指紋（fingerprint）是人末節指掌側面的皮膚，由于真皮乳頭突起形成許多整齊排列的乳頭靖，形成皮幡（表皮靖）線，在皮靖線之間則為多數凹陷的皮溝，表皮便呈現相應的凹凸花紋。指紋具有重要的法醫學意義。人的指紋各不相同且終身不變。
指紋，又稱為手紋，即人體手部皮膚的紋理，包括手掌面的乳突紋理(指頭紋、指節紋和掌紋)、屈肌褶紋、皺紋及傷疤等，由于指紋是存在于人體的真皮層而非表皮層，指紋可以成為確定身份的依據，指紋具有普遍性，人人都有，且每個人的指紋都有唯一性，確定性，可以保持終生不變。
指紋一般分為三類，分別是明顯紋、成型紋、潛伏指紋，紋路有斗型、弓型和箕型。通過物理顯現法、化學顯現法、物理化學顯現法、光學顯現法均可鑒別指紋。除人為印泥采集外，現代科學發明了眾多指紋采集方式，如基于光學傳感器的指紋采集、基于半導體傳感器原理的指紋采集、基于熱敏傳感器原理的指紋采集。
距今6000多年的仰韶文化遺址的陶器上，可以清晰地看到當時人們用指紋留下的花紋。古代書簡的封泥上也可以看到以指紋作為標記的印記。唐朝曾使用指紋或掌紋作為憑信，用來簽訂契約。1890年代，胡安·烏斯廷克（Juan Ustink）提出將指紋作為確定罪犯身份的唯一方法并被阿根廷警察部門認可，從此，指紋識別成為各國警察和法醫鑒定人類身份的重要手段。指紋類型和指紋的皮嵴線與人類疾病如精神分裂癥、乳腺癌等密切相關。
指紋分類
指紋可分成三類：第一類是明顯紋（patent fingerprint），指的是不經任何處理就肉眼可見的指紋，如手直接按壓在玻璃等光滑表面留下的痕跡，或者沾了油墨后直接按壓留下的指紋。第二類是成形紋（plastic fingerprint），指的是手指直接按壓在較柔軟的物質表面留下的痕跡，如橡皮泥、蠟燭等材料表面。這類材質非常軟，手指直接接觸后，會留下立體、凹凸不平的指紋紋路。第三類指紋也是最常見的指紋，即潛伏指紋（latent fingerprint），指的是手指表面帶有的一些物質（如汗孔自然分泌的汗液或其他部位的油脂）經手指摩擦或按壓，轉移至載體表面，直接肉眼觀察不易發現指紋紋路，但是經過特殊處理，即可顯現出這些潛在的指紋。現代指紋顯現技術基本上都是基于對潛指紋的顯現發展起來的。
指紋形狀
指紋是表皮上突起的紋線，是皮下組織對指肚表皮頂壓方向的不同造就了這不同的類型，有斗型（whorl）、弓型（arch）和箕型（loop）。還有與這三類相關，可被稱為異常結構紋的四種結構紋類型，簡稱異構，有：上箕下繞異構紋、箕斗異構紋、雙箕同向異構紋、弧弓箕異構紋。
斗形紋
斗形紋又稱蝸形紋。中心區皮紋由1條以上的環線或螺形線或曲形線組成，可分為環形斗、螺形斗、雙箕斗、囊形斗、雜形斗5種。
弓型紋
弓形紋皮紋由指尖一側開始做弓形隆起走向他側，由于弓形紋線彎曲的程度不同，又分為：①弧形紋，其特點是弓形線中部輕微隆起；②帳形紋，中部突起特高，如尖山狀，中央有尖角或垂直線。
箕型
箕形紋又稱蹄形紋。皮紋由指頭一側斜向他側上方回旋成箕形后，再折回起始的一側。如此，在起始側有一箕口，根據箕口的方向又可分為兩種——箕口對著拇指者稱反箕，箕口對著小指者為正箕。
指紋特點
唯一性
