指紋化學

文/阿碧

在大多數刑事案件的偵破工作中，提取案發現場的指紋是一項常規性工作。然而，指紋鑒定有一定的局限性。如果指紋殘缺或遭到有意破壞，則很難將提取到的指紋進行比對，而且指紋鑒定往往需要有能比對的數據才有用。能不能用指紋直接尋找嫌疑人的相關線索呢？英國法醫學家表示，很難用指紋本身去追蹤身份不明的嫌疑人；然而，分析指紋中隱藏的一些化學物質，則可以尋找到嫌疑人的有關線索。

指尖留痕

為什么可以通過查找指紋中的化學物質來獲得線索呢？這得從留下指紋的原因說起。人們之所以會在接觸過的物體上留下指紋，那是因為在人的手指、手掌面的皮膚上，存在有大量的汗腺和皮脂腺，只要生命活動存在，就不斷地有汗液、皮脂液排出，有點像印章不斷有油墨滲到印文表面，因此，只要手指、手掌接觸到物體表面，這些汗液和皮脂液就像印泥一樣，令在人們所接觸的物體上留下印痕。

如果人們中途接觸過其他化學物質沒有洗手，或是長期接觸某類化學物質（如香煙、毒品等），指紋中也會殘留這些化學物質。通過分析這些化學物質，就可以找到犯罪嫌疑人的相關線索。對皮膚分泌的脂酸和其他化學成分的分析可以揭示個人生活的細節。倫敦國王學院法醫與毒品監控學系的蘇·金克爾博士舉了一個例子：“我們在一個人的指紋中發現了一種從未見過的物質，通過詢問，我們發現，那人正在使用一種獨特的從蓖麻油中提取的洗發水成分。正是這種少見的洗發水，導致了蓖麻油的衍生物出現在皮膚分泌的脂酸中。”

以往，法醫們并不分析指紋中的化學物質，那是因為指紋中有多種化學物質，而這些化學物質的含量十分微小，有時少到只有幾個分子。按照傳統的化學分析方法，很難分析出這些微量化學物質的成分。隨著新的化學分析方法的出現，以及化學儀器的逐漸精密化，分析隱藏在指紋中的化學物質已經不再有技術上的障礙了。需要解決的問題是，如何進一步提高精度，簡化儀器操作的程序和讀取數據的便捷性，以及降低儀器的制造成本，以便這些化學儀器能夠在各地的警局或專業的法醫鑒定部門中得以普及。現在，分析指紋中的化學物質已經成為一門新的法醫分支學科，那就是指紋化學。

辨識基本特征

在一些沒有確定嫌疑人的刑事案件中，確定犯罪嫌疑人的基本特征（如性別）有利于縮小查找范圍。如何通過指紋中殘留的化學物質來確定性別呢？這與男女的生活習慣有關，一般來說，男性指紋中的汗液濃度比女性大，而女性指紋中的化妝品成分相對比男性多。

汗液是由汗腺分泌的液體。每個人身上約有200萬～400萬個汗腺。發汗區域分布廣，全身各部位皮膚，尤以前額、頸部、軀干前后、腰部、手背及前臂等部位最多；其次為頸、軀干側面及四肢大部分；再次為股內側面及腋下；最少是手掌和足。雖然手指上汗腺很少，但是人在緊張時手指也容易出汗。在刑事案件中，罪犯會不由自主地感到特別緊張，所以手指上的汗液也相對較多，留下的指紋可能比平時更加清晰。

如何來識別指紋中汗液的多寡呢？可通過分析指紋中的尿素含量來進行分析。通常來說，汗液中的尿素含量為1%左右。英國法醫專家通過多個案發現場的指紋進行分析，建立一個包含指紋尿素含量、氣溫、環境、性別等因素的一個關聯性方程式。當在新的案發現場出現指紋時，利用這個方程式進行計算，就可以發現指紋主人的性別。

