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刑侦中的化学 化学系 2012级 徐仙芷 学习内容 • 指纹鉴定 • 血液检测 • 化学仪器分析 • 柯南中的化学 一、指纹鉴定 • 人的皮肤由表皮、真皮和皮下组织三部分组成 指纹就是表皮上突起的纹线由于人的遗传特性 虽然指纹人人皆有，但各不相同伸出手，仔 细观察，就可以发现小小的指纹也分好几种类型 ： • 有同心圆或螺旋纹线，看上去像水中漩涡的，叫 斗形纹；有的纹线是一边开口的，就像簸箕似的 ，叫箕形纹；有的纹形像弓一样，叫弓线纹各 人的指纹除形状不同之外，纹形的多少、长短也 不同据说，现在还没有发现两个指纹完全相同 的人 • 指纹在胎儿第三四个月便开始产生，到六个月左右就形成 了当婴儿长大成人，指纹也只不过放大增粗,它的纹样 不变在皮肤发育过程中，虽然表皮、真皮，以及基质层 都在共同成长，但柔软的皮下组织长得比相对坚硬的表皮 快，因此会对表皮产生源源不断的上顶压力，迫使长得较 慢的表皮向内层组织收缩塌陷，逐渐变弯打皱，以减轻皮 下组织施加给它的压力如此一来，一方面使劲向上攻， 一方面被迫往下撤，导致表皮长得曲曲弯弯，坑洼不平， 形成纹路这种变弯打皱的过程随着内层组织产生的上层 压力的变化而波动起伏，形成凹凸不平的脊纹或皱褶，直 到发育过程中止，最终定型为至死不变的指纹。

• 指纹鉴定技术利用人类指纹稳定性和独特 性的生理特征，将其作为人们的一种“活的 身份证”，更因指纹具有的不可替代性，使 通过指纹进行身份鉴定的安全性大大提高 ，且随着图像处理模式识别方法的发展和 指纹传感器技术的日臻成熟，指纹鉴定方 法在金融、公安、门禁、户籍管理等领域 都有着良好的应用前景 指纹鉴定有哪些方法 • 1、碘熏法 • 取一张干净、光滑的白纸，剪成长约4cm、宽不超过试管 直径的纸条，用手指在纸条上用力摁几个手印 • 用药匙取芝麻粒大的一粒碘，放入试管中把纸条悬于试 管中（注意摁有手印的一面不要贴在管壁上），塞上橡胶 塞 • 把装有碘的试管在酒精灯火焰上方微热一下，待产生碘蒸 气后立即取出，观察纸条上的指纹 • 2、硝酸银法 • 取一张干净、光滑的白纸，剪成长约4cm、宽不超过试管 直径的纸条，用手指在纸条上用力摁几个手印 • 将硝酸银溶液小心地涂到纸上，将涂有硝酸银溶液的纸条 放在光源下照射，观察纸条上的指纹 • 实验原理 • 碘受热时会升华变成碘蒸气，碘蒸气能溶解在手 指印上的油脂等分泌物中，形成棕色指纹印迹 • 硝酸银显现法比碘蒸气法更好些人的手上有汗 迹，用手动过白纸后，汗迹就按手指纹线留在纸 上。

如果将硝酸银溶液小心地涂到纸上，硝酸银 就跟汗迹中的氯化钠作用，生成氯化银和硝酸钠 氯化银在光照的条件下，分解出银的小颗粒和 氯气银粒呈灰黑色随着反应的不断进行，银 粒逐渐增多 ，由棕色逐渐变黑色，从而显现出黑 色的指印纹线 • 2005年元月位于青岛市四方区南宁路的中铁十七 局集团某公司发生一起恐吓案该公司一名领导明 某连续接到3封声称要杀死全家的恐吓信侦查员 采用茚三酮薰显法,对恐吓信纸张上遗留的作案人 的指纹进行显现处理,提取了一枚指纹经鉴定,为 一枚左手拇指纹,其实际纹线较窄,乳突纹线出现剥 脱、毛边、锯齿现象小犁沟较凸起乳突线宽,皱纹 引起的横切于乳突纹线之间的白线增多，一星期 后,指纹鉴定结论出来,该指纹系郝某左手拇指纹所 留经过审讯,郝某认罪伏法 二、血液检测 鲁米诺 鲁米诺(luminol)，又名 发光氨化学名称为3-氨基 邻苯二甲酰肼常温下是一 种黄色晶体或者米黄色粉末 ，是一种比较稳定的人工合 成的有机化合物化学式为 C8H7N3O2，结构式见右图 ，溶液显强酸性，对眼睛、 皮肤、呼吸道有一定刺激作 用 我们常说的鲁米诺试剂是鲁米诺与过氧化 氢（双氧水的主要成分）的混合物，主要 用于现代刑侦的的血液检测。

