奧林巴斯光學數碼顯微鏡在法醫研究中的應用

阿伯泰大學

阿伯泰大學又名阿伯泰鄧迪大學的前身是成立于1888年的鄧迪技術學院，發展至今，已經成為一所規模較大的大學。

經營綜合報告

從實驗室到法庭，光學顯微鏡提供了一種跨越法醫界的新手段。來自奧林巴斯歐洲總部馬庫斯解釋道。

經過這些年來，光學顯微鏡已經深深地參與進了法醫學的領域的研究并且得到了不錯的反響。光學顯微鏡提供了簡潔而快速的技術，而也許重要的是它對珍貴且不可替代的樣品無害。一般來說在幾乎所有的法醫實驗室里，專家們永遠是用的方法來做分析和研究。而其中重要的是在之后的調查中，必須對珍貴的證據進行有害的實驗。在一些案例中有足夠的遺留下的信息能通過無損的方法來收集。很多專業級的電子顯微鏡也能，比如用偏擴散光電子顯微鏡來鑒別和匹配毛發、火槍，或者刀痕。

在蘇格蘭的阿伯泰大學，法醫研究小組使用了的奧林巴斯數碼顯微鏡來進行更深刻的研究。作為光學顯微鏡中一種新的分類，結合的光學和數碼科技，這款數碼顯微鏡能在材料分析中進行迅速而細致的測量和檢查。奧林巴斯DSX系列圍繞研究、測量和報告，使操作不再需要復雜的顯微鏡知識。此外，顯微鏡采用了數字采集和顯示技術，能在屏幕上觀看，使得日常的操作、討論或者培訓更為舒適。現在研究團隊正受益于光電顯微鏡的特產，使之能更加細致地分析許多類型的證據，包括指紋、違法藥品和筆跡。

揭示潛在的指紋

在接觸物體表面時每個人回留下的指紋，這是重要的識別個人信息的來源。指紋是由皮膚脊組成形成的一系列的圖案，如環形、輪形、拱形。另外，每一個皮膚脊都有一排毛孔，通過它來釋放汗液（圖1），雖然有時會在油漆或者血液的作用下下顯現出來，更多的卻是由汗液形成的印記。這種潛在的印記需要根據他們殘留的表面，進行更加深層的處理才能顯現。

罪犯經常會為了有意地消除證據而在金屬上一定的區域內用衣服來反復擦拭可能殘余的指紋。有趣的是一旦有過了接觸，一些汗液里的化學成分能和金屬做出反應使得指紋有效地侵蝕了表面，留下一個無法擦拭的印記。在一些試圖消除與金屬表面接觸痕跡的地方，這也可能留下印記。阿伯泰大學的研究人員正在尋找使這些印記顯現的方法，通過把金屬加熱到400攝氏度，然后通過奧林巴斯DSX100光學數碼顯微鏡來捕捉和分析影像。測試復雜的金屬物品，實驗他們在不同的材質下將如何被影響，包括羊毛、棉花、以及尼龍。

圖一

指紋毛孔

使用DSX100能將指紋上的毛孔清晰地顯現出來。毛孔出汗后會在很多表面留下印記。

從金屬表面顯示潛在的指紋

金屬表面被擦去的指紋在加熱至400攝氏度時能重新顯現。使用DSX100光學數碼顯微鏡，指紋能通過羊毛擦銅（A）或者尼龍（B）重新顯現。圖源出自K·德托，阿伯泰大學。

通過斜照明突出在金屬表面的指紋

圖三

鋁加熱到400攝氏度時用棉花擦拭表面，然后用光學數碼顯微鏡DSX100來觀察，就能使潛在的指紋顯現出來，通過斜光源的照明能得到的對比效果。圖片源自阿伯泰大學，K·德托。

標記被扣押的非法藥品

在阿伯特大學的法醫研究小組正在和蘇格蘭警察在工作上保持密切的聯系，給予了警方重要的案發一線的取證保證。在正在進行的合作中，DSX100光學數碼顯微鏡被用來分析一批被警察截獲的非法藥品。藥物濫用是個日趨嚴重的問題，而加重了這個問題的是藥品供應商經常會使用一些其他的代替物來取代精神刺激類藥物。雖然它們基本是無害的就像砂糖，但有時他們會顯得更加危險。此外，活性藥物的經常表現得明顯不同。例如，雖然一些非法藥品的安定片被檢查出含量為10毫克[這些劑量能從藥劑師那里獲得] 而其他的批次藥片被查出4倍于此的劑量，這將會有個嚴重的藥物過量的風險。因此試圖標記這些藥物的批次是至關重要的，在阿伯特大學的研究團隊里正在通過結合物理和化學上的特征來實現這個可能性。希望用一個統計模型來識別不同人群間的藥物供應商，從而協助警察在不確定的關系間，追溯到某個特定的藥品批次的供應商。

