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【期刊名称】 《中国司法鉴定》
免疫标记法在汗潜手印的显现与成分检测中的应用进展
【英文标题】 Simultaneous Detection of Multiple Components in Latent Fingerprints
【作者】 汤凤梅马荣梁冯永杰吴浩曲会英刘寰
【作者单位】 辽宁警察学院{讲师,博士}公安部物证鉴定中心{副研究员,博士}江苏省公安厅刑警总队公安部物证鉴定中心公安部物证鉴定中心公安部物证鉴定中心
【分类】 司法鉴定学
【中文关键词】 汗潜手印;免疫标记法;手印显现技术;抗体;荧光标记;综述
【英文关键词】 latent fingerprint;immuno-labelling technique;fingerprint visualization technique;antibody;fluorescent probe;review
【文章编码】 1671-2072-(2015)04-0089-06【文献标识码】 A
【期刊年份】 2015年【期号】 4
【页码】 89
【摘要】

现场手印可为案件侦破提供重要线索和依据。传统显现方法只是局限于手印的形态,为了充分发掘手印的潜在信息,发展了免疫标记法。该方法针对汗潜手印物质中的特定成分,采用抗体修饰的颗粒材料,通过免疫标记技术,显现出手印,同时,确定手印物质中特定成分的存在。侦查人员可以以此作为依据,推断嫌疑人接触过或食用过何种药物,或具有哪些生活习惯(例如吸烟),为侦查提供方向。与传统方法相比,免疫标记法具有高灵敏度、高选择性和广泛的应用前景等优点。对该方法的基本原理进行了介绍,综述了以氨基酸、蛋白质、可替宁、毒品等为抗原,国内外关于该方法在汗潜手印中的显现与成分检测中的应用进展,归纳总结了影响显现效果和准确性的因素。

【英文摘要】

Latent fingerprints found at crime scenes contain important forensic information. Current visualization techniques are mainly restricted to the morphological aspects of fingerprints, using the ridge pattern to identify individuals. To detect target components in latent fingerprints, immuno -labelling techniques are developed with antibody -functionalized particles. The chemical composition of the residues that provide important individual information, such as the usage of drugs or contact with drugs, smoking and other life habits, can be helpful for creating a donor profile. Compared with normal visualization techniques, immuno -labelling techniques are more sensitive and selective and have great potential to solve the difficulties in current fingerprint detection. This paper introduced the mechanism of immuno -labelling techniques and reviewed the studies on the detection of amino acids, proteins and polypeptides, cotmine, drug and metabolites in latent fingerprints. The factors that could affect the development of latent fingerprints were also described.

