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一次性手套的快速无损检验方法研究

2020-02-16朱晓晗

山东化工 2020年12期
关键词:光谱法曼光谱拉曼

朱晓晗,姜 红

(中国人民公安大学 侦查与刑事科学技术学院,北京 100038)

一次性手套按材质一般分为塑料一次性手套、乳胶一次性手套、丁腈一次性手套,广泛应用于制造、食品等行业,生产厂家为了改善手套的使用效果、降低生产成本,常根据不同的用途使用不同的材质与填料。常见的填料有碳酸钙、高岭土、滑石粉等。填料滑石粉可以增加产品形状的稳定,增加张力、剪切、挠曲强度等,降低变形。高岭土填料主要用来制作日用陶瓷、工业陶瓷、建筑卫生陶瓷和耐火材料,也作为造纸、建筑、涂料、橡胶、塑料、纺织品等的充填料或白色颜料。碳酸钙填料在不影响产品的使用效果的前提下,可降低生产成本。据此,不同品牌的一次性手套可以根据一定的检验方法达到区分。

在犯罪现场中,为了不遗留指纹、汗液等物证,犯罪人常使用手套进行犯案,其中一次性手套易于获取且成本低,常在犯罪现场见其遗留。鉴于犯罪现场指纹提取的困难性以及我国的指纹库并不包含所有的大陆居民,因此我们必须重视这类遗留物本身。本文使用拉曼光谱技术、差分拉曼光谱技术、X射线荧光光谱、红外光谱技术对一次性手套进行检验,从而建立无损快速简便检验此类物证的光谱分析方法,为犯罪现场检验此类物证提供经验和借鉴。

1 红外光谱法检验一次性手套

红外光谱对样品的适用性相当广泛,固态、液态或气态样品都能应用,无机、有机、高分子化合物都可检测。此外,红外光谱还具有测试迅速,操作方便,重复性好,灵敏度高,试样用量少,仪器结构简单等特点,因此,它已成为现代结构化学和分析化学最常用和不可缺少的工具。红外光谱在天文、气象、遥感、生物、医学等领域也有广泛的应用[13]。实验条件:傅立叶变换红外光谱仪(Nicolet-6700),Smart Perform-er采样器。波数范围:4000 ~600cm-1,扫描次数:32次,分辨率:4cm-1。利用傅立叶变换红外光谱法对样本进行分析,根据红外光谱图的不同,可以将它们加以区分,该方法简便快捷无损。

2 拉曼光谱法检验一次性手套

拉曼光谱是一种无损光谱检验法,也是法庭科学微量物证检验中最常用的方法之一,其信息丰富、制样简单、水的干扰小,广泛应用于药物、违禁毒品以及爆炸物的分析中。相比于红外光谱,拉曼光谱对对称的有机基团振动较为灵敏,不需要对样品进行前处理,也没有样品的制备过程,谱峰清晰尖锐,更适合定量研究、数据库搜索以及运用差异分析进行定性研究[1-6]。

利用拉曼光谱法对收集的58个不同品牌的一次性塑料手套进行检验,实验仪器:RT2000便携式拉曼光谱仪(同方威视技术股份有限公司)。实验条件:采用785nm激光器,采集时间为30s;显示波数为200~3500。实验结果表明,不同品牌的一次性塑料手套拉曼光谱图特征峰以及峰强度各有不同,据此可达到有效区分[7]。

由于部分一次性橡胶手套荧光背景强,拉曼光谱法检验效果较差,谱图常常饱和,因此我们使用差分拉曼光谱法对不同品牌的橡胶手套样本进行检验。橡胶手套由于自身强荧光掩盖了原本就很弱的拉曼信号,导致条件限制无法获取高信噪比的拉曼光谱。差分拉曼光谱是使用两种波长光源对样品照射,获取两张光谱,理想情况下对两张谱图进行差分处理,所获得的差分谱中,受激发射谱和噪声背景会完全抵消,剩下的是拉曼光谱与自身平移光谱的差分图像再通过去噪解卷积算法将拉曼光谱还原出来,对于检测荧光背景强的样品的效果较好。

利用差分拉曼光谱法对收集的24个不同品牌的一次性橡胶手套进行检验,实验条件:便携式差分拉曼光谱仪(南京简智仪器有限公司),测量时间60s,功率220W。由于每种橡胶手套的材质和所添加填料的种类和质量不同,所对应的拉曼光谱图特征峰的出峰位置和峰强度也不同。差分拉曼光谱法可对一次性橡胶手套达到快速准确检验。

3 X射线荧光光谱法检验一次性手套

X射线荧光光谱法 (XRF) 因其灵敏度高、分析元素范围宽、分析精密度高、分析速度快,目前,已在许多领域以及法庭科学中得到广泛的应用[8-11]。实验条件:X-MET8000能量色散型荧光光谱仪(英国牛津公司),Plastic-FP模式,Rh阳极靶,电压40kV,电流60mA。采集时间90s。

利用X射线荧光光谱法对一次性橡胶手套进行检验,根据实验数据中是否含有Cl、Ti元素以及Ca/Ti的比值能对样本进行很好地区分[12]。利用X射线荧光光谱法对一次性塑料手套进行检验,根据样本中Cl与Cd元素质量分数的不同,将39个一次性塑料手套样本分成4组,同组使用Ca与Zn元素含量比进行区别,效果较好。

4 结语

分别利用拉曼光谱法、差分拉曼光谱法、X射线荧光光谱法以及红外光谱法对不同品牌一次性手套样本,包括一次性塑料手套和一次性橡胶手套样本进行检验,根据光谱特征峰和特征元素的不同,可对样本进行检验区分,效果较好。建立了快速准确简便检验犯罪现场一次性手套的光谱分析方法,为公安机关检验此类现场物证提供借鉴和依据。

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