仪器分析在刑事侦查中的应用
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摘 要：仪器分析在刑事侦查中有着重要的作用，可为案件侦破提供方向、线索或划定侦查范围，有助于查明案件事实。该文介绍了色谱分析、分子光谱分析、原子光谱分析、质谱分析、表面分析技术在破案中的应用。
关键词：仪器分析 刑事侦查 侦破
中图分类号：D918 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）03（a）-0001-03
Abstract： Modern instrument is playing an important role in criminal investigation.It may provide direction， clues or delineation of the scope of investigation for the detection of cases， which will help to ascertain the facts of the case. This article briefly introduced several essential methods in detection： Chromatographic analysis、Spectroscopic analysis、Atomic Spectroscopic analysis、Mass Spectroscopic analysis、Surface analysis.
Key Words： Instrumental analysis; Criminal investigation; Case cracking
早在宋代，鄭克的《折狱龟鉴》中就提出了“情迹论”，即注重案情真相，注重痕迹，这种“重证据、轻口供”的理念在当时的司法实践中曾起过重大作用[1]。随着社会的发展和科学技术的进步， 查明案件事实真相的手段越来越多地依赖“物证”，能够证明案件真实情况的一切物质都是物证，物证不会说话，通过化学检验对这些作为物证的物质的组成成分、含量、结构、相态、价态、状态等特征进行分析，提供该物质的种类成分、来源，以及此物证与人、案件、环境等关系的信息，揭示出物证所包含的信息，可为案件侦破提供方向、线索或划定侦查范围，有助于查明案件事实[2]。
刑事侦查过程中的化学化验可以分为化学分析和仪器分析两部分。化学分析的特点是所用的仪器比较简单，测定时使用化学试剂、天平以及玻璃器皿（如滴定管、吸量管、烧杯、漏斗、坩埚等），具有操作简单、易于掌握等优点，但是对检材而言是有损分析，一经消耗不可复得，并且灵敏度较低、检材量大、分析速度慢，目前除在现场快速检验中有所应用外， 实验室检验已极少使用[3]。仪器分析的特点是采用比较复杂或特殊的仪器设备，分析更准确、灵敏、快速，在公安部门刑事技术鉴定中占主导地位。下面介绍目前在破案中常用的几种现代仪器分析方法。
1 色谱分析技术
1.1 薄层色谱法
薄层色谱法已经广泛用于各种物质的分离鉴定，可用于毒物、毒品的现场分析和实验室的初步定性、定量检测，也常用于爆炸残留物的现场分析和初步检验，能够鉴别墨水、圆珠笔油、打字色带、印油印泥、油墨、有色纤维上染料、高沸点矿物油和植物油、涂料等[4]。
案例1 某地发生一起蒙面持刀强奸案，在嫌疑人衣服袖口提取到水红色纤维3根，经薄层色谱分析、偏振光显微镜检验，与受害人受害时所穿衣服的纤维种类与染料均一致，在证据面前，该犯对犯罪事实供认不讳，从而侦破此案。
1.2 气相色谱法
