Методы и средства микроскопии

Увеличительные приборы и их виды. Почти все экспертные исследования вещественных доказательств начинаются с микроскопического исследования. Увеличительные приборы являются неотъемлемой частью и научно-технических комплектов следователя. В связи с внедрением в экспертную практику высокочувствительных аналитических методов важное значение приобретает обнаружение и изъятие с места происшествия микровещественных доказательств. Обнаружение и осмотр таких объектов возможны только при наличии приборов с большими увеличением и разрешающей способностью, поэтому большинство современных следственных комплектов оснащено портативными микроскопами.

Повседневно в криминалистической практике используются лупы всевозможных конструкций (дактилоскопические, текстильные, очковые, бинокулярные, микрометрические и т.д.), дающие, как правило, 2-7-кратное15 увеличение. Применяющиеся микроскопы различных видов, можно разделить на две большие группы: оптические (световые) и электронные.

Оптические микроскопы.Из многочисленных марок и моделей оптических микроскопов для осмотра и предварительного исследования вещественных доказательств могут быть применены портативный микроскоп, входящий в современные комплекты научно-технических средств для работы на месте происшествия, а также бинокулярные стереоскопические микроскопы типа МБС, позволяющие производить исследования объектов в отраженном и проходящем свете и дающие прямое объемное их изображение. Стереоскопичность изображения дает возможность отчетливо видеть микродетали рельефа трасологических и баллистических объектов, микроструктуру бумаги, штрихов красителя, ткани, лакокрасочных покрытий и т.д. Конструкция МБС-2 позволяет исследовать микроособенности больших по размеру вещественных доказательств (например, пистолетов, ружей и т.д.). Применение фотонасадки позволяет сфотографировать наблюдаемое в микроскоп изображение. В качестве фотонасадки может быть использована камера зеркального фотоаппарата (например, типа "Зенит"), если имеется тубус, с помощью которого укрепляется камера на окуляре микроскопа.

Для сравнительного исследования используются сравнительные микроскопы МИС-10, МС-51, МСК. Их особенностью является то, что в окуляре можно одновременно наблюдать изображение двух объектов. Эта конструктивная особенность данных микроскопов позволяет использовать их для сравнительного исследования следов на исследуемых и экспериментальных пулях, гильзах, трасологических объектах. Для сравнения особенностей профиля этих следов применяется профилографический микроскоп МИС-11.

quest8Сравнительный микроскоп последнего поколения является составной частью универсального аппаратно-программного комплекса, куда входит также компьютер с соответствующим программным обеспечением и информационной базой данных, что дает возможность в автоматическом режиме проводить широкий спектр исследований в отношении разных видов объектов. В качестве примера такого комплекса можно назвать "Пеленг МС-1" (имеющий еще две модификации "Пеленг МС-1П и "Пеленг МС-1К"). Данный комплекс позволяет проводить сравнительные исследования не только баллистических и трасологических объектов, но и документов, например, оттисков печатей и штампов, денежных знаков, ценных бумаг и т.д. (используются в зависимости от объектов разные предметные столики). Программное обеспечение дает возможность выводить изображение исследуемого объекта (например, вызвавшего сомнение денежного знака) на монитор ПК, производить сравнение с соответствующим подлинным изображением, находящимся в базе данных и фиксировать результаты сравнительного исследования на внешнем запоминающем устройстве с последующим выводом изображений на принтер.

Сравнительный микроскоп комплекса "Пеленг МС-1" позволяет проводить исследования в отраженных УФ-, видимых, ИК-лучах, а также на просвет в видимых лучах. Возможно исследование изображения не только через окуляры, но и в увеличенном виде на экране цветного монитора и фиксация этого изображения на цветную фотопленку или магнитную ленту, а также "моментальное" изготовление цветного позитива. В поле зрения микроскопа (и на мониторе) может быть произведено не только сопоставление (совмещение) особенностей изображений исследуемого и экспериментального объектов (например, трасс в следах от полей нарезов на пулях), но и наложение изображений (оттисков печатей в исследуемом документе и подлинном образце, денежных знаков) и т.д.

