Wieloimpulsowa luminescencja opóźniona w daktyloskopii i technicznej analizie dokumentów

(1)

Wstęp

Luminescencyjne metody ujawniania œladów linii pa-pilarnych od wielu lat stanowi¹ kanon pracy laborato-riów daktyloskopijnych. Metody ujawniania œladów linii papilarnych, oparte na barwnikach fluorescencyjnych oraz fluoryzuj¹cych produktach reakcji aminokwasów z substancjami ujawniaj¹cymi, znacznie przyczyni³y siê do poprawy jakoœci wizualizowanych œladów daktylo-skopijnych. W luminescencyjnych metodach ujawnia-nia fluorescencja pod³o¿a, na które zosta³ naniesiony œlad, stanowi nieraz du¿¹ przeszkodê we w³aœciwej wi-zualizacji œladu. Eliminacja tego zjawiska pozwoli³aby otrzymaæ obraz tylko ujawnionego œladu linii papilar-nych. W literaturze fachowej opisywana jest metoda pozwalaj¹ca na eliminacjê elementów t³a [1, 3]. Wyko-rzystuje ona zjawisko luminescencji opóŸnionej oraz fil-tracjê czasow¹ w odró¿nieniu od dotychczas prefero-wanej filtracji optycznej. Stosowane urz¹dzenia opiera-j¹ siê na uk³adach mechanicznych lub optoelektronicz-nych. Modu³ami wzbudzaj¹cymi luminescencjê s¹ lase-ry lub oœwietlacze impulsowe.

Pracownia Daktyloskopii Biura Badañ Kryminali-stycznych Agencji Bezpieczeñstwa Wewnêtrznego zo-sta³a wyposa¿ona w stanowisko do wieloimpulsowej rejestracji luminescencji opóŸnionej. Wykorzystywane urz¹dzenie firmy LASAR ELEKTRONIKA jest bardzo podobne do urz¹dzenia bêd¹cego w wyposa¿eniu Wy-dzia³u Daktyloskopii Centralnego Laboratorium Krymi-nalistycznego KGP.

W „Problemach Kryminalistyki” ukaza³ siê artyku³ omawiaj¹cy zagadnienia teoretyczne wizualizacji œla-dów daktyloskopijnych bazuj¹cej na zjawisku lumine-scencji opóŸnionej [1]. W niniejszym artykule skupiono siê na zagadnieniach praktycznych.

Cel badań

Celem badañ wykonanych w Pracowni Daktylosko-pii BBK ABW by³o rozpoznanie, czy metoda rejestracji luminescencji opóŸnionej, w oparciu o urz¹dzenie firmy LASAR ELEKTRONIKA, specyficznie sensybilizowa-nych œladów linii papilarsensybilizowa-nych wniesie now¹ jakoœæ w metodach wizualizowania œladów daktyloskopijnych. Przeprowadzono tak¿e wstêpne badania w celu ustalenia, na ile ta metoda mo¿e znaleŸæ zastosowanie w technicznej analizie dokumentów.

Ponadto sprawdzono, które ze stosowanych barwni-ków i proszbarwni-ków fluorescencyjnych do ujawniania

œla-dów linii papilarnych oraz które produkty chemicznych metod ujawniania wykazuj¹ luminescencjê opóŸnion¹.

Materiał i metody badawcze

Materia³ badawczy stanowi³y œlady linii papilarnych: – naniesione na pod³o¿a wielobarwne, wykazuj¹ce wielozakresow¹ luminescencjê pobudzan¹ œwia-t³em UV (kartony po sokach owocowych, puszki po piwie i inne pod³o¿a wykazuj¹ce fluorescencjê na przyk³ad w czerwonym zakresie widma œwiat³a bia³ego),

– ujawnione fluorescencyjnymi metodami chemicz-nymi.

W badaniach dokumentów wykorzystano banknoty polskie i euro, dowody to¿samoœci, prawo jazdy, karty p³atnicze, legitymacje s³u¿bowe i inne.

Metodyka badań

Œlady linii papilarnych na pod³o¿ach niech³onnych ujawniano metod¹ cyjanoakrylow¹ i uczulano chelatem europu – TEC. Stosowano tak¿e procedurê sensybili-zowania œladów po cyjanoakrylanie kolejno Ardroksem i chelatem europu.

