Сводная информация
Из лаборатории в зал суда: возможности, предоставляемые световой микроскопией, упрощают выполнение ряда задач в области судебной экспертизы. Маркус Фабич из Olympus Europa рассказывает об этом подробно.
С годами световая микроскопия стала практически неотъемлемой частью аналитической работы в области судебной экспертизы, и не без причины. Световая микроскопия является быстрым и легкодоступным методом анализа и, что самое главное, недеструктивным в отношении ценных и незаменимых образцов. Она стала частью рутинных процессов почти в каждой криминалистической лаборатории, и специалисты неизменно применяют этот метод микроскопии в качестве первоочередного как для исследований, так и для расследований, перед обращением к остальным методам анализа. Это стало особенно важно в последние годы, поскольку теперь в рамках уголовного расследования для проведения деструктивного анализа улики необходимо получить специальное разрешение. А в некоторых случаях, недеструктивного анализа может быть достаточно для получения важных данных. Более узконаправленные методы микроскопии также широко применяются. Например, микроскопия с использованием поляризованного света — для идентификации волокон, и сравнительная микроскопия — для сопоставления структуры волос, а также следов от огнестрельного и холодного оружия.
В Абертейском университете (Шотландия) научно-исследовательская группа судмедэкспертов (д-р Кевин Фарруджия, д-р Кейт Старрок, д-р Грэхем Уайтман и Изобель Стюарт) испытали на практике новейшую модель оптико-цифрового светового микроскопа Olympus в рамках нескольких исследовательских проектов. Новая линейка световых микроскопов объединяет в себе инновационные оптические и цифровые технологии, которые позволяют проводить быстрый и детальный анализ и измерения в сфере материаловедения. Микроскопы серии Olympus DSX объединяют в себе возможности анализа, измерений и формирования отчетности, а благодаря простоте управления точный анализ больше не требует наличия углубленных познаний в микроскопии. Кроме того, функция цифрового захвата и отображения изображений с возможностью просмотра на экране обеспечивает комфорт при длительной работе, обсуждениях или обучении. Разнообразные функции оптико-цифрового микроскопа позволяют научно-исследовательской группе более детально анализировать различные типы улик, в том числе отпечатки пальцев, запрещенные вещества и следы от ручки на бумаге.
Обнаружение скрытых отпечатков пальцев
Уникальные для каждого человека отпечатки пальцев, оставленные на поверхности какого-либо предмета, являются важнейшим источником для установления личности. Каждый отпечаток пальца представляет собой уникальный рисунок из кожных бороздок, сложенных в петли, завитки и дуги. Кроме того, между кожными бороздками расположен ряд пор, выделяющих пот (Рис. 1). И хотя иногда отпечатки могут быть отчетливо видны, например, если палец был испачкан в крови или краске, но чаще всего именно пот помогает очертить контуры кожного рисунка. Такие скрытые отпечатки требуют применения дополнительных средств для их обнаружения, в зависимости от того, на какой поверхности они были оставлены.
Преступники часто стараются стереть все возможные улики, и одной из задач судмедэкспертов является поиск скрытых отпечатков на металлических поверхностях, с которых были стерты изначально оставленные отпечатки. Интересно, что при первом контакте потных рук преступника с металлом отпечатки пальцев могут настолько глубоко «впитаться» в поверхность, что их след никак невозможно стереть. Обнаружение попытки стереть следы контакта с металлической поверхности позволяет предположить намерение избавиться от улик. Исследователи из Абертейского университета изучают способ визуализации таких следов путем нагревания металла до температуры свыше 400 ºC с последующим захватом и анализом изображений отпечатков с помощью микроскопа Olympus DSX110. Был исследован ряд металлических поверхностей, а также вид оставшихся на них отпечатков после их стирания разными тканями, в том числе шерстью, хлопком и нейлоном (Рис. 2). Визуализация полного отпечатка при большом увеличении была важна для выполнения углубленного анализа, и на всех изображениях это было возможно благодаря функции сшивки в микроскопе DSX110. Хотя в некоторых случаях информация, полученная с таких отпечатков, может быть недостаточной для точного установления принадлежности, тем не менее она может использоваться вместе с другой имеющейся информацией или служить поводом для исключения человека из списка подозреваемых.
При рассмотрении отпечатков прямо сверху различение характерных особенностей было затруднительно. Но решить эту проблему помогла возможность наклона головки микроскопа DSX110, что позволило осветить и рассмотреть образец под углом. Такая скошенная подсветка создает тени для выделения рельефа поверхности, что позволяет более детально рассмотреть бороздки, отпечатавшиеся на металле (Рис. 3).