气相色谱主要用于检测人体组织、体液、毛发中的毒物、毒品、兴奋剂等，还可用于检测易挥发的物证，如炸药、油脂等，配以裂解附件能鉴别涂料、纤维、橡胶的种类、产地等。近年来，气相色谱多与质谱（MS）联用，以提高检测灵敏度。
案例1 某地一房屋着火，送检的燃烧残留物经过固相微萃取后，用气质联用技术对其进行分析，结果从全部检材中均检出了C7-C12各种烃类，除C4-C6轻组分大部分挥发损失外，汽油的各主要成分峰齐全，样品与汽油色谱指纹图的相似度高。这一鉴定结论对正确认定案件的性质起到了重要作用。
案例2 根据线人情报，民警拦截一辆班车，在一无人座位上发现可疑毒品，但贩毒人员反侦查的意识很高，无法从可疑物品上提取到指纹，侦查人员剪取相邻座位上的乘客的手指甲送检，指甲中残留物经过处理后上GC-MS检验，经分析，1号人员指甲检测出有乙酰可待因、O-6单乙吗啡和海洛因成分，使得案件得以破获。
1.3 高效液相色谱法
高效液相色谱、高效液相/色谱质谱联用（HPLC-MS）分析技术主要用于高熔点、难挥发、热不稳定的毒物、毒品、生物碱及其代谢产物的检测以及油墨、纸张、土壤、射击残留物、爆炸残留物的检测。近年来，超高效液相色谱仪（UPLC）也应用于公安实践，与传统的高效液相色谱相比，超高效液相色谱基于小颗粒技术，采用短柱、高速流等方式大幅度改善了液相色谱的分离度、样品通量、灵敏度，并有效缩短分析时间[5]。
案例1 某女报案，称几年来一直被男友强用药物实施性暴力，提取这位妇女一些毛发，采用液质联用技术检测，发现了不止一种苯并二氮杂?类安眠药，尤其是接近毛发根部的浓度更高，表明该妇女长期有药物作用的事实，为案件的破获提供了依据。 案例2 某女报案称被人强迫吃了3粒药片，后被强暴，尿液经固相萃取后利用UPLC检测，检测出甲基苯丙胺成分，为案件的侦破提供了有力证据。
1.4 毛细管电泳分析法
毛细管电泳又叫高效毛细管电泳（HPCE），它不但可以使无机离子得到快速、准确的分离，而且具有样品用量少、预处理简单、基体干扰少等特点，是分析爆炸残留物中无机离子较为理想的方法。在毒物、毒品、爆炸和射击残留物， 纤维上染料及色痕的分析方面都取得一定成果，逐渐成为色谱法的补充方法。
2 分子光谱分析技术
2.1 紫外-可见光谱法
紫外可见光谱法可以用来鉴别涂料、有色纤维、塑料以及墨水等文件材料，还可以测定字迹光谱吸收峰相对强度比值，与已知样品比对，能判断钢笔、圆珠笔的相对书写时间，尤其是在交通逃逸案件现场，通过玻璃上的贴膜的紫外-可见光分析，可有效辅助汽车玻璃进行认定区别。在刑事毒物、毒品检测中，可对纯度较高的样品进行定性、定量分析，还可以对未知样品的鉴别提供结构信息[6]。
案例1 某女报案，称同住一个小区的某男，私下收取其钱财，答应帮她早日提某紧销车，并开出盖有某4S店财务专用章的收据，比较检材印文和样本印文，二者整体上颜色相同，非常相似，后经紫外-可见吸收光谱对二者的印泥进行分析， 吸收峰位不同，说明检材使用的印章印泥与该公司同一时间使用的印泥是不同种类，从而认定某男自刻公章。在科学证据面前，某男供出实情， 证实了上述判断。
2.2 红外吸收光谱法
红外光谱法特征性强，是鉴定有机化合物的主要方法，操作简单，分析速度快，并且不破壞样品。在法庭科学领域有很广泛的应用，它广泛应用于分析现场及有关场所客体上提取下来的各种有机物证，包括油漆、塑料、橡胶、纤维、油脂、可燃物、爆炸物等，也用于鉴别毒物、毒品的种类。
案例1 某男突然倒地死亡，尸检时尸表未发现暴力性损伤及其他异常征象，提取死者胃里残留物，通过红外光谱检验，发现其红外光谱的特征峰和敌敌畏一致，从而为死因的确定提供了直接证据。
