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【期刊名称】 《中国刑警学院学报》
新型无毒荧光显现剂
【副标题】 螺旋藻粉末在指印显现中的应用【作者】 代雪晶马瑞聪
【作者单位】 中国刑事警察学院声像资料检验技术系{教授,博士}中国刑事警察学院声像资料检验技术系
【分类】 刑事侦察学
【中文关键词】 螺旋藻粉末;光致红外荧光摄影;复杂多色背景客体;潜在指印
【文章编码】 2095-7939(2019)06-0108-05
【文献标识码】 A DOI: 10.14060/j.issn.2095-7939.2019.06.014
【期刊年份】 2019年【期号】 6
【页码】 108
【摘要】

通过环保无污染的螺旋藻粉末对汗潜指印的显现效果和对背景消除的程度,验证其能否代替传统荧光粉末。使用光致红外荧光摄影方法拍摄了具有复杂多色背景的客体表面的上不同遗留时间的指印,同时与其他荧光粉的显现效果作了对比。结果表明,螺旋藻粉末显现效果良好且几乎完全消除了复杂背景干扰,可以作为一种新型的荧光粉应用到公安工作中去。

【全文】法宝引证码CLI.A.1284137    
  
  

1引言

粉末显现法是在现场勘查中应用非常广泛的一种传统有效的指印显现方法,具有成本低、携带方便、操作简便、显现效率高等优点,是非渗透性客体上新鲜汗潜和油潜指印显现的重要方法之一{1}。当使用传统粉末显现指印时,最大的问题是选择哪一种粉末,使得这种粉末与指印所存在的背景具有最大的对比度,例如,黑色背景上的白色粉末,或者浅色背景上的深色粉末。如果所需客体表面的背景是多种颜色、图案的话,那么粉末的选择就会受到极大的限制。迄今为止,国内用于显现指印的传统荧光粉和新型荧光粉{2},大多数是基于它们的光致可见荧光特性,即能够在紫外线或者蓝绿光的激发照射下发出可见光(400~700nm)。但是由于有些承痕客体在紫外线照射下,背景自身也会发出可见荧光,这就使得指印与背景之间的反差降低,从而无法清晰地显现出指印。我们比较熟悉的光有3种,分别是紫外光、可见光和红外光。红外光目前主要用于各种形式的成像,如红外摄影{3}、夜视设备和热成像{4},但尚未普遍用于潜在指印显现中,主要是由于缺乏合适的红外荧光材料。文件检验员在分析书写和印刷油墨时,通常会进行红外线反射和发光检验,由此本文提出了一种新型的红外荧光粉末,即螺旋藻粉末。螺旋藻是一种天然存在的无毒藻类,它含有防癌、治癌作用的藻类蛋白,以及其他大量矿质元素和提高机体免疫力的生物活性物质,目前被广泛的应用在食品工业当中{5}。为了探索这种新型粉末在指印显现过程中的应用潜力,尝试了各种具有复杂背景的非渗透和半渗透客体表面的汗潜和油潜指印的显现,并且比较了不同条件下的指印显现效果,对螺旋藻粉末的显现能力作了综合评估。

2实验原理

发光是物体在外界因素作用下发射电磁辐射的现象,有许多外界因素可以导致物体发光,其中包括电发光、摩擦发光、化学发光、生物发光和光致发光等{6}。光致发光是指物体依赖外界光源进行照射,从而获得能量,产生激发导致发光的现象,它是经过吸收、能量传递及光发射3个主要阶段,光的吸收及发射都发生于能级之间的跃迁,都经过激发态。而能量传递则是由于激发态的运动。紫外辐射、可见光及红外辐射均可引起光致发光。光致发光摄影的优点在于:相比于常规反射摄影,灵敏度是其104倍,这样有利于细微指印的显现。另外,光致发光摄影可以减弱甚至消除复杂颜色背景对痕迹拍摄效果的干扰和增大指印纹线与背景的反差,从而达到最佳的显现效果{7}。光致红外荧光摄影是指利用400~700nm的光照射被检验物体,接收记录物体在700~1000nm的近红外区内发光亮度分布图像,实验装置如图1所示。

(图略)

图1光致红外荧光摄影装置图

螺旋藻粉末在红光的照射下,会发出近红外光谱区的荧光{8},将螺旋藻粉末刷在待显现的指印纹线上,然后使用光致红外荧光摄影进行拍照固定,可以得到清晰的指印图像。相比于其他传统有毒有害的荧光粉末,螺旋藻粉末成本低、无污染,有益于身体健康,且多色客体背景很少能发出红外荧光,因此可以获得较大反差的指印图像。

3材料和方法.