Receptura roztworu chelatu europu – TEC [2]: Roztwór A 1 g – 1-(2-tenoilo)-3,3,3-trifluoroaceton (TTA) 200 ml – 2-butanon Roztwór B 0,5 g europu chlorek x 6H₂O 800 ml – woda destylowana Roztwór koncentratu 200 ml – roztwór A 800 ml – roztwór B

Trwa³oœæ koncentratu – oko³o 3 miesiêcy Roztwór roboczy

100 ml – koncentrat 180 ml – 2-butanon

720 ml – woda destylowana

Trwa³oœæ roztworu roboczego – oko³o 3 miesiêcy Badano tak¿e œlady linii papilarnych kontrastowane: – barwnikami fluorescencyjnymi po cyjanoakrylanie

– Ardroksem, Basic Yellow, Safranin¹,

– proszkami fluorescencyjnymi i magnetycznymi proszkami fluorescencyjnymi firm BVDA (B-438, B-47800, B-47950, B-47850, B-41120, B-41020);

Wieloimpulsowa luminescencja opóźniona

(2)

Sirchie (FAC402, FAC4011); ACE (ALL601, AL--L603)

oraz œlady ujawniane na pod³o¿ach ch³onnych: – ninhydryn¹ +Zn+2, 5-MTN + Zn+2, DFO,

1,2-IND-em, 1,2-IND-em + Zn+2, chlorkiem dansylu i OPA.

Stanowisko do wieloimpulsowej rejestracji luminescencji opóźnionej

Stanowisko do wieloimpulsowej rejestracji lumine-scencji opóŸnionej zosta³o wyposa¿one w optykê firmy Pentax – wymienne obiektywy 100 MACRO i 28-105 Zoom. Jako Ÿród³a œwiat³a zastosowano impulsowe oœwietlacze diodowe o zakresach 365 nm, 475 nm, 530 nm i 940 nm (ryc. 1). Rejestracji mo¿na dokonywaæ po-przez listwê filtracyjn¹.

Prac¹ stanowiska i akwizycj¹ obrazu steruje pro-gram komputerowy o nazwie HSC45-MI firmy HARD-soft. Obrazy mog¹ byæ rejestrowane w formatach TIFF, JPG, BMP. Do ka¿dego pliku graficznego przypisywa-ny jest plik txt z informacj¹ opisuj¹c¹ parametry pracy kamery. Program obs³uguj¹cy kamerê umo¿liwia doko-nywanie obróbki cyfrowej zdjêæ oraz zapamiêtanie wszystkich dokonanych na obrazie operacji, a tak¿e ich kolejnoœci.

Stanowisko pozwala na rejestracjê luminescencji opóŸnionej – LO (w zakresach mikrosekundowych), oraz rejestracjê fluorescencji w trybie zwyk³ym – LIVE.

Czas rejestracji, metod¹ wieloimpulsow¹, jednego ob-razu mierzony jest w dziesi¹tkach sekund.

W badaniach porównywano obrazy rejestrowane w trybie LIVE i LO. Porównañ dokonywano na dwóch monitorach LCD. Obrazy rejestrowane by³y w formacie TIFF. Ogl¹dano obrazy „surowe”, tzn. bez dodatkowej obróbki cyfrowej.

Wizualizacja śladów linii papilarnych ujawnianych na podłożach niechłonnych

Cyjanoakrylan + Ardrox, Basic Yellow, Safranina Do wizualizacji œladów u¿yto oœwietlacza emituj¹ce-go 365 nm i 530 nm. Œlady ujawniano cyjanoakrylanem i kontrastowano ww. barwnikami pojedynczo oraz w przedstawionej powy¿ej sekwencji. Nie zaobserwo-wano w ¿adnym z przypadków luminescencji opóŸnio-nej badanych œladów.

Proszki fluorescencyjne

Do wizualizacji œladów u¿yto oœwietlacza emituj¹ce-go 365 nm. Œlady linii papilarnych ujawniano ró¿nymi proszkami fluorescencyjnymi pobudzanymi UV firm: BVDA, Sirchie i ACE. Podobnie jak w przypadku barw-ników fluorescencyjnych rejestracja w trybie LO nie da-³a pozytywnych rezultatów – ¿aden z proszków nie wy-kazywa³ luminescencji opóŸnionej.