【全文】法宝引证码CLI.A.1207384    
  
  手印是指人手指、掌表面的乳突纹、屈肌褶纹、皱纹等皮肤花纹结构在力的作用下接触客体时所形成的能反映花纹结构与外形结构特点的印痕总称,包括指头印、指节印、手掌印等。手印,作为刑侦领域最重要的物证之一,在人身认定中发挥重要的作用。形成汗潜手印的物质主要是指掌皮肤汗腺分泌的汗液,包括水、多种无机物和有机物,如氯化钠、尿素和各种氨基酸。汗潜手印物质中实际上还包括脂类物质,如脂肪酸、甘油、固醇等。虽然指掌面没有皮脂腺,但是人们在日常生活习惯中会经常接触皮脂较多的部位(例如头面部),于是指掌表面的脂类物质留存在手印纹线中{1}。
  针对手印物质中的各种成分,已经建立了粉末显现法、茚三酮显现法、DFO显现法以及502胶熏显法等传统方法。在实际工作中,现场潜在手印的显现主要存在两个难题:一是某些疑难复杂客体表面上的手印,采用现有方法的显现效果难以令人满意;二是手印显现的灵敏度仍然有待提高,以显现痕量汗液物质形成的手印或陈旧手印等。各国学者正努力从两个方面来解决上述难题:一是研发新材料、建立新技术,来提高显现方法的灵敏度,同时拓展方法适用客体范围;二是充分发掘汗潜手印提供的潜在信息,不仅仅局限于手印的形态,更深入研究手印物质中的特殊成分,通过对特殊成分的测定确定嫌疑人的生活习惯,即通过手印物质对嫌疑人进行描绘。因此,免疫标记法应运而生,与传统方法相比,该方法不仅能够显现汗潜手印,同时,基于抗原抗体特异性反应,还能完成手印物质中某些特定成分的测定,以此作为依据,推断嫌疑人接触过或食用过何种毒品,或者具有哪些生活习惯,例如吸烟,或者患有某种疾病等。
  1 免疫标记技术(Immunolabelling technique)
  该技术是以放射性同位素、荧光素、酶、生物素、胶体金、化学发光元素、铁蛋白等作为示踪物标记抗体(或抗原),通过抗原抗体特异性反应,并借助精密仪器对示踪物进行测定,借此鉴定未知抗原(或抗体){2}。近年来,针对汗潜手印的显现与成分检测所采用的示踪物主要以荧光素为主,即采用免疫荧光技术,该技术主要分为直接免疫荧光法和间接免疫荧光法。
  直接免疫荧光法是将荧光素标记的抗体直接与相应抗原反应。该方法虽然具有简单、快速、特异性好的优点,但是,针对每种抗原需制备相应的荧光抗体,因此,该方法在汗潜手印显现中的应用鲜有报道。
  为了克服直接免疫荧光法的不足,发展了间接免疫荧光法,该方法则是将荧光素标记到与一抗特异性结合的二抗上,制备一种荧光标记的二抗。这种二抗可以用于检测同种动物的多种抗原抗体系统,因此,在汗潜手印的显现中应用较多。间接免疫荧光法主要分为三个步骤:第一步,用未标记的一抗进行孵育,部分抗体与存在的抗原进行特异性结合,洗涤去掉未结合的抗体;第二步,加入荧光标记的二抗再次孵育,此时标记的二抗与一抗相结合,然后,洗涤去掉未结合的二抗;最后,对结合在抗体上的标记物进行定性。若手印物质中有抗原存在时,标记物通常导致荧光手印的生成。当无抗原存在时,则不会发生抗原与一抗的结合,也不会发生一抗和二抗试剂的结合,因此没有荧光信号产生。2间接免疫标记法在汗潜手印的显现与成分检测中的应用
  最早将免疫技术应用于汗潜手印的研究起源于1977年,Ishivam{3}与其研究团队,针对分泌型人群(即能分泌血型抗原的人群),利用抗体(凝集素),通过抗原抗体反应产生凝集现象,即混合细胞凝集反应(mixed cell agglutination reaction, MCAR),对透明胶带粘面上的手印物质进行血型分析,研究的意外结果是显现出汗潜手印。Tshiyam等还进一步考察纸张客体,采用茚三酮显现后,继续采用MCAR技术比单独使用茚三酮的显现要灵敏很多,效果有显著提高。近年来,国内外学者对免疫标记技术在汗潜手印的显现与成分检测的研究主要围绕以下几种组分{3}:氨基酸、蛋白质和多肽(角蛋白、组织蛋白酶、皮离蛋白、人血清白蛋白等)、尼古丁代谢产物(可替宁)、毒品(四氢大麻酚,美沙酮)及其代谢产物(美沙酮代谢产物EDDP,吗啡,苯甲酰芽子碱)等。法小宝
  2.1 氨基酸
  手印物质中,氨基酸类物质浓度可达0.3~2.5 mg/L 。Spindler等{4}利用抗L-氨基酸抗体(anti-L-amino acidantibodies),来显现铝箔、玻璃、瓷砖上的汗潜手印,原理如图1所示。首先,分别通过直接吸附法和间接共价法两种方法将抗体(一抗)修饰到16 nm的金纳米颗粒(gold nanoparticles, AuNPs)上,制备出抗体修饰的AuNPs溶液。然后,将该溶液滴加到汗潜手印表面,手印物质中的氨基酸与AuNPs上的抗体发生特异性结合。最后,加入荧光红610标记的二抗,二抗与一抗相结合。在590 nm波长的光源激发下,通过650 nm的滤色片,观察得到荧光手印。研究表明该方法适合几个月以上或者未知手印的显现,对3个月以内的新鲜手印显现效果不好,主要是由于两个原因:其一,手印物质被免疫试剂溶解并引起扩散;其二,采用的冲洗溶剂对抗体溶解度低,引起的背景染色。后来,作者采用磷酸盐缓冲溶液作为冲洗溶剂,能有效降低背景染色。
  2.2 蛋白质和多肽