通過指紋中的化妝品成分來辨別嫌疑人的性別也較為有效。如果指紋中能查找出剃須膏的化學成分，則表明嫌疑人很可能是位男性。研究表明，剃須膏在指紋中的黏附性很強，即使刮臉后洗手了，在刮臉過后五個小時內接觸過某物體，物體表面的指紋中還是會殘留足夠檢測量的剃須膏微粒。如果指紋中化妝品的含量較高，則嫌疑人是女性的可能性較大。如果能夠檢測出化妝品的品牌，甚至檢測出一些使用人數較少的一些化妝品的成分，則可以通過相應的經銷商進一步縮小嫌疑人的追查范圍。如果檢測出的化妝品在本地沒有銷售，那么嫌疑人為外地流竄犯的可能性較大。

在某些情況下，法醫還能幸運地從指紋中提取出DNA物質，這樣嫌疑人性別、種族、膚色、毛發顏色等身體特征就可以通過DNA來進行分析。加拿大渥太華大學的研究人員馬里亞·維亞尼科娃等人研發出一種新技術，可以從一些指紋中很快分離出足夠的DNA用于身份確認。據悉，該項創新技術僅花15分鐘就分離出DNA，即便指紋已儲存達一年之久。維亞尼科娃表示，新方法可以從一枚指紋中提取1納克（十億分之一克）DNA，盡管這1納克DNA聽起來很少，但對于DNA分析而言，即使是1納克DNA也已經足夠了。由于上述技術如此簡便而且成本低廉，專家表示這一技術將有助于使得DNA收集工作變得普通。

辨識特殊人群

如果指紋中殘留著一些特殊的化合物，則可以確定嫌疑人為特殊人群，從而減小查找范圍。如果指紋中殘留香煙成分，則嫌疑人可能是煙民。英國國王學院的化學家休·吉克爾斯表示：“我們已經查明，在指紋中可以找到在加工尼古丁過程中所產生的生物堿。這可以告訴我們一個人是否吸煙——在找不到明確的懷疑對象時，這一點將會對偵查工作帶來非常有益的影響。”基于吉克爾斯發明的這種檢測方法，來自東英格蘭大學的科學家大衛·羅塞爾已研制出了一種通過指紋快速識別一個人是否為煙民的技術。據介紹，羅塞爾配制出了一種遇到煙草中所包含的生物堿便會發出輝光的液體。在使用時，只需滴少量液體到指紋上便可迅速得到結果。

與此同時，專家們還在開發類似的快速檢測方法，以便及時確定犯罪分子是否曾接觸過生物堿含量更高的劇毒物質。化學檢測還能檢測出其他特殊化學物質。如果指紋中殘留毒品，則嫌疑人可能是吸毒者；如果指紋中殘留火藥，則嫌疑人曾經持有武器或爆炸物。不過，酗酒者則很難通過指紋中的化合物來進行推斷，因為酒精是小分子化合物，揮發性很強，很難殘留在指紋中。

對指紋中殘留的汗液進行化學分析，不僅可以識別性別，還可以識別一些特殊疾病患者。如果指紋汗液中檢測出膽紅素，可以在肝膽疾病患者中追查嫌疑人，比如急慢性肝炎、膽囊炎、肝硬化等疾病的患者。如果指紋中檢測出紅細胞，則有兩種可能性，一種是嫌疑人的指尖受傷，檢測出來的紅細胞含量會大一些；另一種是嫌疑人有內分泌系統紊亂的病癥，導致血液穿透毛細血管進入汗液中。如果指紋中檢測出葡萄糖，則嫌疑人可能是糖尿病患者。

通過對指紋中氨基酸含量的測定，能推定其嫌疑人是素食主義者還是肉食主義者。首先，肉食比素食的蛋白質含量高，而人體攝入蛋白質后會轉化為氨基酸進入血液循環系統，因此肉食者的指紋中的氨基酸含量要比素食者高一些。另外，肉食者體內一些特定的氨基酸含量相對高一些，因為肉食中的一些特殊蛋白質是素食所沒有的。