鲁米诺与氢氧化物反应时生成了一个双负 离子，它可被过氧化氢分解出的氧气氧化 ，产物为一个有机过氧化物该过氧化物 很不稳定，立即分解出氮气，生成激发态 的3-氨基邻苯二甲酸激发态至基态转化中 ，释放的能量以光子的形式存在，波长位 于可见光的蓝光部分 鲁米诺只有用氧化剂处理过才会发光通常使用 双氧水和一种氢氧化物碱的混合水溶液作为激发 剂在铁化合物催化下，双氧水分解为氧气和水 ： 2 H2O2 → O2 + 2 H2O 实验室中常以铁氰化钾作为催化剂铁的来源， 而法医学上的催化剂则恰好是血红蛋白中的铁 很多生物系统中的酶也可催化过氧化氢的分解反 应 血液中含有血红蛋白，血 红蛋白含有铁，而铁能催 化过氧化氢的分解，让过 氧化氢变成水和单氧，单 氧再氧化鲁米诺让它发光 在检验血痕时，鲁米诺 与血红素（血红蛋白中负 责运输氧的一种蛋白质） 发生反应，显出蓝绿色的 荧光这种检测方法极为 灵敏，能检测只有百万分 之一含量的血，即使滴一 小滴血到一大缸水中也能 被检测出来，由此可知犯 罪分子是多么难以把现场 清洗干净了 鲁米诺发光是氧化导致的，这就意味着有 很多氧化物以及能起催化作用的金属也能 让鲁米诺发光，这其中包括日常使用的次 氯酸漂白剂。

如果犯罪分子用漂白剂清洗 过现场，就有可能干扰鲁米诺的使用这 两种发光情况略有不同，漂白剂导致的发 光是快速闪现的，而血迹导致的发光是逐 渐出现的 • 通常采取以下几种办法：一种是让现场干燥几天 ，漂白剂的干扰作用就会消失，而血迹即使过了 许多年，还能让鲁米诺发光另外一种办法是使 用某种能抑制次氯酸的干扰作用的化合物很显 然不能使用抗氧化剂，因为那会把血迹与鲁米诺 的反应也抑制住了人们针对次氯酸的化学结构 ，例如针对它含有的氯原子，找到了合适的抑制 物最保险的办法是在用鲁米诺发光法检测到疑 似血迹的物质后，用别的方法确定那的确是血迹 而且，人们发现，血迹在被鲁米诺处理过以后 ，它含有的遗传物质DNA并没有被破坏掉，还能 从中提取出来做鉴定 三、化学仪器分析 1、扫描电镜 • 扫描电子显微镜(简称扫描电镜,/SEM)在物证检验 中有着广泛的用途它对工具痕迹、弹头、弹壳 的检验非常有用,对毛发、射击残余物和其他微细 物证的鉴定也极为有用SEM具有高度放大(放大 倍数一般为10倍~250000倍)和高度分辨(通过二 次成像能够观察到试样表面60埃左右的细节)的特 点,可提供物证的形态和表面结构特点的放大图像 。

SEM和X-射线微量分析仪(EDX)联用可用来鉴 定样品中存在的化学元素 • 例如手枪射击后,排出的种种残余物,会沉积 于射击者的手上、衣服上和被射击的客体 上这些残余物包括起爆剂、发射剂填料 及弹头、弹壳、润滑剂等利用SEM检测 以确定是否有这些特殊微粒的存在 • 案例：某日清晨一农妇突然死亡其丈夫 称自己早起下田回家发现妻子持电灯头死 于厨房电业人员认为,死者系早起做饭时 因天黑移动电灯照明而不慎触电死亡但 经法医检验,发现死者身上有多处电流斑 经切取电流斑用SEM/EDX分析,发现有大量 铁元素,认定死者身上的电流斑为铁导体电 击所致,为侦破该伪装现场案提供了科学依 据 2、色谱法 • 1）薄层色谱法（TLC） • 薄层色谱法是一种简便、快速的微量分析法,在法 庭科学中常用于药物、毒品、炸药、笔墨等检材 的鉴定 鸦片是由罂粟果中的汁液干燥而成,含有40多种生 物碱,其中含量较多的有5种:吗啡、可待因、蒂巴 因、罂粟碱和那可汀吗啡、可待因具有显著的 生理作用,而当今国际社会最常见的毒品海洛因则 为二乙酰基吗啡,是吗啡的人工合成产物 用TLC定性分析鸦片类毒品化合物,可显出鸦片中 5种主要成分及海洛因的斑点 • 案例 ：1993年11月6日,北京首都国际机场 在进行海关检查时,在一外籍旅客的行李中 发现一装有白色块状物的塑料袋及一大块 棕绿色膏状物,疑为毒品。

