激光-荧光试剂显现热敏纸汗潜手印研究

梁 帅，万敬伟，牟福祥，郭思磊，聂子清

（1.铁道警察学院，河南 郑州450053；2.济南铁路公安处，山东 济南250000；3.冠县公安局，山东 聊城252500）

热敏纸因图文反差良好、图文字迹轮廓分明，而被广泛应用于日常工作、生活中，如POS 机收款凭条、心电图用纸、超市小票纸、ATM 机交易凭证等，同时也频繁地出现在各类案件中［1］。除了热敏纸本身存留有行程、购物等外在信息外，热敏纸上遗留的犯罪嫌疑人手印等人身信息也十分重要。热敏纸汗潜手印的显现一直是困扰刑事科学技术人员的一个难题，适用于其他客体的显现方法并不适用于热敏纸汗潜手印的显现，因此存在诸多问题。

热敏纸对热敏感这一特性，在其表面进行汗潜手印显现时要避免使用碘熏等涉及高温的显现方法，防止热敏纸发生整体变色。DFO显现法和茚三酮显现法中用到的试剂通常含有丙酮、无水乙醇、乙酸乙酯等极性有机溶剂，热敏纸中的隐色染料会与极性试剂发生反应使背景变色，因此传统的溶液法应用受到局限［2］。粉末刷显、显现试剂以及一些有机溶剂的使用会在客体上留下不可逆转的印记，不利于提取热敏纸上的其他潜在信息和后续操作。

本文通过使用多光谱激光物证勘查仪两种波段的激光，对遗留在不同客体热敏纸上的汗潜手印进行研究，通过设计模拟实验、观察实验结果等方式，分析总结实验结论，旨在发现常见热敏纸汗潜手印最优显现波段，探究手印遗留时间对显现效果的影响，比对热敏纸正反两面汗潜手印显现效果，以期寻找更优的显现方法，更好地为侦查活动提供线索。

一、热敏纸的基本结构和基本原理

（一）热敏纸的基本结构

热敏纸是在质地优良的原纸基础上再涂盖一层苯酚类无色染料或是酸性显色物质形成的一种特殊加工纸。热敏纸结构一般分成三层，第一层是纸基，被称为基层，第二层是热敏涂层，第三层是保护层。其中第二层热敏涂层（热敏变色层）在热敏纸显色中发挥着最为主要的作用。热敏涂层主要包含以下几种物质：无色染料，主要是荧烷化合物；增感剂；显色剂，约占热敏涂层的20%，主要用对羟基苯甲酸、双酚；润滑剂；稳定剂；黏胶剂，约占热敏涂层的10%；填料，约占热敏涂层的50%，常用碳酸钙微粒等［3］。显色剂和无色染料可以发生化学反应，生成一种高浓度的发色剂，其不溶于水，使得生成的图像较为稳定，不容易褪色；稳定剂可以提高热敏纸的耐热性、耐湿性；染料的熔点相对较高，使用增感剂可以降低热敏纸的发色温度。

（二）热敏纸的显色原理

物理型热敏纸是用热能将白色不透明层熔融，将其透明化，从而显出着色的底基。化学型热敏纸图层中主要成分是两种：一种是隐色染料或者称为无色染料；另一种是显色剂。通常在两类粉末之间有一层薄膜相隔，当机器接收到信号的输入时，热敏头会迅速升温，当达到一定温度后作用于热敏纸表面，受热过程中这层薄膜融化消失，两类粉末接触，相互混合发生显色反应，最终呈现在第一层的纸基上显色。

（三）多光谱物证勘查仪的工作原理

多光谱（450nm蓝光、532nm绿光）物证勘查仪是以半导体激光器作为光源激发器，从而激发激光。本次实验属于光致荧光显现法，以激光激发荧光物质显现潜在物证，是以半导体激光器作为光源激发器，利用激光方向性强、单色性高、高亮度等优点，可以直接发现犯罪现场潜在的物证。