化學快照

傳統的偵探一般是用毛刷和膠布來收集、研究指紋，但現在科學家用更先進的技術來研究指紋。英國倫敦國王學院的研究人員通過“指紋化學”的方法發現，指紋會因年齡的增長、吸煙、吸毒甚至使用化妝品而發生改變。目前，這一項目正由金克爾博士負責。他們正研究一項名為“化學快照”的指紋呈像技術。

在最近的一次測試中，金克爾等人使用特殊的凝膠帶，從門把手、杯子、玻璃和電腦屏幕表面提取指紋，并且不破壞其中保留的汗液、油脂和其他體液。而傳統的指紋提取技術通常采用粉末、化學物和膠帶，無法保留指紋中的殘余物。而這項新技術不會破壞或扭曲原始指紋，能讓現場收集的指紋更好的保持完整且可利用。

研究人員將指紋和殘余物轉移到實驗室后，將其放置在一個敏感度很高的儀器中，用紅外線照射，生成一種化學快照，在30秒之內就可以分析出指紋中含有的所有化學成分。這種紅外技術原本是美軍用在智能武器上的。隨后，研究者對指紋中的化學成分進行分析，就可以揭示嫌疑人的某些特征。

雖然這項技術才剛剛起步，但是金克爾認為，隨著技術的進一步完善，幾年內它就可以應用到犯罪現場的證據采集上。法醫專家通過多次實驗，建立了指紋中微量有機化合物的含量、變質程度、環境、變質時間之間的數學方程式。因此，根據指紋化學殘留物的變質程度，法醫還能推測出罪犯作案的時間。參與這項研究的塞爾蓋伊·卡扎林恩教授說：“執法機構現在應該投入資金購買設備并組織培訓。在不久之后的法庭上，指紋的化學快照將成為一項重要證據。我們希望能協助執法機關將危險犯罪分子繩之以法。”

儀器分析

而美國法醫學家也在指紋化學方面有所突破。來自美國普度大學的研究人員格雷漢姆·庫克斯教授開發出一種新的技術分析指紋，使用這一最新成果不僅可以識別出犯罪嫌疑人，還能識別出犯罪嫌疑人手指接觸過的物體，如藥品，爆炸物等。專家還透露，未來幾年該技術還將進一步發展，那時它還能夠快速而有效地檢測出人體的癌癥細胞，具有極高的醫學應用價值。這一研究成果公布在美國出版的《科學》雜志上。

庫克斯發明的新技術名為解吸附電噴電離 (英文簡稱DESI)。在測定一枚指紋的過程中，庫克斯首先將少量噴灑式液體充滿電荷，而該液體或者是酒精或水均可。之后，他將該液體噴灑至指紋表面，在這一過程中，液體迅速溶解指紋表面的混合物質。緊接著，他將含有指紋混合物質成分的液體放置于分析儀器中，分析儀器將液體迅速加熱蒸發。由于液體中的電荷早已附著于指紋的化學分子當中，因此，庫克斯教授利用質譜儀便可以將指紋的化學成分進行清晰的識別出來。反復操作這一過程，直至把整個指紋表面識別完，產生一個完整二維分析圖像，這被稱為“指紋化學物質分布圖”。

這種技術可以剝離指紋中的痕量化合物，以很精細的程度顯示組成該指紋的化合物，向人們提供的一種具有比其他技術分辨率都要高的指紋——“化學肖像”。而且，通過特殊的分析程序，還能將交疊在一起的指紋辨別開來。

在整個實驗過程中，當測試者接觸過上述化學物質，又再接觸例如玻璃杯，紙張以及塑料制品后，分析儀器無一例外地將毒品與爆炸物成分成功識別出來。此外，由于該識別技術是基于實物為標準，即分析儀器不僅僅只是探測出毒品或爆炸物的痕跡，而且還能夠準確地將毒品或爆炸物成分圖像在指紋中清晰地進行表達。