茚二酮顯現技術概述

岳健 李晏 劉景寧

摘要：茚酮類有機化合物是氨基酸類有機物的敏感反應物，它們能與氨基酸類物質反應生成有顏色（熒光）的產物，因此在有機化學分析中常用來檢驗氨基酸的存在。茚二酮與人體汗液中的氨基酸發生顯色反應，經浸泡、曬干、高溫處理后顯出手印，在激光或者多波段光源下觀察并拍照提取。茚二酮不僅具備與茚三酮同樣的靈敏度，而且它和氨基酸（蛋白質）的反應產物為熒光物質，所以能更好地在一些復雜背景客體上顯現出汗潛指紋。

關鍵詞：指紋；熒光顯現劑；茚二酮

1 茚二酮顯現指紋的提出

茚二酮屬于一種衍生物，與此相類似的有茚三酮和DFO。

茚三酮（Ninhydrine），又稱水合茚三酮、水合茚滿三酮，為白色或淺黃色結晶粉末。茚三酮又名水合茚三酮、水合三酮氫茚、苯并戊三酮等，音譯寧西特林，化學式是C9H4O3？H2O。它是一種白色到淺黃色結晶或結晶性粉末。能吸潮結塊。易溶于水，甲醇、乙醇、丙酮等有機溶劑，微溶于乙醚和氯仿。在125℃時去水變為紅色，139℃體積膨脹，214℃時分解。對鼻腔和呼吸道有刺激作用。1901年，茚三酮被成功研制出來以后主要用于生物醫學領域。1954年瑞典科學家Oden和Hofsten將其應用于潛在汗液手印的顯現。茚三酮與汗液手印中的氨基酸、多肽、蛋白質等發生反應，生成藍紫色的手印紋線。

DFO（1，8-Diazafluoren-9-One），化學名稱為1，8-二氮-9-酮，是一種黃色粉末。1990年美國人C.A.Pounds報告了用DFO處理滲透性客體表面汗潛手印的方法。DFO能夠與汗液中的氨基酸發生顯色反應，生成淡紫紅色化合物，在日光照射下，這些淡紫紅色化合物紋線非常弱，但是在藍綠光照射下能顯示出很強的可見熒光。

茚二酮也叫茚滿二酮，亦稱IDO，是在配制取代茚三酮產物的過程中，發現的一種過渡化合物，屬于茚三酮的一種衍生物，化學名稱：1，2-茚二酮（1，2Indanedione）。茚二酮與茚三酮相似，為淡黃色粉末。1997年，美國賓夕法尼亞大學的萊蒙托斯基等人合成了茚二酮，他們在英國的《指紋世界》雜志上發表了題為“對茚二酮的初步評價——一種與氨基酸反應的新化合物”的文章。他們通過實驗發現，用茚二酮甲醇溶液處理紙張后，會顯現出粉紅色手印，在綠光的照射下會產生高強度熒光現象。

2 滲透性紙張上汗潛指紋的顯現原理

汗液成分是手印遺留的主要物質。人體汗液由無機物質和有機物質兩部分組成。對汗潛指紋殘留物貢獻較多的是外分泌腺和皮脂腺。實驗證明，指紋殘留物中99%為水分，1%為無機鹽和有機物成分，如陰陽離子（K+、Na+、Mg2+、Fe3+和Cl-）、氨基酸（絲氨酸、甘氨酸、鳥氨酸和縮氨酸等）、多肽、蛋白質、油脂和DNA（常見于血指紋）等。在其有機成分中，氨基酸的含量較高，是手印顯現技術得以實現的基礎物質。當手掌與滲透性客體接觸后，氨基酸物質會與滲透性客體纖維基底發生結合，并能夠長期存在，從而為用氨基酸檢測試劑來顯現手印提供了條件。滲透性紙張上的汗潛手印能夠得以顯現，很大程度上依賴于手印遺留物質中的汗液成分。

