UV-C反射成像增强氰基丙烯酸酯熏显后半多孔表面潜在指印的检测：基于全光谱成像系统（FSIS-II）的研究

《Journal of Forensic Sciences》：The detection of latent fingermarks on semi-porous substrates with UV-C and the full spectrum imaging system (FSIS-II)

自20世纪70年代以来，紫外-^C（UV-^C）成像已被用于检测潜在指印，但出于健康与安全考量及其可能对脱氧核糖核酸（DNA）证据造成的不利影响，其广泛应用受到限制。半多孔基底可能不适合采用针对多孔或非多孔基底所推荐的方法进行处理。本研究在全光谱成像系统（full spectrum imaging system, FSIS-II）中评估了UV-^C成像对半多孔基底上潜在指印的检测效果。研究开展了第二阶段（Phase 2）实验室试验和第三阶段（Phase 3）准操作试验，以评估不同捐赠者、基底、老化周期和递减系列下的指印质量，所采用的增强序列为UV-^C、UV-^A、氰基丙烯酸酯（cyanoacrylate, CA）熏显、UV-^C、UV-^A和黑色磁性粉末。CA熏显前的UV-^C和UV-^A成像未显示有效结果。CA熏显在所有变量下产生的优质指印数量相对较少；然而，随后进行的UV-^C检验使检测率在Phase 2试验中提高了至多十倍，在Phase 3试验中提高了四倍，这归因于CA聚合物对UV-^C光的增强散射作用。UV-^A在CA熏显后仅略微增加了检出指印的数量。基于效应量，所有变量均具有统计学显著性，其中增强技术对指印质量的影响最大。Phase 3准操作试验中观察到了相似趋势。本研究强调，在无法进行染料染色时，CA熏显后的UV-^C成像是在半多孔表面上检测潜在指印最有效的方法之一。

潜在指印的显现效果取决于基底表面性质、指印遗留时间、残留物成分及其相互作用。半多孔基底（如食品与化妆品包装）兼具多孔与非多孔表面特性，指印残留物的吸收程度因区域而异，导致专用于非多孔表面的方法（如氰基丙烯酸酯（CA）熏显结合染料染色）和用于多孔表面的方法（如茚三酮）均可能不适用。Fingermark Visualization Manual（FVM）指出，半多孔表面的方法成熟度评分（3/5）低于多孔和非多孔表面（5/5），推荐序列通常以非破坏性方法起始，并以黑色磁性粉末（BMP）、真空金属沉积（VMD）、CA熏显或粉末悬浮液等非多孔表面技术，以及1,2-茚二酮、茚三酮和物理显影剂等多孔表面液体处理延续。由于染料染色容易造成半多孔基底背景染色，CA熏显后常以粉末替代染料；但不同粉末效果不一，且部分粉末可能因填充纹线细节而损害CA显现的指印。短波UV-^C反射成像在CA熏显前后可能适用于包括半多孔基底在内的多种表面，且能利用指印残留物与背景间的紫外反射差异改善复杂背景上的对比度。本研究旨在通过Phase 2实验室试验和Phase 3准操作试验，系统评估全光谱成像系统（FSIS-II）中UV-^C成像在CA熏显前后对半多孔基底潜在指印的检测能力，并与UV-^A及BMP二次处理的效果进行比较。

研究人员采用Phase 2实验室试验和Phase 3准操作试验。Phase 2试验招募10名捐赠者（7男3女，年龄22–50岁），在半多孔基底（三种光面宣传页、一种杂志首页、一种麦片盒）上按10次递减系列沉积自然指印，老化周期为1、7、14、28和90天，共沉积2500枚指印，对奇数系列（1、3、5、7、9）在每一步骤后成像并分级，形成7500个观察记录。Phase 3试验从回收箱和同事处随机获取50件半多孔基底物品，来源信息匿名，以相同序列处理。增强序列为：UV-^C反射成像、UV-^A反射成像、CA熏显（FumeCare熏显柜，2.5 g Cyanobloom，125°C，80%湿度，50分钟）、UV-^C反射成像、UV-^A反射成像、BMP刷显。UV-^C成像使用FSIS-II配置254 nm汞灯，UV-^A成像使用UV Crime-lite 82S和330–385 nm带通滤光片；常规摄影采用全谱改装的Nikon D850。指印质量按英国Home Office CAST指南0–4级分级，Phase 2以3级和4级比例衡量有效性，Phase 3统计连续纹线面积大于64 mm2的指印数。统计分析采用Kruskal–Wallis检验（显著性水平α=0.05）和epsilon平方（ε2）效应量。

