站内搜索

服务热线

010-82782023

1064nm激光拉曼光谱仪在文检领域的应用

发布时间:2016-11-08

北京培科创新技术有限公司 www.peakscience.cn

1064nm激光拉曼光谱仪在文检领域的应用

法庭鉴定领域,拉曼光谱大有用武之地,尤其是激光共焦显微拉曼光谱仪的出现,给法庭的物证鉴定提供了重要的设备。拉曼光谱可以分析固体和液体状的爆炸物及微量的枪击残留物,可以探测和分析违禁药品,甚至混在粉末物质中的微量毒品,麻醉品粉末也可被检测出来。由于解决了油漆涂层组分的难点,在分析交通事故物证方面发挥了重要作用。利用显微拉曼光谱还可以对各种碳素笔的微量笔迹进行拉曼光谱研究。另外,利用红外光谱和拉曼光谱的互补特性,采用双光谱对微量物证同时分析并加以对比,还可以增加鉴定的可靠性。

随着市场经济的不断发展和人们法制观念的增强,在商务活动、财产保护、经济往来和公安刑侦中,对票据、合同、文件、证件、收条、借条、账单、发票、信件、遗嘱、协议等文书检材的检验要求越来越多,希望能鉴定出其中的文字内容、数字、签名、书写时间和标称时间等是否被添加、伪造、篡改。司法界的文件检验鉴定部门,使用的传统检验方法有红外光谱法、薄层色谱法、气相和液相色谱法、溶解法、红外和紫外灯光法。但这些方法除红外和紫外灯光法文检仪外,实验操作都费时费力,灵敏度低,特别的不足之处是对检材的破坏性,因此受到很大的局限。

显微激光拉曼光谱技术是一种新型可靠的检测技术,可以进行区分物质分子结构的研究。它采用CCD接受信号并作光电转换,灵敏度高,适于快速检测微量、痕量样品,且具有对样品非接触和非破坏性的特点,特别可以在司法文书鉴定上一显身手。目前,发达国家已将该项技术应用于法庭科学中。拉曼光谱可用于笔迹、指纹、文件和印章的鉴定等侦探工作。例如,对不同的书写笔迹进行检验;对含碳素成分的笔迹进行检验;对打印文件、复印文件、印刷文件、传真文件进行检验;对印文、指纹上的印泥、印油进行检验。

1. 纸张主体成分是纤维,而检验纸张中其他添加成分是区分不同厂家配方的关键。目前,国内外对纸张鉴定的报道多限定在纤维分析上,或者采用溶剂溶解后进行色谱分析,这些分析方法都对检材有较大的破坏。而且纸张在制造构成中使用了大量漂白剂,进行增白处理,具有很强的荧光性,一般的激发波长,很难得到有效的拉曼光谱。使用较长波长激发,可以解决荧光干扰的问题。

测试仪器:BaySpec Agility™双束拉曼光谱仪

选取常见三种品牌白色纸张,扣除背景干扰。不同纸张使用1064nm激发,在特定区域可以通过拉曼光谱区分纸张的不同。(3号相对其他两种纸张,在805842cm-1具有拉曼峰,2号在1475cm-1处有特征峰。)

2. 红色印泥的主要成分是涂料黄、银珠、大红粉、重晶石粉、蓖麻油、牛油、陶土、乙萘酚、石炭酸、艾绒或木棉等,各厂家出品的印泥配料各有不同。通过盖印,印泥色料转移到纸张上,蓖麻油、牛油使印迹被纸张吸收并在纸张表面结膜,牢固地固着在纸张上。乙萘酚和石炭酸为油溶性防腐剂,防止艾绒生霉。正因为各个品牌的印泥配方成分不同,在拉曼光谱中它们的谱线也各不相同。司法鉴定中的文件很多为借据、合同、契约、收条等,常盖有公章或名章,伪造公章和名章的方法有手工刻制、照相制版和彩色复印法等。只要有对应的真实使用的印泥印油样本,这种种方法伪造的印迹,显微拉曼光谱技术都是易于鉴别区分的。

