新型易折自流式现场物证采集棉签的开发研究＊
刘亚楠1,2,3赵慧昕4王瑞4陈雪5徐庆文1,2,3张静6
1. 上海市公安局物证鉴定中心 2. 法医物证学现场应用技术公安部重点实验室 3. 上海市现场物证重点实验室 4. 上海市公安局青浦分局 5. 上海公安学院 6. 天津诺维莱博科技有限公司
摘 要： 棉签是现场勘查中采集物证常用的装备之一。分析常用棉签的缺陷和风险，介绍了一种新型易折自流式棉签的设计原理、结构特点，其具有易便携、易操作、降低污染风险、DNA不易降解等优点，并与常用普通棉签做对比测试，对各类现场物证进行适应性测试，结果表明这种易折自流式棉签与普通棉签的采集现场物证效果一致，自流式棉签对各类适合用棉签采集的现场检材均有效，可以成为现场勘查的必备装备。
关键词： 棉签 现场勘查 易折自流式 现场物证
引言
随着刑事技术发展的日新月异，我国的现场勘查装备也发生了翻天覆地的变化。通过调查，在现场物证采集方面，我国公安机关大多使用一次性棉签，而这种一次性棉签的种类繁多，使用方法各异，笔者对此做出了详尽的调查分析研究。本文系统的对国内使用的一次性棉签进行了调查分析，发现了这类产品在现场勘查的使用过程中存在的缺陷和潜在风险，并针对缺陷和风险进行创新性研究，探讨新的设计思想和结构特点，进而实现一种新型易折自流式现场物证采集棉签的开发。
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一、常用棉签的缺陷
目前，国内公安机关在现场勘查时使用一次性棉签的过程中，存在以下的问题：
（一）繁复性
现场勘查中棉签采集现场物证大多采用干湿擦拭法。因此需要使用棉签、去离子水以及试管。使用时，取出棉签，之后用去离子水使棉签浸湿。浸湿的方法大致分为两种：一为棉签伸入盛装去离子水的容器中，棉签被蘸湿；二为用喷壶将棉签喷湿。以上两种方法均需要携带盛装去离子水的容器、棉签和试管，所需装备多，不方便携带。
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（二）浸湿程度无法控制
现场勘查时，在上述使用过程中，棉签上去离子水的量不易控制，而水量的大小对提取的效果会产生直接影
响。过湿的棉签容易造成被提取的现场物证流失；过干的棉签则无法提取到有效的现场物证。
（三）污染的可能性
易折自流式棉签采用一种特殊的采集保护液，可起到灭菌的作用。面对潮湿、高温的特殊现场勘查环境，采集保护液可以有效保护DNA降解或者片段丢失，最大程度确保DNA采集的有效性。
（四）DNA降解的可能性
去离子水在潮湿、高温的环境中易发生霉变，同样的环境也可能导致DNA降解或者片段丢失。
（五）材质选取的不合理性
目前国内市场中的棉签杆大多采用软性塑料材质，而在实际使用中，软性塑料材质易弯曲，不便大力气、长时间、大面积擦拭被提取载体，不能完全满足现场提取
DNA的需要。
（六）低效性
采用10个自流式棉签空白样本，10个普通棉签空白样本。
二、设计思想
针对以上使用缺陷，基于一个基本的目标——将棉签使用的繁复性减到最低，大幅提高棉签使用的便利性，使棉签更为简单、易用，通过大量的试验性尝试，研究出一种可以集浸湿和采集为一体的棉签，使用一根棉签就可以完成以往棉签、容器和试管所完成的任务。拟选取坚硬、易折的材料作为棉签杆体的原材料，设计棉签杆为圆柱体形，并作为一个空心载体盛装采集保护液。通过设计空心载体的大小、内外径和长度来控制保护液的体积，从而进一步控制棉签头部的浸湿程度，满足不过分干燥也不过分湿润的要求。采集保护液采用一种全新的、最大程度防止DNA降解和片段丢失、防止浸湿棉签的液体霉变的液体替代去离子水。使用时，设计思想为将采集保护液置于棉签杆内，一端热封，一端油封。当折断热封一端时，采集保护液沿着棉签杆内壁，因为重力作用自动流到缠有棉线的一端，使棉头浸湿，进而对现场物证进行有效采集，完成一根棉签的浸湿和采集的全过程。同时设计棉签为独立包装，一次性使用，简便易用，一人即可完成从发现到采集现场物证的整个过程。
