射钉器击发药和改制射钉枪射击残留物的检验分析

射钉器击发药和改制射钉枪射击残留物的检验分析

1.鲁林 1 朱雪林 1 程年群 1 吴高栋 1 易跃庆 1 马莉 1 李维勇（通讯作者） 1,*

1. 遵义市公安局，遵义 563000

摘 要：目的 通过对不同型号的射钉器击发药、制式枪弹火药和射击残留物成分进行分析，建立射钉器击发药成分、射击残留物成分关系及射钉器击发药的特征成分。方法 搜集四川南溪、四川南山、重庆渝星等几家公司生产的射钉器，将射钉器的击发药和射击残留物通过蔡司光镜-扫描电镜（带能谱仪）联用系统、气相色谱-质谱联用仪和液相色谱-串联质谱仪等仪器进行成分分析。结果 不同型号的射钉器击发药和制式枪弹的火药在蔡司光镜-扫描电镜（带能谱仪）联用系统下均只检出碳和氧元素；在气相色谱-质谱上射钉器击发药中均含有N,N-二甲苯-N,N-二苯脲、邻苯二甲酸二乙酯及硝基甲苯的取代物，但射钉器击发药和制式枪弹之间没有明显特征成分；在液相色谱-串联质谱仪上射钉器中检出黑索金、硝化甘油、三硝基甲苯和奥克托金，但射钉器和制式枪弹相比，特征成分为奥克托金。对于射钉枪射击残留物上仅有击发枪枪口上和射击痕迹残留物的纯棉上2个部位经液相色谱-串联质谱仪检测成分，其检验结果和射钉器成分基本一致。不同品牌的射钉器不管在击发药成分之间还是射击残留物之间均没有明显区别。结论 射钉器击发药的成分含量多，可根据特征成分和制式枪弹进行区别。射钉器的射击残留物的成分和射钉器成分上具有相关性，这些能从理化方面为枪支案件的侦破提供一定的支持作用。

关键词：射钉器；射钉器击发药；射击残留物；理化检验

中图分类号：DF 文献标识码：A/B 文章编号：1008-3650(202*)00-0000-00

随着公安机关缉枪治爆、打击网络贩枪等行动的深入开展，制式枪支管控越发严格，很多不法分子将目光转向自制和改制枪械。射钉器的发射、击发机构和工作原理与以火药为动力的枪械极为相似，并且在市面上流通广泛，并不属于许可销售的范围，普通五金店铺都可以购买。据统计，近几年遵义市在涉枪案件共立案160余起，其中涉及改制射钉器案件43起，占涉枪案件总数的39.1%，可见改制射钉器在涉枪案件中比重之大。

由于射钉器改装较为方便快捷，涉及改制射钉器案件频发，因此射钉器改制枪支是公安机关在打击涉枪类犯罪的重点领域。目前涉及射钉器的研究主要聚集在改制射钉器的枪支性能方面，如对改制射钉器枪口动能比的计算方法、射击弹壳痕迹和自制射击弹等方面进行探讨^[1~3]。2010年南京市公安局提出改制射钉枪的检验鉴定应从改制射钉枪的结构和致伤力两方面进行分析^[4]。2012年吉林省敦化市公安局从一起以改制射钉枪为作案工具的凶杀案入手，对该作案工具从枪支、弹药和枪支弹药组合设计过程进行检验，在现场发现提取散落的钢珠和密封枪弹所采用的填塞物，以此判断枪支口径大小、火药种类等信息^[5]。2018年中国刑事警察学院对基层办案缴获的射钉器改制枪支进行了检验，分别从改制射钉器的外部结构检验和枪支性能两个方面进行检验。然而在改制射钉器的种属认定和同一认定方面基本还是一片空白，仅在2020年时张苗苗等人对改制射钉枪射击残留物的红外光谱成像检验进行研究^[6]。随着科技的进步，越来越多的分析仪器如气相色谱-质谱联用仪和液相色谱-串联质谱仪在案件中发挥了重要的作用^[7-9]。

因此为更好地打击射钉枪类犯罪，公安机关亟需利用现代技术加大对改制射钉器发射药成分和射击残留物成分进行分析，建立射钉器击发药成分、射击残留物成分及同类型制式枪弹火药的成分检验，希望能从特征成分上进一步认识射钉枪，以期通过理化检验，结合痕迹检验，共同为打击射钉枪类犯罪提供线索，为案件诉讼提供技术支撑。

2. 材料与方法

1.1 主要仪器

蔡司光镜-扫描电镜（带能谱仪）（德国ZEISS公司）；气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）（美国Agilent公司）；液相色谱-串联质谱仪（LC-MS）（美国AB Sciex公司）。