C:Users青山DocumentsTencent Files45463973FileRecvMobileFileIMG_1065.JPG

测试仪器:BaySpec Agility™

两种市面常见品牌的水性红色印泥的鉴别,根据特征峰的不同,从图中可以明显的区分两种红色印泥。

3.黑色签字墨迹的主要成分为碳黑等,在司法文检的检测中占有非常重要的部分。黑色墨水或者黑色碳粉印刷品对光具有很强的吸收能力,而且在纸张上的黑色墨水具有较强的荧光激发,使用普通的显微共聚焦拉曼进行测试,很难获得有效的拉曼光谱,而且较短的激发波长会产生大量的能量,灼烧测试样品。使用BaySpec-1064nm激发波长,能够很好的解决这方面的问题。1064nm波长不仅能极大抑制荧光产生,而且较长的激发波长,能量较低,热量较少,不会灼烧样品。

C:Users青山AppDataRoamingTencentUsers45463973QQWinTempRichOleA3IS_KQ)L]NNFIW6N4BS6U.png

黑色签字笔迹测试,测试仪器:BaySpec Nomadic™显微拉曼光谱仪

4.文件朱墨时序的判定一直就是文件检验领域的难题之一对书写字迹的朱墨时序研究已有一些较成熟的检验方法,但随着办公自动化的普及,实践中打印字迹与印文先后次序的检验越来越多。打印字迹与书写字迹有本质区别:打印字迹在纸张表面不会形成书写字迹那样明显的凹槽,这使得打印字迹与印文先后次序检验的难度更大,更不能照搬书写字迹朱墨时序的检验方法。目前,关于打印字迹与印文先后次序检验的方法主要有三维立体显微镜法、荧光显微镜法和机械法等。这些方法需依赖检验人员的经验,通过对印字交叉部位的形态特征进行观察、分析,判断出字迹与印文形成的先后顺序,检验结果的正确与否很大程度上依赖于检验人员的专业素质,主观性比较强,很容易出现误判,准确率不够高,其结果常常受到质疑。

近些年,拉曼光谱技术发展非常迅速,由于拉曼光谱法的无接触、非破坏、快速、准确等优点,使其正成为一种重要的分析测试手段。拉曼光谱可以很好的解决打印文件朱墨时序的问题,主要可以通过下面3个不同的方法。

1打印字迹、印泥(油)、纸张和印字交叉部位色料拉曼光谱比较

首先,分别采集打印字迹、印泥(油)、纸张的拉曼光谱图,确定其各自的拉曼特征位移峰,然后采集印字交叉部位色料拉曼光谱,印字交叉部位色料的拉曼谱图与后形成的色料成分有关

2印字交叉部位色料空间拉曼光谱比较[1]

利用共焦显微拉曼光谱纵向扫描采样技术,在交叉部位纵向上获取笔迹和印泥的空间位置拉曼信息,以此判断朱墨时序。

共焦显微拉曼光谱对朱墨时序进行分析

3印字交叉部位色料拉曼Mapping成像比较[23]

对印字交叉部位色料进行拉曼Mapping成像采集,显示不同物质分布的伪彩色图像,根据字迹笔画边缘是否整齐连续来判断两种色料的先后顺序,先打印后盖章的字迹笔画边缘出现弯曲不连续等特征,先盖章后打印的字迹笔画边缘较整齐

朱墨时序拉曼光谱Mapping成像

5.书写时间书写时间的鉴定是国际上公认的法庭科学中的难题之一,拉曼光谱法是目前研究书写时间鉴定方法中的一种。简单来说就是随着书写时间的变化,纸张油墨受到环境的影响程度不同,使其物质成分与结构发生变化,导致其拉曼光谱的波峰、波谷振动的频率也随之变化,通过这些变化就可以确定文件的书写时间。

参考文献

[1]相淑珍. 天津公安警官职业学院.共焦显微拉曼光谱技术分析判断朱墨时序.中国人民公安大学学报( 自然科学版). 2014Vol.3(3).

[2]连园园,梁鲁宁,黄建同等. 拉曼光谱成像技术检验朱墨时序中书写笔种类对检验结果的影响研究. Chinese Journal of Forensic Sciences. 2011Vol.6(59).

[3]连园园,梁鲁宁,刘建伟.拉曼光谱及其在物证鉴定领域的应用.南阳师范学院学报.2014Vol.13(3).

联系电话:010-82782023 邮箱:sales@peakscience.cn