3茚二酮顯現指紋的原理

茚二酮與茚三酮同屬于芳香多酮類有機化合物，它顯現指紋的機理與茚三酮、DFO顯現指紋的機理相似。

茚二酮主要是與潛在指紋中的氨基酸成份發生顯色反應，其基本原理和過程是：

所有的a-氨基酸（除脯氨酸、羥脯氨酸外）都能與茚二酮反應生成藍紫色物質。整個反應分兩步，第一步是氨基酸被氧化形成CO2、NH3和醛，水合茚二酮被還原成還原型茚二酮；第二步是所形成的還原型茚二酮同另一個水合茚二酮分子和氨縮合生成有色物質。此反應的適宜PH條件為5—7，同一濃度的蛋白質或氨基酸在不同PH條件下的顏色深淺不同，酸度過大時甚至不顯色。

茚二酮之所以能夠將潛在指紋顯現出來，主要是利用了茚二酮能與汗液中的氨基酸發生反應，生成可見的藍紫色物質。人體分泌的汗液中99.0%-99.5%是水，其余為各種無機物和有機物。汗液的主要成份如下所示：

正是由于人體手指上的汗液中含有氨基酸，當人用手接觸客體時這些物質會或多或少的遺留在客體上，所以我們能夠利用茚二酮將潛在指紋顯現出來。

茚酮類有機化合物是氨基酸類有機物的敏感反應物，它們能與氨基酸類物質反應生成有顏色（熒光）的產物，因此在有機化學分析中常用來檢驗氨基酸的存在。茚二酮與人體汗液中的氨基酸發生顯色反應，經浸泡、曬干、高溫處理后顯出手印，在激光或者多波段光源下觀察并拍照提取。其中茚三酮經常用來顯現滲透性客體上的汗潛指紋和血潛指紋，作為一種新的手印顯現試劑，茚二酮不僅具備與茚三酮同樣的靈敏度，而且它和氨基酸（蛋白質）的反應產物為熒光物質，所以能更好地在一些復雜背景客體（如彩色畫報紙）上顯現出汗潛指紋。

4茚二酮顯現指紋的發展現狀

4.1 操作方法

目前，工作實踐中使用茚二酮的傳統操作方法主要有三種，即噴灑法、浸泡法和抹拭法。

（1）噴灑法。先配制好茚二酮溶液，裝在噴霧器中，然后均勻的將溶液噴灑在被顯客體的表面，使溶液均勻地覆蓋于被顯客體表面，可根據溶液的濃度來選擇噴灑的次數。然后置于室溫下數小時以后手印即顯出。

（2）浸泡法。將茚二酮溶液倒于廣口容器內，把待顯客體浸泡在溶液內，使客體表面浸泡一層溶液后取出，置于室溫下數小時以后手印即顯出。

（3）抹拭法。用脫脂棉球或軟毛刷蘸取已配制好的茚二酮溶液，點蘸均勻的涂抹在疑有手印的客體表面，切忌縱橫用力涂抹，待客體表面均勻涂一層溶液后，置于室溫下數小時手印即顯出。

用上述方法處理過的客體，在一般自然環境條件下，需數小時甚至一、二天才能將手印顯出，顯出速度較慢。最新的實驗結論認為顯現的最佳條件是50-70℃，相對濕度80%-100%，為了盡可能滿足此條件，可以采取噴氣熨斗熨燙、放于開水鍋內熏蒸、放于茚二酮熏顯柜內顯現等辦法。噴氣熨斗熨燙就是通過對熨斗的加熱來制造一種對茚二酮的反應的溫度和濕度來加快此種反應。放于開水鍋內熏蒸就是通過對蒸鍋內水的加熱來制造一種對茚二酮的反應的溫度和濕度來加快此種反應。茚二酮熏顯柜顯現指紋是實踐部門普遍采用的一種方法，正是因為這種熏顯柜的溫度和濕度可以精確的調節，容易達到最佳的指紋顯現效果。