它是由英國人亨利·福爾茨（Henry·Fulds）提出的，也就是第一位撰寫《指紋學》的亨利。他是英國皇家內外科醫師學會會員，教授生物學。他在日本傳教期間，看到許多日本的文件和中國的文件一樣，常常按捺手印，就開始大量收集指紋進行研究，并組織日本的學生和醫生進行各種有關指紋的試驗，從而證明了每個人的指紋各不相同。
不變性
“指紋終身不變”的理論，是由吉森大學講師、人類學家奧克爾（Welker）在1856年提出的。他對自己34歲和75歲時的指紋進行了對比，發現指紋的紋形類型和細節點特征沒有變化，于是提出這一理論。“指紋終身不變”是指指紋的嵴線形狀在一生之中不會改變。人出生后隨著年齡的增長，嵴線會變粗、紋形面積會增大。但到了成年之后，這些變化就不明顯了。“指紋的終身不變”，還表現在它具有一定的復原性和難以毀滅性。復原性來源于真皮乳頭的再生能力，只要不傷及真皮，即使表皮大面積剝脫也能慢慢恢復起來，而且保持與原來的完全同樣的紋形和結構，以及全部特征點。
遺傳
20世紀50年代，霍爾特（Holt)及迪塞克雷(De Cenchy)和凱利(Kelley)等人，分別對同胞兄弟姐妹、有親緣關系的父母和子女，及同卵雙生、異卵雙生的指紋幡線數進行大量測量與計算，證明指紋具有很強的家族遺傳性。
觸物留痕
由于在人的手指、手掌面的皮膚上，有大量的汗腺和皮脂腺，只要生命活動存在，就不斷地有汗液、皮脂液排出，類似于原子印章不斷有油墨滲到印文表面，因此，只要手指、手掌接觸到物體表面，就會像原子印章一樣留下印痕。
指紋結構
指紋一般指的是手指末端皮膚上特有的花紋，由皮膚上的隆起線構成；廣義的指紋則包括指頭紋、指節紋和掌紋。凸起的部分被稱作乳突線，凹下去的部分則被稱作小犁溝。乳突線的起點、終點、分叉點、結合點等都被稱為指紋的細節特征點，這種細節特征有無數種排列， 目前世界各地尚未發現兩枚一模一樣、具有同樣紋路和細節的指紋。
指紋形成
孕后第5～6周，胚胎出現手板；第7周，手板上出現指面雛形，并出現掌墊；第8周，手指明顯呈分節狀，并出現指墊。手指的出現為指紋的存在提供了基礎，指紋就在其上面慢慢地長出來。當胚胎發育到10～11周時掌墊開始退化，出現表皮脊紋。到第13周時，表皮脊紋以小范圍細胞增殖形式出現在基質層，基質層上皮快速完成從起伏不平到波浪狀變化的過程，并形成上皮褶皺嵌入真皮之中。這些嵌入真皮的上皮褶皺就是原生脊，它們確立了未來指紋的雛形，在第16周時變得更為明顯。第14周左右，汗腺原生細胞非常規律地一行隔著一行出現在脊紋的頂端。第15～17周，會出現表皮脊紋發育的一些關鍵性事件：表皮的角質層出現初步的角蛋白沉淀；同時，還出現沒有汗腺原生細胞的繼生脊，也稱溝樣皺。相當于我們所見到的脊紋之間的紋溝。17周后，胚胎具有的脊紋結構類似于成人的脊紋結構。孕后的第4個月左右，發生了一些變化：此時，原生脊已經獲得了足夠的增殖以至細胞向上凸起，形成我們常見的脊紋。此時的指紋結構特征呈唯一性，并終身保持不變。脊紋發展到第19周左右，完成核心紋和其余主要框架的構建，并逐漸出現清晰可辨的部分指紋。此后，指紋還會隨著胎兒的發育（如指骨逐漸增粗所造成皮膚面積的擴大）而不斷地得到補充和完善，對一些細節部分進行修正，直到胎兒發育終止，指紋的形成過程方告結束。但兒童在成長期間指紋會略有改變，直到青春期14歲左右時才會定型。
指紋作用
增加摩擦力，抓緊物品
