CC BY
9Криминалистика; судебно-экспертная деятельность; оперативно-розыскная деятельность
DOI 10.47643/1815-1329_2022_4_125 УДК 343.982.342
МЕТОД И ТЕХНОЛОГИЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ НЕВИДИМЫХ СЛЕДОВ ПАЛЬЦЕВ РУК С ПОМОЩЬЮ ФОСФОРЕСЦЕНЦИИ: ОПЫТ ЯПОНИИ METHOD AND TECHNOLOGY OF VISUALIZATION OF INVISIBLE FINGER MARKS USING PHOSPHORESCENCE: THE EXPERIENCE OF JAPAN
ХОЛЕВЧУК Артур Георгиевич,
кандидат юридических наук, доцент, доцент кафедры гуманитарных дисциплин, Кубанский государственный университет, филиал в г. Новороссийске. 353900, Россия, Краснодарский край, г. Новороссийск, ул. Коммунистическая, 36. E-mail: aholevchuk@mail.ru; HOLEVCHUK Artur Georgievich,
candidate of legal sciences, associate professor, associate professor of the department of humanities Kuban State University, branch in Novorossiysk.
36, str. Kommunisticheskaya, Novorossiysk, Krasnodarskiy kray, 353900, Russia. E-mail: aholevchuk@mail.ru
Краткая аннотация: В статье рассматривается возможность и потенциал применения метода фосфоресценции для цели визуализации невидимых следов пальцев рук. Представленная технология основывается на применении трех видов химических реагентов: 4-бифенилкарбоновой, п-аминобензойной кислот и п-аминоацетофенона, показавших свою эффективность в процессе исследования. Констатируется целесообразность применения данной технологии в процессе экспертных исследований в определенной экспертной ситуации.
Abstract: The article discusses the possibility and potential of using the phosphorescence method for the purpose of visualizing invisible finger marks. The presented technology is based on the use of three types of chemical reagents: 4-biphenyl carboxylic, p-aminobenzoic acids and p-aminoacetophenone, which have shown their effectiveness during the study. The expediency of using this technology in the process of expert research in a certain expert situation is stated.
Ключевые слова: метод; технология визуализации; дактилоскопия; фосфоресценция; флуоресценция.
Keywords: method; imaging technology; fingerprinting; phosphorescence; fluorescence.
Для цитирования: Холевчук А.Г. Метод и технология визуализации невидимых следов пальцев рук с помощью фосфоресценции: опыт Японии // Аграрное и земельное право. 2022. № 4(208). С. 125-131. http://doi. org/10.47643/1815-1329_2022_4_125.
For citation: Holevchuk A.G. Method and technology of visualization of invisible finger marks using phosphorescence: the experience of Japan // Agrarian and Land Law. 2022. No. 4(208). pp. 125-131. http://doi.org/10.47643/1815-1329_2022_4_125.
Статья поступила в редакцию: 12.01.2022
Следы пальцев рук уже более ста лет используются в криминалистике и судебной экспертизе в качестве надежного объекта исследования, способствующего идентификации личности, и до сих пор исследуются в различных публикациях ученых практически всех стран мира.
В большинстве экспертных исследований, для выявления невидимых следов пальцев рук, используются химические, физические и другие методы, в зависимости от характера следовоспринимающей поверхности и условий следообразования. С учетом этого, выбирают подходящий метод и технологию визуализации следов данной группы. К примеру, для выявления невидимых следов пальцев рук с помощью цианоакрилата с непористой поверхности, визуализацию выполняют инициируя реакцию полимеризации целевого вещества - частиц потожировых выделений. Механизм показан на рис. 1.
цшшоакршштного эфира
Рис. 1 Реакция полимера на основе сложного цианокрилатного эфира. Кроме этого, следы пальцев рук, обычно после воздействия цианоакрилата (в некоторых случаях, уже после его применения - папиллярные узоры визуализируются), обрабатываются флуоресцентными реагентами, что во многих случаях даёт более чёткое изображение папиллярного узора или его части (фрагмента) (рис. 2).
Рис. 2 Визуализация невидимых следов пальцев рук с помощью флуоресцентных реагентов после воздействия цианокрилатом (родамин 63, резкий фильтр 550 миль).