一個批次的少量檢驗樣品正是用奧林巴斯DSX100光學數碼顯微鏡來進行分析，如圖4所示。視覺特性能靠一定量的特征來識別，如顏色和結構。其中的許多含有標記，而一些也會在邊緣留下缺口——可能是因為壓片機損壞的原因，這些重可能會和一批藥品有關聯。這里的DSX100傾斜角度的功能在觀察邊緣處的細節特征時有特別的幫助（圖4B）。數字信號提高了這些藥品的觀察性，這杯稱為延長聚焦圖像工具（EFI）。利用三維成像技術，EFI工具能橫跨Z軸編譯起一系列的2D圖像，使之形成一個充分聚焦復核圖像的完整的作品，從而使得藥片的整個表面能被細致地查看。

用特征識別來查扣藥品

深度解析警察查扣的違禁藥品，以協助警方追蹤到他們的供應商。除了更加清晰的視覺效果，彩色的圖片能從上部更加詳細的觀察（A)，另外用DSX100的傾角功能可以更加詳細地突出藥片的設計細節和邊緣。圖源來自S·格林菲爾德，阿伯泰大學。

紙面上的筆記

文件可能由于欺詐性或者操縱等許多理由被偽造。身份盜用和利益欺詐是十分常見的，或者一個兇手也可能為受害者偽造一個自殺說明。任何分析的過程主要都是為了盡快地獲得盡可能多的信息，卻不破壞或改變未見，這是光學顯微鏡的無破壞性發揮作用的時刻。這些文件的分析往往涉及看筆記、墨水和紙張，然而阿伯泰里一個項目正在查看紙張上圓珠筆筆記的鑒別。當一條線被畫在紙上時，該筆的簡短會扭曲紙張的纖維并留下缺口。壓痕的形態可能會根據用戶的書寫方式以及筆，紙張的質量和底層墊板的軟硬而有所不同。其他的方法也可以同時用在光學顯微鏡中提供補充信息，例如分析墨水的化學成分。然而色譜法受限于分析凝膠筆墨水，聚合油墨是難以溶解的，需要一種別的手段來進行分析。

使用光學數碼顯微鏡可以使紙張纖維可視化的同事保持色彩和油墨的分部。壓痕深度也可以測量，顯示在一個等高線地圖中能用2D或者3D來進行分析和觀察。

分析紙張上的筆跡

通過辨別筆記能鑒別其作者的身份。筆跡可以用DSX100光學數碼顯微鏡在明場中進行觀察（A），2D圖片的顯現基于一個高度圖（B)，而3D圖片的顯示基于這個高度圖（C)。圖片來源于K·大衛恩，阿伯泰大學。

在法庭上

通過顯微鏡獲得的理解對法醫學是十分珍貴的，然而同樣重要的是如何才能將這些證據提交給法庭。一幅圖片中描繪了一千個詞匯，而讓信息在一張圖片里能更簡潔的多的向陪審團解釋，而不是通過一個數字或者口頭上的解釋。圖6展示了一個例子，DSX100是如何清楚地通過報告功能來進行交流。此外，在描述的3個項目中，一個關鍵功能對于圖像分析是必要的關鍵：圖像拼接功能。無論是研究指紋，非法藥物的標識，或者鑒定可疑文件的筆記，創造和呈現大量的圖像是和陪審團溝通至關重要的證據。在環境中呈現的證據，這些圖像也能被放大觀察精密的細節和展示更好的洞察力。

數據報告是非常重要的呈堂證供

圖6

在3D建模和分析并報告一個紙張上的筆記，旁邊也會附有額外的信息如圖片捕獲設置。

總結

光學顯微鏡為法醫學的研究科調查提供了許多可能性。現代顯微鏡的設計越來越多地收到了數字技術的影響，從而極大的提高了分辨率和分析系統如奧林巴斯光電顯微鏡的能力。使用奧林巴斯DSX100光學數字系統，阿伯特大學的法醫研究團隊已經得益于許多諸如此類的技術來觀察更多種類的法醫學樣品。

與其他技術一起提供了一個互補的方法，光學顯微鏡使研究人員能更便捷地進行設定，用一個更簡便的方法達到一個無害的操作。關鍵的 是光學顯微鏡在法醫學的預算中真變得越來越受到重視。隨著光學顯微鏡的速度和可操作性，仍舊明確的是隨著技術的發展他將在法醫學的調查和研究取證中更多的被用到。即使是在法庭。