新型TLC法結(jié)合顏色數(shù)字化法區(qū)分鋼筆墨水種類

余 暢 李 彪

(中國刑事警察學院，遼寧·沈陽，110000)

隨著社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，經(jīng)濟糾紛類案件在司法鑒定領(lǐng)域的占比越來越大。其中，涉及鋼筆墨水書寫的文書鑒定案件也隨之增多。目前，鋼筆墨水種類鑒別多采用直觀觀察法、顯微觀察法、傳統(tǒng)薄層色譜法等。不同品牌、型號的鋼筆墨水形成字跡時，易受到墨水濃度、書寫力度、紙張材質(zhì)等因素的影響，導致肉眼、顯微鏡難以有效辨別其種類，而傳統(tǒng)薄層色譜法耗時長、誤差大、效果不顯著，難以對部分品牌型號進行有效區(qū)分。因此，急需一種新型鋼筆墨水種類檢驗方法，為揭露案件事實提供更有效的科學依據(jù)。

一、實驗原理

新型薄層色譜法是一種吸附薄層色譜分離法，它將提取劑和展開劑合二為一，形成既能溶解又有展開作用的新溶劑。一方面，墨水色料中不同組成成分的分子對同一吸附劑的吸附能力不同，在流動相流過固定相的過程中互相分離。另一方面，由于常用的薄層板本身極性較大,與極性大的水溶性色料(只能溶于極性大的溶劑中)有良好的潤濕性。(1)謝朋,王晶,暴仁等.新型薄層色譜法鑒別鋼筆墨水色料的研究[J].公安大學學報,2002,(3).在薄層板上點樣后，展開劑給予不同組成成分的分子不同的擴散效果。從而形成由內(nèi)到外數(shù)目、顏色、位置不同的斑環(huán)，再利用斑環(huán)特征以及計算出的Rf值進行種類鑒別。

顏色數(shù)字化法是利用pc端取色器將斑環(huán)顏色轉(zhuǎn)化為RGB模式的一種方法。RGB模式是基于自然界紅、綠、藍3種基色光的混合原理，將紅(R)、綠(G)、藍(B)3種光線按照不同數(shù)值進行混合產(chǎn)生圖像的顏色。(2)衡磊,孟朝陽.基于顏色數(shù)字化特征的朱墨時序判斷研究[J].中國人民公安大學學報(自然科學版),2017,23(01).每種顏色都有其對應的一個RGB數(shù)值，斑環(huán)的不同位點其顏色不同，因此可用RGB數(shù)值來區(qū)分斑環(huán)顏色。

二、實驗部分

(一)實驗器材及試劑

210*297mm的安興紙業(yè)紫安圖靜電復印紙、19種不同鋼筆墨水(見表1)、19支鋼筆、小剪刀、量筒、燒杯、玻璃棒、通風廚、點滴板、玻璃點樣毛細管(內(nèi)徑0.5mm)、濾紙、高效薄層層析硅膠板(50mm×100mm)、鑷子、記號筆、Cannon 數(shù)碼相機一臺，實驗室常用的丁酮、乙醚、5%草酸、水若干。

表1 19種鋼筆墨水的牌型號及顏色

(二)實驗方法

1.提取-展開劑的選擇

在TCL法鑒別種類中，提取劑-展開劑的選擇至關(guān)重要。實驗中，先根據(jù)實驗室常用試劑的物理、化學性質(zhì)分成三類，將三類試劑等比例混合后，初選出效果較佳的組合，再均勻設(shè)計每一組分的配比，最終確定最佳提取-展開劑為丁酮、乙醚、5%草酸的混合溶液(其配比為10∶8∶19)。

2.樣本的制作和提取

分別將英雄、老板、鴕鳥等不同品牌的19種鋼筆墨水書寫在同一品牌型號的A4復印紙上，并對應做好編號。根據(jù)實驗編號，用小剪刀分別裁剪出19種不同鋼筆墨水書寫而成的色料小片，用鑷子夾取按順序放置于點滴板的凹槽中，在凹槽中加入適量配置好的最佳提取-展開劑對紙片上的鋼筆墨水色料進行溶解提取，制成相應樣本的提取液。

3.點樣與展開

用毛細管吸取樣品提取液，快速點在薄層板中心部位，重復多次操作直至墨水色料充分以斑環(huán)的形式展開。為避免毛細管重復使用造成污染，以及薄層板上提取液展開后相互滲透，對不同樣品點樣時，應及時換新毛細管、薄層板。

4.測量與記錄

靜置觀察薄層板上的斑環(huán)特征，待干燥之后，立即使用高倍數(shù)碼相機進行垂直拍照固定(拍照條件一致)，及時記錄不同斑環(huán)顏色、數(shù)目。同時對展開結(jié)果的相關(guān)數(shù)據(jù)進行多次測量與記錄，初步計算出各斑環(huán)對應的Rf值。Rf值為斑環(huán)中心到原點的距離與展開前沿到原點的距離之比。

三、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

根據(jù)測量的數(shù)據(jù)記錄表，運用統(tǒng)計分析學原理，借助Microsoft Office Excel 數(shù)據(jù)處理軟件(以下簡稱Excel)和GraphPad Prism7專業(yè)繪圖軟件(以下簡稱graphpad)進行數(shù)據(jù)的處理和分析，對難以區(qū)分的鋼筆墨水斑環(huán)，用Colorpix取色工具進行測定，使顏色數(shù)字化。

(一)運用Excel進行初步統(tǒng)計和篩選

對19種鋼筆墨水薄層色譜展開后的斑環(huán)個數(shù)、顏色等結(jié)果輸入Excel表格中。通過簡單的列表整理，結(jié)合展開斑環(huán)層數(shù)及對應顏色，進行觀察、分析，見表2。