Потовые поры на отпечатке пальца
 Рис. 1 | Микроскоп DSX110 позволяет четко разглядеть поры на отпечатке пальца. Через поры выделяется пот, которые способствует отпечатыванию кожного рисунка на многих поверхностях. |
Обнаружение скрытых отпечатков пальцев на металле.
Отпечатки, стертые с металлической поверхности, вновь проявляются после нагревания поверхности до температуры свыше 400 °C. На примерах ниже микроскоп DSX110 использовался для визуализации отпечатков на медной поверхности, стертых шерстью (A) или нейлоном (B), и на латунной поверхности, стертых шерстью (C) или хлопком (D). Изображения предоставлены К. Деттори, Абертейский университет
 Рис. 2А: отпечаток пальца на медной поверхности, стертый шерстью |  Рис. 2В: Отпечаток пальца на медной поверхности, стертый нейлоном |
 Рис. 2С: Отпечаток пальца на латунной поверхности, стертый шерстью |  Рис. 2D: Отпечаток пальца на латунной поверхности, стертый хлопком |
Выделение рисунка отпечатка пальца на металлической поверхности с помощью скошенного освещения.
 Рис. 3 | Образец алюминиевой поверхности со скрытым отпечатком пальца, стертым хлопком, нагревался до 400 °C и визуализировался методом световой микроскопии с помощью микроскопа DSX110 со скошенным освещением, максимизирующим контраст. Изображение предоставлено К. Деттори, Абертейский университет. |
Логотипы на изъятых запрещенных фармацевтических препаратах
Научно-исследовательская группа судмедэкспертов из Абертейского университета работала в тесном сотрудничестве с полицией Шотландии, которая подтвердила, что новое исследование внесло значимый вклад в проведение первичной судебной экспертизы. В рамках этого сотрудничества микроскоп DSX110 использовался для анализа партии запрещенных препаратов, изъятых полицией. Злоупотребление запрещенными препаратами само по себе является острой социальной проблемой, но в добавок к этому поставщики нередко заменяют психоактивные вещества альтернативными веществами. И хотя чаще всего в качестве альтернативных используются безвредные вещества, например сахар, некоторые из них могут быть даже более опасными. Кроме того, объемное содержание активного препарата может значительно варьироваться. Например, в некоторых исследованных таблетках диазепама, которые были изъяты полицией, было обнаружено 10 мг активного вещества (дозировка, отпускаемая в аптеках), однако в других партиях дозировка была в четыре раза выше, а это уже представляет серьезный риск здоровью в случае передозировки. Поэтому чрезвычайно важно исследовать и охарактеризовывать партии таблеток в рамках следственных действий. И научно-исследовательская группа из Абертейского университета изучает возможность выполнения этой задачи, опираясь одновременно на физические и химические свойства препаратов. В перспективе разработка статистической модели, которая поможет идентифицировать различные партии препаратов в нелегальной цепочке поставок и даст полиции возможность обнаружить связь между различными конфискованными партиями и, возможно, даже отследить поставщика конкретной партии.
На Рис. 4 представлены некоторые образцы из партии изъятых таблеток, проанализированных с помощью микроскопа Olympus DSX110. Визуальные характеристики могут быть получены на основании нескольких параметров, например цвета и формы. Многие из этих таблеток имеют логотипы, а у некоторых видны дефекты по краям (предположительно, появившиеся вследствие повреждения машины для прессования таблеток), которые, в конечном итоге, могут быть связаны с конкретной партией препаратов. В данном случае, опять же, была полезна функция наклона головки микроскопа DSX110, которая позволила детально рассмотреть логотипы и края таблеток (Рис. 4В). Цифровые технологии, а точнее инструмент создания расширенного фокального изображения (EFI), позволили повысить качество визуализации. Используя функцию 3D-визуализации, инструмент EFI объединяет серию 2D-изображений, полученных в разных точках по оси Z, формируя полностью сфокусированное составное изображение всего образца, позволяя в деталях рассмотреть всю поверхность таблетки.
