徐 欣， 劉 兆， 丁 輝

(中國人民公安大學(xué)刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 北京 100038)

微藻檢驗(yàn)在法庭科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用初探

徐 欣， 劉 兆， 丁 輝

(中國人民公安大學(xué)刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 北京 100038)

微藻是一種分布廣泛的單細(xì)胞浮游植物，微藻中的硅藻門常被看作是水中尸體死亡原因的標(biāo)志，也有研究發(fā)現(xiàn)，水體或土壤中的微藻可以通過接觸轉(zhuǎn)移到衣服鞋子上，通過對(duì)比檢驗(yàn)，可推斷嫌疑人與現(xiàn)場的關(guān)系。目前微藻在法庭科學(xué)領(lǐng)域的研究多集中于法醫(yī)鑒定中溺死的硅藻檢驗(yàn)，分析方法大致可分為形態(tài)觀察法、化學(xué)分析法和遺傳物質(zhì)檢測法三類，微藻作為植物物證的研究現(xiàn)主要是比較不同提取劑對(duì)硅藻的提取效果。今后有待完善微藻的自動(dòng)化種屬鑒定、推廣新型檢驗(yàn)方法并拓展微藻數(shù)據(jù)庫，微藻將在法庭科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用。

法庭科學(xué)；微藻；硅藻；溺死；植物物證

0 引言

微藻是一種自然界中常見的單細(xì)胞植物，多數(shù)生活在水中，部分亦生長于潮濕的土壤和其他物體表面[1]，在能源與環(huán)境、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品保健等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。在法庭科學(xué)領(lǐng)域中，當(dāng)水中尸體腐敗嚴(yán)重，尸體溺死征象不明顯時(shí)，微藻中的硅藻門在判斷是否為生前入水溺死時(shí)起著重要作用[2]。另外，案件中常需要推斷嫌疑人的生活軌跡是否與犯罪現(xiàn)場相重疊，這時(shí)可利用微藻分布廣泛且各地種群數(shù)量不同的特性，將其作為植物物證推斷嫌疑人與現(xiàn)場之間的聯(lián)系[3]。目前硅藻的檢驗(yàn)方法豐富多樣，如果今后進(jìn)行更深入的研究，將會(huì)為公安實(shí)際工作中的偵查辦案等環(huán)節(jié)提供更多線索和證據(jù)。

1 微藻在法庭科學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用

1.1 微藻作為法醫(yī)溺死標(biāo)志的應(yīng)用

微藻中的硅藻門具有富含硅質(zhì)的細(xì)胞壁，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐腐蝕。生前入水時(shí)，硅藻會(huì)隨進(jìn)入呼吸道的水一起到達(dá)肺部并通過氣血屏障，隨血流入其他器官。在判斷水中尸體是否為生前入水時(shí)，對(duì)尸體內(nèi)部的臟器、牙齒、骨髓等組織進(jìn)行硅藻篩查是一種常規(guī)檢驗(yàn)，并廣泛應(yīng)用于實(shí)際辦案中。

目前法醫(yī)學(xué)對(duì)溺死鑒定中硅藻檢驗(yàn)技術(shù)有較深入細(xì)致的研究，這些研究內(nèi)容主要集中在兩個(gè)方面：一方面，不斷提出、發(fā)展實(shí)驗(yàn)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，從而提高硅藻檢驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度；另一方面，利用硅藻的生物學(xué)分布具有區(qū)域特異性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)不同水域的優(yōu)勢(shì)硅藻種群信息，進(jìn)一步輔助說明尸體入水地點(diǎn)及其他相關(guān)信息[4]。

