法医学纳米技术及其在法医学调查中的应用

摘要

纳米技术在包括医学、成像和能源科学在内的大多数领域都是一个重要而强大的工具。这是一个快速发展的研究领域，从医疗保健到生产和物理科学，在几个领域都具有巨大的潜力。纳米技术有潜力在犯罪侦查的法医学中做出重大的积极贡献。纳米技术在法医领域的各种用途在这篇综述中被讨论。在法医纳米技术中，使用微小的芯片材料来代替笨重的仪器，从而减少了进行调查的分析方法，准确、精确、及时和适当。本讲座旨在介绍纳米技术在法医学中的一些应用。

关键字

纳米技术，法医纳米技术，犯罪侦查，法医调查

简介

纳米技术是在分子或原子水平上管理物质。它处理材料，设备，或其他结构拥有至少一个维度大小从1到100纳米。纳米的大小大约是3-5个原子宽。它既包括人造的东西也包括自然的东西。利用纳米技术，我们可以制造出具有非凡性能的器件或材料。它在生物、工程、化学和物理等广泛领域都很有用。纳米技术在医学、工程及电子等不同领域均有广泛应用[1-7］．纳米技术由于其多用途和在所有领域的优势，被称为通用技术，因为它的最早版本将对所有领域、行业和所有文明领域产生相对影响[7-9］．

纳米法医，一个全新的法医科学领域，与纳米传感器的发展有关，用于实时犯罪现场调查和恐怖活动调查的纳米技术方法，确定爆炸性气体、生物制剂和残留物的存在[10-14］．

法证科学是一个广泛的亚专业领域，它使用从自然科学改编的技术来获取刑事或其他法律证据[14-18］．

纳米技术正开始对犯罪现场的证据处理、实验室的证据分析以及法庭上的证据陈述产生影响。纳米技术的应用可能会提高在组织、材料和土壤中鉴定有毒物质、法医证据的能力[19-22］．

法医纳米技术

法医学主要涉及犯罪的鉴定、评估和调查，以及寻找证据和罪犯之间的联系。纳米法医是法医科学的一个新领域，与纳米传感器的发展密切相关，通过确定爆炸性气体、生物制剂和残留物的存在，用于犯罪调查和恐怖活动检查[22-26］．纳米分析是纳米技术在犯罪侦查中的常用手段。这些分析技术包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、动态光散射和拉曼显微镜[27-29］．这些技术在两个方面帮助法医科学家:1)使分析纳米样品成为可能;2)利用纳米材料的特定效果来识别和收集证据，这是以前的技术无法实现的。从手印、指纹、枪支残留物、爆炸物和重金属中提取DNA是一些新方法，可以帮助法医科学家提供确凿的证据[30.-34) (表1）.

表1:纳米技术和法医学。

法医纳米技术的应用

法医毒理学分析

纳米技术最有效地应用于法医毒理学学科，从众多重要的法医证据如头发、血液、唾液、玻璃体，甚至从尸体骨架和指纹证据样本中检测不同的有毒物质。金纳米颗粒、银纳米颗粒和氧化钛纳米颗粒常用于提高检测限[35-39］．体液玻璃体体液中检测盐酸利多卡因。利用这种创新方法研制的纳米传感器可作为现场即时检测和现场检测的主要替代方法，在法医毒理学药物筛选中具有低成本、活性、稳定和一定时间的筛选方法。法医纳米技术已有效应用于真实样本，以说明纳米传感器在毒理学分析方面的适用性[45-48］．

法医DNA分析

法医DNA分析用于谋杀、强奸和其他犯罪案件。可以对血迹，毛发，纤维精液进行DNA分析。微流控设备是近年来应用于法医DNA分析的先进设备。这些装置的优点是检查时间短，污染风险小，可直接适用于犯罪现场。另一项最重要的技术是微流控芯片技术，该技术已被证明在医疗应用中是有用和有效的，例如在护理点使用[49-54］．

法医DNA分型

在法医DNA分型中，高质量的PCR(聚合酶链反应)提取是至关重要的。为了从用于法医分析的尸体指示性液体和骸骨标本中提取优质的PCR现成DNA样本，使用了二氧化硅基磁性纳米颗粒、磁性纳米颗粒和铜纳米颗粒。为了分离DNA，我们使用含羧基化合物的磁铁矿纳米颗粒作为吸附剂进行PCR扩增[55-59］．

法医指纹可视化

指痕是指脊断裂留下的证据。这些指印可以识别一个人。犯罪现场常见的指纹有三种类型，即塑型指纹、未定型指纹和潜伏指纹。潜伏型指纹多出现在肉眼不可见或不可见的犯罪现场，需要进一步处理。一般来说，指纹粉用来显现潜在的手印[60-65］．一般在犯罪现场，汗液残留物是手指在物品上留下的。将指纹粉撒在手指留下的汗液上，指纹粉会粘在手指留下的汗液上，从而形成可预测的图案，使潜在指纹变成彩色或荧光，便于识别。铝片、炭黑是目前应用最广泛的潜在指纹显影材料[66-70］．

已开发出纳米粉末，与SALDI-TOF2-MS结合使用，将产生生姜打印并用于检测[71-74］．

纳米技术在指纹分析中的新方法使得在犯罪案件中发现新的证据变得容易。通过使用金纳米颗粒，研究人员能够在无孔表面上靶向氨基酸，这将有助于更好地分析潜在指纹。［75-79］．

纳米指纹残留可视化:显微镜:身体面霜和防晒乳液可以通过使用残留的二氧化钛或氧化锌纳米颗粒来检测，而汗液则可以通过其无机成分来检测

法医爆炸物检测

在全球范围内，恐怖活动不断增加，对隐藏爆炸物的探测成为人们关注的焦点。纳米材料为制造探测爆炸物的传感器提供了活跃的潜力。系统和有效地探测隐藏在车辆、行李和车辆中的爆炸物。追踪爆炸物是一项非常昂贵和非常复杂的任务。80-85］．纳米结构被用作传感器，用于探测不同的化学和生物化合物，包括爆炸物。超小型器件具有较高的传感能力。

为了追踪爆炸物，我们使用先进的纳米传感器概念装置，如电子鼻、纳米管和纳米机械装置，侦测传统炸弹、塑胶炸药和手榴弹[13-18］．狗可以识别不同类型的气味，包括爆炸物，目前，狗被训练来探测隐藏的爆炸物，这太昂贵和耗时。所以目前使用电子鼻技术，狗可以很容易地追踪，没有任何缺点。电子鼻通常具有化学传感系统，如人工神经网络[86-91］．

爆炸后炸药残留分析

纳米技术在爆炸后的爆炸物残留分析中也很有用。在炸弹爆炸事件中，炸药会碎裂，爆炸现场会留下极少量的爆炸残留物。纳米技术可用于探测未碎裂的爆炸物[92-96］．

枪击残留物分析

纳米技术可应用于枪弹残留物的检测分析。射击残留物的一些微观颗粒经常出现在射击者的手上，在开枪之后。可能会出现在他的衣服上，或者枪手的任何物品上。在GSR分析中使用高分辨率SEM成像来定位残留颗粒，并使用x射线光谱法来确定其元素组成。［96-One hundred.］．

结论

本文综述了纳米技术在法医学领域的重要意义，以及纳米技术在法医学各个阶段的应用。讨论了纳米技术在刑事侦查不同阶段的应用。

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