2014年6月26日

讓枝微毫末損而復生—化學鑑識

細微的潛伏跡證,往往關係到辦案偵查的方向。化學鑑識的技巧,將有助於讓這些跡證現形。

作者/王勝盟(任教中央警察大學鑑識科學學系)

「化學」是一門研究物質的性質、組成、結構及變化的科學,而在鑑識科學中所謂的「化學鑑識」則是應用化學的原理與方法進行物證鑑定工作的科學。在刑案現場及刑事鑑識實驗室中,經常應用化學方法進行潛伏跡證的顯現或是證物的鑑定,例如:毒品、指紋、槍枝(引擎)號碼、玻璃、塑膠、油漆片、衣物纖維、木料、紙張、土壤、火藥、射擊殘跡、油脂、礦物等等。每種物證各有特質,且在刑案發生後關係著現場重建、犯罪偵查方向或破案的關鍵,均扮演著各種不同的角色與功能,雖說「物證」不會說話,但鑑識人員就是扮演著讓「物證」說話的角色。

由於「化學鑑識」應用的範疇相當廣泛,本文僅介紹於犯罪現場常見的潛伏跡證顯現或鑑識實驗室經常應用的化學鑑識方法,包括:毒品(管制藥品)鑑定、潛伏指紋顯現、酒精濃度(血液及呼氣酒精成分)鑑定、金屬物件號碼重現、縱火殘跡鑑識等等。由於篇幅所限,有關微物跡證(毛髮、纖維、玻璃、油漆片、土壤、射擊殘跡)等的鑑定,雖然也在鑑識實驗室中佔了極其重要的角色,但本文未做描述,有興趣的讀者,可自行參考相關的書籍或文獻。

毒品鑑定
2013年11月18日,刑事局與檢方破獲國內空運史上最大宗海洛因毒品走私案,總重229公斤的海洛因磚600塊。海洛因在國內的濫用,造成了嚴重的社會問題,而除了海洛因外,愷他命則是目前臺灣濫用最嚴重的毒品。毒品的鑑定,則屬於「防毒監控」的任務,依《濫用藥物尿液檢驗作業準則》第15條及第18條規定,目前明訂有閾值之濫用藥物尿液檢驗項目包括:安非他命類藥物、鴉片代謝物、大麻代謝物、古柯鹼代謝物、愷他命代謝物等五大類。而超出此五大類以外之濫用藥物或其代謝物,其初步檢驗結果依各該免疫學分析方法載明之依據及閾值認定之;或依各該氣相或液相層析質譜分析方法最低可定量濃度訂定適當閾值。於第11 條規定,尿液檢驗,分為初步檢驗及確認檢驗。表一為我國目前濫用藥物尿液檢測項目及其閾值。

【註】
a:濫用藥物尿液檢驗作業準則:依據 行政院衛生署中華民國九十三年九月十日署授管字第0930710194 號令修正發布。
b:尿液檢體中甲基安非他命之濃度高於500 ng/mL 時,其代謝物安非他命之濃度亦應同時等於或高於100 ng/mL,方可判定為檢出甲基安非他命成分。
c:尿液檢體中同時檢出MDMA 及MDA 兩種藥物各別濃度低於500 ng/mL但總濃度高於500 ng/mL,判定MDMA 陽性。MDMA: N-α-dimethyl-3,4-(methylenedioxy) phenethylamine。
d:Delta-9-tetrahydro cannabinol-9-carboxylic acid。
e:同時檢出愷他命及去甲基愷他命時,兩種藥物之個別濃度均低於100ng/mL,但總濃度在100ng/mL 以上者,亦判定為愷他命陽性。
f :第二十條:司法案件之濫用藥物尿液,必要時得採用最低可定量濃度為閾值,不受第十五條、第十八條規定限制。

初步檢驗一般採用免疫學分析方法,目前常用的為「酵素彰顯免疫分析技術」(enzyme multiplied immunoassay technique, EMIT),此法廣泛地應用於藥物篩檢,主要原理為利用特定的酵素參與生化反應,藉以偵測尿液中的非法藥物。

EMIT技術之過程,乃測定NAD還原成NADH後其吸光值(波長340奈米)之變化,此反應與「glucose-6-phosphate氧化成6-phosphogluconolactone」之反應偶合,後者之反應靠glucose-6-phosphate dehydrogenase 催化,而只有附著於游離抗原的脫氫酶才有催化作用。實驗時,每一標準物及待測樣品均加入一標準量的酵素標記抗原及限量的抗體。在競爭性反應下,酵素標記抗原之殘留量(游離而未與抗體結合者)取決於樣品中分析物的濃度,而glucose-6 phosphate 氧化為6-phosphogluconolactone 之速率,則取決於游離態之酵素標記抗原量,並進而決定NAD還原為NADH時所帶來吸光值的變化。