案例2 某地发生一起交通事故，一辆货车撞倒一辆两轮摩托车后逃逸，通过调查找到了肇事嫌疑人的货车，提取肇事嫌疑车左门擦痕处的附着物，和摩托车左把的橡胶把套进行红外光谱分析，橡胶成分一致，货车司机承认了肇事的事实。
2.3 激光拉曼光谱法
与红外光谱相比，拉曼光谱的测量范围更广，可扩展至100cm-1，适用面广，能分析有机和无机化合物，制样简单，用样量少，不破坏样品，对样品进行拉曼光谱检验后还可进行其他分析方法的检验，主要用于鉴别矿物、玻璃、尘土、土壤等的来源以及文物如油画、瓷器等的真伪。
3 原子光谱分析技术
3.1 原子发射光谱法
原子发射光谱法常用于无机元素的分析，在用于检验中毒元素（Pb、Hg、As等）、工具痕迹、爆炸残留物、金属附着物等，通过元素的定性、定量分析，可鉴别涂料、纸张、金属材料的生产厂家和牌号，区分不同地区的土壤和水质。目前应用最多的是等离子体发射光谱（ICP-AES） ，可测定的元素已有70多种，用ICP-AES分析，可同时测定一个样品中的多种元素， 检出限可达10-9g/mL～10-8g/mL，检材用量少，分析速度快。
案例1 发生一起撬门入室盗窃案，勘查现场时发现被撬锁上有明显钳剪痕迹，后经过调查，在嫌疑人住所找到可疑钢丝钳一把，对锁用干净钢丝钳模拟钳剪取样，另外将可疑钢丝钳上的残留物刮下，用原子发射光谱对二者进行光谱半定量分析，结果发现Cu、Cr、Ni、Pb、Sn、Fe、Zn的含量相差较大，根据实验结果，排除此把可疑钢丝钳。
案例2 某地河边发现一具女尸，腰部的一块伤口上沾有黑色泥土，为寻找案发第一现场，结合调查情况，采取200多份样品泥土，采用ICP-AES进行检测，发现某厂河边的泥土与检材的主要元素Al、Fe、Si、Mg、Ca、Ag含量大体相同，Ti、Ni、Co等元素含量也一致，结合其他情况分析，确定杀人第一现场的位置，很快找到案犯，侦破此案。
3.2 原子吸收光谱法
原子吸收光谱法又称为原子吸收分光光度法，选择性好，设备简单，价格低廉，其局限性是普通仪器一次只能分析一种元素。在物证技术学中，如果实验室里没有ICP-AES，一般采取摄谱仪进行元素定性分析，用原子吸收光谱仪进行元素定量分析。在刑事毒物、毒品检测中，原子吸收光谱法是较为常用的一种分析方法，主要用于检测人体中砷、汞、铅、铬、镉、铜、锌等有毒金属元素。
案例1 某男吃饭后出现中毒症状，疑似铊中毒，经原子吸收光谱检测，其血、尿中铊含量远远超过人体正常含量范围，根据结果可认定系铊中毒，为案件的进一步侦破提供了方向。
4 质谱分析技术
质谱法应用范围广，分析速度快，常与其他分析方法联用，进行复杂混合物的分析。目前刑事侦查中常用到的质谱联用技术，除了上文中提到的气相色谱-质谱联用分析法（GC-MS）、高效液相色谱-质谱联用分析法（HPLC-MS），还有质谱-质谱联用分析法（MS-MS）、电感耦合等离子体-质谱分析法（ICP-MS）等。
4.1 质谱-质谱联用分析法
质谱-质谱联用分析法能直接分析混合物，可减少或消除样品基质中无关物的干扰，提供更多的结构信息，为物证鉴定提供绝对可靠的依据，主要用于对生物体内毒物、毒品及其代谢产物的检测，还用于爆炸残留物的直接分析。
在中毒生物检材的检测中，很多时候原始样品可以直接进入质谱-质谱联用系统进行分离和鉴定，但如果采用常规GC-MS技术，常常需要对检材进行萃取、衍生化等预处理。质谱-质谱技术可以避免在色谱分离工程中以及样品预处理过程中引入的各种干扰，提高样品分析的灵敏度。 4.2 电感耦合等离子体-质谱分析法
电感耦合等离子体-质谱分析法是高灵敏度的多元素分析法，是无机元素分析最强有力的技术之一，在微量物证领域，多用于土壤中微量元素的测定，油漆中微量元素的测定，另外，还用于检测人体中有毒金属元素。