Применяются и узкоспециализированные виды микроскопов: металлографический (МИМ-6, -7, -8) - для исследования микроструктуры металлов, сплавов и т.д.; интерференционный ("Jenaval" и др.); поляризационный (МИН-8, -10, "Jenamed") - для изучения кристаллической структуры объектов; для исследования микрообъектов в проходящем свете используется биологический микроскоп (МБИ-3, Биолам-70, МИСАМ Л-211 и др.); для исследования объектов в отраженных ИК- и УФ-лучах применяются, соответственно, микроскопы МИК-1 и МУФ-5. Картина люминесценции может быть изучена с помощью люминесцентного микроскопа. Наряду с традиционно используемыми микроскопами (например, МЛ-4, Люмам - И2), сейчас возможно применение нового телевизионного спектрального люминесцентного микроскопа (мод. 5001), который наряду с визуальным исследованием, позволяет производить спектральное исследование свойств материалов документов, денежных знаков, ценных бумаг. Исследование производится в широком диапазоне видимого и ИК-излучения. Может быть изучена видимая и ИК люминесценция. Особенностью работы данного микроскопа является электронное управление с помощью клавиатуры, автоматическая установка фильтров, возможность подключения к видеомонитору, видеомагнитофону, ПК, управление от ПК, возможность задания программ исследования.

Таким образом, в последних разработках оптические микроскопы используются как составная часть многоцелевых комплексов, где имеется возможность производить дополнительное изучение объектов с помощью телевизионных установок или ПК, которые снабжены соответствующим пакетом программ и информационной базой данных. Каждый такой комплекс позволяет производить исследование в разных режимах освещения (на просвет, в отраженных лучах, люминесценции) и в разных областях электромагнитного спектра, при этом весь процесс исследования автоматизирован, имеются компьютерные программы как самого исследования (например, совмещения изображений в МС), так и программы обработки и оценки результатов исследования.

Электронные микроскопы. Это самые сильные современные микроскопы, позволяющие получать увеличение до нескольких сотен тысяч раз. В отличие от световых микроскопов в них используются вместо стеклянных линз электронные, а вместо световых лучей - быстролетящие электроны. Электронные микроскопы бывают просвечивающие (ПЭМ), позволяющие исследовать прозрачные для электронного пучка объекты, и так называемые растровые (РЭМ), которые дают возможность исследовать непрозрачные микрообъекты без нарушения их целостности, что является большим преимуществом в условиях исследования вещественных доказательств. Кроме того, они превосходят просвечивающие микроскопы по разрешению в 7-9 раз. По сравнению с оптическими микроскопами РЭМ имеют во много раз большую глубину фокусировки (примерно в 300 раз). Особенно ценны те микроскопы, которые дают возможность изучить не только морфологию микрообъектов, но и их компонентный состав, а также снабженные компьютерами, позволяющими очень быстро обработать результаты анализа.

Проведенные научные экспериментальные исследования криминалистических объектов позволили выявить их очень важные индивидуализирующие характеристики, обусловленные особенностями изготовления, хранения, использования. Так, на основе применения ПЭМ была разработана методика установления времени хранения пластических смазок. Исследование цветных карандашей показало возможность их дифференциации по микроструктуре жировых компонентов в зависимости от разного технологического режима и разной рецептуры. Исследования с помощью РЭМ лакокрасочных покрытий позволили выявить морфологические особенности, связанные с условиями их нанесения, высыхания, эксплуатации, естественного старения и т.д. Исследования волокон дали возможность выделить признаки, обусловленные технологией изготовления, механических воздействий в процессе носки, вызванные стиркой, термическим воздействием и др. Исследованием пересекающихся штрихов удалось определить последовательность их нанесения по непрерывности трасс, оставляемых микрочастицами красителя (например, частицей графита). Была установлена также возможность дифференциации писчих бумаг по микроморфологии лицевой и сеточной сторон в зависимости от предприятия-изготовителя, фотобумаг по микроструктуре зерен серебра в зависимости от степени контрастности в пределах одного и того же вида. Однако в силу дефицитности и большой стоимости электронных микроскопов они пока доступны только ведущим экспертным учреждениям.

