法医鉴定--红外图像系统裁定三起谋杀案件

红外图像系统帮助法医学实验室成功的裁定了三起谋杀案件

 

     大多犯罪嫌疑人没有意识到一小片油漆的显微光谱竟然能将他们绳之以法。比如，密歇根州警署法医科学局（MSPFSD）Lansing实验室用红外显微镜进行分析，通过将受害人衣物上的油漆碎片跟杀人凶手卡车上的油漆进行匹配，帮助他们成功地裁定了一起三连环谋杀案。MSPFSD法医科学家在肇事逃跑案件的受害人衣物上发现一个显微油漆碎片，随后将油漆碎片五层的每一层都跟从犯罪者所驾驶的面包车上所取的漆片进行了对比。这一证据在第三起谋杀案的审判当天使当事人认罪，起到了至关重要的作用，本来这就是一起杀手与犯罪事实没有任何可知的关联、令人迷惑的案件。

     一位35岁的密歇根居民刺杀了他的前女友和她女友的朋友随后驾驶着他的面包车迅速离开了事发现场。据一位目击着所言，随后不到一个小时后，当一位慢跑者穿过街道时他撞了他。慢跑者没有受伤，当行凶者迅速离去之时慢跑者走到了人行横道上抖落自己身上的灰尘。几秒钟之后，行凶者的面包车在开出了一段之后又重新出现了，开上人行横道再次撞了那位慢跑者，致其死亡。

对于谋杀案法医学证据至关重要

    起诉人断言前面两起谋杀是这位行凶者所为，因为他妒忌他的前女友与另外一位受害人约会，但是不清楚在慢跑者的死亡中他的动机。行凶者辩护道对于前面两起谋杀没有异议，但是他说他对杀慢跑者没有任何印象并且辩护自己无罪。因此，法医学证据在第三起谋杀案中就变的至关重要。

    这个案件被分配给了MSPFSD的法医学科学家Christopher Bommarito。MSPFSD拥有150名科学家，他们的客户就是密歇根州警察局，还有地方和郡警察局和整个州的消防部门。Bommarito在痕量证据分析方面拥有非常丰富的经验，包括油漆，玻璃，单纤维，纤维，鞋袜和爆炸物残留物等。与这方面的分析有关的分析他已经在6个州的联邦和州法庭作证了大约200次。他也协助并且给各联邦和州当局的秘密药物实验室调查研究和其他暴力活动提供建议。

 

在受害人的衣物上寻找样品

    Bommarito通过在显微镜下仔细的检查受害人的衣物，寻找一个微小的油漆碎片开始他的调查研究。他依赖于由Edmond Locard开发的Locard’s交换定律，此定律是法医科学的一个基石。这一定律表明当任何人跟某一物体或其他人有关联时，就存在一个实物证据的交叉转换。Bommarito说道在车辆撞人案件中，只要受害人与车子的喷漆部分发生过接触，他几乎总能从受害人的衣物上获得油漆证据。

 

    傅立叶变换红外光谱（FT-IR）是现如今分析油漆证据最为流行的仪器。当分子中的不同键以其特有形式振动或运动时，FT-IR光谱仪可以测量某一波段范围的红外能量吸收。这能获得属于这种样品独有材料的‘指纹’光谱。一台FT-IR光谱仪跟一台红外显微镜相匹配，就可以将红外光聚焦在一个很小的面积，从而可以获得微小样品或样品微区的高质量光谱学‘指纹’信息，这在法医学分析中通常是必需的。

油漆样品面临的挑战

    Bommarito说道：“由于几个因素，要想用FT-IR来获得两片油漆之间的相关性是非常困难的。首先，转移到受害者衣物上的微粒极其微小，10微米×10微米的都很少见；第二，汽车漆碎片通常由4或5层不同的材料组成，要获得两漆片的相关性就需要分别分析每一层。我们对用来做分析的任何仪器都有一些重要的要求。首先，为了得到漆片每一层的光谱就需要高的空间分辨率；第二，为了从如此小的样品获得有效的数据就要求IR信号的噪音要非常低。FT-IR光谱仪的噪音通常用它的信噪比来定义，信噪比越高，光谱的噪音就越低。FT-IR光谱仪的信噪比可以通过延长数据采集时间来得到改善，但是，这样又明显地、直接的影响总分析时间，由此减少了实验室分析样品的量而让人觉得不可取；第三，油漆样品易于在550到650cm-1波数范围有吸收，所以FT-IR光谱仪在此范围应该能高信噪比的探测红外辐射（图三）。

