刑侦中的化学_化学应用ppt课件.ppt

刑侦中的化学 化学系2012级徐仙芷 1 学习内容 指纹鉴定血液检测化学仪器分析柯南中的化学 2 一 指纹鉴定 3 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 4 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 5 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 6 指纹鉴定有哪些方法 7 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 8 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 9 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 10 二 血液检测 11 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 12 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 13 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 2H2O2 O2 2H2O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 14 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 15 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 16 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 17 三 化学仪器分析 18 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 19 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 20 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 21 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 22 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 23 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 24 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 25 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 26 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 27 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 28 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 29 四 柯南中的化学 30 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 31 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 32 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血液循环 这么一来气色反而会变得更好 嘴里有杏仁的臭味 该药物经口服或注射后 十秒钟左右即可猝死 33 苛性钠 NaOH 学名氢氧化钠 俗名烧碱 苛性钠 青山曾经使用过很多次的杀人物质 氢氧化钠是工业以及实验室的常用强碱 其实不像柯南中所说有很大毒性 它之所以能杀人 是因为它有强烈的腐蚀性 通过消化道服入体