試分析拉曼光譜技術(shù)及其在物證鑒定中的應(yīng)用

李星亮

摘 要：拉曼光譜技術(shù)是一種光譜分析方法，其是通過(guò)拉曼散射效應(yīng)判斷物質(zhì)的組成。相比較于紅外光譜，拉曼光譜技術(shù)有無(wú)須接觸樣品，不會(huì)破壞樣品的特點(diǎn)，因此，被用于法庭科學(xué)領(lǐng)域的物證檢驗(yàn)。此外，經(jīng)過(guò)拉曼光譜技術(shù)檢驗(yàn)后，還可以被用于其他的檢驗(yàn)方式。以綜合鑒定結(jié)果，用于法庭訴訟的科學(xué)依據(jù)。該論文針對(duì)拉曼光譜技術(shù)及其在物證鑒定中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：拉曼光譜技術(shù) 物證鑒定 無(wú)損檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：O657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（c）-0040-01

拉曼光譜儀的研制成功，使拉曼光譜技術(shù)在不同的領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。拉曼光譜技術(shù)具有較高的靈敏度，因此，檢測(cè)時(shí)間短，而且檢測(cè)的物質(zhì)可以覆蓋到固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)的物質(zhì)，并在少量樣品提供的情況下，不會(huì)對(duì)樣品有所損壞。目前，拉曼光譜技術(shù)已經(jīng)被用于物證鑒定中，用于法庭科學(xué)領(lǐng)域的各種物證檢驗(yàn)。

1 拉曼光譜技術(shù)

拉曼散射屬于是光與物質(zhì)之間相互作用所發(fā)生的非彈性散射效應(yīng)，是于1928年印度科學(xué)家拉曼所發(fā)現(xiàn)，因此而命名。實(shí)現(xiàn)拉曼散射，是指光子入射到物質(zhì)中之后，在與物質(zhì)的作用下，改變了方向的同時(shí)，還發(fā)生了能量交換。與入射光的頻率相比，散射光的頻率發(fā)生了變化，拉曼位移由此而產(chǎn)生。不同的物質(zhì)，組成和結(jié)構(gòu)都會(huì)有所不同，當(dāng)與光發(fā)生作用的時(shí)候，在拉曼光譜上就會(huì)出現(xiàn)具有特征標(biāo)志的光譜曲線，以對(duì)物質(zhì)定性分析。物質(zhì)的定量分析則是通過(guò)物質(zhì)對(duì)光譜的吸收度來(lái)完成。

2 拉曼光譜技術(shù)的分類

2.1 傅里葉變換拉曼光譜技術(shù)

傅里葉變換拉曼光譜的激發(fā)光源為波長(zhǎng)1064 nm的近紅外激光，但樣品并不會(huì)受到熒光干擾，主要的原因在于沒(méi)有激發(fā)分子的熒光。采用傅里葉變換拉曼光譜技術(shù)，接受拉曼光譜的化合物中，超過(guò)90%都能夠獲得拉曼光譜。使用拉曼光譜技術(shù)獲取物質(zhì)內(nèi)部的分子信息，是通過(guò)近紅外光穿透生物組織來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一技術(shù)特點(diǎn)，使得傅里葉變換拉曼光譜技術(shù)被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中。

2.2 顯微共焦拉曼光譜技術(shù)

顯微共焦拉曼光譜技術(shù)，是將顯微分析技術(shù)融入到拉曼光譜分析技術(shù)當(dāng)中，技術(shù)原理上，是將顯微鏡與拉曼光譜儀通過(guò)兩根光導(dǎo)纖維結(jié)合起來(lái)形成的應(yīng)用技術(shù)。

在進(jìn)行顯微共焦拉曼光譜技術(shù)試驗(yàn)的時(shí)候，激光光束被激發(fā)，從光譜儀通過(guò)一根光導(dǎo)纖維傳遞到顯微鏡下待測(cè)樣品部位。入射激光照射在被測(cè)樣品上，通過(guò)了顯微鏡聚焦，此時(shí)在顯微觀察下可以分析待測(cè)樣品的部位。另一根光導(dǎo)纖維負(fù)責(zé)完成光譜信號(hào)的傳遞。當(dāng)拉曼散射光輻射被傳遞到光譜儀的相關(guān)部位，傳遞信經(jīng)過(guò)相干儀的調(diào)整之后，光譜信號(hào)形成。

顯微共焦拉曼光譜技術(shù)主要是用于獲取物質(zhì)的化學(xué)信息，通常是在不受干擾的環(huán)境條件下完成的。比如在物質(zhì)微區(qū)內(nèi)的晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分以及分子之間的相互作用等等，都可以采用這種顯微共焦拉曼光譜技術(shù)精確獲取。公安法學(xué)領(lǐng)域、物質(zhì)成分的檢測(cè)等等，通常會(huì)采用顯微共焦拉曼光譜技術(shù)。