经公安部门权威 检测机构进行确证分析,鉴定结论证实白色 块状物为海洛因,共重360g,含量87、16%; 棕绿色膏状物为大麻树脂,共重141、7g,含 四氢大麻酚31、85%据此,海关当即将犯 罪嫌疑人移交司法机关处理,该犯成为第一 个被中国法庭判处死刑的外籍毒贩快速 的毒品鉴定为该案的处理赢得了时间并提 供了有力的证据 • 气相色谱(GC) GC具有很高的分离效能,可以同时测定多种 物质,灵敏度高,样品用量少,特别适用于微量 的毒物、毒品、石油成分、石蜡、脂类及 炸药等检材的分析配以裂解附件可用于 分析高分子检材如涂料、纤维等近来,GC 也和其他仪器如质谱(MS)等联用,以提高检 测灵敏度 • 案例：某市连续发生多起抢劫案受害者 均是被骗服入带麻醉剂的饮料导致昏睡后 遭抢收集受害者的尿样连同未饮用完的 饮料进行检验经按药物的GC/MS分析,从 毒物化合物数据库中检索,饮料中含有三唑 苯二氮卓艹，是美国生产的强力催眠药 被害人尿样中检出1-羟基甲基三唑苯二氮卓 艹，为上述药物在人体内的代谢产物上 述检测结果为侦破案件指明了方向 3、原子光谱法 • 原子光谱法目前在物证鉴定中应用最多的 是等离子体发射光谱(ICP-AES)。

用ICP- AES分析,一次可同时测定多个元素,定性、 定量都很准确,其检测的灵敏度可达ng级,是 分析超微量元素的有效方法多用于检测 可疑射击残留物检材中钡、锑、铝的含量, 确定检材中有无重金属毒物存在以及对犯 罪现场中微量提取物的无机成分的检测 4、分子光谱法 • 红外光谱法（IR法） • IR法是利用物质对红外光的吸收进行分析的 方法,不同的物质都有其独特的红外吸收光谱,故红 外光谱可称做是分子结构的指纹若检材与标准 物的光谱图中相对应的谱带完全一致,即可断定检 材与标准物是同一物质基于IR的这一特性,在物 证鉴定中对于确定检材的种属、来源等问题,IR法 发挥了重要的作用常用来鉴定药物、油漆、塑 料、纤维等 • 案例 一老者在晨练途中被一卡车撞倒,当场死亡 肇事汽车司机逃逸公安机关根据目击者提供的 车牌号在外地找到了嫌疑车辆,但司机拒不承认其 肇事行为,且该车已被重新喷涂过油漆侦察人员 从汽车前部钢板的连接处提取原漆与死者衣服上 的油漆擦痕一同送检经IR分析,二者的谱图中相 应的谱带完全一致,确定死者身上的油漆是从嫌疑 车辆遗留的,从而认定了该司机的交通肇事逃逸罪 行 5、质谱法（MS法） • MS法可检测检材分子的结构、分子的基本类型以 及所含的各种元素及丰度。

在物证鉴定中常用气 相色谱)质谱(GC)MS)联用技术这种联用技术既 可以发挥色谱的高效分离的优势,又同时充分利用 了质谱高分辨定性鉴定的优点,从而可以解决许多 复杂的混合物检材(如:汽油、煤油、毒物及其代谢 物等)的分析鉴定问题 案例 :某癫痫病患者死因不明,家属要求检验其服 用的药物经对死者的胃内容物进行提取,用GC- MS做分析,结果检出多种安眠镇静药物及其代谢 产物确定患者系服用大量安眠类药物死亡 四、柯南中的化学 氰化物 用一枚铜币沾了茶水之后就看出了茶水中含有剧毒 的氰化物，很多人觉得这一点很神奇，其实原因 很简单：氰化物具有很强的配位能力，尤其与铜 离子等过渡金属离子，当铜币上沾上含有氰化物 的茶水时，铜会被空气氧化并与氰根离子结合生 成暗灰色的氰化亚铜，在光亮的铜币上产生黑色 的阴影，所以侦探们看出了茶水中含有氰化物 • 氰化钾是经常使用的一种毒药，纯净的氰 化钾为白色晶体，易潮解，易溶于水，毒 性很强，成年人致死量仅为0.1g，它遇酸产 生毒性更为强烈的氰化氢（HCN）气体， 所以一般要求在碱性环境下使用氰化钾 会发出一股类似于苦杏仁味的气味，常用 此来简易鉴别氰化钾。

另外，氰化钾为国 际一级控制级别剧毒化学物品，将其适用 于任何生产，科研，教学之外的用途都是 违法的 • 中毒时表现：死的时候不失去血色，嘴唇 和指甲的颜色没有发紫现象，不过呈现为 粉红色在服下之后，细胞中的电子传输 系统会开始运作，可以在不使用血液中氧 气的情况下顺着。