易折自流式棉签采用聚苯乙烯类材质，设计为长约80mm的圆柱形空心管，管的外径为2.5mm，内径为1.4mm。管内灌装采集保护液，灌装采集保护液量为100μ L。空心管的一端设计缠有棉线，另一端采用热封的方式将管封闭，并设有折断处标记。当沿着折断处折断棉签一端后，由于采集保护液的重力作用，将棉签竖直放置，采集保护液沿着管内壁逐渐向下流动，通过另一端进入棉签头部，从而将棉签浸湿，如图1所示。
三、结构设计
要用好比喻，班主任平时要注意积累，做个有心人。好的素材、身边的趣事，收集起来，然后在合适的机会积极实践，一定会有好的效果。
易折自流式棉签将棉签与采集保护液合二为一，形成一个统一的整体，并且独立包装，极大的提高了携带的便利性和易操作性，包装小巧轻便，一人即可独立完成操作，面对狭小空间的现场勘查，尤其能显示其强大的便捷性。
四、优势
（一）便捷性
土地之于农村社会来说有着某种特殊的“共同属性”，也就是所有农户的土地共同组成一个村庄，即便制度上的规定是农村土地集体所有制和家庭承包制。然而，当土地发生流转时，意味着土地权属的共同边界就会受到影响。法律条文之所以确立集体成员流转优先权，可能也考虑到农村土地的这一特殊属性。宋某为了顺利流转Y乡的农村土地，于是在流转实践过程中也依法建构“村里人”对土地流转享有的优先权。这一社会建构的意义在于规避和消解村庄土地流转带来的群体认同冲突。
（二）合理选取材质
棉签管的材料以及大小是经过反复试验而最终确定的，得以确定的依据是管要坚硬、易折断、采集保护液量能够恰当浸湿棉签的头部，干湿的分界线在整个棉签头长度的60%为宜。聚苯乙烯类材料坚硬，不仅满足大力气、长时间、大面积的擦拭载体，更加易于折断，使采集保护液能够顺利向下流动。
（三）防污染性
易折自流式棉签内置采集保护液，面对复杂的、难以预料的各类现场，这种内置采集保护液能发挥其巨大的技术优势，极大的减少了在使用过程中造成潜在污染的可能性，能够最大程度的防止污染的发生。而棉签在生产过程中也经过了有效的环氧乙烷灭DNA的过程，能够最大程度的确保棉签无外源性DNA的残留。
在 “纺纱工艺设计与质量控制”课程实施案例教学法，要根据教学大纲和培养方案，要理论联系实际，培养学生利用理论知识解决实际问题的能力。
（四）防止DNA降解
现场勘查中使用的去离子水只要被置于空气中或者盛装去离子水的容器被打开，又或者棉签包开启后未一次使用完，都会造成剩余棉签的污染[1,2,3]，污染的存在会造成采集DNA的无效，甚至直接影响到案件的侦破。
五、对比测试及适应性测试
笔者对易折自流式棉签与普通棉签做了实验对比，以验证易折自流式棉签采集各类现场物证的有效性。
把今天的互联网公司定位为未来的基础设施或许比较恰当，做“云端”或“管端”都很好，就是不要去做工业的“端”，因为，那里不是你的江湖。
（一）实验样本
1. 实验组
采用自流式棉签采集的血液样本和普通棉签采集的血液样本各10个，来源于10个相同个体；采用自流式棉签采集的唾液样本和普通棉签采集的唾液样本各10个，来源于10个相同个体；采用自流式棉签采集的脱落细胞样本和普通棉签采集的脱落细胞样本各10个，来源于10个相同个体。
均采用Identifiler Plus复合扩增试剂盒（美国Thermo Fisher公司）对模板DNA进行PCR扩增。
2. 对照组
试验设38%吡唑醚菌酯·啶酰菌胺水分散粒剂40 g/亩、60 g/亩和80 g/亩，50%啶酰菌胺水分散粒剂40 g/亩，250 g/L吡唑醚菌酯乳油30 mL/亩，50%腐霉利可湿性粉剂75 g/亩，及空白对照共7个处理，每小区面积20 m2，约50-60株，4次重复，随机区组排列。
现场勘查人员在以上使用棉签的过程中无法独自一人完成，必须两人及以上才能完成从发现到采集的全过程，繁琐而耗时，严重影响现场采集效率。
（二）样本提取
均采用EZ1全自动核酸提取仪（德国QIAGEN公司）提取样本DNA。
（三）DNA扩增