指紋可以增加摩擦力，人類指紋就好像汽車輪胎的花紋一樣，在我們抓取物體時，產生了更多的“抓力”，讓我們可以較為牢固又較為輕松地的抓住有點光滑的物體，不至于滑落。猴子和樹袋熊要是沒有指紋，爬樹登高一定會有不少郁悶。另外一種功能則與增加“摩擦力”有點相反，指紋肌肉起伏造成的變形拉伸“冗余度”，在增加摩擦力的同時，也限制摩擦力過度增加以避免在過度用力時產生皮膚損傷。有“潤滑”作用。指紋的存在，折中了人類在抓取粗糙物體或者光滑物體時，可能產生的對摩擦力的矛盾需求。
提高觸覺靈敏度
指紋的存在有利于人類提高觸覺的靈敏度。溝壑縱橫起伏變化的指紋下面約2毫米處，布滿了稱作為“帕西尼氏小體”的感受細胞，是人類神經末梢的組成部分，是皮膚的觸覺、壓力、熱量和振動的感受器。研究人員實驗表明，指紋紋路的起伏設計有利于提升“帕西尼氏小體”的感受靈敏度。我們能感受到“絲綢般的光滑”或者是“盲文般的凸起”部分仰仗于指紋的存在。人類沒有甲蟲那樣的“觸角”，某種程度上，指紋勉為其難可以充當。
再生、保護功能
手指表皮的修復能力極強，從一個基底細胞的產生到最后失去生命力而成為角質細胞（皮屑》脫落，正常人需要26～28天的時間。凸出的脊紋因最先接觸到物體而做出適當反應，雖然這時具本身可能受到了傷害，但大多數深層組織卻得到了保護。
獲取方式
人為指紋采集
通常的采集，直接不輕不重按上去即可，油墨不要太多也不要太少。有一種滾動式的摁印，可以更多地采集大面積的指紋。通過照相，可以將紙面上的指紋數字化。
基于光學傳感器的指紋采集器
利用在光線（多采用紅外光）照射下，指紋脊谷高度差引起的明暗對比，再用光敏CCD元器件將明暗對比電信號轉化成數字圖像，原理上跟現代手機、相機拍照片沒有太大不同。圖9所示是它的原理圖。紅外光從棱鏡一側投向指紋，全反射原理的棱鏡在另一側接收紋線凹凸起伏造成的明暗對比光信號，CCD陣列負責處理產生的影像。
基于半導體傳感器原理的指紋采集器
基于半導體傳感器原理的指紋采集器，有電容式和電感式之分，其原理類似。當我們用指尖接觸半導體器件表面時，由于指紋的脊谷凹凸不平，這種接觸空間變化形成的電磁場就會有變化。半導體芯片將這種電容/電感的差別轉化成電信號，再轉化成指紋圖像就大功告成了。這幾十年IC芯片的性能進步日新月異，這種原理的指紋采集儀，因為沒有光學鏡頭參與，可以做得很小（就是一張指尖大的平面），在手機一類應用上比較常見。
基于熱敏傳感器原理的指紋采集器
指紋的脊谷凹凸不平，肌肉和空氣的導熱性能也是不同的，這種溫差也可以用來采集指紋。采用“條狀”溫度傳感器采集溫差信息并將其轉換成圖像，然后再將條狀圖像拼接成正常的圖像（二維），這種原理做成的指紋采集儀尺寸可以很小，可以應用在手機、筆記本電腦、鼠標等器件上。
鑒別方法
傳統的指紋顯現方法可分為4類，分別為：物理顯現法、化學顯現法、物理化學顯現法、光學顯現法。具體技術包含碘熏法、物理顯影液顯現法、半導體量子點顯現法，光學顯現也是指紋鑒定的一大主流，如通過紫外光檢驗法、紅外光譜成像法、質譜成像技術顯現、免疫熒光標記顯現等，下文主要描述常用的幾種方法。
硝酸銀法
