；光谱分析；血痕；积分球

血痕是凶杀案现场常见的物证，血痕经历时间往往与受伤时间、伤者死亡时间紧密联系，判断血痕经历时间对于现场重建具有重要意义。目前关于血痕经历时间的判断主要是有损检验的方法［1-3］，无损检验方法较少［4-6］，赵明富等［7］使用光纤光谱仪，利用血痕的吸收值来鉴别血痕陈旧度，方法准确性有所提高，但是该方法未考虑环境因素对结果的影响。

本研究使用紫外可见分光光度计利用积分球附件测定不同时间血痕的反射率，采用比值法推断血痕经历时间，以期建立一种更灵敏、快速的血痕陈旧度鉴定方法。

1　材料与方法

1.1样本

利用一次性取血针取健康志愿者（50人）耳静脉血，均匀涂于单层医用纱布上，将其置于不同温度（20℃、25℃、30℃）和相同湿度（60%）的实验室内，其中20℃下血样10份，25℃下血样30份，30℃下血样10份，于实验室自然光下保存。

1.2仪器及参数设定

UV-2450型紫外可见分光光度计［岛津企业管理（中国）有限公司］，反射附件ISR-240A积分球（日本岛津制作所），BaSO4标准参比粉末（日本和光纯药工业株式会社）。

参数设定：预扫描确定扫描波长范围为200～650 nm，扫描速度为中速，采样间隔0.5 nm，狭缝宽1.0nm，光源转换波长360nm。以BaSO4标准白板调整基线。

1.3光谱信息采集

以BaSO4标准白板做参比，将带血纱布平整地固定在样本板后，将样本板插入积分球样品光束入口处，每隔1h采集血痕样本反射光谱1次，共采集8次。

1.4数据处理

采用UV-2450型紫外可见分光光度计获得541nm与577nm波长处的反射率（R541与R577），求得R541/R577值，使用SPSS 17.0软件，以R541/R577值为自变量（x），以血痕形成时间为因变量（y），进行回归分析。分别对20℃、25℃、30℃下的R541/R577值与血痕形成时间进行残差分析。

2　结果

2.1不同温度下血痕反射率随时间的变化

实验室温度为20℃、25℃、30℃条件下，随着血痕经历时间的增加，反射率值的波峰和波谷都呈上升趋势（图1）。

2.2回归分析

8h内不同温度下R541/R577值见表1。R541/R577值与血痕经历时间的回归分析结果表明，R2值均大于0.8，P值均小于0.05，回归方程成立，R541/R577值（x）与血痕经历时间（y）呈高度相关，线性回归模型有统计学意义（表2）。

表1　不同温度下8h内的R541/R577值（±s）

表1　不同温度下8h内的R541/R577值（±s）

温度/℃1h2h3h4h5h6h7h8h 20（n=10）0.995±0.000 0.986±0.002 0.980±0.003 0.978±0.001 0.975±0.001 0.973±0.001 0.971±0.003 0.969±0.002 25（n=30）0.980±0.002 0.969±0.003 0.956±0.001 0.956±0.000 0.947±0.004 0.951±0.001 0.943±0.004 0.941±0.001 30（n=10）0.966±0.004 0.958±0.000 0.948±0.000 0.947±0.000 0.945±0.000 0.942±0.001 0.936±0.000 0.934±0.000

表2　不同温度下R541/R577值与血痕经历时间的回归方程

2.3回归方程的验证

在95%的置信区间内，残差分析显示，回归标准残差在（1，1）区间，且几乎都在P-P图的对角线上，回归直线对各观测值的拟合情况良好（图2）。

3　讨论

3.1选择比值法的依据

紫外可见积分球反射光谱法是通过光进入样品内部，经过多次反射、折射、衍射、吸收后返回表面形成漫反射光，由于漫反射光是分析光与样品内部分子发生相互作用后的光，从而研究样品结构和组分信息的一种方法。

研究［8］发现，血痕可见紫外反射光谱的波峰分别在251nm、312nm、368nm、507nm、560nm、630nm，波谷分别位于228 nm、280 nm、412 nm、541 nm、577 nm。谢济运等［9-12］研究发现，血液的紫外可见吸收光谱峰位于280 nm、414～417 nm、539～542 nm、575～579 nm，252nm有一个波谷。在本研究中541nm与577nm的反射波峰、波谷明显，与血液中成分的特定吸收与反射有关。

李伟等［13］对大鼠死后血浆的吸光度进行了研究，证明随着死亡时间的变化，大鼠血浆吸光度产生明显变化。本研究中541nm与577nm的波谷是血痕中血红蛋白对光吸收的结果。血痕中物质形态数量随着时间的变化而变化，这些变化可能是使反射率比值发生变化的原因。李兰权等［14］在癌症诊断上使用了比值法，利用漫反射光谱比值（R540/R575）检测离体的正常胃、未分化的胃腺癌、胃鳞状细胞癌与低分化胃腺癌，差异显著，重复性良好。Kind等［15-16］利用540 nm和576nm反射率比值的变化鉴别血痕陈旧度。