案例1 某单位员工陆续出现恶心、呕吐等中毒症状，经检查，疑为急性砷中毒，员工呕吐物、喝剩的汤中通过化学方法均检测到砷化物成分，嫌疑人的指甲、手套、袖套经过ICP-MS检测，均检出砷元素成分，最后嫌疑人承认在街边地摊购买白蚁药进行投毒的犯罪事实。
5 表面分析技术
5.1 扫描电子显微镜
扫描电镜在微量物证检验中有着广泛的应用，与X射线能谱仪（EDX）联用，能进行微区分析，绝对灵敏度高，检材用量少，可以同时完成单个颗粒的显微形态和元素组合特征的检验，常用于油漆、玻璃、木材、纤维、毛发、纸张、泥土、炸药、射击残留物的检验，由于当代微量物证越来越向综合检验的方向发展，利用扫描电镜进行微观形态和元素成分检验已成为必不可少的环节。
近年来，环境扫描电镜也广泛应用于公安实践，与传统的低真空扫描电镜相比，环境扫描电镜最大的特点是可对非导电样品、含水样品、含油样品进行直接检验，不但可观察背散射电子像，而且还可观察二次电子像。
案例1 某地发生一起凶杀案，在死者颈部伤口处发现不规则的异物颗粒，后在嫌疑人宿舍内查获水果刀一把、铁锹一把，经过扫描电镜能谱仪检验，对比各元素的X-射线能谱峰，排除铁锹，认定该水果刀为作案工具，为案件的侦破提供了科学依据。
案例2 某地发生一起交通肇事逃逸案，现场勘察时发现伤者的上衣有划痕，后经调查，一辆载木材的拖拉机有肇事嫌疑，通过环境扫描电镜观察划痕处的颗粒和拖拉机上的木材样本，两者的微观形态相同，偏振光显微镜下二者的纤维征也没有明显差异，得到的结论为本案侦破提供了重要的证据，最后肇事司机承认肇事逃逸的事实。
5.2 X射线衍射技术
X射线衍射技术是利用X射线的波动性和晶体内部的周期性进行晶体结构分析的，样品只要有晶体结构，就可以分析，包括有机物、无机物、金属等，需要样品量少，无损物证检材，最大优势在于可以直接提供样品分子的结构信息， 准确确定样品的具体组成[7]。通常X射线衍射技术与红外、扫描电镜能谱仪联用，目前在物证领域主要用于定性分析，多用于无机炸药、纸张添加剂、油漆颜料以及一些常见毒物的检测中。
6 结语
仪器分析在刑事侦查破案中有着重要的作用，以上所述只是现代仪器分析在刑事侦查中应用的一个侧面，其他还有很多方法，如核磁共振波谱法（NMR）、中子活化分析法、热分析法等。当前， 犯罪分子反侦查能力不断提升， 在作案过程中利用智能化的高科技手段， 对犯罪现场的破坏伪装程度也越来越高，案件的侦破越来越依赖于各种先进的仪器分析手段，随着仪器分析技术的发展，越来越多的新技术问世，这些新技术必将在案件侦破中发挥更大的作用。
参考文献
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[2] 罗亚平.刑事科学技术[M].北京：中国人民公安大学出版社，2011.
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[4] 牛凡，黄建同，何森，等.用气相色谱-质谱法和薄层色谱法分析蓝色圆珠笔油墨及其分类[J].理化检验：化学分册，2017，53（1）：22-27.
[5] 滕傲雪，廖晓曦，何洪源.超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱法同时测定血样中7种常见毒品[J].化学研究與应用，2018，30（9）：1571-1576.
[6] 徐婉.刑事毒物、毒品及其检验[M].北京：中国人民公安大学出版社，2003.
[7] 杜一平.现代仪器分析方法[M].上海：华东理工大学出版社，2008.
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