В таких случаях, проблема заключается во флуоресценции исследуемого объекта, на котором есть следы, и чтобы ее нивелировать, применяются различные флуоресцентные реагенты и фильтры. С другой стороны, можно рассматривать применение метода с использованием фосфора, исключающего влияние флуоресценции. По сравнению с временем флуоресцентного свечения, составляющего наносекунды, у фосфора флуоресценция действует от микросекунд до нескольких десятков секунд, поэтому фоновая флуоресценция не является проблемой. В связи с этим, использование соответствующего фосфорного реагента считается эффективным для визуализации невидимых следов пальцев рук на местах происшествий. Ранее сообщалось о примерах выявления невидимых следов пальцев рук с применением фосфоресцентных реагентов [1-2], но до этого, использова-
лись фосфоресцентные реагенты со сравнительно коротким периодом действия 0.0001 ~ 0.1 секунды.
В настоящем исследовании анализировалось применение соединений с более длительным периодом действия при комнатной температуре (РТР). Технология обработки поверхностей с невидимыми следами пальцев рук цианоакрилатом и их проявлении, включает этап воздействия осветлителем. Кроме того, благодаря обработке поверхностей с невидимыми следами фосфоресцентными реагентами, потенциальный предел обнаружения следов на твёрдой поверхности, по сравнению со случаями обработки только цианоакрилатом, будет ещё ниже. Фосфоресценция применяется с учетом РТР и может наблюдаться в течение относительно длительного периода времени, после того, как свет выключается [3]. Фосфоресценция, обладает потенциалом обнаружения в течение относительно длительного периода времени, если осветлитель или тестовый красный задерживаются в мицелле или клетке молекулы [4].
При взаимодействии цианокрилата с водой в следах, последний образует пористую поверхность и отталкивает воду. Поэтому при РТР можно использовать фосфоресцентный реагент, действующий как гаситель, даже если присутствует относительно небольшое количество воды, что, безусловно, ослабляет фосфоресценцию, но визуализация следов, по сравнению с проявлением через воздействие цианоакрилата, становится более четкой.
Для визуализации следов пальцев рук использовался этиловый эфир цианоакрилата 201 (компании Toakagaku Kogyo Co., Ltd.). Для образца со следом пальца - полиэтиленовая плёнка, на которую воздействовали цианоакрилатом в течение 45 минут после отображения следа. В табл. 1 приведены органические продукты, использованные для проверки обнаружения следов по времени их действия при RTP.
Для тестовой/пробной киновари/красного использовали специальные продукты высокого качества компании Sigma-Aldrich (США). Для исходного раствора, как стандартное решение был приготовлен раствор метанола 0.1 грмл-1, который разбавлялся данным веществом (метанолом) по мере необходимости от 10 до 106 раз.
В качестве фосфоресцентных отбеливателей использовали гидроксид натрия, ацетат натрия, йод, сахарозу, гидроксид/йод, таллий, свинец и цезий.
Материалы и методы.
Хпмлкаты
Продолжительность жизшт при комяатноп температуре (сек)
Би фенил Фен ан трен Нафталин
0-Фениофенол
Сложный дифеннловый эфир
1-Фторнафталнн Хинолин
I -Нафтойная кислота 4-Епфеннлкарбоновая кислота
2-Хлорхннолен 2-Нафтопная кислота Р-Амнноацтофенон Аценофенон
Натрий 2-Нафталнносульфат
Трифеннлнн
Карбазол
Перил ен
Цнноксацин
1,3,5-Трпашн
Р-Амннобензойная кислота Хииоксалнн
14.3 7.3
4.2
3.7 2.6
1.8 1.7 1.5
1.3 0.9 0.9 0.8 0.7 0.7 0.6 0.7 0.5 0.5 0.4 0.3 0.3
Табл. 1. Органические люминофоры, используемые при комнатной температуре.
Фосфоресцентный отбеливатель содержит 0.5-молл.-1 раствора метанола, с прикреплённой 5 р 1 циано-акрилатной матрицей. В качестве других реагентов также использованы продукты особого качества.
Наблюдение за фосфоресценцией выполняли с помощью ультрафиолетового света 254 нм от ультрафиолетового облучателя производства компании Kamag и 350 нм от полилита компании Rofin-Sinar (Германия).
Для подсчёта максимальной длины волны излучения, использовался флуоресцентный фотоспектрометр производства компании Hitachi серии F-4500.
Результаты экспериментов и обсуждение.
Интенсивность фосфоресценции и эффект осветлителей.
Поскольку гидроксид показал оптимальные результаты среди исследованных фосфоресцирующих отбеливателей, было решено использовать 0,5-молл.-1 раствора гидроксида натрия/метанола в качестве отбеливателя в последующих экспериментах.
Влияние влажности.