3.1 Phase 2实验室试验：CA熏显前UV-^C和UV-^A成像几乎没有检出指印，仅7天老化期下观察到极少量。CA熏显后白光下，所有变量中评为3级或4级的指印比例低于3%，主要受浅色背景与白色CA聚合物对比度差的影响。CA熏显后UV-^C成像的检出率最高：1、7、14天老化期为22%–25%，28天和90天约为15%。相比之下，UV-^A成像在长老化期仅检出2%–7%的高质量指印，1天和7天时为7%–9%。BMP作为二级处理，仅使1天老化期新增1%高质量指印，7、14、28天比例下降，90天无新增，说明BMP未提供额外效果，但未明显损害CA显现质量。不同捐赠者之间差异显著，最高为捐赠者8（11.07%），最低为捐赠者2（0.00%）。基底方面，杂志首页检出率最高（12.93%），麦片盒次之（5.53%），三种宣传页介于0.93%–2.47%。递减系列从第1次（7.47%）降至第7次（2.67%），第9次轻微回升至3.13%。图3示例展示UV-^C成像显著提升CA熏显后指印对比度，而UV-^A和BMP效果有限。

3.2 统计分析：Kruskal–Wallis检验显示所有变量（技术、基底、递减、捐赠者、老化）的p值均远小于0.05，表明各变量内部组间指印分级分布存在显著差异。效应量分析显示，技术变量影响最大（ε2=0.144，中等效应），其次为基底（0.093）、递减（0.073）、捐赠者（0.049），老化效应最弱（0.013）。该结果与图2观察一致，即技术类型是影响指印质量的主导因素，老化影响相对较小。

3.3 Phase 3准操作试验：CA熏显前UV-^C成像检出25枚指印，UV-^A未检出；CA熏显后白光下检出77枚（含之前25枚）。CA熏显后UV-^C成像检出308枚，是CA熏显后白光下数量的四倍，且显著提高了指印对比度。CA熏显后UV-^A成像较白光下额外检出70%指印，但效果不及UV-^C。BMP处理后新增9枚指印，但有时对CA显现的三级细节（如汗孔）造成损害，且背景干扰影响对比度。总体趋势与Phase 2一致，但Phase 3中UV-^C在CA前检出率较高，可能与准操作样本中皮脂成分更丰富有关。

在讨论中，研究人员指出CA熏显后UV-^C成像检出率高的原因在于CA聚合物对UV-^C辐射的高效反射与散射，而许多半多孔基底吸收UV-^C，从而形成高对比度。UV-^A成像效果不佳可能受基底中光学增白剂和染料荧光干扰。BMP未能显著增加检出枚数，可能是由于CA熏显已在表面形成均匀聚合物薄层，限制了粉末附着位点；但BMP未对指印质量产生显著损害。本研究局限性包括Phase 2受控条件下指印位置已知可能高估检出率，捐赠者数量较少（10人），Phase 3样本量较小（50件），且未评估UV-^C暴露对后续DNA分析的影响，但多数实验室会在指印显现前进行DNA检验。

研究结论为：本研究评估了短波UV-^C与FSIS-II在半多孔基底上CA熏显前后的检测效果。增强序列中UV-^C和UV-^A在CA前基本无效；CA熏显后白光下检出的3级和4级指印比例极低（Phase 2）或数量很少（Phase 3）。然而，CA熏显后使用UV-^C成像使检出数量在Phase 2和Phase 3中分别提高约十倍和四倍，表明当无法进行染料染色时，该方法是半多孔表面潜在指印检测最有效的方法之一。长波反射UV-^A虽增加了检出数量，但效果明显低于UV-^C。BMP作为CA后的二次序列处理仅提供少量额外指印，有时对部分脊线细节有损害。未来工作将评估VMD结合反射红外背景抑制在序列中的表现，以及UV-^C对后续DNA检测的影响。在充分考虑UV-^C和FSIS-II的健康与安全因素后，UV-^C可作为潜在指印检测的补充手段。