1.2 实验材料

改制射钉枪（坤尚 YL307-S6），甲醇（美国Thermo Fisher，色谱纯），丙酮（美国Sigma，分析纯），乙腈（美国Thermo Fisher，色谱纯），射击痕迹残留物的纯棉，3种制式枪弹（51枪弹、64枪弹、92枪弹），6种射击器（安力特牌、伊力牌短枪、伊力牌长枪、南山牌紫色、南山牌黑色、颗可叫牌），N,N-二甲苯-N,N-二苯脲标准品，2,4-二硝基甲苯标准品，2,6-二硝基甲苯标准品，2-硝基二苯胺标准品，4-硝基二苯胺标准品，邻苯二甲酸二丁酯标准品，邻苯二甲酸二乙酯标准品，黑索金标准品，硝化甘油标准品，三硝基甲苯标准品，奥克托金标准品，以上标准品均由中国食品药品检定研究院提供，纯度均为99.9％。

1.3 样品预处理

1.3.1 射钉器发射药样品预处理

使用拆弹器分别拆开3种制式枪弹和6种型号的射钉器，依次取2~3克发射药，研磨均匀后一部分供电镜分析，另一部分使用甲醇提取后浓缩至500μL，过膜后供气相色谱-质谱联用仪和液相色谱-串联质谱仪分析。

1.3.2 改制射钉枪射击残留物样品预处理

将6种射钉器射击后，用脱脂棉（含有甲醇：丙酮=1：1的溶剂）分别提取射击枪底座、击发人手上、击发枪枪口上和射击痕迹残留物的纯棉共4个部位的射击残留物，后将脱脂棉分别采用甲醇提取浓缩至100μL，过膜后供气相色谱-质谱联用仪和液相色谱-串联质谱仪使用。

1.4 分析方法

1.4.1 电镜检验方法

电子枪：钨灯丝；加速电压：15kV；工作距离：9mm；工作电流：100pA；探测器：二次电子探头、能谱仪探头。

1.4.2 GC-MS分析方法

GC分析条件：HP-5MS(0.25 mm × 30 m × 0.25μm)石英毛细管柱；进样口温度 280 ℃；柱温程序起始60 ℃，保持0.5 min，以 20 ℃ /min升至300 ℃，保持5 min；高纯He气为载气，流速1 mL/min；分流进样，分流比20∶1；进样量1.0 μL。

MS分析条件：电子轰击（EI）离子源，电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；GC-MS接口温度280℃；四极杆温度150 ℃；电子倍增器电压1541 V；质量扫描范围m/z 35~500，全扫描模式（SCAN）采集总离子流图。

1.4.3 LC-MS分析方法

LC分析条件：色谱柱：Agilent ZORBAX SB-C18(4.6 mm ×150 mm, 5μm)；柱温：37℃；流动相：乙腈(A)，乙酸胺/甲酸水溶液（乙酸胺5 mmol/L，0.1%甲酸）(B)，A:B=3：7（v/v），等度洗脱6 min；流速1 mL/min；进样体积1 μL。

MS分析条件：电喷雾电离-负离子（ESI-），多反应离子监测（MRM）；离子化电压：5500V；离子源温度：550℃；气帘气：40psi；喷雾气：60psi；辅助加热气：60 psi。黑索金、硝化甘油三硝基甲苯和奥克托金的监测离子、锥孔电压、碰撞能参数见表 1。

表1 黑索金、硝化甘油、三硝基甲苯和奥克托金的质谱参数

Tab. 1 Mass spectrometric parameters of rassaugen, nitroglycerin, trinitrotoluene and octogen

3. 结果

   2. 制式枪弹火药和射钉器击发药的成分分析

2.1.1 电镜检测结果

3种制式枪弹火药和6种射钉器击发药的成分通过蔡司电镜检测结果如下（表2）。在电镜下，制式枪弹火药和射钉器的击发药中均只仅检出碳和氧元素。

表2 几种枪弹火药的电镜检测结果

Tab. 2 Electron microscope results of several kinds of gunpowder

2.1.2 GC-MS检测结果

3种制式枪弹火药和6种射钉器的击发药通过GC-MS分析，结果如下（表3）。从表中可知，制式枪弹和射钉器的击发药中均检出多种组分，比如二苯脲、二苯胺和苯二甲酸二丁酯，但制式枪弹火药和射钉器的击发药之间无特征成分。

表3 几种枪弹火药的GC-MS分析结果

Tab. 3 GC-MS analysis results of several gunpowder

2.1.3 LC-MS检测结果

3种制式枪弹火药和6种射钉器的击发药通过LC-MS检验，结果如下（表4）。从表中可知，在制式枪弹的火药中检出黑索金、硝化甘油和三硝基甲苯；在射钉器的击发药中检出奥克托金、黑索金、硝化甘油和三硝基甲苯。这与制式枪弹火药的成分相比，射钉器的击发药成分明显更多，并且有奥克托金作为射钉器击发药的特征成分。