Влага вызывает чрезмерную реакцию сополимеризации с водой, присутствующей в фоновом режиме, как видно на примере метиловых эфиров цианоакрилата, которые сильнее взаимодействуют с водой, отбеливая всю следовоспринимающую поверхность. Кроме того, влага ослабляет флуоресценцию, поэтому влагу в метаноле, используемом в качестве растворителя, удаляли с помощью молекулярного сита. Без этой операции интенсивность фосфоресценции была бы крайне низкой.
Соответствие реагента для обнаружения следов пальцев рук с помощью фосфоресценции.
Из 21 изученного вида тех, которые дали эффективные результаты, было 3: 4-бифенилкарбоновая кислота, п-аминобензойная кислота и п-аминоацетофенон - период действия и относительная интенсивность фосфоресценции показаны в табл. 2. Также, соотношение между длинами волн возбуждения и интенсивностью длины излучения этих трёх веществ показано на рис. 3, 4 и 5.
Основываясь на полученных результатах, исследователи использовали в качестве возбуждающего света с длиной волны около 250 нм в случае применения 4-бифенилкарбоновой и п-аминобензойной кислот, а также свет с длиной волны около 350 нм в случае применения п-аминоацетофенона. Поскольку люминесценция наблюдалась в видимой части спектра во всех случаях, было определено, что эффективными являются стандартный метод визуализации и метод с использованием множественной световой дискриминации.
Наблюдение фосфоресценции.
В эксперименте установлено, что диоксид углерода имеет большое влияние на интенсивность фосфоресценции. Установлено, что это связано с превращением гидроксидов в карбонаты. К этим трем видам реагентов, используемых в качестве осветлителя, добавляли 0,5-молл.-1 раствора гидроксида натрия/метанола и наблюдали процесс фосфоресценции.
Хшшкаты_Продолжительность жизни (сек)_Усиление (относит.)
4-Бифешикарбоновая кислота 13-15 Яркое
р-Амннобензоиная кислота 10-17 Интенсивное
р-Амнноадетофенон 7-10 Яркое
Все реагенты вступали в реакцию с №ОН - раствор метанола для усиления их фосфоресценции
Табл. 2. Подходящие органические люминофоры, используемые в эксперименте.
400.0 Распространение (мили) 600.0
Рис. 3. Взаимодействие импульсной эмиссии фосфоресценции 4-бифенилкарбоновой кислоты.
350.0 Распространение (мили) 550.0
Рис. 4. Взаимодействие импульсной эмиссии фосфоресценции р-аминобензойной кислоты.
350 0 Распространение (мили) эдф 0
Рис. 5. Взаимодействие импульсной эмиссии фосфоресценции р-аминоацетофенона.
Результаты наблюдений показаны на рис. 6, 7 и 8.
На каждой фотографии палец прижимался к листу полиэтилена, чтобы создать след, затем проявлялся цианоакрилатом. Каждый след обрабатывался осветлителем и 4-бифенилкарбоновой кислотой (слева), п-аминобензойной кислотой (в центре) и п-аминоацетофеноном (справа). Для каждого образца, полученного вышеописанным способом, визуализация изображения достигалась регулировкой времени возбуждения и длительностью косо-направленного света.
Рис. 6. Фосфоресценция невидимых следов пальцев рук после испарения цианокрилата, 4-бифенилкарбоновой кислоты (слева), р-аминобензойной кислоты (в центре) и р-аминоацетофенона (справа). Экспозиция при 254 мили, 2 сек.
Рис. 7. Фосфоресценция невидимых следов пальцев рук после испарения цианокрилата, 4-бифенилкарбоновой кислоты (слева), р-аминобензойной кислоты (в центре) и р-аминоацетофенона (справа). Экспозиция при 254 мили, 100 сек.
