傅里葉紅外光譜新技術(shù)在法庭科學中的應(yīng)用進展

傅里葉紅外光譜新技術(shù)在法庭科學中的應(yīng)用進展2011-1-1313:54:44傅里葉紅外光譜是一種成熟的定性定量分析技術(shù)。在紅外光譜圖上有大量的吸收峰，吸收峰的強度和數(shù)目與分析物所帶的功能基有關(guān)。每個化合物的紅外光譜圖可以對不同的化合物進行比較鑒定。但是，直到近幾年前，傅里紅葉外光譜在法庭科學中的應(yīng)用范圍還是很有限的，這主要是由于早期的傅里葉紅外光譜的檢測靈敏度不高造成的。隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，這一障礙已不復(fù)存在。例如，利用顯微鏡附件可以把紅外光束聚焦在小至10X10〃m的樣品區(qū)域中進行原位測定，從10納克（ng）的樣品能快速得到高質(zhì)量的紅外光譜圖。這樣就能對在法庭實驗室里經(jīng)常遇到的單一纖維、微量的油漆碎屑與污斑、毒品、激光打印機與復(fù)印機調(diào)色粉、聚合物材料和各類未知物進行鑒定。在法庭實驗室中使用的傅里葉紅外光譜儀要配置一個紅外顯微鏡。紅外顯微鏡安裝一個15倍的Cassegrain物鏡和一個液氮冷卻的碲化汞鎘（MCT）檢測器。檢測器在中紅外區(qū)（4000-65cm-1）工作。顯微鏡為雙孔式。這就是說，分析測定區(qū)為兩個分析窗所遮蓋，一個小孔位于紅外光源與樣品之間，另一個小孔位于樣品與檢測器之間。這種結(jié)構(gòu)能使散射光降至最低而通過儀器的光能達到最大值。由于操作人員必需保證所得到的光譜來自取樣區(qū)域而沒有來自取樣區(qū)域外的干擾，這一點對保證分析結(jié)果的可靠性很重要。根據(jù)所分析的樣品的特性，分析可以采用透射方式也可以采用反射方式進行。由于用透射分析所得到的光譜圖信噪比好，應(yīng)盡可能多采用透射分析。利用透射式分析法，樣品的制備工作特別簡單。用滾壓刀把樣品壓平放在透明的支持物如KBr或Nacl片上。另外兩個要用的取樣附件是小鉆石鉆片和漫反射附件（DRIFTS）。前者用于弄平并固定微小的合成纖維或彈性聚合物（如聚氨酯）。后者用于分析激光打印機與復(fù)印機調(diào)色粉、萃取的墨水或油漆樣品。總反射衰減（ATR）物鏡是一種新近開發(fā)出來的附件。ATR是一種不需要樣品制備也不會對樣品產(chǎn)生破壞作用的表面分析技術(shù)。顯微鏡用的ATR物鏡采用鍺與硒化鋅（Zn—Se）兩種晶體制造。光束在樣品中的滲透深度與物鏡晶體的折光指數(shù)有關(guān)。兩種類型的ATR物鏡適合對不同類型的樣品進行分析。晶體最適合分析對光吸收強的樣品如黑色的調(diào)色粉。硅化鋅晶體適合分析一般的樣品如塑料片與膠帶的背襯等材料。下面就介紹一下傅里葉紅外光譜在法庭科學中的具體應(yīng)用情況。一、合成纖維分析在犯罪現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的纖維可以把嫌疑犯與犯罪現(xiàn)場、嫌疑犯與受害人或兩件東西聯(lián)系在一起。如襲擊與偷盜等類的接觸犯罪案件。由于傅里葉紅外顯微分析的靈敏度高、選擇性好和簡便易行最適合對合成纖維進行鑒定，還能對同一種成分的聚合物纖維種類進行鑒定。如

用傅里葉紅外光譜顯微分析可以鑒定出20多種的聚丙烯酸酯纖維。用滾刀把約1mm長的纖維壓平放在KBr或Nacl片上，用透射式進行分析測定，把所得到的光譜與數(shù)據(jù)庫中的光譜數(shù)據(jù)進行比較即可完成鑒定工作。二、油漆分析兩件油漆物品接觸會引起油漆交換。對油漆樣品進行分析可以把兩件物品聯(lián)系起來。如汽車碰撞事故與偷盜案（油漆工具與窗框之間的接觸）中出現(xiàn)的油漆物證樣品。利用傅里葉紅外顯微鏡分析可以鑒定油漆中的粘合物底料（丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯等）和顏料。分析油漆樣品采用以下三種方式：用解剖刀刮取外層的油漆壓平，用投射法進行測定。這種方法簡便快速，但只能分析外層油漆。利用硒化鋅物鏡進行ATR分析。由于不需要進行樣品制備工作，這一方法比第一種方法更簡便，分析速度更快。但是，ATR物鏡價格昂貴，所得到的光譜有時不如用透射法得到的譜圖好。制備交叉部分（約5〃m）樣品用透射法進行鑒定。用這一種方法制樣麻煩，但選擇性好，對每一層油漆都可以進行分析。三、違禁藥品分析違禁藥品一般都不是純品，通常是活性成分與糖、淀粉等添加物混合在一起。對其中的大量成分進行分析沒有實際意義。用紅外顯微鏡對單一結(jié)晶進行分析，把所測定的光譜圖與數(shù)據(jù)庫中的光譜數(shù)據(jù)進行比較就能完成鑒定。四、激光打印機與復(fù)印機調(diào)色粉分析

利用傅里葉紅外光譜鑒定調(diào)色粉的技術(shù)已經(jīng)很成熟，能區(qū)分復(fù)印機或激光打印機的類型。調(diào)色粉大都為有機化合物，可用以下三種方法進行分析鑒定：1?漫反射分析法：利用適當?shù)娜軇ξ募系?mm長的印痕進行萃取。把萃取物放入DRIFTS樣品杯中的KBr片上使溶劑揮發(fā)，按反射方式進行測定。用這種方法得到的譜圖質(zhì)量好，但是手續(xù)麻煩，對文件有破壞性。微反射分析法：用加熱的方法（如用烙鐵）使部分融化的調(diào)色粉轉(zhuǎn)移到反射能力強的表面上。鋁泊或手術(shù)刀片均可作為反射面使用。以清潔的反射面為背景，在顯微鏡下用反射方式進行測定。這一方法比DRIFTS更快，破壞性也小一些。鍺晶體ATR物鏡分析：把要檢查的文件放在顯微鏡臺上，先得到背景的光譜。把載物臺升高，使晶體與文件的打印區(qū)接觸測定樣品的光譜。這一方法對文件沒有破壞性，但所得到的譜圖不如用DRIFTS法得到的譜圖好。五、其他材料分析在法庭實驗室的檢驗工作中還能遇到其他類型的聚合物材料。如包裝材料、保險桿的的殘留物和粘合劑都是曲型的例子。大部分樣品都可以用上面介紹的方法進行分析。如果樣品很平，用帶硒化鋅晶體物鏡的ATR方法最合適。法庭實驗室還經(jīng)常要對一些在犯罪現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的未知物進行分析，如可燃物、炸藥、爆炸殘留物、可疑粉末和腐蝕性材料等。如果能找到適合的溶劑來溶解未知物，DRIFTS是分析微量樣