表4 几种枪弹火药的LC-MS分析结果

Tab. 4 LC-MS analysis results of several gunpowder

1. 3. 改制射钉枪射击残留物成分分析

改制射钉枪射击后，在现场会产生大量的射击残留物。为了探究射钉器击发药和射击残留物成分之间的关系，我们使用同种型号的改制射钉枪探究不同射钉器射击残留物的情况，分别提取射钉枪底座、击发人手上、击发枪枪口上和射击痕迹残留物的纯棉共4个部位的射击残留物进行检验分析。实验中仅有击发枪枪口上和射击痕迹残留物的纯棉上2个部位的射击残留物的成分能被LC-MS检出，其中枪口上主要为奥克托金和黑索金，射击痕迹残留物的纯棉上主要为奥克托金、黑索金和硝化甘油。而所有部位的射击残留物的成分均未能通过GC-MS检测出，具体检验结果见表5。

表5 几种射钉器的射击残留物LC-MS分析结果

Tab.5 LC-MS analysis results of fire residue of several projectiles

4. 讨论

   2. 制式枪弹火药和射钉器的击发药成分之间的讨论

由于射钉器的发射、击发构造和工作原理与以火药为动力的械制式枪极为相似，且制式枪在涉枪案件中较为普遍。因此，我们选择了制式枪弹的火药和射钉器击发药进行对比研究。实验发现，用电镜均只能检出二者含有碳和氧元素；在GC-MS上二者也均检出二苯脲、二苯胺和苯二甲酸二丁酯类成分，但二者没有显著差异，无特征成分，这可能是与GC-MS的检出限较高，而一般特征成分又较少未能达到仪器的检出限有关。

在LC-MS上射击器的击发药成分明显多于制式枪弹，且这些成分普遍存在以雷管为代表的火药中，威力巨大。值得关注的是，奥克托金是射击器击发药的特征成分，以此为特征，可以在日常案件中为我们溯源涉枪案件提供新思路线索。

1. 3. 射钉器的击发药和改制射钉枪射击残留物成分之间的讨论

对改制射钉枪射击残留物分析中，在击发枪枪口上和射击痕迹残留物的纯棉上2个部位的射击残留物能通过LC-MS检测，并且在射击痕迹残留的纯棉上的成分明显多于枪口上，这提示在涉枪案件中枪口和射击痕迹残留可以作为关键的检材提取，但由于量少细微，在现场提取和处理时一定要特别注意。从检出的成分看，同型号射钉器的击发药成分明显多于射击残留物的成分，而射击残留物中含有的成分均在击发药中也含有。这就提示出同种型号的射钉器在击发的过程中未产生新的成分。

1. 4. 不同型号射钉器的击发药和射击残留物成分之间的讨论

从实验结果来看，不同品牌的射钉器不管在击发药成分之间还是射击残留物之间均没有明显区别。即不同品牌的射钉器和射击残留物并没有特征成分去区别，这对想运用不同型号的射钉器的特征成分去识别它们造成了一定的困难。其中得原因可能有：一是各种型号的射钉器的击发药之间本来就没有什么差别，它们均是市场上常见的成分组成。二是实验中样本有限，选择的样本数据单一。三是可能某些特征成分量太少，不能通过现有的技术检测出。四是产生的特征成分可能不适合用本实验中的仪器和技术检测。而以上的这些原因将是在以后的工作中探讨的重点。

近年来为了满足案件侦破的需求，需要利用仪器对检材进行更加深入和微观的研究，而电镜、GC-MS和LC-MS等仪器在检验射钉器和射击残留物成分方面具有时间短、层次多和范围广等特点，在物证检验鉴定中发挥重要作用，此外在检验的范围上三种仪器能形成很好的互补作用。通过这几种仪器对射钉器和射击残留物的成分分析能够从理化方面补充对射击弹痕迹检验方面的研究。

通过对射钉器的深入研究，一方面根据对射钉器击发药和射击残留物的特征成分去识别枪支案件中枪支的种类，进一步协助案件的侦破。另一方面，由于射钉器中含有黑索金，硝化甘油，三硝基甲苯和奥克托金等成分，具有一定的危险性，建议有关部门加强对射钉器的管控。

参考文献

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[9] 孟庆勇,耿东.射钉枪的检验鉴定[C].第三届全国枪弹痕迹检验学术交流会论文.北京:人民武警出版社,2006．

基金项目：痕迹科学与技术公安部重点实验室开放课题（2019FMKFKT02）

第一作者简介：朱雪林，女，贵州遵义人，研究生，研究方向为理化检验

* 通信作者简介： 李维勇，男，贵州遵义人，高级工程师，研究方向为痕迹学理论与技术方法探索。

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