3.2不同环境条件对血痕经历时间鉴定的影响

本研究中关于环境因素影响的研究略有涉及，只考察了温度的影响，意在考察常见室温条件（20℃、25℃与30℃）下血痕形成时间与R541/R577值的关系。温度不同，回归方程有所不同，血痕保存过程中血红蛋白、血清蛋白等会发生分解、血细胞形态发生变化，是导致血痕紫外可见反射光谱发生变化的原因。冯成德等［17］采用电子自旋共振技术对4℃、20℃下人体血样红细胞内血红蛋白的氧化性研究结果表明，不同温度决定高铁血红蛋白与高铁血色原的生成。吴正洁［18］采用多种方法证明了离体血红蛋白在较高温度作用下，二级结构、空间结构会发生变化。血痕中的一些基团对紫外或可见光具有反射效应。关于环境中温度、湿度、光照、化学物质等条件变化对血痕经历时间的影响问题有待进一步研究。

3.3对建立方法的验证

一定环境温湿度下8h内，血痕经历时间与其特定波长紫外可见反射率比值回归方程成立，建立的方法较可靠。实际环境的温湿度还会有更多种情况，在此基础上可以进一步考察不同温湿度下血痕陈旧度的光谱分析方法。

至于比值法能否对8 h以上血痕陈旧度进行鉴定以及是否可以使用反射率比值法鉴别，有待于进一步研究。

［1］乔莹，于爽，陈雪，等.实验室条件下血痕陈旧度研究初探［J］.广东公安科技，2010，（1）：18-20.

［2］祁柏宇.面部软组织厚度的超声测量和血痕RNA分析与面部软组织重建及死亡时间判断［D］.吉林大学，2012.

［3］郑吉龙，李晓娜，张晓东，等.应用单细胞凝胶电泳测定人血痕淋巴细胞降解的实验研究［J］.中国法医学杂志，2007，22（3）：166-169.

［4］刘向东，刘英坤，袁继先.室外低温下血滴的变化实验［J］.刑事技术，2004，（3）：51-52.

［5］温永启.立体显微镜下依据滴落状血迹干燥度推断伤亡时间［J］.中国人民公安大学学报（自然科学版），2013，（3）：17-21.

［6］瞿勇强，牟嘉萍，彭雪梅.离体不同时间血痕的肉眼和扫描电镜观察［J］.昆明医学院学报，1997，（1）：18-20.

［7］赵明富，冯小平，张政委，等.基于光谱分析技术的不同介质血迹陈旧度研究［J］.压电与声光，2013，35（6）：806-809.

［8］高野，闫立强，寇瑾，等.几种载体上血迹的定性检验［J］.中国刑警学院学报，2015，（3）：68-70.

［9］谢济运，蒋治良，钟福新，等.血细胞的光谱特性研究［J］.分析测试技术与仪器，2000，（3）：178-181.

［10］王乐新，赵志敏，姚红兵，等.血液的红外吸收光谱分析及应用研究［J］.光谱学与光谱分析，2002，22（6）：980-982.

［11］辛玉军.生物组织血液光谱特性的实验研究与分析［D］.南京航空航天大学，2007.

［12］陈祖林，续正瑞，聂慧芳，等.血液成分对光吸收规律的实验研究［J］.中国激光，1994，（1）：77-80.

［13］李伟，柯咏，贺光社，等.大鼠死后血浆吸光度变化与死亡时间关系的研究［J］.光谱学与光谱分析，2008，28（12）：2944-2946.

［14］李兰权，魏华江，何博华，等.采用氧合血红蛋白吸收带的漫反射光谱比率R540/R575检测人胃癌［J］.光学学报，2009，29（10）：2860-2865.

［15］Kind SS，Patterson D，Owen GW.Estimation of the age of dried bloodstains by a spectrophotometric method［J］.Forensic Sci，1972，1（1）：27-54.

［16］Kind SS，Watson M.The estimation of blood stain age from the spectrophotometric properties of ammoniacal blood stain extracts［J］.Forensic Sci，1973，2（3）：325-332.

［17］冯成德，胡新珉，陈继镛，等.20℃保存人血血红蛋白氧化变性的ESR研究［J］.华西医科大学学报，2000，31（3）：405-407.

［18］吴正洁.温度对人红细胞及血红蛋白结构功能的影响［D］.暨南大学，2007.

（本文编辑：刘宁国）

DeterminationofBloodstainAgebyUVVisibleIntegratingSphereReflection Spectrum

YAN Li-qiang，GAO Ye
（Department of Technology，Liaoning Police Academy，Dalian 116036，China）

Objective To establish a method for rapid identification of bloodstain age.Methods Under laboratory conditions（20℃，25℃and 30℃），an integrating sphere ISR-240A was used as a reflection accessory on an UV-2450 UV-vis spectrophotometer，and a standard white board of BaSO4was used as reference，the reflection spectrums of bloodstain from human ears’venous blood were measured at regular intervals.The reflection radios R541and R577at a specific wavelength were collected and the value of R541/R577was calculated.The linear fitting and regression analysis were done by SPSS 17.0.Results The results of regression analysis showed that R2of the ratios of bloodstain age to UV visible reflectivity in specific wavelengths were larger than 0.8 within 8 hours and under certain circumstances.The regression equation was established.The bloodstain age had significant correlation with the value of R541/R577.Conclusion The method of inspection is simple，rapid and nondestructive with a good reliability，and can be used to identify the bloodstain age within 8 hours elapsed-time standards under laboratory conditions.

forensic pathology；spectrum analysis；blood stain；integrating sphere

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2016.05.002

1004-5619（2016）05-0326-03

辽宁警察学院科研基金资助项目（2015Lnpckyjjxm 002）；公安部技术研究计划资助项目（2016JSYJ304）

闫立强（1966—），女，教授，主要从事法医病理学研究；E-mail：9072147@qq.com

（2015-03-13）