確認檢驗一般採用氣相層析/質譜法(gas chromatography/mass spectrometry, GC/MS)利用連線技術將氣相層析儀與質譜儀兩部儀器連接,成為一部集合分離、純化與結構鑑定等功能於一體的分析儀器。待分析樣品的前處理過程包括萃取、淨化與衍生化等,主要的目的在於將樣品中的雜質及干擾物去除,把分析物從複雜的基質中萃取出來,並將分析物轉化成為適合GC/MS分析的相。樣品在氣相層析儀中由於各種不同成分的分析物與氣相層析儀的分析管柱作用不同,所有的分析物就被一個一個地分離開來,接著再進入質譜儀,由於質譜儀將分析物游離化後,這些分析物被斷裂成具特徵的碎片,因此可鑑定出該分析物之分子結構。圖一為利用同位素稀釋GC/MS分析安非他命與甲基安非他命之總離子層析圖及其質譜。
圖一:利用同位素稀釋氣相層析/質譜法分析
安非他命與甲基安非他命之總離子層析圖及質譜。

(A)為總離子層析圖;
(B)為AP-d8-PFPA 質譜;
(C)為AP-d0-PFPA 質譜;
(D)為MA-d8-PFPA 質譜;
(E)為MA-d0-PFPA 質譜。

潛伏指紋顯現
人類為了增加與物體摩擦力以抓物牢靠、防止滑溜及增加觸感,在演化的過程中於手掌與腳掌的表面上,生成一些凹凸紋路的隆脊線,就是所謂的「指紋」,這些隆脊線上均分佈一些小點即是汗孔,而汗腺透過導管將汗液經由汗孔排出體外。

汗腺可分為兩種,一是外分泌腺(eccrine gland);另一是泌離分泌腺(apocrine gland)。除了汗腺外,人類腺體亦有一種稱為皮脂腺(sebaceous gland)常附著於毛囊,向囊管內釋放皮脂這種油脂物質。這些腺體的分泌物構成指紋的成分,指紋主要成分含有98.5%以上的水,微量的有機物質(如乳酸、脂肪酸、葡萄糖、胺基酸等)及微量的無機物質(鈉離子、鉀離子、鈣離子、磷酸鹽離子等)。因此,造就許多刑事鑑識學家對於研究潛伏指紋顯現的方法,其中最常用於吸水性(如紙張)上潛伏指紋顯現的方法為寧海德林(ninhydrin),寧海德林主要與潛伏指紋中的胺基酸或蛋白質等成分作用,生成藍紫色的物質,稱為羅曼紫(Ruhemann’s purple),如圖二所示。......【更詳細的內容,請參閱第535期科學月刊】
圖二:以寧海德林顯現紙張上之潛伏指紋。

延伸閱讀
1. Wang, S.M. et al., Mass spectrometric data of commonly abused amphetamines and their derivatives — Cross contributions of ion intensity between the analytes and their isotopically labeled analogs, Forensic Sci. Rev., Vol. 17(2): 67-166, 2005.

2. 徐健民,《刑事化學》,中央警察大學出版社,156-160頁,2014年。

3. 徐健民等,〈分析化學在鑑識科學上之應用〉,CHEMISTRY(THE CHINESE CHEM. SOC., TAIPEI),63卷第1期1-54頁,2005年。

4. 林德華,〈臺灣警方防制毒品犯罪策略與執行作為〉,《第八屆海峽兩岸暨香港、澳門警學研討會論文集》,1-28頁,2013年。

5. 徐健民編輯,《工作場所藥物檢驗彙編》,中央警察大學印行,93-94頁,1997年。

6. Champod, C. et al., Fingerprints and Other Ridge Skin Impressions, CRC Press, 2004.

7. Jones, A.W., Forensic Sci Rev., Vol. 12: 23, 2000.

8. Stowell, A. R. and Stowell, L. I., Forensic Sci., Vol.43: 14-21, 1998.

9. 徐健民,《刑事化學》,中央警察大學出版社,239-243頁,2014年。

10. Keto, R.O. and Wineman, P. L., Anal.Chem., 63, 1964, 1991.


11. Keto, R.O., J. Forensic Sci., 40, 412, 1995.

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