§ 5. Методы визуального исследования в невидимых лучах электромагнитного спектра Из невидимых лучей электромагнитного спектра в современной криминалистике применяются инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи, гамма-лучи радиоактивных изотопов. Использование невидимых лучей при осмотре и исследовании вещественных доказательств основано на том, что эти лучи, отличаясь от видимых длиной волны, имеют свои особенности при отражении, поглощении, рассеянии и т.д. Поэтому одни из них обладают большей проникающей способностью, чем видимые, другие иначе, чем видимые, отражаются и поглощаются теми или иными веществами. В криминалистике применяются главным образом методы исследования объектов в отраженных невидимых лучах, методы люминесценции и просвечивания. Исследование в отраженных инфракрасных лучах. ИК-лучи, более длинной волны, чем видимые, меньше рассеиваются при прохождении через дымку, туман и другие мутные среды. Благодаря этому свойству они широко используются при наблюдении и фотографировании в темноте, в условиях плохой видимости, ночью и т.д. Но наиболее часто ИК-лучи применяются в криминалистике при исследовании вещественных доказательств, особенно документов. Это обусловлено тем, что коэффициенты пропускания, отражения и поглощения многих веществ в ИК-области другие, чем в видимой. Поэтому с их помощью часто удается выявить особенности, неразличимые в видимом свете. Например, они хорошо поглощаются красителями, содержащими углерод (сажу) или соли металлов, но легко проникают через анилиновые красители, тонкие слои бумаги, дерево и другие материалы, которые в видимой области непрозрачны. Это позволяет восстанавливать залитые (замазанные) анилиновыми красителями записи, выполненные тушью, графитным карандашом, типографской краской, красителем машинописной ленты или копировальной бумаги, выявлять дописки, читать такие тексты, заклеенные в конверты, и т.д. ИК-лучи используются и при исследовании других вещественных доказательств, например, для обнаружения отложений копоти, металла вокруг входного огнестрельного отверстия на темных тканях и других поверхностях, окрашенных анилиновыми красителями. В качестве источника ИК-лучей может быть использована обычная лампа накаливания, которая имеет интенсивное излучение в длинноволновой области электромагнитного спектра, а также лампы-вспышки, импульсные, ртутно-кварцевые и др. Поскольку почти все эти источники наряду с ИК-лучами излучают и видимые лучи, для выделения ИК-излучения необходимо применять светофильтры КС-19, ИКС-1, ИКС-2, ИКС-3. Визуальное исследование в ИК-лучах осуществляется с помощью ЭОПа, который энергию невидимого излучения, отразившегося от объекта, преобразует в энергию электронов. Это позволяет непосредственно наблюдать на люминесцентном экране изображение, получаемое с помощью невидимых лучей. В криминалистической практике применяются несколько моделей ЭОПа. Как уже указывалось выше, для осмотра и исследования вещественных доказательств непосредственно на месте происшествия может быть использован портативный ЭОП (С-ЗЗО), который есть в чемодане прокурора-криминалиста. ЭОП модели С-270 снабжен мощным источником ИК-лучей, что позволяет вести наблюдение в темноте. В экспертных учреждениях имеются стационарные ЭОПы. Картину, наблюдаемую на экране ЭОПа, можно сфотографировать, применяя камеру любого узкопленочного фотоаппарата (удобнее зеркального), на обычные (по спектральной и световой чувствительности) фотоматериалы. Исследования в отраженных ультрафиолетовых лучах. Отраженные УФ-лучи используются для установления различий между веществами, так как многие из них отражают и поглощают УФ-лучи иначе, чем видимые (например, установление дописок, последовательности нанесения пересекающихся штрихов и др.). Источниками УФ-лучей являются ртутно-кварцевые лампы. В настоящее время в криминалистической практике применяется большое количество всевозможных марок УФ-осветителей (например, УК-1: УМ-1, "Таран", "Таир" и др.). Осветитель УК-1, входящий в комплект прокурора-криминалиста, является самым портативным и, имея автономное питание (от аккумуляторной батареи), очень удобен для использования его на месте происшествия. УФ-источник "Квадрат" работает от сети и автономно. Для выделения из общей радиации ртутно-кварцевых ламп УФ-лучей используются светофильтры УФС-1, -2, -3, -4. Визуальное исследование объектов в отраженных УФ-лучах можно производить с помощью ЭОПа или люминесцирующих экранов. Проводятся экспериментальные исследования по использованию отраженных УФ-лучей для съемки в темноте. Эксперименты показали, что разрешение полученного изображения намного выше, чем полученного с помощью отраженных ИК-лучей (например, с помощью лазерной видеокамеры). Визуальные люминесцентные методы. Помимо исследования в отраженных лучах в криминалистической практике используется также явление люминесценции -свойство ряда веществ не только отражать падающие на них лучи, но и самим светиться, испускать лучи. Свечение вещества (в ИК-, видимой, рентгеновской области электромагнитного спектра) связано с тем, что его атомы и молекулы, подвергаясь воздействию световой энергии (или энергии другого вида) и поглощая ее, переходят в возбужденное состояние. Возвращаясь в нормальное состояние, они отдают поглощенную энергию в виде излучения (свечения). Характер люминесценции (интенсивность, цвет) зависит от химического строения и состава исследуемого вещества. Поэтому люминесцентные методы помогают