  与氨基酸相比,对蛋白质和多肽的研究更为广泛,主要有以下几种:角蛋白(Keratin)来自于细胞脱落过程;组织蛋白酶Cathepsin-D来自于细胞脱落过程和汗液;皮离蛋白(Dermcidin)来自汗液;人血清白蛋白(Human serum albumin)一种载体蛋白{5};表皮细胞生长因子(Epidermal growth factor,EGF)是一种低分子量的多肽,由53个氨基酸分子组成,在细胞生长、增殖、分化和修复中发挥重要作用;溶菌酶(Lysozyme)是人体汗腺分泌的一种抗菌酶,是免疫系统固有防御体系的一部分,主要通过破坏细胞壁中的N一乙酰胞壁酸(N-acetylmuramic acid, NAM)的1位碳原子和N-乙酰葡萄糖胺(N-acetyl-d-glucosamine, NAG)的4位碳原子间的β1-4糖苷键,来破坏革兰氏阳性细菌的细胞壁{6}。
  2009年,Drapel等{5}分别针对手印物质中的角蛋白、组织蛋白酶和皮离蛋白,采用Invitrogen生产的商品化试剂盒Chrome Breeze immunodetection kits,按照试剂盒操作手册,将聚偏二氟乙烯膜(PVDF)膜和纸张上的手印显现出来。在此研究基础上,van Dam等{7}与其研究团队进行了更深入的研究。首先,在渗透性的硝酸纤维素膜(NCM)上捺印汗潜手印,分别只针对手印物质中的皮离蛋白/人血清白蛋白,采用相应的鼠的单克隆IgM抗皮离蛋白抗体/IgG2a抗人血清白蛋白抗体进行结合,在采用异硫氰酸荧光素(Fluores-cein isothiocyanate,FITC)标记的羊抗鼠的IgM/IgG二抗与之结合,在特定波长的光源激发下,显现出荧光手印。然后,van Dam等{7}分别采用荧光探针Light-ning-Link Rapid DyLight 350和Cy3与两种抗体相结合,同时对NCM膜/玻璃片上的手印物质中的两种蛋白进行标记,在不同的波长的光源激发下,显现出荧光手印。
  由于显现出的荧光手印只能显现出两种蛋白的分布点,间接反映出汗孔的分布,而反映出来的细节特征很少,所以,van Dam等{8}进一步设想了该免疫标记法是否可以与传统显现方法相结合,先采用传统方法对汗潜指纹进行显现,玻璃片上采用磁性粉显现,NCM膜上采用茚三酮显现,然后针对皮离蛋白,采用荧光免疫标记的方法进行显现,NCM膜上的显现效果(见图2)。研究结果表明该免疫标记法与这两种传统显现方法具有很好的兼容性,效果上可以互补。针对NCM膜和玻璃片这两种客体,van Dam等{9}进一步考查了免疫标记法与其他传统手印显现方法的匹配性。先采用传统显现方法,然后针对手印中的皮离蛋白,采用免疫标记法进行显现。其中,渗透性的NCM膜上的手印,采用茚满二酮—锌盐(IND-ZnCl),茚满二酮—锌盐—茚三酮(IND -NIN),物理显影液(physicaldeveloper , PD)进行显现;非渗透性的玻璃片上的手印,采用502胶熏显,502胶熏显—基础黄染色(CA-BY),荧光502胶熏显(Lumi-CA)和聚腈基丙烯酸酯熏显(Poly-CA)进行显现。研究结果表明只有Lumi-CA和Poly-CA显现方法不推荐与免疫标记相结合,显现效果不好。van Dam等{10}还进一步考察了免疫标记法适用的客体范围,研究了非渗透客体(铝箔、不锈钢钥匙、塑料瓶、垃圾袋、包装袋、自封袋),半渗透性客体(瓷砖和薄纸板),渗透性客体(复印纸和热敏纸),结果表明:薄纸板和复印纸不适合免疫标记法显现,其他客体均能够显现出具有鉴定价值的手印;载体表面的多孔性和疏水性可以影响免疫标记方法的应用,载体表面孔的尺寸影响手印物质的吸附,因此影响抗原的测定;示踪物的选择要进行试验,有些结果违反常规,当客体具有荧光性,例如热敏纸和复印纸,可以采用辣根过氧化物酶(HRP)代替FITC和Cy3作为示踪物。
  目前,国内采用免疫标记法显现指纹的相关研究比较少,2014年,He等{6}建立了免疫多金属沉积(Im-munological Multimetal Deposition, iMMD)显现胶带上的汗潜手印的方法,采用抗体修饰的金纳米粒子(an-tibody-AuNPs)与手印物质中的抗原反应,然后通过银染(Silver staining)的方法进行显现出黑色纹线的手印。其中AuNPs不仅作为抗体的载体,用来进行识别生物分子,同时,也作为自动金相沉积的成核点,即单质银在AuNPs表面进行沉积。He等采用人免疫球蛋白(Human immunoglobulin G, hlgG)对胶带上的汗潜手印进行浸染,来优化iMMD的反应条件。研究发现:抗原和抗体的结合时间增长,显现效果

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【注释】                                                                                                     
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