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显微拉曼光谱在物证鉴定中的应用

2022-01-25张冯章赵胜辉吴红燕

时代汽车 2022年2期
关键词:物证司法鉴定

张冯章 赵胜辉 吴红燕

摘 要:对四起真实案例中涉及的物证进行显微拉曼光谱检测,检测结果准确可靠,检测过程方便无损,表明显微拉曼光谱在物证鉴定方中具有独特的优势。

关键词:显微拉曼光谱 物证 司法鉴定

Abstract:Micro-Raman spectroscopy is adopted to analyze the composition of samples in the four real cases. The detection results are accurate and reliable, and the detection process is convenient and non-destructive, which has unique advantages in identification of material evidence.

Key words:Micro-Raman spectroscopy, material evidence, forensic science

1 引言

拉曼光谱是物质分子受光照射后所产生的非弹性散射,拉曼光谱谱带的数目多少、强度大小、位移距离等与分子的振动和转动能量有关,因此,通过拉曼光谱可以得到物质的化学基团、结构及其变化信息[1],在安检[2]、食品[3]、药品[4]、材料[5]等领域具有广泛的应用。显微拉曼光谱将入射激光通过显微镜聚焦到样品上,可以减少甚至避免所检样品周围物质的干扰,精确获得样品微区的成分和结构等拉曼光谱信息,可以在样品量非常少的情况下进行检测,同时获得样品的显微放大图和拉曼光谱图,在物证鉴定中具有独特的优势。

2 实验仪器和条件

检测使用的仪器为美国Thermo Fisher Scientific公司生产的DXR2型激光显微拉曼光谱仪,由激光(780nm)、滤光片、光栅、显微镜和数据处理系统组成。在室温条件下,将样品直接放置在载物台上,通过显微镜找到需要检测样品的位置并拍照,再将合适强度的激光聚焦在样品表面,采集样品的拉曼光谱。

3 案例分析

3.1 在有机物鉴定中的应用

2018年2月,常州市经开区分局某派出所接报:在常州市某小区地下车库中,某号牌小型轿车引擎内被投入不明物质,造成车辆发动机损坏。发动机拆解后对内部杂质颗粒进行取样检测。杂质颗粒显微放大照片见图1,颗粒呈立方体结构,拉曼光谱图见图2。经检测,杂质颗粒外观形貌、特征峰位置及强度与蔗糖一致[6]。因此,某号牌小型轿车发动机内的杂质颗粒应为蔗糖(C12H22O11)。

3.2 在无机物鉴定中的应用

2017年9月,常州市金坛分局某派出所民警在某公司内发现装有不明成分的桶装化学品,提取桶内颗粒进行检测。桶内颗粒显微放大照片见图3,颗粒呈深紫色细长柱状结构,有金属光泽,拉曼光谱图见图4。经检测,颗粒外观形貌、特征峰位置及强度与高锰酸钾一致[7]。因此,常州市金坛区某公司内发现的桶装化学品应为高锰酸钾(KMnO4)。

3.3 在危险化学品鉴定中的应用

2017年6月,常州市公安局清查私房出租时,发现某公司原车间角落堆放了四只装有未知化学品的铁桶,经调查,该公司曾购买过砒霜用于生产,当时还有剩余。对于四只铁桶内装有的未知化学品是否为剩余的砒霜,警方不能确定。提取桶内粉末进行检测。桶内粉末显微放大照片见图5,呈白色霜状,拉曼光谱图见图6。经检测,粉末外观形貌、特征峰位置及强度与三氧化二砷一致[8]。因此,某公司内发现的桶装化学品应为三氧化二砷(As2O3)。

3.4 在交通事故鉴定中的应用

2017年04月,在常州市天宁区某路段,常某驾驶电动车发生交通事故。经调查,某号牌重型仓栅式货车存在涉案嫌疑。分别提取电动车右前手把表面红色附着物(以下简称“檢材”,见图7)和重型仓栅式货车车尾左侧表面油漆(以下简称“样本”,见图8)进行拉曼光谱检测,检测结果见图9。经检测,检材和样本均呈暗红色,检材与样本的拉曼光谱特征一致。

4 讨论

案例3.1中,蔗糖为有机物,使用红外光谱同样可以快速确定蔗糖成分,但红外光谱在检测过程中往往会破坏样品的形貌和结构,不利于样品的回收和重复检测。案例3.2中,高锰酸钾为无机化合物,很难通过红外光谱确定其成分,但拉曼光谱除了对有机物有较好的响应外,对部分无机物同样可以得到精准的谱图。案例3.3中,三氧化二砷属于《危险化学品目录》中的剧毒化学品,在显微拉曼光谱检测过程中无需制样即可直接进行检测,避免了制样过程中危险化学品对身体造成伤害的风险,同时检测过程快速无损,不会产生固体废物等二次污染,方便回收并返还给委托方。案例3.4中,交通事故导致的物质转移量有时会非常少,需要借助显微镜才能准确找到样品位置并进行检测,与一般鉴定不同,交通事故中的物证鉴定不需要分析出样品的具体成分,只需明确检材与样品的成分是否一致即可。

通过以上案例可以看出,显微拉曼光谱具有检测物质范围广、无需制样、快速准确、所需样品量小、样品无损耗、可以获取样品的微观形貌等优点,在物证鉴定方面可以发挥重要作用。

参考文献:

[1]秦真科, 曹芳琦, 刘文斌. 拉曼光谱技术在亚硝酸钠中毒快速检测中的研究[J]. 中国司法鉴定, 2016(3):44-49.

[2]王红球, 张丽, 王璐, 等. 拉曼光谱在安检领域中的应用[J]. 光散射学报, 2012, 24(4):367-370.

[3]李芳, 安祥, 王纪华. 拉曼光谱在粮食检测中的应用[J]. 食品安全质量检测学报, 2016, 7(11):4408-4414.

[4]熊智新, 杨浩, 卫林. 基于拉曼光谱的药片快速鉴别方法[J]. 分析科学学报, 2018, 34(6):772-776.

[5]苗海环, 田彦婷, 聂仲泉等. 石墨烯及其衍生物/金纳米粒子复合材料的表面增强拉曼散射研究进展[J]. 化工新型材料, 2018, 46(12):23-26.

[6]FERRARO JR, NAKAMOTO K, BROWN CW. Introductory Raman Spectroscopy[M]. Academic: Academic Press, 2003:283.

[7]柯以侃, 董慧茹. 化学分析手册[M]. 北京:化学工业出版社, 1998:1161.

[8]杨南如, 岳文海. 无机非金属材料图谱手册[M]. 武汉: 武汉工业大学出版社, 2000:379.

作者简介

张冯章:(1988—),男,工程师,硕士,主要从事理化检测和司法鉴定工作。

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