Leica
PDF Печать E-mail
Автор: Д. Деханов   

 

 

Использование современных высокоинтенсивных источников излучения для исследования объектов в различных участках спектра.

(Lumatec Superlite 400 в нашем магазине!)

В Российском Центре судебно-медицинской экспертизы на сегодняшний день используются высокоинтенсивные источники излучения для поиска и предварительного анализа объектов исследования. Данные приборы показали высокую эффективность для решения традиционных задач и открывают возможности для расширения их использования в качестве приборов предварительного дифференцирования объектов по люминесцентным характеристикам.
Целью статьи является ознакомление с опытом использования указанных приборов и некоторыми приемами работы с ними.
Имеющаяся высокочувствительная аналитическая техника позволяет работать с достаточно низкими концентрациями веществ. Зачастую эксперт сталкивается с проблемой не столько исследования предоставленного вещественного доказательства, сколько поиска на указанном объекте исследования интересующего места или вещества.
Как хорошо известно, из практики, одним из эффективных средств выявления следов и веществ является люминесцентный метод анализа в различных областях спектра.
На сегодняшний день, для выявления следов различной природы в условиях лаборатории и на местах происшествия используются источники УФ излучения на основе люминесцентных ламп или ртутных ламп высокого давления. Указанные источники излучения получили свое распространение за счет компактности, дешевизне и высокой надежности. Вместе с тем,  они обладают и рядом существенных недостатков. Основной из них, это сравнительно низкая интенсивность и ограничения по спектральному диапазону. Данные источники хорошо зарекомендовали себя при работе с объектами, заведомо люминесцирующими в совместимом с ними спектральном диапазоне (денежные купюры, меченные банкноты, обработанные отпечатки пальцев и т.п.)
В современных излучателях в качестве источника излучения используются или высокоэффективные газоразрядные лампы высокого давления или светодиоды. В случае использования ламп высокого давления удается получить источник, работающий в широком спектральном диапазоне от УФ до красного. Несмотря на то, что наиболее интенсивные линии источника сосредоточены в коротковолновой области, за счет большого светового потока представляется возможным работа и в более длинноволновой области.
Для наибольшего удобства работы и возможности исследования объектов сложной формы в излучателях применяются гелевые световоды. В отличии от волоконно оптических систем они позволяют с несопоставимо меньшими потерями передавать коротковолновую составляющую спектра.        

Рис.1. Внешний вид осветителя с гелевым световодом.


Но самым большим преимуществом указанных приборов является, безусловно, возможность их работы в широком спектральном диапазоне, что позволяет выбрать ту область спектра, в которой наиболее интенсивно люминесцирует объект. Либо провести поиск светящихся следов в разных диапазонах.


Рис.2. Спектральные диапазоны осветителя

Здесь необходимо заострить внимание на системе наблюдения и регистрации люминесценции. Дело в том, что в отличие от люминесценции возбуждаемой УФ, люминесценция возбуждаемая более длинноволновой составляющей может быть невидима за счет малого контраста с отраженным возбуждающим излучением. Для повышения контраста необходимо использовать различные фильтры. В комплекте к осветителям, как правило, поставляются специализированные очки и фильтры, однако они имеют крайне низкую избирательность, и часто отсутствуют их спектральные данные, а также с ними весьма тяжело осуществлять процесс фотографирования.


Рис.3. Штатный набор очков и фильтров

Мы применяем для выделения необходимого участка спектра, как для возбуждения, так и для регистрации «Набор образцов цветных оптических стекол» данный набор отлично себя зарекомендовал на протяжении многих лет использования в различных экспертных учреждениях. Каждый образец имеет документированные спектральные характеристики, что позволяет контролируемо работать в широком диапазоне.


Рис.4. Набор цветного оптического стекла

Далее рассмотрим несколько примеров использования показанного комплекса


Рис.5. Следы ружейного масла экранированные посторонней люминесценцией

При работе в УФ диапазоне зачастую воспринимается непосредственно люминесценция всех компонентов поверхности, однако, при интенсивно излучающих наложениях посторонних веществ, полезный сигнал может быть воспринят не полностью. Применение т.н. запирающих фильтров позволяет решить эту проблему.


Рис.6. Применение запирающего фильтра

Высокая интенсивность излучения и применение правильно подобранных светофильтров позволяет успешно решать такую непростую задачу, как обнаружение следов крови на предметах одежды темного цвета.


Рис.7. Обнаружение следов крови на предметах одежды темного цвета

Как было отмечено выше, указанный источник излучения позволяет эффективно работать в весьма широком спектральном диапазоне. Примером этого может послужить обнаружение следов спермы на белом хлопчатобумажном материале. Дело в том, что для достижения эффекта белизны в ткань вводятся оптические отбеливатели, люминесцирующие при облучении УФ. На фоне этой люминесценции полезные сигналы выделяются слабо даже несмотря на очень широкий спектр люминесценции спермы. Применение для возбуждения люминесценции более длинноволнового излучения высокой интенсивности и соответствующих запирающих фильтров позволило обнаружить и зафиксировать даже малые концентрации следов. По данным журнала Forensic Science, в качестве запирающих фильтров целесообразно использовать интерференционные фильтры с узкой полосой пропускания. Такие фильтры, весьма эффективны, но чрезвычайно дорогостоящи. В качестве адекватной замены можно предложить использование комбинации фильтров   из указанного выше набора. Невысокий коэффициент пропускания комбинации фильтров вполне компенсируется высокой интенсивностью источника излучения и чувствительностью камеры.


Рис.7. Спектральные характеристики комбинации светофильтров

Результат применения УФ излучения и длинноволнового с использованием комбинированного фильтра показан на рисунке 9.


Рис.9. Результат применения УФ люминесценции для выявления следов спермы на ткани (слева).
Применение длинноволнового возбуждения и комбинации фильтров (справа)

Хотелось бы также остановиться на некоторых, используемых нами, приемах съемки изображений при люминесцентном анализе. Весьма удобным оказалось использование при фотографировании такой широко распространенной в современных фотокамерах опции, как экспокоррекция.
Дело в том, что если попытаться сфотографировать изображение пользуясь автоматическим замером экспозиции, то люминесцирующие фрагменты будут сильно пересвечены. Однако при задачах люминесцентного анализа необходимо получить максимум информации (морфология, цвет свечения) именно о люминесцирующих объектах. Вводя отрицательные значения экспокоррекции, и тем самым снижая экспозицию мы добиваемся всего за 2-3 тестовых снимка оптимального результата.
Весьма интересным оказалось применение данного осветителя и в качестве прибора для общего поиска объектов. Используя спектральный диапазон видимого света 400-700 нм получаем высокоинтенсивный источник белого света.  А использование насадки для косопадающего света позволяет с большой эффективностью проводить поиск микрообъектов на большой площади и фиксировать самые разнообразные следы.


Рис.10. Специализированная насадка для косопадающего освещения


Рис.11. Поверхность при обычном  и косопадающем освещении

В целом, использование высокоинтенсивных источников излучения на основе современных ламп и оснащенных гелевым световодом позволяет достичь высоких результатов. Применение же совместно с осветителем набора стекла с известными спектральными характеристиками и цифровой камеры позволяет построить высокоэффективную систему обнаружения и фиксации объектов.

 
Design Alexey Andreev