Cyjanoakrylan + chelat europu

Œlady ujawniano cyjanoakrylanem. Kontrastowano TEC oraz sekwencyjnie Ardroksem i TEC. W bada-niach zastosowano oœwietlacz wyposa¿ony w diody emituj¹ce 365 nm, tj. w obszarze bliskim maksimum absorpcji chelatu europu. Pobudzony nadfioletem che-lat, œwieci w zakresie czerwieni widma œwiat³a bia³ego z maksimum oko³o 613 nm. Optymalny czas nia TEC wynosi: 600–800 μs. Czas emisji po naœwietla-niu: 1700–3500 μs.

W wiêkszoœci przypadków obrazy œladów linii papi-larnych rejestrowane w trybie luminescencji opóŸnionej wykazywa³y wiêksz¹ iloœæ szczegó³ów, lepszy kontrast, by³y „ostrzejsze”, niekiedy „gubi³y” t³o (ryc. 6, 7). Je¿eli fluorescencja t³a oscylowa³a w zakresie 600 nm i t³o nie wykazywa³o luminescencji opóŸnionej, udawa³o siê za-rejestrowaæ œlady tylko w trybie LO (ryc. 2, 3).

W zale¿noœci od charakterystyki pod³o¿a, na którym ujawniono œlad, nale¿a³o dobraæ w³aœciwie warunki re-jestracji, zmieniaj¹c parametry pracy kamery: czas na-œwietlania œladu, czas otwarcia migawki, opóŸnienie i liczbê wykonanych ekspozycji. Dobór tych parame-trów zale¿y od rodzaju pod³o¿a i iloœci zaabsorbowane-go chelatu w œladzie i pod³o¿u. Luminescencjê pod³o¿a mo¿na wygasiæ, operuj¹c wartoœciami opóŸnienia, pa-miêtaj¹c jednoczeœnie, ¿e du¿e opóŸnienie ma

nega-Ryc. 1. Oœwietlacz diodowy wyposa¿ony w diody emituj¹ce 475 nm i 530 nm

Ÿród³o (ryc. 1–12): autor

Fig. 1. Diode light source equipped with diodes emitting 475 nm and 530 nm light

(3)

tywny wp³yw na wydajnoœæ kwantow¹ luminescencji chelatu. Z kolei stosowanie du¿ej liczby zliczeñ obra-zów powoduje wzmocnienie wszystkich rejestrowanych elementów.

Dodatkowym utrudnieniem jest adsorpcja chelatu na powierzchniach wielu materia³ów. Sensybilizacja

chelatem powodowa³a luminescencjê wtórn¹ neutral-nych wczeœniej pod³o¿y. Stosowano ró¿ne roztwory p³ucz¹ce, które albo nie by³y skuteczne, albo znacz¹co wyp³ukiwa³y TEC z cyjanoakrylanu, zmniejszaj¹c wy-dajnoœæ kwantow¹ w procesie rejestracji.

Stwierdzono ponadto, ¿e wizualizacja w trybie LO powoduje zanik odbiæ œwiat³a pobudzaj¹cego (ryc. 4, 5).

Konfiguracja kamery (czasy w μs): Czas otwarcia migawki = 600 Czas naœwietlania = 350 OpóŸnienie = 1

Liczba ekspozycji = 60 000

Ryc. 2. Wizualizacja œladu linii papilarnych, ujawnionego cyjanoakryla-nem, kontrastowanego TEC, linia 365 nm, tryb – LIVE, na pude³ku z czerwonym proszkiem fluorescencyjnym

Fig. 2. Visualisation of latent finger mark treated with cyanoacrylate and contrasted with TEC, 365 nm line, LIVE mode on the box with red fluorescent powder

Ryc. 3. Wizualizacja œladu linii papilarnych, ujawnionego cyjanoakryla-nem, kontrastowanego TEC, linia 365 nm, tryb – LO, na pude³ku z czer-wonym proszkiem fluorescencyjnym