硝酸銀法最早可追溯至1877年，其歷史可要追溯到1877年。法國醫生Aubert在研究皮膚病與腺體分泌過程中，無意間發現硝酸銀能顯現出汗液指紋，標志著指紋顯現技術研究的開端。該方法的原理是由于指紋的化學成分十分復雜，由汗腺分泌的物質中含有鈉離子、磷酸鹽、氯化物等，硝酸銀與指紋汗液中的氯化鈉反應，AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3，其中AgCl會在陽光下作用下顏色逐漸變成黑色，從而將指紋得以顯現。
“520”膠顯現法
該方法的主要原理用其主要成分α-氰基丙烯酸乙酯可以與指紋殘留物中的水和氨基酸等發生聚合，形成聚合物將其顯現，α-基丙烯酸乙結構中含有強吸電子的基(―CN)，在指紋汗液中的物質發生聚合反應，產生的乳白色物質，由于乳白色顏色對比度不夠明顯，研究人員通過有色物質將其熏染后，可顯著提高顯現效率。
茚三酮及DFO法
茚三酮又稱寧西特林，化學名為2,2-二羥基二氫化茚-1,3-二酮，是一種白色或淺黃色的結晶粉末，三法則是根據帶有血液的手指分泌物中含有氨基酸，茚三酮溶液與α-氨基酸反應分兩步驟，首先氨基酸被氧化生成CO2、NH3、醛基（R-CHO），茚三酮被還原成還原型茚三酮，還原型茚三酮進一步與茚三酮、NH3發生縮合生成紫色物質（魯赫曼紫），由此將隱形的手印顯現出來。
由于魯赫曼紫具有不穩定性，需要進行二次反應來提高靈敏度，所以研究者們合成了一種新型茚三酮同系物，不需要經過二次處理就能產生強烈熒光的物質來提高顯現靈敏度，這其中優秀的代表當屬DFO（1,8-二氮雜芴-9-酮），其反應機理與茚三酮類似，可與氨基酸反應生成淡粉色物質，靈敏度高，但該方法價格更為昂貴。
京尼平法
以上的方法雖然在指紋鑒定中貢獻卓越，但是自身也存在毒性問題，危害偵查員的健康安全，京尼平法(梔子苷)由此應運而生，京尼平為提取自梔子果實的環烯醚萜烷基糖苷(京尼平)經β-葡萄糖苷酶水解后的產物，其所含有的活性官能團(羥基、酯基、烯基)可以與指紋中的氨基酸發生交聯反應，生成肉眼可見的藍紫色熒光物質（梔子藍色素），其反應條件受酸堿度的影響，當反應條件為酸性或中性條件時，會發生親核反應，京尼平C-3位烯碳原子使二氫吡喃環打開，而后氨基N親核進攻醛基中間體上的C原子，羥基離去，形成多環胺類。在堿性條件下，氨基酸上的氨基僅親核進攻京尼平C-11酯基碳原子，而后脫去一分子甲醇生成目標物。
指紋應用
指紋識別技術
指紋識別技術指紋識別技術主要根據人體指紋的紋路、細節特征等信息對操作者或被操作者進行身份鑒定，是目前生物檢測學中研究最深入、應用最廣泛、發展最成熟的技術。它具有很高的實用性和可行性。因為每個人的指紋獨一無二，任何兩個人之間不存在相同的指紋；每個人的指紋是相當固定的，很難發生變化，指紋不會隨著人年齡的增長或身體健康狀況的變化而變化；指紋樣本便于獲取，易于開發識別系統，實用性強。因此，指紋識別技術主要用于個人身份鑒定，可廣泛用于考勤、門禁控制、個人計算機（PC）登錄認證、私人數據安全、電子商務安全、網絡數據安全、身份認證、機場安全檢查、刑事偵破與罪犯緝捕等。中國唐代曾使用指紋或掌紋作為憑信，用來簽訂契約。
醫學方面
指紋類型和指紋的皮嵴線與人類疾病如精神分裂癥、乳腺癌等密切相關。對先天性心臟病的研究表明，在法洛四聯癥患者中，斗形紋出現率為33%；在主動脈狹窄患者中出現率為41%；在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者中出現率為50.59%，高于對照組的45.80%；在肺動脈狹窄、室間隔缺損和房間隔缺損患者中尺側箕形紋出現率高達60%~70%，但橈側箕形紋則出現率很低。這些研究結果提示，手指紋的變化對某些疾病的篩查可能有一定的指導意義。