表2 最佳提取-展開劑展開層數(shù)及顏色

續(xù) 表

編號f1f2f3f4f5f6f7f88淡綠色 淡黃色淺綠色綠色黃綠色黃色湖藍色9淺藍色黑色藍黑色淺藍色藍色藍紫色10淺紫色 深紫色紫灰色淺綠色淺藍色11淡藍色 淺藍色淡藍色藍色淺藍紫色藍紫色12淺藍色藍色紫色淺紫色淺粉紫色淺黃色13淺藍色藍色淺藍色淡綠色淺藍色14淺藍綠色 藍色深藍色淺藍色15黑色 深紫色淡紫色淡黃色16淺灰色 灰色綠色紫色淺紫色17灰色 淺粉紫色紫色淺天藍色淺灰色18紫色棕黃色暗紫色淺紫色藍色淺紫色19灰色 淡粉色淡黃色

注：f1到f8代表由內(nèi)到外的斑環(huán)層。

(二)運用graphpad進行數(shù)據(jù)分析

鑒于肉眼直觀觀察顏色容易產(chǎn)生偏差，對斑環(huán)顏色、層數(shù)進行初步篩選后難以有效鑒別鋼筆墨水種類。為進一步鑒別不同品牌型號的種類，先使用Excel對測量的多組數(shù)據(jù)進行均值計算，求出Rf值。再使用graphpad將鋼筆墨水的展開斑環(huán)對應的Rf值繪制成散點圖。對比、分析該散點圖，橫向觀察每一層的斑環(huán)Rf值，見圖 1。

圖1 展開斑環(huán)的Rf值散點圖

(三)運用Colorpix取色工具進一步優(yōu)化

結(jié)合顏色觀察法和Rf值測量法，通過對數(shù)據(jù)整理、分析，發(fā)現(xiàn)編號2與編號3仍舊難以區(qū)分，繼而運用Colorpix取色工具對這組斑環(huán)進一步處理。在每層斑環(huán)的中線上，以過斑環(huán)原點的縱軸線與之相交的點為起始點，順時針每隔45°選擇一個取樣點。為避免人為誤差，重復多次取樣，記錄各取樣點對應的RGB數(shù)值。運用Excel求出均值，將均值作為該斑環(huán)對應的RGB有效數(shù)值。通過graphpad制作分段折線圖，將兩種鋼筆墨水展開斑環(huán)的同一層RGB數(shù)值進行直觀觀察、分析，見圖2。

注：f1到f5代表由內(nèi)到外的斑環(huán)層。

圖2各層斑環(huán)的RGB亮度階數(shù)值對比柱狀圖

四、結(jié)果與討論

(一)斑環(huán)顏色、數(shù)目直觀分析

對于書寫效果相近的不同品牌、型號的鋼筆墨水，由于其色料組成成分不同，導致各組分對提取-展開劑的溶解度和吸附力也不同。通過新型薄層色譜法，對展開斑環(huán)顏色、數(shù)目進行的比對分析，可初步實現(xiàn)對藍色老板853(香型)、藍黑色白雪、藍黑色梅弟奇、藍黑色達克斯402四種品牌鋼筆墨水的種類鑒別。

(二)斑環(huán)Rf值數(shù)據(jù)分析

利用薄層色譜展開斑環(huán)的位置特征，使用graphpad進行數(shù)據(jù)分析，將展開斑環(huán)的Rf值繪制成散點圖。通過數(shù)據(jù)對比，可直觀觀察到，除藍色的英雄233、鴕鳥312兩種品牌型號的鋼筆墨水外，其余17種不同鋼筆墨水均可實現(xiàn)有效鑒別。

(三)斑環(huán)顏色數(shù)字化分析

結(jié)合直觀觀察和Rf值對比法，對其難以鑒別的兩種鋼筆墨水進行顏色數(shù)字化處理，將肉眼無法區(qū)分的細微顏色差別，通過RGB模式下的亮度階數(shù)值的直觀反應，可鑒別藍色的英雄233、鴕鳥312兩種品牌型號的鋼筆墨水種類。該方法是大數(shù)據(jù)背景下的一種新的數(shù)字化方法，研究成熟后，可解決許多有關(guān)顏色鑒別的疑難案件鑒定問題，為文書鑒定提供更為直觀、有效的科學依據(jù)。

五、結(jié)語

通過大量的實驗數(shù)據(jù)表明，新型薄層色譜法結(jié)合顏色數(shù)字化能夠鑒別19種鋼筆墨水的種類，增強數(shù)據(jù)的可視化，且操作簡便，科學有效。新型薄層色譜法可將墨水色料中的各組成成分溶解、分離，形成肉眼易于區(qū)分的斑環(huán)，便于后期觀察與數(shù)據(jù)處理。

Colorpix取色工具可將圖像的紅(R)、綠(G)、藍(B)3種光線生成不同數(shù)值。每種顏色都有其對應的一個RGB數(shù)值，且這個值是固定的。斑環(huán)的不同位點其顏色不同，對應的RGB數(shù)值不同，因此可以用于區(qū)分斑環(huán)顏色。

鋼筆墨水種類檢驗的量化、數(shù)字化是一個不斷探索的過程。本文針對鋼筆墨水種類檢驗的依據(jù)是定量分析，研判結(jié)論更為直觀，避免了檢驗者個體主觀因素對結(jié)論的影響，為鋼筆墨水檢驗的數(shù)字化進程提供了一定借鑒。