1.2 微藻作為植物物證的應(yīng)用

由于微藻種類繁多，分布易受環(huán)境影響，不同環(huán)境條件下微藻的種屬組成大不相同，所以微藻可以作為植物物證應(yīng)用于法庭地質(zhì)學(xué)，用來分析犯罪嫌疑人與犯罪現(xiàn)場之間的聯(lián)系，或提供未知檢材的地理分布相關(guān)信息。并且，由于微藻形態(tài)微小，不易被嫌疑人察覺，被清除和破壞的可能性較低，證據(jù)的原始保留有利于其檢驗(yàn)分析，作為植物物證也有較高的可信度。在這類檢驗(yàn)中，通常使用同種方法提取出嫌疑人衣物、受害人衣物和現(xiàn)場環(huán)境中的微藻，并對(duì)其進(jìn)行種屬檢驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果推斷嫌疑人與犯罪現(xiàn)場的關(guān)系[5]。

2 微藻的主要檢驗(yàn)方法及比較

2.1 微藻在溺死鑒定中的檢驗(yàn)方法

微藻檢驗(yàn)方法主要有形態(tài)觀察法、化學(xué)分析法和遺傳物質(zhì)檢測法。形態(tài)觀察法是使用不同方法將穩(wěn)定的硅藻細(xì)胞壁與組織相分離，再使用顯微鏡或掃描電鏡觀察硅藻細(xì)胞壁形態(tài)，從而對(duì)硅藻進(jìn)行種屬鑒定，根據(jù)分離硅藻細(xì)胞壁方法的不同，又分為消化法和物理破壞法。消化法即在使用不同的消化試劑將器官組織消化的同時(shí)，保留下不易被消化的硅藻細(xì)胞壁,在實(shí)際辦案中多使用這種方法進(jìn)行硅藻檢驗(yàn)，也有不同消化試劑的硅藻檢出率的比較[6-7]；物理破壞法則是通過加熱、梯度離心等物理辦法實(shí)現(xiàn)組織和微藻的分離[8]。化學(xué)分析法則是利用葉綠素的光學(xué)敏感性來檢測器官組織中的浮游生物特異葉綠素[9]。遺傳物質(zhì)法即擴(kuò)增組織中浮游生物特異DNA序列[10-11]，從分子水平進(jìn)行檢驗(yàn)。表一為主要的硅藻檢驗(yàn)方法特點(diǎn)及其評(píng)價(jià),其中微藻檢出率由于微藻的種類、消化試劑濃度及消化時(shí)間不同而有所差異。

表1 主要的微藻檢驗(yàn)方法概述和評(píng)價(jià)

2.2 微藻作為植物物證的檢驗(yàn)方法

微藻作為植物物證的檢驗(yàn)方法多為形態(tài)觀察法，當(dāng)衣物接觸自然環(huán)境的水體或土壤后，微藻會(huì)因接觸而轉(zhuǎn)移到衣物表面。使用不同提取劑提取衣物上粘附的微藻，將其中的優(yōu)勢(shì)藻種與各地微藻庫進(jìn)行比對(duì)，即可推斷該衣物與嫌疑區(qū)域的聯(lián)系。Uitdehaag等[12]借鑒花粉在刑事科學(xué)領(lǐng)域的研究方法，衡量水、乙醇和硫酸這3種提取劑，對(duì)于棉質(zhì)衣物中微藻的提取效果，得出硫酸的提取效果最好，得到的數(shù)量最多；乙醇提取所得的微藻種類與環(huán)境樣本中微藻的種類更為接近。Scott等[13]則是比較了水、乙醇和過氧化氫3種提取劑的提取效果，發(fā)現(xiàn)過氧化氫的提取效果最好，而且提取所得的微藻種群與環(huán)境樣本最為相似。在植物物證領(lǐng)域，目前微藻檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法較單一，有待進(jìn)一步地深入研究。