遺傳工程
制作基因指紋，用于刑事鑒定科學，基因指紋用于刑事鑒定的準確率遠高于傳統的指紋。而且只需獲得億分之一的抽樣量就可進行，方便易得。
痕跡鑒定
罪犯在犯案現場留下的指紋，是警方追捕疑犯的重要線索，1890年代，胡安·烏斯廷克（Juan Ustink）提出將指紋作為確定罪犯身份的唯一方法并被阿根廷警察部門認可，從此，指紋識別成為各國警察和法醫鑒定人類身份的重要手段。
歷史
中國手紋的研究具有悠久的歷史，在中國新石器時代后期，距今約六干多年前母系氏族公社的西安半坡人，創造了具有文字性質的刻劃符號和彩陶、雕塑等工藝品，并在陶器上保留下世界上最早的指紋印跡。這種制陶者的指紋，其中一類可能是無意識留下來的，另一類單個指紋很可能是有意識捺印的，作為制陶者個人的標志。中國是世界上應用指紋最早的國家。公元4300年前，先民模仿著指紋圖形在陶器上繪制成裝飾圖案，叫做“雷紋”(又稱“云紋”或“云雷紋”)。郭沫若先生在《青銅器時代》一文中認為：“雷紋者，余意蓋脫胎于指紋。古者陶器以手制，其上多印有指紋，其后仿制之而成雷紋也。”
二千多年前，中國出現廠粘土指紋，芝加哥的菲爾特博物院收存的中國周代或西漢以前的占代指紋泥印，正面刻著主人的名字，反面印著—個拇指紋，這是世界上最古老的指印憑證。奏漢時代盛行封泥制，在書簡文分發時，在捆扎處封以粘土泥，蓋上印章或指紋作為信驗，以防私拆。這樣封泥指紋，一部分是作為個人鑒定用的，以示真實和信證，并為防止偽造。這表明中 國祖先早已認識到指紋人各不同，可以代表個人，也可以用指紋來識別個人。
中國是世界上應用指紋的發源地。古代指紋的應用最廣泛的領域，首先是用在文書契約上。中國漢唐時期就已廣泛應用指紋、指節和手掌紋，作為證明和識別個人的重要手段，至今有一千三百多年的歷史。 新中國成立后，中國考古學者發現了不少“畫指文書”，1964年在新疆吐魯蕃阿斯塔那左幢熹墓，出土八件唐代的文書契約，其中舉契四件，舉練契兩件，買草契和買奴契各一件，每張契約上均寫著“兩和主契畫指為信”等。每張契約的落款處、當事人、中保人和知見，都在自己名下畫上手指(中指或食指)的三個指節間的距離，即“畫指文書”作為憑證。1959年在新疆米藍城出土一份唐朝藏文的借票契約，落款處按有四個紅色指紋印，其中一個指印至今清晰可辨，按指印比畫指更進一步，而按整個手的指常紋，可能晚于畫指而早于按單獨的指印。1964年在新疆出土兩件延壽四年(公元627年)的遺言文書，均以右手手印為信證。
參考資料 >
博物館科普課|漫談“指紋識別”，人類為什么要長指紋?.西安電子科技大學.2024-01-13
揭開指紋鑒定中的化學奧秘.甘肅省科學技術普及學會.2024-01-13
指紋采集提取的原理和一般操作方法.百家號.2024-01-31
第1章 指紋簡介.QQ閱讀.2024-01-31
科學家指出世界上會有兩枚重復的指紋?指紋鑒定告訴你真相!.搜狐網.2024-01-31
指紋醫學研究現狀與展望.QQ閱讀.2024-01-31