茚三酮掺杂对指纹凝胶的补强作用

刘 丽 朱勋格

（中国刑事警察学院痕迹检验技术系 辽宁 沈阳 110035）

茚三酮掺杂对指纹凝胶的补强作用

刘 丽 朱勋格

（中国刑事警察学院痕迹检验技术系 辽宁 沈阳 110035）

凝胶在手印显现方面的优势日益凸显。利用溶胶-凝胶法合成出掺杂不同浓度茚三酮的二氧化硅凝胶，测试了凝胶的荧光光谱，对比了掺杂与不掺杂茚三酮的凝胶材料显现手印的效果，实验了茚三酮掺杂凝胶粉末对于犯罪现场常见非渗透性客体上新鲜及较陈旧汗潜手印的增强与显现效果。结果表明，茚三酮对指纹凝胶有良好补强作用，掺杂茚三酮后，二氧化硅凝胶具有更高的荧光强度，而且掺杂凝胶粉末颗粒细腻，与手印物质结合牢固，可用于玻璃、瓷砖、塑料片、橡胶、铝箔纸等非渗透性客体上汗潜手印的显现，具有较好应用价值。

凝胶 荧光 显现 手印

1 引言

在手印显现中，相对于不发光的粉末，荧光粉因其优越的光学性能而受到人们的推崇。常用于显现手印的荧光粉通常可以分为无机荧光粉和有机荧光粉，如金属硫化物、WOP粉等，在增强手印或足印等痕迹与背景之间的反差方面发挥着重要作用[1-2]。但传统的荧光粉在显现时容易产生扬尘，而且颗粒粒径较大，致使手印纹线的细节特征反映不够清晰，不能有效地解决疑难手印的显现问题。近年来，随着科学技术的发展，稀土掺杂的纳米凝胶在手印显现中的价值逐渐引起研究人员的重视[3-6]，尤其是铕（Ⅲ）指纹凝胶粉末以其荧光强度高、颗粒细腻而备受瞩目。溶胶-凝胶法是一种温和易控的材料制备方法，它可以用金属醇盐作为前驱体，在液相中进行水解、缩合反应，进而经过自然陈化或者热处理制得特定结构的目标产物，非常适合于实验室合成新材料[7-10]。本文采用溶胶-凝胶法制备了新型的茚三酮掺杂铕凝胶材料，并将该凝胶研磨成粉末，应用到光滑客体上的汗潜手印显现中，获得了较好效果。

2 实验部分

2.1 主要实验药品

茚三酮（上海国药集团化学试剂有限公司，分析纯），甲醇（天津市恒心化学试剂制造有限公司，分析纯），氯化铕（Sigma-Aldrich公司，分析纯），四甲基硅烷（Alfa Aesar公司，分析纯）。

2.2 主要实验器材

荧光分光光度计（Agilent Technologies公司，美国），长波紫外灯（公安部第二研究所），电动磁力搅拌器（江苏晓阳电子仪器厂），SafefumeTM型502熏显箱（Air Science公司，美国），EasyShare Z650型数码相机（柯达，日本）。

2.3 茚三酮掺杂凝胶的制备

采用溶胶-凝胶法制备茚三酮掺杂凝胶。按照表配制不同浓度的茚三酮甲醇溶液；在磁力搅拌下，按照化学计量比依次加入氯化铕溶液、茚三酮、四甲基硅烷和蒸馏水，再继续搅拌2min，然后将试剂分装在4个试剂瓶中，罩上遮尘膜并在其顶端开孔，置于通风橱内；陈化15d后研磨，留取200目~300目的粉末待用。采用溶胶-凝胶法在同等条件下制备无掺杂的铕凝胶，研磨成粉末待用。

表 不同浓度的茚三酮甲醇溶液

2.4 手印样本制作与显现方法

随机选取捺印人，捺印人洗净双手后晾干，采用中等力度分别在玻璃、瓷砖、塑料片、橡胶、铝合金、锡箔纸等客体上捺印多组汗潜手印。考察遗留时间对凝胶粉末显现效果的影响时，将捺印好的手印放在实验室的敞口容器内保存待显。

新型凝胶粉末不易起尘，显现时可以采用毛刷刷显法和撒粉抖显法。用毛刷刷显时尽量选择软毛刷，以免损坏手印纹线；撒粉抖显时，将新型凝胶粉末撒到留有汗潜手印的光滑客体上，轻轻抖动，使粉末滑过手印的表面，之后轻轻弹击客体，将手印上的多余粉末抖落，使纹线清晰，特征稳定，然后直接进行拍照固定，或者用指纹胶带纸粘取固定。

3 实验结果

3.1 不同浓度茚三酮掺杂凝胶的荧光强度研究

按照1.3中的操作，成功制备了茚三酮掺杂浓度分别为0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L的六种凝胶粉末，经研磨后，在自然光下观察，6种凝胶均为淡粉色，在长波紫外灯下可见明亮红色荧光。使用Agilent Technologies公司Cary Ec；ipse型荧光分光光度计测试6种凝胶的发射光谱，对比了相对荧光强度，其荧光发射光谱图如图1所示，激发波长为293nm，测试狭缝为5nm。