определить природу неизвестного вещества. В силу своей высокой чувствительности они применяются прежде всего для обнаружения незначительных количеств (следов) тех или иных веществ. Различие цвета люминесценции у объектов, имеющих разный химический состав или содержащих ничтожно малые количества примесей, позволяет производить дифференциацию этих объектов. Однако оценка цвета и интенсивности люминесценции только на основании визуального сравнения люминесцирующих объектов не всегда является достаточной, особенно при небольших различиях. В таких случаях применяется спектральный люминесцентный анализ в комплексе с другими методами. Для возбуждения люминесценции в той или иной области электромагнитного спектра необходимо применить возбуждающий свет определенной длины волны (более короткой, чем длина волны люминесценции). Так, для возбуждения ИК-люминесценции объект должен быть освещен видимым светом сине-зеленого участка спектра (500-550 мкм). Для выделения этого участка из общего потока радиации используются светофильтры СЗС-21, -22 или жидкие фильтры (20%-ный раствор медного купороса). Чтобы вызвать ИК-свечение объектов, необходимо использовать мощные источники света: ртутно-кварцевые, импульсные лампы. В настоящее время внедряются лазерные источники, которые значительно расширили круг люминесцирующих объектов и возможности этого метода. Для визуального наблюдения ИК-люминесценции используется ЭОП. Если объекты люминесцируют в дальней красной и близкой ИК-области (700-720 мкм), то наблюдение люминесценции возможно невооруженным глазом. ИК-люминесценцией обладают главным образом анилиновые красители. Поэтому данный метод используется для обнаружения ничтожных количеств красителя, сохранившегося в удаленных путем подчистки штрихах записей, выявления выцветших (угасших), смытых текстов; на основе явления гашения люминесценции, которое наблюдается при большой концентрации красителя в штрихах, устанавливаются дописки, залитые и замазанные тексты. Люминесценция, возбужденная УФ-лучами (например, с помощью УМ-1, УК-1), является видимой, поэтому для ее наблюдения не требуется каких-либо приборов, оно осуществляется невооруженным глазом. Слабо люминесцирующие объекты удобнее осматривать в затемненном помещении. Этот вид люминесценции используется для выявления факта травления (вытравленные участки документа под воздействием УФ-лучей люминесцируют) и восстановления вытравленных записей, прочтения записей, выполненных невидимыми (симпатическими) чернилами, для обнаружения следов смазки в пояске обтирания вокруг входных огнестрельных отверстий и брызг смазки в следах близкого выстрела на преградах, обнаружения следов горю-смазочных материалов при осмотре места автотранспортного происшествия, а также для дифференциации одинаковых по внешнему виду, но разных по химическому составу веществ (клеев, горюче-смазочных материалов и др.). Многие из этих объектов имеют яркое свечение при облучении УФ-лучами и легко обнаруживаются, если даже присутствуют в очень небольшом количестве. Наблюдение люминесценции анилиновых красителей чаще всего возможно по оттискам штрихов, полученным после влажного копирования, так как в самих штрихах люминесценция гасится из-за большой концентрации красителя. Но при осмотре вещественных доказательств следует учитывать, что цвет люминесценции не является специфическим признаком какого-то определенного вещества: близкие по своей химической природе объекты могут иметь очень незначительные различия в цвете люминесценции. Поэтому, визуальное исследование люминесценции не дает еще основания для окончательных выводов. Исследование с помощью рентгеновских, бета- и гамма-лучей. Для просвечивания металлических предметов (боеприпасов, оружия, запирающих устройств, металлических предметов в тайниках и т.д.) применяются рентгеновские лучи (R-лучи) и гамма-излучение радиоактивных изотопов. При толщине предметов до 10-12 мм используются жесткие (коротковолновые) R-лучи, для предметов большей толщины - гамма-лучи, которые, являясь еще более коротковолновыми, чем R-лучи, обладают большой проникающей способностью. С помощью мягких R-лучей могут быть просвечены и неметаллические предметы, прочтены замазанные тушью или графитным карандашом записи, выполненные красителями, содержащими соли металлов (цветные карандаши, минеральные краски); установлена последовательность выполнения пересекающихся штрихов, нанесенных данными красителями; выявлена тайнопись, выполненная веществом, содержащим соли металлов; исследованы подделки ценных бумаг, сургучных оттисков печатей и т.д. Однако у криминалистов нет условий для подобных исследований. Для просвечивания неметаллических предметов могут быть использованы и бета-лучи радиоактивных изотопов, которые позволяют выявить в документах места подчистки, водяные знаки, структуру бумаги, тканей, мелкие частицы стекла, застрявшие в одежде, и др. Для обнаружения металлических предметов в тайниках в процессе осмотров мест происшествия и обысков применяются переносные рентгеновские установки (например, РУ-760, РУ-560), но они имеют небольшую мощность, поэтому при просвечивании стен большой толщины (для кирпича -40-50 см, для бетона - 25-30 см) используются переносные радиоизотопные установки (ТОП-1, -3 и др.). Однако у криминалистов нет условий для подобных исследований В связи с разработкой криминалистического томографа рассмотренные выше рентгеновские методы в будущем, очевидно, уступят место этому более эффективному методу.