試分析拉曼光譜技術及其在物證鑒定中的應用

李星亮

摘 要：拉曼光譜技術是一種光譜分析方法，其是通過拉曼散射效應判斷物質的組成。相比較于紅外光譜，拉曼光譜技術有無須接觸樣品，不會破壞樣品的特點，因此，被用于法庭科學領域的物證檢驗。此外，經過拉曼光譜技術檢驗后，還可以被用于其他的檢驗方式。以綜合鑒定結果，用于法庭訴訟的科學依據。該論文針對拉曼光譜技術及其在物證鑒定中的應用進行探討。

關鍵詞：拉曼光譜技術 物證鑒定 無損檢驗

中圖分類號：O657 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（c）-0040-01

拉曼光譜儀的研制成功，使拉曼光譜技術在不同的領域得以廣泛應用。拉曼光譜技術具有較高的靈敏度，因此，檢測時間短，而且檢測的物質可以覆蓋到固態、液態和氣態的物質，并在少量樣品提供的情況下，不會對樣品有所損壞。目前，拉曼光譜技術已經被用于物證鑒定中，用于法庭科學領域的各種物證檢驗。

1 拉曼光譜技術

拉曼散射屬于是光與物質之間相互作用所發生的非彈性散射效應，是于1928年印度科學家拉曼所發現，因此而命名。實現拉曼散射，是指光子入射到物質中之后，在與物質的作用下，改變了方向的同時，還發生了能量交換。與入射光的頻率相比，散射光的頻率發生了變化，拉曼位移由此而產生。不同的物質，組成和結構都會有所不同，當與光發生作用的時候，在拉曼光譜上就會出現具有特征標志的光譜曲線，以對物質定性分析。物質的定量分析則是通過物質對光譜的吸收度來完成。

2 拉曼光譜技術的分類

2.1 傅里葉變換拉曼光譜技術

傅里葉變換拉曼光譜的激發光源為波長1064 nm的近紅外激光，但樣品并不會受到熒光干擾，主要的原因在于沒有激發分子的熒光。采用傅里葉變換拉曼光譜技術，接受拉曼光譜的化合物中，超過90%都能夠獲得拉曼光譜。使用拉曼光譜技術獲取物質內部的分子信息，是通過近紅外光穿透生物組織來實現。這一技術特點，使得傅里葉變換拉曼光譜技術被應用于醫學和生物學領域當中。

2.2 顯微共焦拉曼光譜技術

顯微共焦拉曼光譜技術，是將顯微分析技術融入到拉曼光譜分析技術當中，技術原理上，是將顯微鏡與拉曼光譜儀通過兩根光導纖維結合起來形成的應用技術。

在進行顯微共焦拉曼光譜技術試驗的時候，激光光束被激發，從光譜儀通過一根光導纖維傳遞到顯微鏡下待測樣品部位。入射激光照射在被測樣品上，通過了顯微鏡聚焦，此時在顯微觀察下可以分析待測樣品的部位。另一根光導纖維負責完成光譜信號的傳遞。當拉曼散射光輻射被傳遞到光譜儀的相關部位，傳遞信經過相干儀的調整之后，光譜信號形成。

顯微共焦拉曼光譜技術主要是用于獲取物質的化學信息，通常是在不受干擾的環境條件下完成的。比如在物質微區內的晶體結構、化學成分以及分子之間的相互作用等等，都可以采用這種顯微共焦拉曼光譜技術精確獲取。公安法學領域、物質成分的檢測等等，通常會采用顯微共焦拉曼光譜技術。