图1 不同浓度的茚三酮甲醇溶液

从图1可以看出，6种不同浓度凝胶的吸收峰形状和位置相近，在590nm、610nm、690nm等处均出现了铕（Ⅲ）的特征吸收峰，590nm为5D0→7F1跃迁吸收峰、610nm为5D0→7F2跃迁吸收峰、690nm为5D0→7F4跃迁吸收峰。不同浓度凝胶的荧光强度不同，图2显示了不同浓度茚三酮掺杂凝胶的相对荧光强度。由图2可知，茚三酮浓度为0.2g/L时制得的凝胶荧光强度最高。

图2 不同浓度茚三酮掺杂凝胶的相对荧光强度

3.2 茚三酮掺杂凝胶粉末与无掺杂凝胶粉末的显现手印效果对比

在同等条件下，对比了无茚三酮掺杂的凝胶粉末与茚三酮掺杂浓度为0.2g/L的凝胶粉末显现铝箔上面汗潜手印的效果，对比照片如图3所示。

图3 茚三酮掺杂凝胶粉末（左）与无掺杂凝胶粉末（右）显现手印效果

由实验可知，凝胶粉末颗粒细腻，显出的手印纹线清晰连贯，而且茚三酮掺杂凝胶粉末的荧光亮度高于无茚三酮掺杂的凝胶粉末。

3.3 新型凝胶粉末对不同客体上手印的显现效果

实验选择了玻璃、瓷砖、塑料片、橡胶、铝合金、锡箔纸等材料作为实验客体，用新型凝胶粉末对不同客体上同等条件的汗潜手印进行显现，自然光下显现效果照片如图4所示，紫外光照射下显现效果照片如图5所示。

图4 自然光下显现效果照片

图5 紫外光下显现效果照片

由实验可知，新型凝胶粉末对不同客体上的汗潜手印具有较好的显现效果，手印纹线连贯清晰，特征稳定。在紫外光照射下，形成红色的荧光手印，能有效避免客体复杂背景的干扰。

3.4 新型凝胶粉末对“502”熏显手印的显现加强效果

利用“502”熏显法对玻璃、瓷砖、塑料片、橡胶、铝合金、锡箔纸上的同等条件的汗潜手印进行显现，再用新型凝胶粉末对“502”熏显出的手印进行显现增强处理，显现效果照片如图6所示。

图6 凝胶粉末对“502”熏显手印的染色效果照片

由实验可知，用新型凝胶粉末对“502”熏显的手印进行显现增强后，在紫外灯的照射下，手印纹线与客体背景能形成很大的反差，能有效避免客体复杂背景的干扰，使手印具有较好的显现效果。

3.5 新型凝胶粉末对放置时间不同的手印的显现效果

实验利用新型凝胶粉末分别对放置1d、2d、3d、4d、5d、6d的光滑客体上捺印条件相同的汗潜手印进行显现，在紫外灯照射下，放置5d、6d的手印显现效果照片如图7所示。

由实验可知，随着遗留时间的延长，新型凝胶粉末显现效果相对下降，但新型凝胶粉末对放置6d以内的手印都具有较好的显现效果，手印纹线仍然清晰，特征稳定。

图7 凝胶粉末对放置时间不同的手印显现效果照片

4 结论

茚三酮掺杂的新型凝胶粉末，在进行显现时不易产生扬尘，能够减少对人身的污染；新型凝胶粉末与手印的吸附能力较强，对光滑客体上的汗潜手印有较好的显现效果，细小特征显现完全，能够有效地解决疑难手印的显现问题；新型凝胶显现手印后，在紫外灯的照射下产生的荧光能够有效地克服复杂背景的干扰；同时，利用新型凝胶粉末对其他显现方法显出的手印进行染色增强后，能够明显增强手纹与背景的反差，明显提高汗潜手印的显现质量；随着汗潜手印放置时间的增加，新型凝胶粉末对手印的显现效果相对下降，主要适用于较新鲜的汗潜手印。

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[4]刘丽,李勇,金勇镒.荧光复合材料在手印显现中的应用研究[J].中国刑警学院学报,2012(4):27-28.

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（责任编辑：于 萍）

Study on the Enhancement of Ninhydrin Doped Fingerprint Gel

LIU Li ZHUXun-ge
(Trace Examination Department of Criminal Investigation Police University of China Liaoning Shenyang 110035)

The usage of silica gels for the development of f ngerprints has become increasingly prominent. In this paper, the sol-gel method was used to synthesize a silica gel with different concentrations of ninhydrin. The f uorescence spectra of the doped gels were measured. The developed fingerprints with doped and undoped ninhydrin gels were compared. The effectiveness of ninhydrin-doped gel powder on the enhancement and visualization of fresh and aged sweatf ngerprints on non-porous objects on crime scene was tested. The result shows that ninhydrin has good enhancement on f ngerprint gel. The ninhydrin doped silica gel has higher f uorescence intensity. The doped gel powder particle is f ne and able to combine with f ngerprint residue better. It is available on glass, ceramic tile, plastic sheet, rubber, and aluminum foil, etc. It has a good application value.

Gel Fluorescence Development Fingerprint

D918.91

A

2095-7939(2017)02-0071-04

10.14060/j.issn.2095-7939.2017.02.012

2016-12-22

公安部科技强警基础工作专项资助（编号：2015GABJC07）。

刘丽（1970-），女，辽宁沈阳人，中国刑事警察学院痕迹检验技术系教授，主要从事痕迹检验与鉴定研究。