4.2 試用范圍

茚二酮顯現技術主要適用于各種紙張、本色木、牛皮紙、熱敏紙、票證、一些墻壁上的裝飾材料等滲透性客體表面的汗潛指紋，以及滲透性客體上的血潛指紋。

4.3 茚二酮常用配方簡介

茚二酮顯現技術是一項最初從國外引進的針對滲透性客體的手印顯現技術，國內對茚二酮配方的研究尚在不斷研究更新中，有些配方是保密的，目前公開的基本配方為：

配方一（引進時茚二酮顯現技術的原配方）：

甲液：0.1 g茚二酮完全溶于8 mL丙酮中，棕色瓶中保存。

乙液：10%的PE-68（表面活性劑）1.25 g，加入到100 mL無水乙醇中，再加入25 mL冰乙酸，攪拌均勻保存在棕色瓶中。

丙液：1， 1， 2-三氯-1.2.2-三氟乙烷。

工作液：取4 mL甲液和5 mL乙液混合，再加入91 mL1， 1， 2-三氯-1.2.2-三氟乙烷，攪拌均勻，配成100 mL工作液備用。

該配方的優點：溶劑價格便宜、溶劑易于風干。

該配方的缺點：配方復雜，其中的氟利昂存在環保問題、PE-68（表面活性劑）為進口產品不易購買，溶劑有刺激性氣味，配制好的溶液保存時間短，需現配現用。

配方二（香港、澳門警方茚二酮顯現技術配方）：

將2g茚二酮溶于70mL乙酸乙酯，充分攪拌后，加入HFE-7100至1000mL。

該配方的優點：刺激性氣味小，環保，溶劑對茚二酮的溶解性好。

該配方的缺點：主要溶劑HFE-7100價格昂貴，國內不易購買，配制好的溶劑保存時間最長為一周，需現配現用。

4.4茚二酮顯現指紋的影響因素

在使用茚二酮方法顯現潛在指紋時，會有很多因素影響指紋的顯現效果。比如說，前面提到的茚二酮的操作方法，茚二酮溶液的不同配方，以及顯現時的溫度、濕度、PH值等等。

就茚二酮的操作方法而言，一般采用浸泡法效果最好，因為浸泡法能夠使藥液和客體表面充分接觸。但是也要根據承載客體的表面性質來選擇方法，對于比較薄容易破碎的紙張，一般要采用噴灑法。

不同配方的茚二酮溶液，其溶劑、濃度、PH值等都是不同的，顯現效果也自然有所差別，顯現效果越佳，也往往就難以配制并且價格昂貴。因此，在實踐中要根據紙張的性質，需要顯現的質量以及顯現的時間等因素綜合考慮，來選擇適宜的配方。

對于顯現時的溫度濕度，最新的實驗結論認為茚二酮溶液顯現手印以溫度50℃、濕度80%為最佳條件，但對于不同類型的紙張和不同的茚二酮配方以及不同的地域又有所不同，要視情況而定。

溶液的pH值對指紋的顯現質量也起著非常重要的作用。一般在配制溶液時調整溶液的pH值，使其顯弱酸性。原因有三：其一，茚三酮與氨基酸的反應在弱酸的條件下容易進行；其二，反應生成的魯赫曼紫在弱酸性條件下較穩定；其三，中和紙張的堿性。

2018年江蘇省大學生科技創新重點項目“茚二酮法對手印顯現方法優化對比研究”立項，支助；項目編號：201810329036X。

2作者簡介：岳健（1997.11-），男，2016級江蘇警官學院刑事科學技術專業學員，從事物證技術工作。

3通訊作者：劉景寧（1960.10-）：男，江蘇鹽城，碩士研究生，教授，江蘇警官學院刑事科學技術系、南京工業大學化學及分子工程學院碩士生導師；研究方向：毒物、毒品及微量物證分析，應用化學。