 

图3 两个油漆样品所获得的FT-IR光谱对比

    MSPFSD主要用来自于PerkinElmer（Shelton，Connecticut）生命与分析科学部的SpectrumTM SpotlightTM300傅立叶变换图像系统。Bommarito说道：“我们已经使用PerkinElmer的仪器7到8年之久了，刚刚升级到最新的Spotlight 300型，因为它有更多的优势。首先，中带MCT检测器检测范围得到了改进，可以工作在550-650波数范围，此范围非常有帮助，因为油漆中存在染料，而染料在此范围有吸收。另外，新仪器的空间分辨率和信噪比都非常高。”

    PerkinElmer的Spectrum Spotlight 300 包含了一个创新的检测器设计——同一个杜瓦罐中同时具有MCT阵列检测器和一个单点检测器。阵列技术可以快速容易的获取大样品高质量的红外化学图像；而对于有挑战性的样品，单点检测器提供了终极的红外灵敏度和光谱范围。Spectrum Spotlight中的单元MCT检测器比早期的FT-IR显微镜的面积更小（100μm比250μm）。背景噪音来自于检测器面积而不是由样品信号引起的，因此面积越小噪音越低。这种高信噪比正是为什么Spectrum Spotlight能够持续在650cm-1光谱以下的领域进行有效红外测量的原因。此外，Spectrum Spotlight 300是第一个用大范围亮度和对比度控制的白光LED照明系统，此系统能产生极高质量的可见图像，从而确保非常微小的法医学样品和油漆碎片样品中的薄层进行红外采样而快速定位。

确定油漆样品之间的相关性

    从受害者衣物上找到油漆样品后，Bommarito拿这些样品跟从行凶者的车上取得的样品进行外表对比，并确定它们表面上的相似性。然后他将碎片用蜡进行包埋再用切片机切取横截面。他将每一横截面放在溴化钾片上并置于FT-IT光谱仪样品台上。然后他在屏幕上得到一个可见图，为5层的每一层指定一个区域，由此得到每一层的红外光谱。光谱仪将聚焦的红外辐射透过样品并且测量每一频率的吸收和投射光，绘制出一张波长对百分透过比的图。随后样品被移到线性MCT阵列检测器来实时获取由成百上千的光谱构成的一种伪彩可见图片的红外图像。在两个样品的每一层重复这个过程，Bommarito确定了两个样品中每一层的相关性，在慢跑者谋杀案行凶者的审判中证明了他的结论。

行凶者被判有谋杀罪

    除了这些油漆证据之外，在行凶者的审判中的起诉人也采用了刺杀现场目击者的证词和其他法医学证据，如从面包车上找到的组织。受害人的亲属之一也说她去监狱探视行凶者时问他“为何要杀害那个慢跑者？”罪犯回答道：“我原以为他是我前妻的情人。”一位法官判他犯有谋杀罪并处以三个终身监禁的处罚。起诉人说“这是一个悲剧，我们觉得我们的证据是非常有说服力的，是一起有预谋的重罪恶意伤人案。他是一个非常非常危险的人。”

结论

    Bommarito说MSPFSD除了寻找油漆样品和嫌疑车辆的相关性来确认车子类型，牌子，年份和颜色甚至在没有嫌疑车辆的情况下也能取得一些进展。皇家加拿大骑警队（RCMP）和联邦调查局最近已经创建了一个由FT-IR构成的谱图库，这个谱图库的信息来自于从大批各种不同车辆取得的油漆样品。MSPFSD已经将Spectrum Spotlight 300 FT-IR跟谱库检索工具整合到了一起。这个软件可以得到一个FT-IR扫描图并能在RCMP的油漆数据询问系统数据库中找到与之匹配的结果。

    Bommarito说“以我看这为未来的法医科学提供了一个很好的例子，我们不仅仅提供证明犯罪嫌疑人有罪或无罪的证据，还提供一些调查线索。这种技术已经能够确认以前一些未被解决的肇事逃跑案件的嫌疑车辆。”