在比利時(shí)國(guó)家犯罪學(xué)與刑事學(xué)研究所（NICC）的微跡與昆蟲(chóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,，Luc Bourguignon 負(fù)責(zé)尋找并研究生物來(lái)源的微量物證,，如人類(lèi)和動(dòng)物毛發(fā)、昆蟲(chóng)、植物,、硅藻等,。該實(shí)驗(yàn)室的分析結(jié)果被用于刑事調(diào)查和法庭審判。

在微跡與昆蟲(chóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,，幾乎所有分析都涉及顯微鏡技術(shù),。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配備多種顯微鏡，其中一部分是光學(xué)顯微鏡,，此外,，槍擊殘留物實(shí)驗(yàn)室還配備有幾臺(tái)大型傳統(tǒng)掃描電子顯微鏡（SEM）。微跡與昆蟲(chóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)室則需更高放大倍數(shù)的 SEM 圖像,，但購(gòu)置大型設(shè)備的成本高昂,，且需額外配套設(shè)施和專(zhuān)業(yè)人員支持。其他實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的 SEM 設(shè)備使用權(quán)限有限,，且操作人員因不熟悉硅藻和法醫(yī)植物學(xué)領(lǐng)域,，往往無(wú)法滿足需求。

01法醫(yī)植物學(xué)研究的挑戰(zhàn)

植物或動(dòng)物材料的“痕跡”通常都比較微小,，但它們?cè)谧C明嫌疑人是否曾出現(xiàn)在犯罪現(xiàn)場(chǎng)時(shí)至關(guān)重要,。尤其是硅藻和法醫(yī)植物學(xué)，常常需要比光學(xué)顯微鏡更高的分辨率和放大倍數(shù),。光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)通常限制在約 1000 倍,，僅能分辨略小于 1 微米的特征。

Luc Bourguignon 解釋道：“法醫(yī)植物學(xué)的挑戰(zhàn)在于通過(guò)較大生物體的微小碎片進(jìn)行植物鑒定或比對(duì),。硅藻是單細(xì)胞藻類(lèi),，最小的僅有 2 至 3 微米。由于它們廣泛存在于水體中且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,，常用于證明與水體的接觸,，例如支持溺亡假說(shuō)。使用光學(xué)顯微鏡幾乎無(wú)法觀測(cè)到如此微小的實(shí)體,，更不用說(shuō)識(shí)別它們,。若樣本不夠純凈（實(shí)際樣品總是充滿了雜質(zhì)顆粒），硅藻碎片極易被誤認(rèn)為礦物顆粒,。這些因素可能導(dǎo)致假陰性結(jié)果,。

02飛納臺(tái)式掃描電鏡的優(yōu)勢(shì)

Bourguignon 回憶道：“當(dāng)桌面式掃描電鏡問(wèn)世時(shí)，我們立刻產(chǎn)生了興趣,。我們使用飛納臺(tái)式掃描電鏡（SEM）已有約 4 年時(shí)間,。在選型過(guò)程中，我們?cè)u(píng)估了四款臺(tái)式電鏡,，最終選擇飛納電鏡的主要原因包括以下四點(diǎn)”：

01成像性能優(yōu)異,，硅藻細(xì)節(jié)豐富

飛納臺(tái)式掃描電鏡的分辨率和放大倍數(shù)遠(yuǎn)超光學(xué)顯微鏡,，且景深更大。這對(duì)硅藻等三維樣本尤為重要,，整個(gè)硅藻可清晰聚焦,。Bourguignon 表示：“現(xiàn)在進(jìn)行樣本鑒定和比對(duì)非常容易。光學(xué)顯微鏡中難以或無(wú)法觀察的特征,，在飛納電鏡下一目了然?！?/p>

圖1. 對(duì)比光學(xué)顯微鏡圖像（左,，約2000倍）與飛納電鏡圖像（中，2700倍,；右,，10000倍）的 Epithemia cfr. turgida 硅藻。即使放大倍數(shù)相近,，SEM 圖像（中）仍明顯優(yōu)于光學(xué)圖像（左）,。高倍 SEM 圖像（右）展現(xiàn)了飛納電鏡的細(xì)節(jié)分辨能力。

圖2. 另一組對(duì)比：光學(xué)顯微鏡圖像（左,，約2000倍）與掃描電鏡圖像（右,，4900倍）的 vulgaris 硅藻。

02低真空模式,，樣品無(wú)需噴金

飛納臺(tái)式掃描電鏡的低真空模式,，無(wú)需噴金即可觀察絕緣樣品。法醫(yī)應(yīng)用中需保持樣本原始狀態(tài),，省去噴金步驟也便于對(duì)比光學(xué)顯微鏡與 SEM 圖像（常用于毛發(fā)等較大樣本）,，同時(shí)節(jié)省了制樣時(shí)間。

03自動(dòng)化 AI 識(shí)別

Bourguignon 解釋?zhuān)骸拔覀冃杼幚泶罅繕颖?。使用光學(xué)顯微鏡時(shí)頻繁更換載玻片,，每個(gè)樣本僅觀察數(shù)秒。因此,，我們希望 SEM 也具備類(lèi)似效率,。對(duì)比多款設(shè)備后，飛納臺(tái)式掃描電鏡以每樣本約 30 秒的速度遙遙領(lǐng)先,?！?/p>

04人人可操作，簡(jiǎn)單易用

“我們需要操作簡(jiǎn)便,、無(wú)需專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)或?qū)Ｂ毴藛T的設(shè)備,。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有兩人主要使用飛納臺(tái)式掃描電鏡，但所有成員經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)后均可操作,。我們提供操作指南,，并允許其他實(shí)驗(yàn)室人員使用,。例如，毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)室的博士研究員曾使用該設(shè)備,，部分學(xué)生也用它完成論文,。”

Bourguignon 總結(jié)道：“作為顯微鏡專(zhuān)家,，飛納電鏡能以接近光學(xué)顯微鏡的速度獲取高倍圖像,，讓我們觀察到更多細(xì)節(jié)，從而拓展業(yè)務(wù)能力,。我向所有人推薦飛納臺(tái)式掃描電鏡,！它已成為實(shí)驗(yàn)室的核心工具，徹底革新了我的硅藻檢驗(yàn)實(shí)踐方法論,?！?/p>

比利時(shí)國(guó)家犯罪學(xué)與刑事學(xué)研究所（NICC）位于布魯塞爾，下設(shè)多個(gè)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室,，涵蓋彈道學(xué),、毒品、毒理學(xué),、紡織品,、DNA、縱火,、玻璃,、油漆等領(lǐng)域。