作者：孫千 本文轉(zhuǎn)載自公眾號(hào)：老千和他的朋友們。原文地址：https://mp.weixin.qq.com/s/4wEVa7jyneCQktdl3GlNeQ

在法醫(yī)分析中，主要處理三種數(shù)據(jù)：

• 形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)?——?例如疑似GSR顆粒殘留物的形狀、汽車油漆橫截面中層的數(shù)量和厚度
• 定性數(shù)據(jù)?——?例如樣本中存在的元素
• 定量數(shù)據(jù)?——?例如玻璃碎片中元素的濃度
  
  

一般而言，不具備化學(xué)專業(yè)知識(shí)的司法行政部門對(duì)分析對(duì)象的組成等細(xì)節(jié)并不感興趣，除非是在諸如駕駛員血樣中酒精濃度或藥片、體液中非法物質(zhì)含量等情況。

因此，分析結(jié)果應(yīng)以非專業(yè)人員能夠理解的形式呈現(xiàn)，但同時(shí)所采用的數(shù)據(jù)評(píng)估方法應(yīng)體現(xiàn)法醫(yī)專家在案件中的作用。

🤔假設(shè)檢驗(yàn)：兩個(gè)可能的真相

法醫(yī)專家的工作就像偵探小說(shuō)，總是要在兩個(gè)假設(shè)之間做選擇：

• H?（控方觀點(diǎn)）：嫌疑人有罪

• H?（辯方觀點(diǎn)）：嫌疑人無(wú)罪

然后用科學(xué)數(shù)據(jù)（證據(jù)，E）來(lái)判斷哪個(gè)更可能是真的。結(jié)果總是以數(shù)值方式估算條件概率Pr(E|H?)和Pr(E|H?)。

?

🔬法醫(yī)要解決的兩大問(wèn)題

1️⃣?識(shí)別問(wèn)題：這是什么？

槍擊殘留物（GSR）案例：

• 回收的顆粒是開(kāi)槍留下的嗎（H?），還是來(lái)自射擊以外的其他活動(dòng)（H?）？
• 為了回答這個(gè)問(wèn)題，需要使用形態(tài)學(xué)和定性元素組成信息
  
  

玻璃碎片案例：

• 在碎片中發(fā)現(xiàn)的微量痕跡是否為玻璃物體（H?）還是不是（H?）？
• 如果是，那么它是否來(lái)自酒瓶（H?）還是車窗浮法玻璃碎片（H?）？
• 為了回答這個(gè)問(wèn)題，使用定性和定量元素組成
  
  

2️⃣比較問(wèn)題：是同一來(lái)源嗎？

這項(xiàng)任務(wù)涉及以下問(wèn)題：

兩個(gè)樣本——回收樣本（例如從嫌疑人身上回收的痕跡）和對(duì)照樣本（例如在犯罪現(xiàn)場(chǎng)收集的樣本）——是否可能來(lái)自同一物體（H?），還是來(lái)自兩個(gè)不同的物體（H?）？

具體應(yīng)用例子：

• 在嫌疑人衣服上發(fā)現(xiàn)的玻璃碎片是否可能來(lái)自破碎的汽車擋風(fēng)玻璃？
• 在GSR案件中，在嫌疑人手上檢測(cè)到的GSR顆粒是否來(lái)自在犯罪現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的彈殼？
  
  

🎲稀有性：關(guān)鍵的破案線索

想象一下，如果一個(gè)人手上發(fā)現(xiàn)了很普通的物質(zhì)（比如鐵），這說(shuō)明不了什么。但如果發(fā)現(xiàn)了很稀有的元素組合，那就不同了！

• 稀有性?——?在代表所分析案例工作的群體中測(cè)量的物理化學(xué)特性的稀有性，稱為相關(guān)群體（例如在肇事逃逸事故案例中的汽車車窗群體）
• 變異性?——?物體間的變異性
  
  

舉個(gè)例子：兩塊玻璃的成分很相似，但如果這種成分組合在市面上很罕見(jiàn)，那它們來(lái)自同一來(lái)源的可能性就很大。

📊似然比：科學(xué)的“天平“

似然法則（Edwards 1990）告訴我們：

?