Fig. 3. Visualisation of latent finger mark treated with cyanoacrylate and contrasted with TEC, 365 nm line, LO mode on the box with red fluorescent powder

Ryc. 4. Wizualizacja œladu linii papilarnych, ujawnionego cyjanoakryla-nem, kontrastowanego TEC, linia 365 nm, tryb – LIVE, na szklance Fig. 4. Visualisation of latent finger mark treated with cyanoacrylate and contrasted with TEC, 365 nm, LIVE mode, on a drinking glass

Ryc. 5. Wizualizacja œladu linii papilarnych, ujawnionego cyjanoakryla-nem, kontrastowanego TEC, linia 365 nm, tryb – LO, na szklance Fig. 5. Visualisation of latent finger mark treated with cyanoacrylate and contrasted with TEC, 365 nm line, LO mode, on a drinking glass

(4)

Konfiguracja kamery (czasy w μs): Czas otwarcia migawki = 800 Czas naœwietlania = 600 OpóŸnienie = 300 Liczba ekspozycji = 5000

Wizualizacja śladów linii papilarnych ujawnianych na podłożach chłonnych

W literaturze fachowej brak jest doniesieñ omawia-j¹cych mo¿liwoœci zastosowania trybu LO na pod³o-¿ach ch³onnych w mikrosekundowych zakresach cza-sowych (omawiany powy¿ej chelat europu ze wzglêdu na swoje w³aœciwoœci mo¿e byæ stosowany tylko

na pod³o¿a niech³onne). W zwi¹zku z powy¿szym sprawdzono, czy dotychczas stosowane preparaty, na pod³o¿a ch³onne, umo¿liwi¹ zastosowanie wizuali-zacji w trybie LO na dostêpnym urz¹dzeniu.

W badaniach u¿yto oœwietlaczy diodowych emituj¹-cych 475 nm i 530 nm. Œlady linii papilarnych ujawnia-no: ninhydryn¹ + Zn+2, 5-MTN + Zn+2, DFO, 1,2-IND-em, 1,2-IND-em + Zn+2, chlorkiem dansylu i OPA. Nie-stety produkty reakcji miêdzy ww. zwi¹zkami a substan-cj¹ potowo-t³uszczow¹ nie wykazywa³y luminescencji opóŸnionej w dostêpnych zakresach czasowych.

Luminescencja opóźniona

w technicznej analizie dokumentów

Na dokumentach, banknotach stosowanych jest wiele zabezpieczeñ luminescencyjnych. Wykorzysty-wane s¹ elementy wykazuj¹ce fosforescencjê i fluore-scencjê o charakterze tradycyjnym i anty-Stockesow-skim tzw. upconventery. W wiêkszoœci ww. zabezpie-czenia pobudzane s¹ nadfioletem lub podczerwieni¹. Poza zabezpieczeniami wykonanymi farbami fosforen-cyjnymi brak jest informacji o œwiadomym stosowaniu przez producentów zabezpieczeñ dokumentów wyka-zuj¹cych zjawisko luminescencji opóŸnionej. Elementy zabezpieczeñ posiadaj¹ce tego typu w³aœciwoœci sta-nowi³yby dodatkow¹ trudnoœæ w fa³szerstwach i pomoc w pracach identyfikacyjnych.

Detekcja zjawiska luminescencji opóŸnionej do tej pory by³a utrudniona ze wzglêdu na brak dedykowa-nych ku temu narzêdzi. Stanowisko do wieloimpulsowej rejestracji luminescencji opóŸnionej umo¿liwia spraw-dzenie, czy na dokumentach bêd¹cych w obiegu wy-stêpuj¹ zabezpieczenia wykazuj¹ce luminescencjê opóŸnion¹.

