X射線熒光光譜法增強碘熏手印初探

姚中港

(中國人民公安大學,北京 102623)

X射線熒光光譜法增強碘熏手印初探

姚中港

(中國人民公安大學,北京 102623)

碘熏手印具有易于消失和易受背景干擾的特點,本實驗利用X射線熒光光譜法檢驗紙張上的碘熏手印,研究其是否能對手印起到增強效果。結果證明,該方法能夠檢測到碘的存在,但譜峰較低,在成像系統中不能反映出指紋紋線。實驗結果是由碘原子的自身特點所造成。該方法在法庭科學領域具有重要的應用價值。

X射線熒光光譜法 碘熏法 指紋增強

X射線熒光光譜分析法是利用初級射線光子或其他微觀粒子激 發待測物質中的原子使之產生熒光(次級X射線)而進行物質成分分析和化學態研究的方法[1]。它具有可測元素范圍廣、適用多種元素同時分析、反應靈敏、對樣本無損害等特點。目前，該方法已經廣泛的應用于科研和工業領域，尤其是在環境監測、礦石分析、合金分析、考古等領域發揮著重要作用。在法庭科學領域，有研究者利用真幣與假幣的元素分布特征不同，使用X射線熒光光譜法鑒別兩者[2]。在法庭科學的其他領域，尚未見使用該方法的報道。

碘熏顯現指紋法具有碘能夠自然消退而對客體污染小以及操作方便等優點，常用于顯現紙張、本色木制品等客體上的潛在指紋。但是，有些指紋的顯現效果并不理想，有的客體上(如牛皮紙、報紙)會有背景干擾，而且由于碘的揮發性較強，熏顯出的指紋會慢慢消退。有研究證明，利用X射線熒光法能夠定量測量碘的含量，如加碘鹽中[3]、海帶中[4]碘的含量。由于熏顯后的指紋紋線部位有碘富集，利用X射線熒光光譜儀的成像系統獲取碘元素的分布情況，就有可能對碘熏手印起到增強效果。本文利用X射線熒光光譜法，探索是否能夠增強碘熏手印。

圖1 樣本一上未固定的指紋樣本及各元素能譜圖

圖2 樣本一的I元素分布圖

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與材料

XGT-7000型X射線熒光分析顯微鏡，日本HORIBA公司生產，銠靶X管，X射線導管可在50μm和1.2mm間切換，自動標注元素譜峰，真空環境下測定。

尼康D7000單反相機，酒精燈，三腳架，淀粉，碘化鉀。

1.2 制作樣本

分別在普通A4打印紙、牛皮紙和報紙遺留汗潛指紋，利用碘熏法熏顯，挑出熏顯效果較差的指紋作為樣本，一部分直接拍照記錄，一部分用淀粉碘化鉀溶液固定后再拍照記錄。

1.3 測試樣本

將未固定的A4紙指紋樣本放入樣品室，抽真空；利用與X射線導管同軸的CCD相機獲取樣本圖像，選擇指紋區域；X射線光斑直

徑選為50μm，調整電壓、樣本高度等參數，獲取樣本中各元素的能譜圖和分布情況，重點觀察碘元素的分布圖；測試其他種類的樣本。

2 測試結果

經過測試A4打印紙上的指紋樣本(記為樣本一)發現，Ca、Mo、Pd、Fe等元素的譜峰較高，但是經過不斷調整儀器參數，I元素的譜峰始終不明顯，如圖(1)所示。在I元素分布圖上并不能反映指紋區域，如圖(2)所示。

圖3 樣本二及其碘元素分布情況

為了進一步研究實驗儀器對碘元素的激發效果，選取經過淀粉碘化鉀溶液固定過的A4紙上的指紋樣本(記為樣本2)進行測試。由于樣本2上涂抹過淀粉碘化鉀溶液，所以其碘的含量大于樣本一。測試結果如圖3所示，碘元素的分布圖上能夠反映出涂抹的區域，但并不清晰。

繼續測試牛皮紙和報紙上的指紋樣本，獲取的碘元素分布圖仍然不能反映出指紋紋線。

由實驗結果可知，利用X射線熒光光譜法能夠檢測到碘元素的存在，但是其譜峰較低。當碘的含量較少時，其成像中不能靈敏的反映出分布情況，即不能反映出指紋紋線。

3 結果分析與討論

筆者認為，碘元素之所以成像效果較差，是其自身的原子特征所決定的。X射線熒光的產生是由于內層電子受激發后發生躍遷而產生，但并不是所有原子的內層電子都容易受激發，如氫、碳等元素原子。在圖1中可以看出，能譜圖中并沒有反映出紙張中的氫元素和碳元素。所以我們可以推測，碘原子的內層電子較為穩定，當受到X射線照射以后不容易發生躍遷。雖然在碘熏指紋樣本能譜圖中有碘元素的譜峰，但非常低，以致在顯微成像系統中不能清晰的反映出其分布規律。當碘元素的含量增加時，成像變的清晰些。由于碘熏指紋樣本中碘的含量較少，所以X射線熒光光譜法不能對碘熏指紋起到增強效果。

4 結語

X射線熒光光譜法能夠定性或定量的測定某一元素，但其熒光成像系統中能否反映元素的分布情況則與原子的特性有關。在法庭科學領域，掌握元素的種類及分布范圍能夠極大的豐富樣品信息，如在射擊殘留物分析、指紋、足跡以及工具痕跡的研究中，利用元素的分布范圍，可以對痕跡的發現和顯現起到輔助作用。X射線熒光光譜法不僅能滿足此類的需求，而且不會對樣本造成污染，不影響后續的操作。所以，雖然此方法不能對碘熏手印起到增強效果，但是將其引入法庭科學領域仍具有重要意義。

[1]張連香,符斌.X射線熒光光譜分析技術的發展[J].中國無機分析化學,2013,3(3):1-7.

[2]胡孫林,沈輝,戴維列,等.微束X射線熒光光譜分析技術在一種黑色紙張物證檢驗中的應用研究[J].2009,28(7):824-828.

[3]伍乾永,楊平先,唐杰.X射線熒光光譜法檢測食鹽碘含量在線系統設計[J].實驗技術與管理,2012,29(9):33-35.

[4]熊敏,何素芳,劉春俠,等.波長色散X射線熒光光譜法測定海帶中的碘[J].光譜實驗室,2012,29(6):3392-3394.

中國人民公安大學研究生創新項目“刑事科學技術新技術及新方法研究”(2013LGX03)的子項目“碘熏手印熒光成像增強法初探”(2013LGX03-11)。

姚中港(1987-),男,山東聊城人,中國人民公安大學2011級研究生,主要從事痕跡檢驗技術研究。