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《科技风》刑事侦查潜指纹鉴定中纳米技术的应用

【关键词】纳米技术;刑事侦查;潜指纹鉴定


  【摘要】目前,有基础性的法庭证据表面:指纹的法医鉴定广泛运用在罪犯的人身认定上。在纳米技术的迅猛发展之下,让检验及浅指纹的鉴定成为了可能。本课题对“纳米技术在刑事侦查潜指纹鉴定中的应用”进行探究时,重点对传统潜指纹显现方法应用现状、纳米技术在潜指纹显现中的应用进行了分析,最后对米技术在刑事侦查潜指纹鉴定中应用所存在的问题及策略进行了实质性的研究。


  指纹又称之为手纹,指的是基于人体手部皮肤的纹理。由于指纹的生理结构及特征体系具有高度的特殊性,因此在刑侦领域中作为一种物证,其优越性十分明显。就目前而言,传统的潜指纹鉴定方法还存在一些明显的缺陷,例如:不具灵敏性、不具准确性以及在信息提取过程中常常受到限制等。近年来,随着纳米技术的日益成熟与完善,相关研究者开始研究纳米技术在潜指纹显现方面的应用。鉴于此,本课题对“纳米技术在刑事侦查潜指纹鉴定中的应用”进行分析与探究具有尤为深远的重要意义。


  一、传统潜指纹显现方法应用现状分析


  显现潜指纹只要是采用一种管线或者一种物质,将其作用在基于指纹印痕的汗液等物质中,让难以发现的汗液指纹变成可以看见的图像。因为指纹中存在的课题表面物质其种类具有繁多性,所以对于指纹显现方法的灵活性有了很高的要求。并且,以显现原理的异同为依据,可将潜指纹显现方法归分为三类:物理吸附法、化学显现法及光学显现法。


  物理吸附法主要是对汗液物质的黏附作用进行利用,并把另一种物质吸附至指纹纹线上面,进而达到显色的效果。如果潜指纹中残留的指纹物质大约为750ng的情况下,利用此方法获取清晰度极高的指纹显现。化学显现法主要是对某化学试剂进行利用,然后和潜指纹上的汗液物质作用产生化学反应,让无色指纹编程有色且可见的指纹。如果基于潜指纹当中的指纹植物质的含量大约在150ng的情况下,利用此方法能够获取清晰的可见指纹。光学先宪法主要是利用光线作用在潜指纹上,让其产生光化学效应,进一步获取清晰的显现指纹。


  虽然在长期的演变及技术进步之下,传统潜指纹的显现方法得到了广泛的应用;但是,仍旧存在一些问题。首先,很多客观条件不具理想型的指纹样品的显现方法需要进一步完善,如人体皮肤潜指纹。其次,现有的显现试剂与显现方法存在一定程度上的安全隐患。如使用刷显法的情况下悬浮在空气里的粉尘,这类型的粉尘会对技术人员的身心健康造成极其严重的威胁。最后,使用一些有色试剂会对物证的原始状态遭遇严重破坏,还有一些试剂因为价格昂贵,所以在实际应用中不具推广使用的价值。基于上述问题,进行有效解决是非常有必要的,这样才能为刑事侦查的时效性与科学性提供基础与保障。


  二、纳米技术在潜指纹显现中的应用分析


  将纳米技术应用在潜指纹鉴定中,其效果显著,有多方面的优点,例如:高效、无毒害、无损耗且价格不具昂贵性等。不但能够使指纹鉴定工作对灵敏度的高要求得到满足,而且还使现状之下传统潜指纹的显现方法得到了有效解决。下面笔者便从光致发光显现潜指纹与金属纳米颗粒显现潜指纹两大方面对其应用进行分析与探究。


  (一)金属纳米颗粒显现潜指纹


  金属材料主要是使金属粉末形式和指纹物质发生物理吸附及静电吸附。进一步使指纹图像信息中的非渗透性客体表面展现出较为新鲜的特质。但是对于粗糙客体表面及遗留时间长的潜指纹显现,其能力是具有局限性的。并且,粉末会致使工作人员的呼吸系统造成极大的威胁性。


  随着纳米技术的进步,使得传统金属材料的应用范畴得到了进一步的扩大。在潜指纹的显现中,尝试应用了各种纳米材料,例如二氧化钛、氧化铁以及金属硫化物等。在尝试过程中也获取了一些优良的效果。在这其中,金属纳米颗粒因其稳定性及物理、化学性质较为突出,所以成为了现状之下潜指纹显现范畴应用最具广泛性的金属纳米材料。


  金属纳米颗粒具有独特的光学特性,主要体现为以表面为基础的离子体共振。它的颜色可能跟随颗粒半径、形状及基于表面的修饰分子的改变,进而呈现出宽光谱变化,表现最明显的宽光谱变化是由蓝色转变为红色。英国有研究者以金属纳米颗粒的表面为基础,进而对可替宁抗体构建的纳米颗粒进行修饰,采用基于荧光标记中的二抗清晰显示出潜指纹图像。与此同时,还可对该指纹遗留者所遗留下来的基于汗液里的尼古丁水平进行检测,对指纹鉴定中纳米材料的功能性应用进行了扩展。


  随着纳米技术的进步,潜指纹检测技术中极其重要的一个发展方向便是荧光检测。有些纳米材料具有优良的光学性质,例如:荧光激发谱较宽、发射谱窄且对称以及发射波长且可调节等。为此,此类纳米材料很好地补充了传统荧光物质所存在的缺陷性。还存在有些纳米材料或者复合材料,具备一系列奇特性能,例如:具有表面效应、小尺寸效应以及宏观量子隧道效应等。并且可在荧光的产生上增强其效应,使指纹显现能力的精准度及灵敏度得到很大程度上的提升。另外,潜指纹检测技术中还有一个重要的发展方向便是多功能集成化与基于设计过程中的一体化。如对抗体等生物分子进行结合,此类杂化纳米复合材料不但可以显现指纹光学图像,还能够进一步使基于特征身份的多方面鉴别得到实现。