Ryc. 6. Wizualizacja œladu linii papilarnych, ujawnionego cyjanoakryla-nem, kontrastowanego TEC, linia 365 nm, tryb – LIVE, na puszce po pi-wie

Fig. 6. Visualisation of latent finger mark treated with cyanoacrylate and contrasted with TEC, 365 nm line, LIVE mode, on a beer can

Ryc. 7. Wizualizacja œladu linii papilarnych, ujawnionego cyjanoakryla-nem, kontrastowanego TEC, linia 365 nm, tryb – LO, na puszce po piwie Fig. 7. Visualisation of latent finger mark treated with cyanocarylate and contrasted with TEC, 365 nm line, LO mode on a beer can

Ryc. 8. Wizualizacja fragmentu banknotu 50 euro, linia 365 nm, tryb – LIVE

Fig. 8. Visualisation of fragment 50 EUR banknote, 365 nm line, LIVE mode

(5)

W badaniach wykorzystano oœwietlacze diodowe emituj¹ce 365 nm i 940 nm, stosowano tak¿e filtry kra-wêdziowe. Stwierdzono, ¿e na wielu dokumentach s¹ zabezpieczenia œwiec¹ce w trybie LO, np. prawo jazdy (ryc. 10, 11), samochodowe dowody rejestracyjne, banknoty PLN i euro (ryc. 8, 9), piecz¹tki urzêdowe (ryc. 12).

Liczba ekspozycji = 20 000 Konfiguracja kamery (czasy w μs):

Czas otwarcia migawki = 800 Czas naœwietlania = 100 OpóŸnienie = 100

Ryc. 9. Wizualizacja fragmentu banknotu 50 euro, linia 365 nm, tryb – LO Fig. 9. Visualisation of 50 EUR banknote fragment, 365 nm lilne, LO mode

Ryc. 10. Wizualizacja prawa jazdy, linia 365 nm, tryb – LIVE Fig. 10. Visualisation of driver’s licence 365 nm line, LIVE mode

Ryc. 11. Wizualizacja prawa jazdy, linia 365 nm, tryb – LO Fig. 11. Visualisation of driver’s licence 365 nm line, LO mode

Ryc. 12. Wizualizacja fragmentu piecz¹tki granicznej, linia 365 nm, filtr t³umi¹cy zakres ok. od 700 do 940 nm, tryb – LO

Fig. 12. Visualisation of fragment of border crossing stamp 365 nm line, range filter approx. 700-940 nm, LO mode

(6)

Wnioski

Urz¹dzenia do wieloimpulsowej rejestracji lumine-scencji opóŸnionej wyprodukowane przez firmê LASAR ELEKTRONIKA s¹ urz¹dzeniami jednostkowymi wyko-nywanymi zgodnie z zamówieniem odbiorcy. Ma to do-bre i z³e strony. Jednostkowa produkcja powoduje, ¿e niektóre elementy nie s¹ w pe³ni dopracowane, a ich wymiana jest nieop³acalna ze wzglêdów finansowych. Z drugiej strony mo¿na urz¹dzenie skonfigurowaæ zgodnie z konkretnymi potrzebami zamawiaj¹cego.

W czasie pracy na urz¹dzeniu bêd¹cym w wyposa-¿eniu BBK ABW wystêpuj¹ trudnoœci zwi¹zane z pozy-cjonowaniem próbki i ustawianiem ostroœci. Czasami obserwuje siê zjawisko przeœwiecania przez migawkê. W badaniach du¿ych próbek po³o¿enie oœwietlacza po-wi¹zane z pozycj¹ kamery znacz¹co zmniejsza moc oœwietlenia próbki. Monochromatycznoœæ kamery zu-ba¿a mo¿liwoœæ oceny rejestrowanych obrazów.

Przedstawione powy¿ej drobne mankamenty nie kwestionuj¹ zasadnoœci prac nad rozwojem techniki wi-zualizacji œladów daktyloskopijnych w trybie LO, w oparciu o ww. urz¹dzenie. Inne rozwi¹zania technicz-ne – urz¹dzenia dysponuj¹ce wiêkszymi mo¿liwoœcia-mi detekcyjnymo¿liwoœcia-mi – s¹ du¿o dro¿sze.

W ujawnianiu œladów linii papilarnych na pod³o¿u niech³onnym problemem jest adsorpcja TEC w pod³o-¿u. Nie uda³o siê dobraæ zadowalaj¹cego roztworu p³u-cz¹cego.

W przypadku pod³o¿y ch³onnych, jak na razie, nie ma substancji ujawniaj¹cych, umo¿liwiaj¹cych stoso-wanie trybu LO w mikrosekundowych zakresach czaso-wych.