潜在手印的光致荧光显现，是利用潜在手印中的一些固有元素或经过一些化学试剂对潜在手印进行染色处理后，置于激发光源下进行照射，其能产生荧光或磷光效果［4］。其中激发出的荧光光子的能量低于激发光，而波长比激发光的波长长［5］，从而形成反差，观察到手印乳突纹线（如图1）。

目前在现场勘查中应用最广的是450nm 蓝光和532nm绿光。现场遗留物质如精液、唾液、纤维、油脂、纸张等，不用经过任何处理，便可经过激光照射发出荧光，从而寻找现场中遗留的痕迹物证；而现场不易察觉的手印，经过荧光粉或者化学荧光试剂的处理，也可以在激光的照射下发出较强的荧光。450nm 蓝光主要应用于发现生物活性物质，如精斑、汗液、尿液、骨碎片等物质；532nm绿光主要应用于显现渗透性客体上的手印。

图1 物证勘查仪激发光原理图

二、实验准备与设计

（一）材料

晓松科技公司生产的多光谱便携式激光物证勘查仪（450nm 蓝光和532nm 绿光）、专用激光滤光镜（黄色和橙色）、喷壶、尼康D7100相机、尼康相机单镜头、相机镜头滤光镜（黄色和橙色）、三脚架、脱脂棉、晓松科技公司研究的生物显现试剂、75%医用酒精。

（二）手印样本制作

在铁道警察学院的学生中随机选择10 名（8 名男性，2 名女性）作为手印捺印人，捺印人均为20 岁以下，中等身材，汗液量适中。

用肥皂水将手清洗干净，自然风干10 分钟，此过程中不触摸任何物体，以免污染手印，然后脱脂棉蘸取少量酒精将右手食指擦拭干净，风干10分钟后，用右手食指在热敏纸正面上捺印手印。每组各类热敏纸各5张，捺印人在每张热敏纸上连续捺印4枚手印。在此过程中，捺印时间间隔2分钟，两分钟内手指不接触任何物体，保证手指汗液的充盈；把捺印的实验手印样本进行标号，并标记所在热敏纸位置，制作新鲜汗潜手印样本［6］。

热敏纸样本放置在通风且干燥的纸箱中，妥善保存，检材存放时间为1天、3天、5天、7天、9天、11天、13天、15天；把捺印的手印进行标号并标记所在热敏纸位置，从而得到遗留时间为15天以内的陈旧汗潜手印样本。

用上述方法在彩票纸正反面捺印汗潜手印，制作彩票纸正反面新鲜汗潜手印样本。

三、分析与讨论

（一）激光-荧光试剂显现不同热敏纸最佳适用波段显现效果分析

在彩票纸、出租车发票纸、服装店收款凭条、ATM 机交易凭条、税务单、餐馆发票纸等不同客体上喷洒生物显现试剂这种荧光试剂，利用蓝色（绿色）激光对热敏纸正面上汗潜手印进行照射激发，佩戴红色滤光镜进行观察，并在相机镜头前加装红色滤色镜进行拍照固定，显现效果见表1。

表1 两种波段激光激发显现效果

由表1 可知，均匀喷洒生物显现试剂在450nm蓝光照射下，彩票纸、餐馆发票纸、服装店收款凭条显现效果好，乳突纹线连贯且清晰，细节特征量多质高，具有检验鉴定条件；而出租车发票纸、ATM交易凭条纸、税务纸等显现效果较差，乳突纹线不清晰，断续出现，不具备检验鉴定条件。均匀喷洒生物显现试剂在532nm 绿光照射下，彩票纸、出租车发票纸、服装店收款凭条纸、ATM机交易凭条、餐馆发票纸、税务单显现效果比较理想，手印乳突纹线清晰连贯，细节特征量多质高，具备手印鉴定条件。