• 如果H?意味著隨機(jī)變量X取值x的概率是Pr(X = x|H?)，而假設(shè)H?意味著概率是Pr(X = x|H?)
• 那么觀察E = x是支持H?勝過(guò)H?的證據(jù)，當(dāng)且僅當(dāng)Pr(X = x|H?) > Pr(X = x|H?)
• 而似然比LR = Pr(X = x|H?)/Pr(X = x|H?)，衡量該證據(jù)的強(qiáng)度
  
  

似然比（LR）就像一個(gè)天平：

• LR > 1：支持嫌疑人有罪
• LR < 1：支持嫌疑人無(wú)罪
• LR = 1：沒(méi)有傾向性
  
  

• LR值越大，E對(duì)H?的支持越強(qiáng)；值越低，對(duì)H?的支持越強(qiáng)。例如，LR = 100意味著觀察到的證據(jù)支持“來(lái)自同一來(lái)源“的可能性是“來(lái)自不同來(lái)源“的100倍。

  ?

🔬GSR數(shù)據(jù)庫(kù)的重要性

就像DNA數(shù)據(jù)庫(kù)一樣，法醫(yī)也需要大量的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)判斷某種元素組合的稀有程度。沒(méi)有數(shù)據(jù)庫(kù)，專家只能依靠經(jīng)驗(yàn)判斷。

牛津儀器EDS的GSR數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以Aztec GSR為核心，基于Aztec Feature平臺(tái)構(gòu)建，嚴(yán)格按照ASTM E1588國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。該系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化顆粒分類、質(zhì)量控制驗(yàn)證、完整證據(jù)鏈文檔記錄，建立GSR參考數(shù)據(jù)庫(kù)，支持不同彈藥類型特征數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和歷史數(shù)據(jù)查詢比對(duì)，為法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室提供完整的GSR分析解決方案。

?

布魯克EDS的GSR數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以ESPRIT v2軟件平臺(tái)為核心，嚴(yán)格符合ASTM E1588標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)支持自動(dòng)化SEM-EDS分析，建立彈藥和GSR來(lái)源識(shí)別的元素分析數(shù)據(jù)庫(kù)，適用于不同規(guī)格彈藥的GSR分析，提供光譜數(shù)據(jù)的準(zhǔn)量化分析。該系統(tǒng)具備顆粒表征分析、證據(jù)文檔記錄和質(zhì)量控制驗(yàn)證功能，為法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室提供完整的GSR分析解決方案。

?

🔍真實(shí)案例揭秘

這里將介紹SEM-EDX在實(shí)際案例中的應(yīng)用。

🏦案例一：銀行搶劫案（GSR）

案情回顧：發(fā)生了一起銀行搶劫案。搶劫犯用槍威脅銀行出納員。這名受到驚嚇的女性試圖按下安全警報(bào)器時(shí)，襲擊者開(kāi)槍射擊了她然后逃跑。三小時(shí)后，3小時(shí)后警方抓獲嫌疑人

🏦證據(jù)收集

在給嫌疑人戴上手銬之前，警察從其雙手收集了微量痕跡：

• 證據(jù)1?——?左手痕跡
• 證據(jù)2?——?右手痕跡
• ?

使用SEM樣品臺(tái)，在每只手上按壓約100次，主要集中在拇指和食指之間的區(qū)域。

同時(shí)扣押了嫌疑人在槍擊事件中可能穿著的：

• 證據(jù)3?——?襯衫
• 證據(jù)4?——?夾克
• ?

所有證據(jù)立即送往法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室。

嫌疑人供述：警察準(zhǔn)備了審訊報(bào)告，其中嫌疑人否認(rèn)在被捕前48小時(shí)內(nèi)開(kāi)過(guò)槍。

檢驗(yàn)要求：要求法醫(yī)專家檢驗(yàn)證據(jù)以回答以下問(wèn)題：

• 從嫌疑人雙手收集的微量痕跡中是否存在GSR顆粒？
• 嫌疑人的襯衫或夾克上是否存在GSR顆粒？
• 提交的證據(jù)是否表明嫌疑人曾開(kāi)過(guò)槍？
  
  

🏦檢驗(yàn)程序

樣品制備：

• 通過(guò)在證據(jù)外表面按壓SEM樣品臺(tái)約100次，從嫌疑人的襯衫上收集了潛在的GSR微量痕跡
• 樣品臺(tái)主要放置在翻邊、袖子和口袋區(qū)域
• 使用新的SEM樣品臺(tái)對(duì)夾克重復(fù)相同操作
  
  

樣品處理：

• 所有樣品臺(tái)進(jìn)行碳涂層處理
• 然后安裝在掃描電鏡的樣品室中
  
  

檢驗(yàn)方法：

• 使用自動(dòng)化系統(tǒng)模式搜索這些顆粒
• 專家手動(dòng)確認(rèn)了自動(dòng)化程序識(shí)別為GSR顆粒的所有顆粒的化學(xué)成分和形態(tài)學(xué)特征
  
  

檢驗(yàn)結(jié)果:?基于化學(xué)成分的GSR顆粒數(shù)量和類型的檢驗(yàn)結(jié)果列于表1，選定的三組分和二組分GSR殘留物的形態(tài)學(xué)實(shí)例如圖1所示。

圖1在嫌疑人夾克上發(fā)現(xiàn)的三組分PbSbBa顆粒

?