  (二)光致发光显现潜指纹


  光致发光显现潜指纹主要是把物理、化学及光学检验三者有机结合的一种方法。利用此方法,灵敏度能够达到单光子水平。把纳米材料和指纹内残留的氨基酸及油脂等物质相融合,将纳米材料的光致发光现象充分利用,进而对几何指纹物质之后的纳米材料发出的荧光进行检测,最终获取清晰度高的指纹图像。该过程便是光致发光显现潜指纹的基本原理。并且,该方法需同时具备两大要素:其一,物质需要能够对激发光进行吸收,这样才能为后面的荧光发射奠定基础。其二,发射光波的厂与激发光波的长需不相同,这样方可在背景情况下对指纹纹线进行识别。现状之下,此方法在检测上常应用到的是具备荧光特性的有机物质。但是,此类物质存在一些明显的缺陷,例如:激发光谱不够宽、成像很难分辨等。并且,它的荧光性能常受到环境因素的强烈干扰,其物质的抗光漂白能力与荧光稳定性极差。另外,它的成像发光时间短暂,使成像技术存在明显缺陷。鉴于上述种种缺陷,刑侦技术人员逐步将研究的重点方向转入了新型光致发光材料的开发及利用上面。


  为了使锡箔纸上所留下的潜指纹图像信息能够清晰地识别出,澳大利亚有研究者研制出了一种纳米复合物粉末,该纳米复合物粉末主要是合成壳聚糖包被的硫化镉量子点。另外,硅纳米材料因有很大的负载容量与高比表面积,因此受到了国内外刑侦科学范畴内的广泛重视。英国有研究者将疏水性硅纳米颗粒作为骨架,以离子互相作用为基础,进而和各类染料及荧光探针有效融合,最终融合成一些掺杂硅纳米颗粒。通过实践表明,该掺杂硅纳米颗粒能够在潜指纹的显影实验当中获得优良的效果。美国有研究者将不相同的二氧化硅纳米颗粒掺杂荧光Eu3+感光剂复合物,进一步实施潜指纹显影测试。结果表明,基于四乙氧基硅烷,把1,10- 邻二947氮杂菲作为感光剂,其效果最优化的是金属箔、玻璃以及绿色树叶中的潜指纹显影,展现出了基于刑侦范畴内,镧系元素配体掺杂的干凝胶的应用能力水平。


  三、米技术在刑事侦查潜指纹鉴定中应用所存在的问题及策略


  就目前而言,对于纳米科技人才的培养及研究工作的投入,我国表现的尤为重视。并建立了多个纳米研究中心,取得了一系列关于纳米科技的科研成果。但是,对于纳米技术与潜指纹相几何的研究工作尚且还处于起始阶段,所存在的问题具有明显性。


  一方面,符合指纹显现要求及条件的纳米材料还处于研究阶段。适应潜指纹显现的纳米材料需具备三个条件:(1)荧光性能具备优良特性。(2)能够在水相中稳定分散。(3)与指纹物质结合时快速且稳固。纳米晶体的种类及尺寸决定了荧光性能,对于水溶性与同指纹物质的亲和力则需要以表面修饰为途径,进而加以改善。对于理想化的纳米材料,需具备以下结构:(1)一个半导体核,例如:CdSe,它的直径巨额东了荧光的波长。(2)一个具备较大化的且带隙的半导体外壳,例如ZnS,它可使量子的产率得到提升。(3)一个亲水层,例如:巯基乙酸,则需要保证自身的水溶性。


  另一方面,全部光致发光法都会面对一个难处,那便是该怎么对背景荧光对于目标物质所产生的荧光干扰进行有效解决。在指纹显现的情况下,客体物质在受到光线激发之后,极有可能产生具有强烈特性的发射光,进一步致使指纹发射出的微弱荧光被掩盖。解决此类问题有两个有效策略:其一,尽可能让指纹所产生的荧光信号比背景荧光强,利用纳米半导体复合材料同指纹物质的选择性吸附能实现该方法。对纳米半导材料实施修饰措施以后,它能够对指纹物质进行主动识别,即以化学反应为途径,进而对指纹物质所处的位置有效指出。这样,当光源照射时,背景和指纹物质间,就能够很好地区分开来。其二,让指纹所产生的荧光颜色区别于背景荧光颜色,可以改善量子点的尺寸为有效途径,让其所产生和背景差别较大的颜色。这样,就算背景荧光没有办法消除,但通过滤光设备仍然能够方便地得到指纹物质的信号荧光。


  四、结语


  通过本课题的分析与探究,充分认识到,随着纳米复合材料研究工作的高速发展,为解决传统潜指纹显现方法应用所存在的缺陷提供了良机。并且,为安全无毒、成本低廉、操作方便以及应用具备广泛性的潜指纹鉴定方法的建立提供了重要基础及保障。另外,在合成新材料、新功能以及功能集成化方面,补充了现状之下已经存在的材料在渗透性和非渗透性客体表面显现指纹的缺陷性,如果在实验条件充足的状况下,结合一些优质的检测方法,例如:表面等离子体共振技术、红外光谱以及X 射线微荧光法等,可使显现指纹更具优越性,为刑事侦查工作发挥出尤为重要的作用,使我国的刑侦科学能够在未来发展中更具时效性与科学性,进一步为我国社会经济的稳健发展奠定坚实的基础。

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