和林中伟比，梁肇彬显得“豪爽”得多。建安公司挂靠肇庆市城投公司下属市建公司开发建设房地产的过程中，梁肇彬虽然只给邓强送过两次钱，但总金额却高达170万元。2012年9月份的某天，梁肇彬约邓强在肇庆市端州区星湖湾小区旁边的道路见面，将一个装有70万元现金的纸皮礼品袋放到邓强车上，邓强没说什么就收下了。2013年年底的一天，梁肇彬又约邓强在肇庆市星湖大酒店的停车场碰面，梁肇彬拿了一个装有现金人民币100万元的纸皮箱及洋酒箱放到邓强车上，邓强同样没说什么就收下了。
扩增体系：25μL，包括：反应混合液10 μL，引物混合物5 μL。
扩增条件：95℃ 11min预变性；94 ℃20sec；59℃3min，28个循环；60 ℃10min延伸；4 ℃保存。选用ProPlex型PCR仪（美国Thermo Fisher公司）进行扩增。
（四）毛细管电泳
产物经9.25μL甲酰胺，0.5μL分子量内标ILS500，1μL PCR产物，采用3500XL基因分析仪（美国Thermo Fisher公司）对扩增产物进行电泳，并采用GeneMapper ID-X软件（美国Thermo Fisher公司）进行数据分析，获得分型结果。
第一个层次：术。工匠，是掌握一门技术的人才。有术才有匠。这是工匠精神最低层次的要求。这也昭示着高职教育要培养工匠精神，首先应该做好技术训练。
（五）结果分析
1.三个实验组的自流式棉签和普通棉签获得完整、清晰的分型图谱，分型结果完全一致，无等位基因的丢失及非特异性谱带等现象，重复性好，见图2、图3。
2.采集不同现场物证的自流式棉签均获得完整、清晰的分型图谱，无等位基因的丢失及非特异性谱带等现象，见图4～图6。
3.对照组的自流式棉签和普通棉签均未获得分型图谱，无发现外源性DNA，见图7、图8。
六、案例应用
2018年12月27日，上海市奉贤区钱桥龙泉新村某号某室发生一起盗窃案，现场勘查人员采用本文所述易折自流式现场物证采集棉签在案发现场提取西南卧室东南侧矮木柜上烟盒上手套印涂取物，经检验人员的DNA检验，检出一未知男性DNA分型，并上传至国家DNA数据库。
2019年1月21日，上海市青浦区盈浦街道某街19号发生一起盗窃案。现场勘查人员选用本文所述易折自流式现场物证采集棉签在案发现场提取衣柜内手提包拉链上可疑斑迹和手提包内侧可疑斑迹，经检验人员进行DNA检验，两处提取的可疑斑迹检出同一分型DNA，并与朱某的DNA分型一致。
易折自流式现场物证采集棉签可以应用于血液、唾液、汗斑、手套印斑迹等各类性质的现场物证采集中，为案件的侦破提供了高效的装备保障。
七、结语
目前，易折自流式现场物证采集棉签已经在上海市公安局青浦分局、嘉定分局、虹口分局、普陀分局、宝山分局、奉贤分局及江苏常州市公安局试用并取得一致肯定，反响强烈。易折自流式棉签包装简易、携 带方便、操作简单，管体强度适中、具有较强的防污染性，解决了现场勘查过程中现场物证采集装备繁杂的问题，大幅提高了现场物证采集的质量和效率，填补了国内外一体式采集现场物证棉签的空白，并已获得国家知识产权局发布的实用新型专利证书（专利号：ZL201720095796.2）。通过对比测试和适应性测试，表明该易折自流式棉签的采集效果与普通棉签一致，适用于各类现场物证的现场采集，完全可以应用于实际现场勘查中。目前新型易折自流式现场物证采集棉签的开发成本偏高，但随着大量的推广应用，开发和生产成本会逐渐降低以满足公安机关的实战需求，具有较为广阔的市场前景。
参考文献
[1] 李龙琼,唐佳玉,刘仕莲,周广.医用棉签不同包装及取用方法对棉签细菌污染对比研究[J].中华医院感染学杂志,2010,20(15)：2263-2265.
[2] 唐文巧,孙蕾蕾,魏欣,等.棉签开口后污染的调查及对策[J].现代预防医学,2006,33(11)：2209-2209.
[3] 邱菊,胡瑞萍.无菌棉签包装开启的改进及封口方法[J].中华医院感染学杂志.2012(14).
⋆基金项目： 上海市刑事科学技术研究院开放性课题（编号：2017XCWZK13）
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