表1?案件檢驗(yàn)中識(shí)別的顆粒類型和數(shù)量

主要發(fā)現(xiàn)：

• 特征性顆粒：?在從嫌疑人夾克收集的微量痕跡中發(fā)現(xiàn)了五個(gè)含有鉛、銻和鋇的特征性顆粒。這些顆粒是已發(fā)射槍支的爆發(fā)底火殘留物。
• 一致性顆粒：?在從嫌疑人雙手和衣物收集的SEM樣品臺(tái)上發(fā)現(xiàn)了多個(gè)含有銻/鋇、鉛/鋇或鉛/銻的顆粒。這些顆粒主要存在于底火殘留物中，但也可能來(lái)自其他來(lái)源。
• 形態(tài)學(xué)特征：?所有被歸類為特征性或與GSR一致的顆粒都呈球形或顯示出曾經(jīng)熔化的特征。
• 顆粒大小：?回收顆粒的大小約在0.5μm到5μm之間。
• 相關(guān)顆粒：?除了被歸類為特征性或與GSR一致的顆粒外，還從每個(gè)分析的證據(jù)中發(fā)現(xiàn)了大量通常與GSR相關(guān)的顆粒。
  
  

🏦專家結(jié)論：這么多GSR顆粒的存在，強(qiáng)烈支持嫌疑人接觸過(guò)槍支的假設(shè)！GSR顆粒的可能來(lái)源。

🚗案例二：肇事逃逸案（玻璃對(duì)比和分類問(wèn)題）

案例背景：12月的一個(gè)晚上，在路邊發(fā)現(xiàn)了一具尸體。警方調(diào)查人員懷疑這是一起肇事逃逸事故。受害者的尸體被運(yùn)送到醫(yī)學(xué)部門，在尸檢過(guò)程中，死者的衣物被分別裝入不同的袋子中。

🚗證據(jù)收集

受害者衣物：

?

• 證據(jù)1?——?牛仔褲
• 證據(jù)2?—— T恤
• 證據(jù)3?——?內(nèi)褲
• 證據(jù)4?——?襪子
• 證據(jù)5?——?鞋子
• ?

對(duì)照樣本：幾天后，警方調(diào)查人員找到了涉嫌肇事的汽車，從其破碎的擋風(fēng)玻璃中收集了對(duì)照玻璃樣本：

• 證據(jù)6?——?汽車擋風(fēng)玻璃碎片
• ?

檢驗(yàn)要求

所有證據(jù)都被送至法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室，以回答以下問(wèn)題：

• 受害者的衣物和鞋子上是否存在玻璃碎片？
• 如果有，這些碎片是否可能來(lái)自收集對(duì)照玻璃樣本的同一物體？
  
  

微量物證收集：

• 對(duì)受害者的每件衣物（證據(jù)1-5）表面進(jìn)行了刷拭
• 為每件證據(jù)收集的殘留物分別放入塑料培養(yǎng)皿中
• 在體視顯微鏡（40倍放大）下檢查收集的微量物證
  
  

初步結(jié)果：顯微鏡檢查顯示，分別在以下證據(jù)的殘留物中發(fā)現(xiàn)了玻璃碎片：

• 牛仔褲（證據(jù)1）：2個(gè)碎片
• 襪子（證據(jù)4）：3個(gè)碎片
• 鞋子（證據(jù)5）：3個(gè)碎片
• 線性尺寸均在0.1-0.5毫米范圍內(nèi)
  
  

樣品制備：

• 所有潛在的玻璃碎片都直接放置在SEM樣品臺(tái)上
• 來(lái)自涉嫌肇事汽車破碎擋風(fēng)玻璃的3個(gè)線性尺寸約0.1毫米的玻璃碎片（證據(jù)6）被放在第二個(gè)SEM樣品臺(tái)上
• 制備好的樣品臺(tái)進(jìn)行鍍碳處理
  
  

SEM-EDX分析證實(shí)所有選定的碎片都是玻璃。

元素組成：

• 回收玻璃碎片的平均元素組成（以重量百分比表示）見(jiàn)表2
• 對(duì)照樣本（證據(jù)6）的平均元素組成為：
  
• O，47.55±0.72；Na，10.30±0.31；Mg，0.16±0.02；Al，0.20±0.03；Si，33.92±0.64；Ca，7.83±0.35
  