Рис. 8. Фосфоресценция невидимых следов пальцев рук после испарения цианокрилата, 4-бифенилкарбоновой кислоты (слева), р-аминобензойной кислоты (в центре) и р-аминоацетофенона (справа). Экспозиция 350 мили, 80 сек. На рис. 6 показано применение света с длиной волны 254 нм, который экспонировался в течение 2 секунд, затем выключался и фотографировался. В данном случае отчетливо наблюдался папиллярный узор изоб-
ражения п-аминобензойной кислоты (в центре). На рис. 7 использовался возбуждающий свет с длиной волны 254 нм, включение-выключение света были повторены 8 раз, и сделаны многократные экспозиции. В этом случае получены чёткие изображения всех следов со всеми тремя реагентами, но в случае с п-аминобензойной кислотой (в центре), папиллярные линии проявились после 2-х секундной задержки, слишком сильная интенсивность излучения не позволила их наблюдать, остальные образцы - с 4-бифенилкарбоновой кислотой (слева) и п-аминоацетофеноном (справа) - дали чёткие, хорошо видимые папиллярные линии. Из этих двух следы, что были обработаны 4-бифенилкарбоновой кислотой (слева) стали лучше видимы и различимыми. По результатам замера флуоресцентным фотоспектрометром, при использовании п-аминоацетофенона (справа), у которого длина волны возбуждения максимальна на длинной стороне волны, при 350 нм и 8-кратном включении-выключении форсфоресценции, подтверждается визуализация чётких папиллярных линий, но при обработке остальными двумя реагентами фосфоресценция не подтверждается (рис. 8).
Обнаружение невидимых следов пальцев рук тремя форсфоресцентыми реагентами способствовало пониманию того, что можно наблюдать следы не отвлекаясь от фона печатной продукции, который часто имеет подавляющую флуоресценцию, поскольку, в отличие от флуоресценции, время излучения длиннее, и оно наблюдается после выключения света. Однако этот метод имеет недостаток, заключающийся в том, что его область применения ограничена, поскольку он требует обработки следа цианоакрилатом, и является методом, дополняющим традиционный подход в зависимости от объекта, на котором оставлен след.
В данном исследовании предпринята попытка использовать фосфоресценцию для обнаружения невидимых следов пальцев рук. Проверен 21 вид фосфоресцирующих реагентов, среди которых у 3 видов, безопасных для организма человека - 4-бифенилкарбоновой, п-аминобензойной кислот и п-аминоацетофенона период действия достаточно велик, и есть потенциал использования в качестве реагента для обнаружения невидимых следов пальцев рук после обработки цианоакрилатом, исключая влияние фоновой флуоресценции.
Библиография:
1. Lee H.C., Gaensslen R.E. Advance in Fingerprint Technology. CRC press. Boca Raton. 1994.
2. Lee H.C., Gaensslen R.E. Cyanoacrylate fuming // Identification News. 1984. Vol. 34. P. 8-12.
3. Menzel E.R. Laser detection of latent fingerprints-treatment with phosphoresces // Journal of Forensic Science. 1979. Vol. 24. P.
582-585.
4. Murdock R.H., Menzel E.R. A computer infrared time-resolved luminescence imaging system // Journal of Forensic Science. 1993. Vol. 38. P. 521-529.
5. Parker R.T., Freedlander R.S., Dunlap R.B. The development of room temperature phosphoresces into a new technique for chemical determinations - Part 1. Physical aspects of room temperature phosphorescence // Analytica Chimica Acta. 1980. Vol. 119. P. 189-205.
6. Shuman E.M., Walling C. Triplet state phosphorescence of absorbed ionic organic molecules at room temperatures // Journal of Chemical Physics. 1973. Vol. 77. P. 902-908.
7. Suzuki S., Marumo Y., Seta S. Latent Fingerprint Visualization by Phosphorescence // Japanese journal of science and technology for identification. 1996. Vol. 1. Iss. 1. P. 39-42.
References:
1. Lee H.C., Gaensslen R.E. Advance in Fingerprint Technology. CRC press. Boca Raton. 1994.
2. Lee H.C., Gaensslen R.E. Cyanoacrylate fuming // Identification News. 1984. Vol. 34. P. 8-12.
3. Menzel E.R. Laser detection of latent fingerprints-treatment with phosphoresces // Journal of Forensic Science. 1979. Vol. 24. P.
582-585.
4. Murdock R.H., Menzel E.R. A computer infrared time-resolved luminescence imaging system // Journal of Forensic Science. 1993. Vol. 38. P. 521-529.
5. Parker R.T., Freedlander R.S., Dunlap R.B. The development of room temperature phosphoresces into a new technique for chemical determinations - Part 1. Physical aspects of room temperature phosphorescence // Analytica Chimica Acta. 1980. Vol. 119. P. 189-205.
6. Shuman E.M., Walling C. Triplet state phosphorescence of absorbed ionic organic molecules at room temperatures // Journal of Chemical Physics. 1973. Vol. 77. P. 902-908.
7. Suzuki S., Marumo Y., Seta S. Latent Fingerprint Visualization by Phosphorescence // Japanese journal of science and technology for identification. 1996. Vol. 1. Iss. 1. P. 39-42.