3.1实验器材

螺旋藻粉末(美越饲料有限公司生产)、佳能EOS700D单反相机1台、佳能EOS70D红紫外数码相机1台、多波段光源1套、便携式紫外灯(254nm)、滤光镜若干(700~850nm)、翻拍架。

3.2实验样本

第一部分实验中样本为半渗透和具有复杂背景非渗透的客体表面的新鲜汗潜指印,捺印时间均在1d之内,主要有05版100元人民币、沙琪玛包装纸、杂志封面2页(光面纸)、雀巢易拉罐和硬质手机壳;第二部分实验中样本为牛奶箱子,呀土豆包装袋,遗留时间为1d、2d、4d、7d和15d的汗液指印;第三部分实验中样本为劲酒包装盒表面的新鲜汗潜指印。

3.3实验操作

首先,我们需要测定螺旋藻粉末最佳激发波长,分别使用了615nm的红光、565nm的绿光和465nm的蓝光分别对粉末堆进行激发照射,在相机前加用730nm的红外滤光镜拍摄螺旋藻粉末,得到图2所示的结果。哎哟不错哦

(图略)

图2使用红光(左)、绿光(中)、蓝光(右)激发照射对螺旋藻粉末进行光致红外荧光摄影效果

可以清晰地看到,使用615nm的红光进行激发照射可以得到最佳的荧光强度,蓝绿光激发照射下也可以发出一定强度的荧光,视情况也可以使用。

其次,我们还需要了解经激发后的螺旋藻粉末在近红外光谱区各个波段的荧光强度,使用波长615nm的红光进行激发,而后分别在相机镜头前加700nm、730nm、800nm和850nm的滤光镜,得到如图3所示的结果。

(图略)

图3螺旋藻粉末在几个波段的荧光强度示意图

可以看到:在700nm、730nm、800nm这3个波段,螺旋藻粉末都有着比较不错的荧光强度,在850nm波段处,虽然荧光强度较低,但是照片经放大后也可观察到清晰的纹线,同时所有照片上的背景基本被消除。由于拍摄是在暗环境下进行,所以在实际应用中应考虑环境因素的干扰。指印纹线稍微有些不清晰,这是因为所购买的螺旋藻粉末原本是做为鱼的饲料而被加工制造出来的,所以它的粉末颗粒直径较大,以至显现出的指印纹线有些模糊,购买后需要经过研磨成合适的大小再进行显现会呈现最佳效果,本次实验由于不具备研磨粉末的条件所以没有进行这项工作。

具体的实验操作是首先使用佳能相机拍摄检材的原貌,然后使用软毛刷粉末均匀地将螺旋藻粉末刷在样本的指印上。将红外数码相机安装到翻拍架上,插入红外滤光镜,将实验样本依次放至相机镜头光轴处,使用多波段光源615nm的红光,45°角均匀配光,手动调焦至指印纹线清晰后拍照记录。第三部分实验中对于常用紫外荧光粉显现的指印使用紫外灯配光,并使用安装滤光镜的佳能相机拍照记录。

4实验结果与分析

4.1螺旋藻粉末显现不同客体表面指印

4.1.1杂志封面的指印显现效果

根据图4的实验结果,可以明显的得出:对于各种颜色的杂志光面纸,可以很容易地拍摄出清晰的指印,但是用其他拍摄方法来对付如此复杂的背景是有一定困难的。在图4(b)和(d)的黑色颜料部位,显现效果不佳,几乎无法看到纹线,这是螺旋藻粉末存在着的不足之处,不过瑕不掩瑜,显现效果尚可。

(图略)

图4杂志封面原貌与拍摄效果图(615nm激发,780nm滤光镜)

4.1.2易拉罐表面的指印显现

易拉罐属于曲面物品,其表面的指印不在同一水平面上,对于这种情况人们已经研究出了一些显现方法{9}。常规拍摄曲面物体上的指印应该使用双面打光进行拍摄。本次实验由于设备不足只能进行单侧配光。结果如图5所示,虽然能够比较清晰的显现出指印,纹线也比较清晰,只不过反差比图4弱

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【注释】                                                                                                     
【参考文献】

{1}钟新文,张忠良.指印学[M].北京:中国人民公安大学出版社,2014:97-98.

{2}阎其成,高亮,梁思禹.新型荧光黄染料磁性显现粉末的研制[J].中国刑警学院学报,2019(1):89-92.

{3}范霖.开启红外的世界[J].数码摄影,2014(5):98-103.

{4}郭晖,彭岔霞,焦岗成,等.向短波红外延伸的微光夜视技术及其应用[J].应用光学,2014(3):478-483.

{5}何善生,王力,李健,等.螺旋藻研究进展[J].食品工业,2017(12):263-268

{6}代雪晶,王志群.刑事影像技术[M].北京:中国人民公安大学出版社,2011:245-248.

{7}代雪晶.数码物证检验摄影[M].汕头:汕头大学出版社,2010:194-196.

{8}Roberto S. P K, Peter M H, Doug F. Seeing into the infrared: A novel IR fluorescent fingerprint powder[J]. Forensic Science Intertional, 2015, (000):21-26.

{9}徐杰,査慧德,崔斌.弧面面光源光学显现光滑弧形表面潜在指印[J].影像技术,2011(6):38-40.

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