證據(jù)分析：

• 受害者衣物上發(fā)現(xiàn)8個(gè)玻璃碎片
• 其中5個(gè)與肇事車輛擋風(fēng)玻璃成分匹配
• 另外3個(gè)來(lái)自其他玻璃制品
  
  

🏦科學(xué)結(jié)論：部分玻璃碎片確實(shí)來(lái)自肇事車輛，為案件提供了關(guān)鍵證據(jù)！

💡案例三：車禍中的“羅生門“——事故期間汽車燈泡是否點(diǎn)亮？

案例背景：11月的一個(gè)黑暗夜晚，兩輛車在十字路口相撞。撞向B車的A車司機(jī)解釋說(shuō)，他沒(méi)有看到第二輛車，因?yàn)?/span>B車沒(méi)有開(kāi)燈。B車司機(jī)否認(rèn)了這一點(diǎn)。

檢驗(yàn)?zāi)康?/span>:為了確定誰(shuí)的證詞是真實(shí)的，警方調(diào)查人員收集了B車的破碎鹵素?zé)簦?b>證據(jù)1）并送到法醫(yī)實(shí)驗(yàn)室。檢查的目的是回答問(wèn)題：B車的燈泡在事故期間是否點(diǎn)亮？

判斷依據(jù)：

1. 氧化物涂層：?專家尋找固定在燈絲上的白色或黃色涂層。該涂層與熱燈絲與空氣中存在的氧氣反應(yīng)形成的特定氧化物有關(guān)。
2. 熔融玻璃：?當(dāng)點(diǎn)亮的燈泡破碎時(shí)，破碎燈泡的玻璃碎片會(huì)熔化到仍然溫?zé)岬臒艚z中。
3. ?

假設(shè)框架：

• H??——?燈泡在碰撞期間點(diǎn)亮
• H??—— ?燈泡在碰撞期間未點(diǎn)亮
• ?

🏦?檢驗(yàn)程序

使用體視顯微鏡檢查了破碎燈泡的燈絲

• 在燈絲表面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)涂層
• 但觀察到固定在燈絲表面的熔融物質(zhì)區(qū)域
  
  

樣品制備：

• 燈絲從燈泡中分離出來(lái)，直接放置在SEM樣品臺(tái)上
• 使用鍍膜儀對(duì)其表面進(jìn)行碳涂層
  
  

燈絲材料確認(rèn)：燈絲透明表面的元素分析確定該特定燈絲由鎢制成。

熔融物質(zhì)分析：由于專家沒(méi)有關(guān)于鎢與空氣中氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的涂層類型和數(shù)量的參考材料，檢查只專注于分析固定在燈絲上的熔融物質(zhì)。

汽車燈泡燈絲（證據(jù)1）在SEM-EDX下觀察，并有熔融玻璃痕跡（箭頭指示）

?

元素組成：該物質(zhì)的元素分析證實(shí)這些是熔融的玻璃碎片，平均元素組成（以重量百分比表示）如下：

• O：49.86±0.67
• Na：6.63±0.42
• Mg：1.85±0.14
• Al：1.55±0.67
• Si：34.84±0.86
• K：0.79±0.07
• Ca：3.21±0.15
• Ba：1.19±0.25
• ?

組成特征：這種元素組成——特別是相對(duì)大量的鉀和鋇——是具有特殊光學(xué)性質(zhì)的玻璃的特征。

🏦專家結(jié)論：在燈絲上發(fā)現(xiàn)了熔融玻璃，證明燈泡在事故時(shí)是點(diǎn)亮的！

🎯法醫(yī)學(xué)的局限性

⚠️?GSR檢測(cè)的復(fù)雜性

陽(yáng)性結(jié)果不等于一定開(kāi)槍！
可能的原因：

• 真的開(kāi)過(guò)槍
• 接近剛開(kāi)火的槍支
• 接觸過(guò)有GSR的人或物品
  
  

陰性結(jié)果也不等于沒(méi)開(kāi)槍！
可能的原因：

• 檢測(cè)時(shí)間過(guò)晚
• 嫌疑人清洗過(guò)手部
• 使用了特殊彈藥
  
  

🎯其他案例

🌟現(xiàn)代法醫(yī)學(xué)雖然不像電視劇里那么神奇，但科學(xué)的力量確實(shí)能幫助我們接近真相。每一個(gè)微小的顆粒、每一塊玻璃碎片，都可能成為破案的關(guān)鍵線索。?