3 拉曼光譜技術(shù)在物證鑒定中的應(yīng)用

隨著人們法律意識(shí)的提高，各種合同案件應(yīng)運(yùn)而生，所涉及的內(nèi)容包括公章的真?zhèn)?、筆跡的涂改和添加、打印字跡的鑒定、比劃順序等等。拉曼光譜技術(shù)具有高靈敏度的檢驗(yàn)方法，不僅時(shí)間短、見(jiàn)效快，而且還不會(huì)對(duì)樣品有所損壞，可以為司法文書(shū)鑒定提供滿意的檢測(cè)結(jié)果。此外，涉毒犯罪具有國(guó)際化性質(zhì)，更有毒品販為了牟取暴利在毒品中摻雜多種成分，實(shí)施毒品檢測(cè)已經(jīng)成為了打擊毒品犯罪的有效途徑。基于毒品犯罪已經(jīng)逐漸蔓延至中國(guó)大陸內(nèi)部，采用拉曼光譜技術(shù)進(jìn)行毒品檢驗(yàn)，可以快捷、準(zhǔn)確地將毒品檢測(cè)出來(lái)。

3.1 墨水、墨跡的比對(duì)

通過(guò)試驗(yàn)比對(duì)，利用拉曼光譜技術(shù)對(duì)不同油墨字跡進(jìn)行檢驗(yàn)，就可以發(fā)現(xiàn)，黑色墨水字跡、碳素筆字跡、黑色圓珠筆油墨字跡對(duì)拉曼光譜都存在著明顯的不同。即便是黑色圓珠筆一項(xiàng)，不同牌號(hào)的圓珠筆字跡，采用拉曼光譜技術(shù)，分辨率也可以超過(guò)90%。如果結(jié)合激光散焦技術(shù)，黑色圓珠筆墨跡的拉曼信號(hào)就會(huì)增強(qiáng)，墨跡的比對(duì)更為清晰。

對(duì)藍(lán)色中性筆墨水進(jìn)行試驗(yàn)比對(duì)，分別采用了兩個(gè)激光波長(zhǎng)，即514 nm和830 nm，比對(duì)不同品牌的墨水。藍(lán)色墨水的成分被檢測(cè)出來(lái)，區(qū)分率可以達(dá)到69%。在司法將定中，采用紅外技術(shù)和拉曼技術(shù)所繪制出來(lái)的譜圖對(duì)不同顏色的墨水進(jìn)行比較，黑色的墨水和藍(lán)色的模式區(qū)分率超過(guò)了95%。即便是中性筆，墨水樣品的區(qū)分率也超過(guò)了90%。

3.2 筆畫(huà)先后順序的比對(duì)

在司法鑒定中，筆畫(huà)先后順序的鑒定是難點(diǎn)之一。采用拉曼光譜成像技術(shù)，將文字掃描成像后，經(jīng)過(guò)圖像的技術(shù)處理，就可以通過(guò)交叉筆畫(huà)的書(shū)寫(xiě)。判斷書(shū)寫(xiě)的先后順序。運(yùn)用顯微共焦拉曼光譜技術(shù)，研究筆跡的縱向空間分布情況，就可以分析各種文書(shū)表面的筆順和筆跡結(jié)構(gòu)信息。

3.3 纖維檢驗(yàn)

采用拉曼光譜技術(shù)，可以對(duì)纖維的種類以及染料進(jìn)行檢驗(yàn)。在法庭科學(xué)領(lǐng)域中，拉曼光譜技術(shù)用于纖維染料檢驗(yàn)，主要原因在于染料分子的拉曼散射截面較大。拉曼光譜受到染料分子結(jié)構(gòu)的影響，通過(guò)拉曼光譜圖，就可以將染料不同、顏色相近的纖維分辨出來(lái)。當(dāng)出現(xiàn)光譜弱信號(hào)的時(shí)候，就可以通過(guò)改變激光波長(zhǎng)等等后期加工的方式來(lái)解決。對(duì)于多種染色纖維樣品的檢驗(yàn)，可以使用近紅外傅里葉變換拉曼光譜技術(shù)獲得纖維的拉曼譜圖。差譜處理所采用的是計(jì)算機(jī)譜圖處理程序，纖維上染料的拉曼譜圖就可以獲得。

3.4 毒品檢驗(yàn)

運(yùn)用拉曼光譜技術(shù)進(jìn)行毒品鑒定，是將毒品檢驗(yàn)技術(shù)結(jié)合指紋顯現(xiàn)來(lái)完成的。毒品檢驗(yàn)要具備一定的環(huán)境條件，比如，可卡因和海洛因的拉曼光譜檢驗(yàn)過(guò)程中，涉及到分析時(shí)間、人造光源、焦距等等，都會(huì)影響檢驗(yàn)結(jié)果。此外，毒品都會(huì)被藏匿在塑料袋或者玻璃容器當(dāng)中，要對(duì)內(nèi)中的可疑物質(zhì)進(jìn)行分析，使用便攜式拉曼光譜儀，可以獲得正常的拉曼普譜圖。如果毒品的樣品為液體或者粉末狀，還可以經(jīng)過(guò)對(duì)毒品的探測(cè)并且快速鑒別，獲得表面增強(qiáng)的拉曼普譜圖，通過(guò)區(qū)分結(jié)構(gòu)相似物質(zhì)之間的差異，即可以鑒別。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，拉曼光譜技術(shù)的發(fā)展，使其被有效地應(yīng)用于司法科學(xué)領(lǐng)域的物證鑒定中。作為一種物證鑒定新技術(shù)，通過(guò)建立拉曼光譜標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行物質(zhì)成分的鑒別，對(duì)物證鑒定工作具有極大的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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