Охарактеризовывание изъятых препаратов
Составление подробного профиля изъятых препаратов помогает полиции отследить поставщика. При рассмотрении сверху можно получить достоверную информацию о цвете (А), а выполнить более подробную визуализацию с выделением логотипа и краев таблетки позволяет функция наклона головки микроскопа DSX110 (В). Изображения предоставлены С. Гринфилдом, Абертейский университет
 Рис. 4 А-1 |  Рис. 4 A-2 |
 Рис. 4 A-3 |  Рис. 4 A-4 |
 Рис. 4 B-1 |  Рис. 4 B-2 |
 Рис. 4 B-3 |
Следы чернил на бумаге
Документы могут использоваться в мошеннических схемах или подделываться по ряду причин. Самые распространенные: хищение персональных данных и страховое мошенничество или подделывание преступником предсмертной записки от имени жертвы. Главная задача аналитического процесса — получить как можно больше информации, не повреждая и не изменяя документ, и вот здесь в игру вступает недеструктивная световая микроскопия. Анализ документов, как правило, включает в себя анализ почерка, чернил и бумаги, а в одном из проектов Абертейского университета сюда также включили анализ специфических канавок от шариковой ручки на бумаге. Когда на бумаге рисуется линия, заостренный кончик ручки разрывает волокна бумаги, оставляя канавку. Рельеф этих канавок может различаться в зависимости от почерка человека, типа ручки, качества бумаги, а также твердости предмета, на котором лежал лист бумаги. Наряду со световой микроскопией могут использоваться и альтернативные методы для получения дополнительной информации, например о химическом составе чернил. Однако метод хроматографического анализа не пригоден для гелевых чернил, поскольку эти чернила состоят из полимера, который сложно растворить. Для анализа таких чернил требуются альтернативные методы.
Коэффициент увеличения, достигаемый в оптико-цифровом микроскопе, позволяет выполнять визуализацию бумажных волокон, одновременно просматривая цветовой диапазон и характер распределения чернил. Также можно измерить глубину канавки, которая представляется в виде карты высот и может просматриваться и анализироваться в формате 2D или 3D (Рис. 5).
Анализ канавок, оставляемых ручкой на бумаге
Дифференциация канавок от ручки на бумаге может предоставить полезную информацию для установления личности автора. На следующих примерах канавки от ручки визуализировались на микроскопе DSX110 со светлопольным освещением (А), по карте высот в режиме 2D-визуализации (В) и по карте высот в режиме 3D-визуализации (С). Изображения предоставлены К. Денован, Абертейский университет.
 Рис. 5А |  Рис. 5В |
 Рис. 5С |
В зале суда
Данные, полученные с помощью микроскопического анализа, неоценимы для судебной экспертизы, но не менее важно и то, как эти данные будут представлены в суде. Одно изображение может быть красноречивее любых слов, и информация в формате изображения может быть более понятной для суда присяжных, чем в формате цифр или словесного объяснения. На Рис. 6 приведен пример того, как данные могут быть представлены в понятной форме с помощью функций создания отчетности в микроскопе DSX110. Более того, во всех трех описанных проектах одна ключевая функция анализа изображений играла неизменно важную роль: функция сшивания изображений. Будь то анализ отпечатков пальцев, логотипа на запрещенном препарате или следа от ручки на подозрительном документе, создание и предоставление полномасштабных изображений чрезвычайно важно для донесения сведений до суда присяжных. При непосредственном изучении материалов дела такие изображения можно еще больше увеличивать для подробного рассмотрения отдельной области и получения лучшего представления об образце.
Представление данных на должном уровне играет ключевую роль в зале суда.
 Рис. 6 | Данный пример иллюстрирует отчет об анализе 3D профиля канавки от ручки на бумаге с содержанием дополнительной информации, такой как параметры захвата изображения. Изображения предоставлены К. Денован, Абертейский университет |
Заключение
Световая микроскопия предоставляет множество возможностей для исследований в области судебной экспертизы. Конструкция современных микроскопов во многом основана на цифровых технологиях, которые позволяют значительно повысить разрешение изображений и улучшить аналитические способности систем, в частности из линейки оптико-цифровых микроскопов Olympus. Использовав оптико-цифровой микроскоп Olympus DSX110, научно-исследовательская группа судмедэкспертов из Абертейского университета оценила ряд преимуществ благодаря расширенным функциональным возможностям для получения более подробных сведений о различных образцах.
Световая микроскопия, как комплексный подход с применением различных дополнительных методик, позволяет следователям получать результаты быстрее, с меньшими усилиями и без разрушения образца. Это особенно важно с учетом бюджетных ограничений криминалистических лабораторий, для которых оптимизация рабочего процесса играет критическую роль. С учетом высокой производительности и доступности световой микроскопии, можно с уверенностью сказать, что этот метод будет занимать все более прочные позиции в области судебной экспертизы для проведения как исследований, так и практических расследований — и даже для представления улик в суде.
