Анализ старения следов латентных отпечатков пальцев путём отслеживания деградации каротиноидов и липидов с помощью рамановской спектроскопии

Почему отпечатки пальцев меняются со временем

Отпечатки пальцев — краеугольный камень криминалистики, но они содержат не только узоры борозд. В них также присутствуют крошечные следы кожных жиров и природных пигментов, которые после контакта пальца с поверхностью постепенно распадаются. В этом исследовании поставлен важный для судов и следователей вопрос: можно ли по этим химическим изменениям установить, насколько стар отпечаток, и, следовательно, был ли он оставлен во время преступления или задолго до него?

Заглянуть в отпечаток, не прикасаясь к нему

Исследователи использовали световую методику — рамановскую спектроскопию — для изучения невидимого химического состава «латентных» отпечатков, то есть тех, которые не видны до проявления. Рамановские приборы облучают участок цветным светом и измеряют, как этот свет рассеивается, получая своего рода молекулярный штрих‑код. В работе команда сосредоточилась на двух основных компонентах остатков отпечатков: каротиноидах — желто‑оранжевых пигментах, поступающих преимущественно с пищей, и липидах — жирных веществах кожного сала. Поскольку рамановские измерения бесконтактны, подобный анализ в принципе можно было бы проводить прямо на отпечатках на месте преступления, не повреждая их.

Отслеживание отпечатков по мере их старения

Чтобы проследить, как эти компоненты меняются со временем, учёные собрали отпечатки трёх взрослых мужчин и хранили образцы в строго контролируемых лабораторных условиях в течение 90 дней. Они записывали множество рамановских спектров с каждого отпечатка в разные дни, затем математически разделяли наложенные сигналы, чтобы выделить вклад каротиноидов и нескольких типов липидов. Кроме того, с одним донором был проведён простой диетический тест: временное ограничение поступления каротиноидов показало заметное падение их сигналов в отпечатке, а затем восстановление, что намекает на то, что образ жизни и питание сами по себе оставляют химический след.

Быстро выцветающие пигменты и медленно меняющиеся жиры

Измерения показали, что каротиноиды особенно уязвимы. Их сигналы снижались по типичной «первопорядковой» кинетике распада, то есть скорость потери пропорциональна оставшемуся количеству. Однако скорость варьировала существенно у разных людей: у одного донора сигналы каротиноидов почти исчезли в течение 10 дней, у другого они оставались обнаруживаемыми около 80 дней. Детальный разбор рамановских пиков показал, что молекулы каротиноидов сначала искажались в новые формы, а затем разрывались с образованием окисленных продуктов распада. Липиды вели себя иначе. Определённые спектральные маркеры свидетельствовали о том, что двойные связи в длинных углеродных цепях постепенно меняют свою структурную конфигурацию, а затем исчезают, отражая более медленный процесс, в ходе которого кожные жиры постепенно окисляются и разрушаются в течение недель.

Что изменения говорят о молекулярном износе

Отслеживая одновременно несколько рамановских признаков, команда составила хронологию молекулярного «износа» внутри каждого отпечатка. На ранних этапах общее число реакционноспособных связей в липидах менялось лишь незначительно, хотя происходили тонкие перестройки. Около 40 дней химические сигнатуры ненасыщенных связей резко уменьшились, что указывает на усиленную окислительную деградацию. Одновременно появились слабые, но информативные полосы, связанные с разрывом связей в головных группах липидов, — признак продолжающегося гидролиза, процесса, при котором жиры расщепляются на более мелкие фрагменты. В сочетании с данными по пигментам это дало многослойную картину: видимые борозды могут выглядеть одинаково, но скрытая химия под ними стареет предсказуемо, хотя и с индивидуальными особенностями.

Что это может значить для расследований

Проще говоря, исследование показывает, что облучение отпечатка подходящим светом может выявить, как его внутренняя химия менялась со временем: каротиноидные пигменты тускнеют быстро, а кожные масла трансформируются медленнее, на протяжении месяцев. Этот шаблон в принципе можно было бы превратить в некий химический «часы» для оценки времени оставления отпечатка. Тем не менее значительные различия между донорами и тот факт, что работа проведена всего на трёх добровольцах в идеальных лабораторных условиях, означают, что метод ещё не готов к использованию в суде. Это, скорее, демонстрация принципа: показано, что неразрушающие оптические методы способны отслеживать зависящие от времени изменения в остатках отпечатков, заложив основу для более широких исследований, которые однажды могут позволить следователям не только установить, чей отпечаток найдён, но и примерно когда он был оставлен.

Цитирование: de Carvalho, J.P.S., Santos, A.S., de Souza, M.A. et al. Aging analysis of latent fingerprint residues by tracking carotenoid and lipid degradation by Raman spectroscopy. Sci Rep 16, 9608 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-32986-9

Ключевые слова: старение отпечатков пальцев, судебная спектроскопия, рамановский анализ, каротиноиды и липиды, улики с места преступления