3 微藻檢驗(yàn)發(fā)展展望

3.1 種屬鑒別自動(dòng)化

目前針對(duì)微藻的自動(dòng)識(shí)別和定量檢驗(yàn)的方法，比如化學(xué)分析法和遺傳物質(zhì)分析法等，依賴于待檢藻類的生物活性，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)室儀器和實(shí)驗(yàn)人員要求較高，實(shí)際辦案中仍普遍使用形態(tài)觀察法來對(duì)微藻進(jìn)行檢驗(yàn)鑒別。在此實(shí)驗(yàn)過程中，由于微藻種類繁多，個(gè)別種類外觀差別較小，并且由于分離微藻的前處理過程涉及消化、離心、抽濾等環(huán)節(jié)，導(dǎo)致微藻的外觀毀損或改變，給微藻的種屬鑒別帶來困難，在鑒別種屬時(shí)，往往需要實(shí)驗(yàn)人員熟練掌握大量微藻的形態(tài)。建立微藻形態(tài)的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，既可以縮短檢驗(yàn)鑒定的時(shí)間，不要求實(shí)驗(yàn)人員掌握相關(guān)專業(yè)知識(shí)，又可以降低微藻形變帶來的干擾，降低實(shí)驗(yàn)困難度和時(shí)間成本，也有利于微藻檢驗(yàn)在法庭科學(xué)其他領(lǐng)域發(fā)展。

3.2 推廣新型檢驗(yàn)手段

目前微藻的研究方法多樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度和影響因素也有多方研究，但目前實(shí)踐中最常應(yīng)用的仍為傳統(tǒng)的硝酸消化法。一方面可能是由于該方法具有明確的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過長時(shí)間的研究，鑒定結(jié)果更為可靠，另一方面其實(shí)驗(yàn)簡單，不需其他專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)即可操作。但該種方法存在微藻檢出率較低、安全性較差等不足之處，推廣新型微藻檢驗(yàn)方法就極為必要。這就要求在深入研究新型檢驗(yàn)方法、衡量其實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性的同時(shí)，加強(qiáng)不同專業(yè)不同部門的交流合作，共同研究科學(xué)精準(zhǔn)、易實(shí)施的可行方案，使微藻檢驗(yàn)的自動(dòng)化和定量檢驗(yàn)成為可能。

3.3 建立并豐富微藻數(shù)據(jù)庫

微藻的種群分布和數(shù)量多少易受到環(huán)境的多方因素影響，在檢驗(yàn)鑒定中可正逆兩方向考量。當(dāng)判斷樣本是否來源于目標(biāo)區(qū)域時(shí)，各地區(qū)的優(yōu)勢(shì)微藻數(shù)據(jù)庫則可以為檢驗(yàn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；當(dāng)從一份未知來源的樣本中檢測出微藻的存在時(shí)，由于不同藻種適宜生長的適溫范圍、水體鹽度、微量元素濃度和光照強(qiáng)度等都有很大差別，從生物生態(tài)學(xué)角度建立的不同種屬微藻生活習(xí)性的數(shù)據(jù)庫則可輔助推測其接觸的水體或土壤所處的氣候類型，提供其來源地的地理環(huán)境信息。全方面建設(shè)微藻數(shù)據(jù)庫，加強(qiáng)不同學(xué)科研究成果的聯(lián)系，可以為偵查辦案提供更多信息和線索。

4 結(jié)語

綜上所述，浮游微藻在刑事技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用早已不再局限于法醫(yī)溺死檢驗(yàn)，還可輔助研判來源地信息。其實(shí)驗(yàn)方法多樣，無論是基層實(shí)踐還是科研實(shí)驗(yàn)室，都可針對(duì)自身設(shè)備條件，選擇不同方法進(jìn)行檢驗(yàn)。繼續(xù)深入對(duì)硅藻的研究，推廣應(yīng)用新型實(shí)驗(yàn)方法，加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，微藻將會(huì)在法庭科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用。

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(責(zé)任編輯 陳小明)

徐 欣(1989—)，女，內(nèi)蒙古人，公安大學(xué)刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院2014級(jí)研究生。研究方向?yàn)榉ɑ瘜W(xué)。

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