指纹中化学成分分析研究进展

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[摘 要]本文综述了近年来国外指纹化学成分研究领域的研究成果，重点对指纹中人体汗腺、皮脂腺分泌的化学成分以及外源性化学成分进行了分析，以期为指纹中所有成分进行识别和定性定量分析提供重要的帮助。

[关键词]指纹化学成分 内源性 外源性

中图分类号：TQ651 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0128-01

1 指纹的成分

指纹中残存的分泌物和人体的代谢有关，因此指纹中微量化学成分分析同样具有生物体自身代谢识别和生物体活动的一些特点，随着现代分析测试仪器灵敏度的提高，可以通过探索以指纹作为生物基质的化学成分分析，从而对人们的行为、习惯以及所接触的物质成分进行分析。由于指纹化学成分复杂，确定指纹化学成分存在很多困难，可以认为指纹的化学成分是一个随着时间变化而发生在系统间不同状态下的演变。由于许多因素的作用，指纹的初始成分和老化成分都具有可变性，因此当分析指纹中化学成分时，必须重视初始成分和老化成分的结合以及影响因素的作用[1]。

2 指纹的初始成分

指纹的化学成分是由许多化合物混杂在一起形成的，而这些化合物主要来自于表皮、真皮中的分泌腺以及外源性物质。

2.1 表皮分泌物

人体表皮在皮肤的最上部，由表皮组织构成（组织由细胞紧密排列在一起），主要分为基底层、棘层、颗粒层、透明层和角质层共五层，。角质层是表皮的最外层，由多层已经角质化的扁平细胞组成，基底层随着细胞分裂增殖，新生细胞会迁移至表面，原先的死细胞脱落为皮屑，从而进行皮肤更新[2]，这样的替换周期大约为3-4周。在脱皮过程中，蛋白质会进行表达[2-5]，分泌物在角质层和客体接触的过程中遗留在客体表面。

有一项研究证明了蛋白质在表皮脱落过程中进行表达[3]：角蛋白1和10（56和64千道尔顿）和组织蛋白酶D（48和52千道尔顿）。这项研究运用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳技术（sodium-dodecyl-sulfate polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE） 和免疫印迹（Western Blotting）相结合来检测指纹中的蛋白质和多肽，但没能获得具体蛋白质的详细定量信息。

2.2 真皮分泌物

真皮位于表皮深处，包含了五百万的分泌腺，如泌离腺、汗腺和皮脂腺等，这些分泌腺的分泌物通过表皮毛孔到达皮肤表面[6]。

泌离腺主要分布于生殖器、、腹股沟和腋窝区域。由于外分泌腺和皮脂腺分泌物给泌离腺分泌物的分析造成了困难以及泌离腺分泌物对指纹化学成分本身影响较小，所以很少有研究关注泌离腺的分泌物，甚至从没有关注过泌离腺分泌物对指纹化学成分的影响，但泌离腺的分泌物对于性犯罪很可能具有重要意义。

汗腺分布于全身各处，对指纹化学成分具有重要影响，其分泌物的主要成分是水（99%），也包含有其它一些无机或有机化合物。

皮脂腺存在于除了手和脚以外的全身各处，皮脂腺分泌的油脂是指纹化学成分的重要组成部分。由于手和脚表面没有皮脂腺，因此只有当手接触到身体其余部位后油脂才会转移到指尖，从而遗留在客体表面。

许多研究利用汗腺和皮脂腺的分泌物进行皮肤病学和医学研究[2，3]，但很少有人研究这些分泌物对指纹化学成分的影响。

2.2.1 汗腺的分泌物

汗腺的分泌物主要是蛋白质/多肽。然而到目前为止，仅认定了一小部分蛋白质。这其中就包括了通过SDS-PAGE确认的指纹中的清蛋白、角蛋白1和10和组织蛋白酶D[3，6]；通过免疫检测反应确认的皮离蛋白，一种起保护抗菌的作用的缩氨酸[3]。研究还通过傅里叶变换红外光谱学（Fourier transform infrared，FTIR）和傅里叶变换红外光谱成像（FTIR-imaging）技术证明了蛋白质的存在，但是依旧没能具体识别和量化它们[1-3]。由于样品的浓度低（指纹中蛋白质的含量低）和环境干扰[4]给指纹化学成分的进一步分析造成了困难，也致使现在依旧没能完成。也许未来通过更先进的质谱分析技术和精细的样品制备会得到详尽的分析结果，但这些技术无疑要消耗大量的金钱和时间[5，6]。

2.2.2 皮脂腺的分泌物

指纹中的皮脂腺分泌的许多化合物都已被识别。皮脂腺分泌油脂的主要成分是角鲨烯、蜡酯、甘油三酯和磷脂。此外油脂中还含有甘油酯、胆固醇、脂化胆固醇和游离脂肪酸等，这些成分主要来自于表皮（皮脂膜）。采用不同分析技术，研究发现指纹中最丰富的脂质化合物是游离脂肪酸[1，2，3]。

3 指纹的外源性成分

指纹中的化学成分不仅仅来自于外分泌腺，还有大量的外源性物质，例如化妆品、食物残渣、灰尘和药品及其代谢产物。

通常利用GC-MS检测指纹中的化妆品成分，例如美发产品、残留香水、体乳等的成分[3，4]。需要说明的是，检测中很难把化妆品和指纹的固有成分区别开来，因为化妆品中可能包含一些指纹内源性的脂质分泌物。例如脂肪酸（例如软脂酸）或蜡酯（例如肉豆蔻酸、肉豆蔻酯）。

总之，研究指纹中的化学成分，可以为提高显现指纹技术水平提供坚实的理论支撑，未来指纹学研究内容的丰富将更多地依赖于对指纹中化学成分的分析。

参考文献

[1] J. Salama， S. Aumeer-Donovan， C. Lennard， C. Roux， Evaluation of the fingermark reagent oil red O as a possible replacement for physical developer， J. Forensic Ident. 58 （2） （2008） 203-237.

[2] E. Candi， R. Schmidt， G. Melino， The cornified enveloppe： a model of cell deatch in the skin， Nat. Rev. 6 （2005）.

[3] V. Drapel， A. Becue， C. Champod， P. Margot， Identification of promising antigenic component in latent fingermark residues， Forensic Sci. Int. 184 （1C3） （2009） 47-53.

[4] R.L. Eckert， M.T. Sturniolo， A.M. Broome， M. Ruse， E.A. Rorke， Transglutaminase function in epidermis， J. Invest. Dermatol. 124 （3） （2005） 481-492.

[5] H. Bazzi， A. Getz， M.G. Mahoney， A. Ishida-Yamamoto， L. Langbein， J.K. Wahl Iii， A.M. Christiano， Desmoglein 4 is expressed in highly differentiated keratinocytes and trichocytes in human epidermis and hair follicle， Differentiation 74 （2C3） （2006） 129-140.

[6] J.-C. Guimberteau， J.-P. Delage， J. Wong， Faire peau neuve， Annales de chirurgie plastique esthe′ tique 55 （2010） 255-266.