3 拉曼光譜技術在物證鑒定中的應用

隨著人們法律意識的提高，各種合同案件應運而生，所涉及的內容包括公章的真偽、筆跡的涂改和添加、打印字跡的鑒定、比劃順序等等。拉曼光譜技術具有高靈敏度的檢驗方法，不僅時間短、見效快，而且還不會對樣品有所損壞，可以為司法文書鑒定提供滿意的檢測結果。此外，涉毒犯罪具有國際化性質，更有毒品販為了牟取暴利在毒品中摻雜多種成分，實施毒品檢測已經成為了打擊毒品犯罪的有效途徑。基于毒品犯罪已經逐漸蔓延至中國大陸內部，采用拉曼光譜技術進行毒品檢驗，可以快捷、準確地將毒品檢測出來。

3.1 墨水、墨跡的比對

通過試驗比對，利用拉曼光譜技術對不同油墨字跡進行檢驗，就可以發現，黑色墨水字跡、碳素筆字跡、黑色圓珠筆油墨字跡對拉曼光譜都存在著明顯的不同。即便是黑色圓珠筆一項，不同牌號的圓珠筆字跡，采用拉曼光譜技術，分辨率也可以超過90%。如果結合激光散焦技術，黑色圓珠筆墨跡的拉曼信號就會增強，墨跡的比對更為清晰。

對藍色中性筆墨水進行試驗比對，分別采用了兩個激光波長，即514 nm和830 nm，比對不同品牌的墨水。藍色墨水的成分被檢測出來，區分率可以達到69%。在司法將定中，采用紅外技術和拉曼技術所繪制出來的譜圖對不同顏色的墨水進行比較，黑色的墨水和藍色的模式區分率超過了95%。即便是中性筆，墨水樣品的區分率也超過了90%。

3.2 筆畫先后順序的比對

在司法鑒定中，筆畫先后順序的鑒定是難點之一。采用拉曼光譜成像技術，將文字掃描成像后，經過圖像的技術處理，就可以通過交叉筆畫的書寫。判斷書寫的先后順序。運用顯微共焦拉曼光譜技術，研究筆跡的縱向空間分布情況，就可以分析各種文書表面的筆順和筆跡結構信息。

3.3 纖維檢驗

采用拉曼光譜技術，可以對纖維的種類以及染料進行檢驗。在法庭科學領域中，拉曼光譜技術用于纖維染料檢驗，主要原因在于染料分子的拉曼散射截面較大。拉曼光譜受到染料分子結構的影響，通過拉曼光譜圖，就可以將染料不同、顏色相近的纖維分辨出來。當出現光譜弱信號的時候，就可以通過改變激光波長等等后期加工的方式來解決。對于多種染色纖維樣品的檢驗，可以使用近紅外傅里葉變換拉曼光譜技術獲得纖維的拉曼譜圖。差譜處理所采用的是計算機譜圖處理程序，纖維上染料的拉曼譜圖就可以獲得。

3.4 毒品檢驗

運用拉曼光譜技術進行毒品鑒定，是將毒品檢驗技術結合指紋顯現來完成的。毒品檢驗要具備一定的環境條件，比如，可卡因和海洛因的拉曼光譜檢驗過程中，涉及到分析時間、人造光源、焦距等等，都會影響檢驗結果。此外，毒品都會被藏匿在塑料袋或者玻璃容器當中，要對內中的可疑物質進行分析，使用便攜式拉曼光譜儀，可以獲得正常的拉曼普譜圖。如果毒品的樣品為液體或者粉末狀，還可以經過對毒品的探測并且快速鑒別，獲得表面增強的拉曼普譜圖，通過區分結構相似物質之間的差異，即可以鑒別。

4 結語

綜上所述，拉曼光譜技術的發展，使其被有效地應用于司法科學領域的物證鑒定中。作為一種物證鑒定新技術，通過建立拉曼光譜標準譜圖進行物質成分的鑒別，對物證鑒定工作具有極大的應用價值。

參考文獻

[1] 陳寧，張曉霞，張建華，等.拉曼光譜技術及其在物證鑒定中的應用[J].中國人民公安大學學報：自然科學版，2009（2）.

[2] BoydS，Bertino M F，Seashols SJ.Raman spectroscopy of blood samples for forensic applications[J].Forensic Science International，2011（208）.endprint