W pracach z dokumentami trzeba mieæ du¿e do-œwiadczenie, aby w³aœciwie zinterpretowaæ zarejestro-wane obrazy. Dysponuj¹c jednak wzorcami, mo¿na w prosty sposób porównaæ elementy zabezpieczeñ wy-kazuj¹ce luminescencje opóŸnion¹, co powinno u³atwiæ identyfikacjê.

Mimo przedstawionych problemów wydaje siê, ¿e próby wykorzystania luminescencji opóŸnionej w wizu-alizacji œladów linii papilarnych na pod³o¿ach niech³on-nych i ch³onniech³on-nych, wykazuj¹cych wielobarwn¹ fluore-scencjê, s¹ dzia³aniem we w³aœciwym kierunku. Zasto-sowanie filtracji czasowej jest nowatorskim rozwi¹za-niem poprawiaj¹cym wizualizacjê œladów opart¹ do-tychczas tylko na filtracji optycznej. W niektórych przy-padkach technika LO bêdzie jedyn¹ metod¹ pozwalaj¹-c¹ zarejestrowaæ ujawniony œlad daktyloskopijny.

Celowym tak¿e wydaje siê zastosowanie metody lu-minescencji opóŸnionej w technicznej analizie doku-mentów.

Bogdan Drabarek

Autor dziêkuje za nades³anie próbek do badañ kole-gom z Laboratorium Kryminalistycznego KWP w Rze-szowie.

BIBLIOGRAFIA

1. Moszczyñski J., Siejca A., Ziemnicki £.: Optoelektro-niczna metoda wizualizacji œladów daktyloskopijnych za po-moc¹ luminescencji opóŸnionej, „Problemy Kryminalisty-ki” 2007, nr 258, s. 50–55.

2. Przewodnik po metodach wizualizacji œladów daktylo-skopijnych pod red. M. Rybczyñskiej-Królik, M. Pêka³y, Wy-dawnictwo Centralnego Laboratorium Kryminalistycznego KGP, Warszawa 2006, s. 76.

3. Sock Koon Ong, Leong Keey Seah, Murukshan V.M., Lin Seng Ong: Enhancing Fluorescence in Time-Resolved Imaging of Latent Fingerprints; „Journal of Forensic Identifica-tion”, vol. 54, No. 4, 2004, s. 281–295.

Streszczenie

Obecnie stosowane luminescencyjne metody ujawniania œla-dów linii papilarnych bazuj¹ na filtracji optycznej. Nowa meto-da oparta na zjawisku luminescencji opóŸnionej (LO) wprowa-dza filtracjê czasow¹. Dziêki temu mo¿na rejestrowaæ œwiecenie specyficznie sensybilizowanego œladu daktyloskopijnego po zani-ku luminescencji t³a. Barier¹ dla rozwoju metody LO jest brak preparatów stosowanych do ujawniania œladów linii papilar-nych, œwiec¹cych dostatecznie d³ugo, po wygaszeniu Ÿród³a pro-mieniowania wzbudzaj¹cego. Jedyny obecnie dostêpny chelat eu-ropu mo¿e byæ u¿yty tylko na pod³o¿a niech³onne. Metoda lumi-nescencji opóŸnionej mo¿e znaleŸæ zastosowanie tak¿e w tech-nicznej analizie dokumentów.

S³owa kluczowe:daktyloskopia, wizualizacja, luminescen-cja opóŸniona, techniczna analiza dokumentów.

Summary

Presently used luminescent techniques of detecting latent finger marks are based on optical filtration. A new method (LO) based on the phenomenon of time resolved luminescence intro-duces time filtration. This allows recording specific luminescen-ce of sensitised latent mark following facing of luminesluminescen-cenluminescen-ce of background. An obstacle in development of LO method is lack of agents used for latent mark detection that emits luminescence long enough after extinguishing of the source of exciting radia-tion. The only one accessible agent – europium chelate can be on-ly used on non-absorbent substrates. The time resolved lumine-scence method can be also used in technical analysis of docu-ments.

Keywords:fingerprint examination, enhancement, time re-solved luminescence, technical analysis of documents.