综合考虑手印荧光效果和热敏纸的普适性和方法的可推广性，确定激光（532nm绿光）-生物显现试剂可以有效显现热敏纸上汗潜手印，对本次实验列出的全部热敏纸均可以显现出高质量的荧光手印。对比显现效果见图2（左侧橙色视场为绿光，右侧绿色视场为蓝光）。

（二）激光-荧光试剂显现法对陈旧手印的显现效果分析

以彩票纸、出租车发票纸、餐馆发票纸、税务单为实验样本，喷洒生物显现试剂这种荧光试剂，用532nm绿光对热敏纸正面不同遗留时间的汗潜手印进行激发显现，佩戴红色滤光镜进行观察，并在相机镜头前加装红色滤色镜进行拍照固定，显现效果见表2。

表2 不同遗留时间热敏纸显现效果

由表2可知，遗留在热敏纸正面上的15天以内的较陈旧汗潜手印用绿光-生物显现试剂的方法显现均可以得到较好的显现效果，乳突纹线连贯、清晰，细节特征量多质高。其显现效果基本不受手印遗留时间的影响，显现效果见图3。

图3 遗留15天内热敏纸汗潜手印显现效果

（三）激光-荧光试剂显现法对热敏纸正反面显现效果比较分析

本次实验以彩票纸为样本，正反面各捺印20枚汗潜手印，喷洒生物显现试剂，在绿光激发下，佩戴红色滤光镜进行观察，并在相机镜头前加装红色滤色镜进行拍照固定，显出率、显现效果见表3。

由表3可知，绿光-生物显现试剂显现热敏纸汗潜手印，彩票纸背面显现效果+++的显出率仅为10%，而彩票纸正面显现效果+++的显出率为100%，得出彩票纸正面的荧光效果明显优于背面。显现效果见图4。

表3 热敏纸正反面显现效果

图4 彩票纸背面（左）正面（右）显现效果

综上所述，用绿光-生物显现试剂显现法可以显现不同热敏纸（本实验所列样本）上的汗潜手印，荧光效果较好，该方法对新鲜手印和遗留时间为15天以内的较陈旧手印有较好的显现荧光效果，并且热敏纸的正面荧光效果要优于背面，此方法不适用热敏纸背面汗潜手印的显现。

（四）讨论

本实验所用激光单色性好，光束温度比较高，显现手印时可能会对手印物质本身的生物活性产生一定的破坏和影响，在一线应用时，该方法可以作为一种有损检验来使用。本实验通过验证性实验发现，彩票纸的正面荧光效果要优于背面，虽然只验证彩票纸正反面荧光效果，但是这给我们在实际案件应用中提供了启发，要区别看待热敏纸正反面实际差别，热敏纸背面的显现方法本次实验未作涉及，为以后的研究方向。本实验采用随机选择的10名大学生作为样本手印的捺印人，可能没有普遍的适用性，会存在一定的局限。本实验采用的化学试剂为晓松科技公司研制的生物显现试剂，为一种荧光试剂，安全无毒害，无需配置溶液，直接将生物显现试剂喷洒到热敏纸遗留手印的部位，使用532nm波段的绿光激发，其能产生荧光，达到手印显现的效果。本实验将喷洒生物显现试剂的热敏纸存放半年，重新利用532nm 波段的绿光激发，发现也可以产生荧光。继续进行验证性实验，对固定三年的热敏纸遗留客体都有很好的荧光效果，这为一些疑难复杂的重大案件手印物证长期保存固定提供了可能。

四、结论

激光-荧光试剂显现法可以快速显现热敏纸上的汗潜手印，其中热敏纸正面的汗潜手印显现效果更好，显现效果为荧光效果。生物显现试剂直接喷洒到热敏纸客体上，在绿色激光下激发，佩戴橙色滤光镜观察，手印呈黄色荧光。此种方法对热敏纸上新鲜手印和遗留时间为15 天以内的较陈旧手印有较好的显现荧光效果。该方法操作便捷、快速显现、不受其他条件限制，易于推广，具有一定的实用价值，可以作为显现热敏纸汗潜手印的首选办法。