顯微拉曼光譜在物證鑒定中的應用

張馮章 趙勝輝 吳紅燕

摘 要：對四起真實案例中涉及的物證進行顯微拉曼光譜檢測，檢測結果準確可靠，檢測過程方便無損，表明顯微拉曼光譜在物證鑒定方中具有獨特的優勢。

關鍵詞：顯微拉曼光譜 物證 司法鑒定

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

拉曼光譜是物質分子受光照射后所產生的非彈性散射，拉曼光譜譜帶的數目多少、強度大小、位移距離等與分子的振動和轉動能量有關，因此，通過拉曼光譜可以得到物質的化學基團、結構及其變化信息[1]，在安檢[2]、食品[3]、藥品[4]、材料[5]等領域具有廣泛的應用。顯微拉曼光譜將入射激光通過顯微鏡聚焦到樣品上，可以減少甚至避免所檢樣品周圍物質的干擾，精確獲得樣品微區的成分和結構等拉曼光譜信息，可以在樣品量非常少的情況下進行檢測，同時獲得樣品的顯微放大圖和拉曼光譜圖，在物證鑒定中具有獨特的優勢。

2 實驗儀器和條件

檢測使用的儀器為美國Thermo Fisher Scientific公司生產的DXR2型激光顯微拉曼光譜儀，由激光（780nm）、濾光片、光柵、顯微鏡和數據處理系統組成。在室溫條件下，將樣品直接放置在載物臺上，通過顯微鏡找到需要檢測樣品的位置并拍照，再將合適強度的激光聚焦在樣品表面，采集樣品的拉曼光譜。

3 案例分析

3.1 在有機物鑒定中的應用

2018年2月，常州市經開區分局某派出所接報：在常州市某小區地下車庫中，某號牌小型轎車引擎內被投入不明物質，造成車輛發動機損壞。發動機拆解后對內部雜質顆粒進行取樣檢測。雜質顆粒顯微放大照片見圖1，顆粒呈立方體結構，拉曼光譜圖見圖2。經檢測，雜質顆粒外觀形貌、特征峰位置及強度與蔗糖一致[6]。因此，某號牌小型轎車發動機內的雜質顆粒應為蔗糖（C12H22O11）。

3.2 在無機物鑒定中的應用

2017年9月，常州市金壇分局某派出所民警在某公司內發現裝有不明成分的桶裝化學品，提取桶內顆粒進行檢測。桶內顆粒顯微放大照片見圖3，顆粒呈深紫色細長柱狀結構，有金屬光澤，拉曼光譜圖見圖4。經檢測，顆粒外觀形貌、特征峰位置及強度與高錳酸鉀一致[7]。因此，常州市金壇區某公司內發現的桶裝化學品應為高錳酸鉀（KMnO4）。

3.3 在危險化學品鑒定中的應用

2017年6月，常州市公安局清查私房出租時，發現某公司原車間角落堆放了四只裝有未知化學品的鐵桶，經調查，該公司曾購買過砒霜用于生產，當時還有剩余。對于四只鐵桶內裝有的未知化學品是否為剩余的砒霜，警方不能確定。提取桶內粉末進行檢測。桶內粉末顯微放大照片見圖5，呈白色霜狀，拉曼光譜圖見圖6。經檢測，粉末外觀形貌、特征峰位置及強度與三氧化二砷一致[8]。因此，某公司內發現的桶裝化學品應為三氧化二砷（As2O3）。

3.4 在交通事故鑒定中的應用

2017年04月，在常州市天寧區某路段，常某駕駛電動車發生交通事故。經調查，某號牌重型倉柵式貨車存在涉案嫌疑。分別提取電動車右前手把表面紅色附著物（以下簡稱“檢材”，見圖7）和重型倉柵式貨車車尾左側表面油漆（以下簡稱“樣本”，見圖8）進行拉曼光譜檢測，檢測結果見圖9。經檢測，檢材和樣本均呈暗紅色，檢材與樣本的拉曼光譜特征一致。

4 討論

案例3.1中，蔗糖為有機物，使用紅外光譜同樣可以快速確定蔗糖成分，但紅外光譜在檢測過程中往往會破壞樣品的形貌和結構，不利于樣品的回收和重復檢測。案例3.2中，高錳酸鉀為無機化合物，很難通過紅外光譜確定其成分，但拉曼光譜除了對有機物有較好的響應外，對部分無機物同樣可以得到精準的譜圖。案例3.3中，三氧化二砷屬于《危險化學品目錄》中的劇毒化學品，在顯微拉曼光譜檢測過程中無需制樣即可直接進行檢測，避免了制樣過程中危險化學品對身體造成傷害的風險，同時檢測過程快速無損，不會產生固體廢物等二次污染，方便回收并返還給委托方。案例3.4中，交通事故導致的物質轉移量有時會非常少，需要借助顯微鏡才能準確找到樣品位置并進行檢測，與一般鑒定不同，交通事故中的物證鑒定不需要分析出樣品的具體成分，只需明確檢材與樣品的成分是否一致即可。

通過以上案例可以看出，顯微拉曼光譜具有檢測物質范圍廣、無需制樣、快速準確、所需樣品量小、樣品無損耗、可以獲取樣品的微觀形貌等優點，在物證鑒定方面可以發揮重要作用。

參考文獻：

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[2]王紅球， 張麗， 王璐， 等. 拉曼光譜在安檢領域中的應用[J]. 光散射學報， 2012， 24（4）：367-370.

[3]李芳， 安祥， 王紀華. 拉曼光譜在糧食檢測中的應用[J]. 食品安全質量檢測學報， 2016， 7（11）：4408-4414.

[4]熊智新， 楊浩， 衛林. 基于拉曼光譜的藥片快速鑒別方法[J]. 分析科學學報， 2018， 34（6）：772-776.

[5]苗海環， 田彥婷， 聶仲泉等. 石墨烯及其衍生物/金納米粒子復合材料的表面增強拉曼散射研究進展[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. 化學分析手冊[M]. 北京：化學工業出版社， 1998：1161.

[8]楊南如， 岳文海. 無機非金屬材料圖譜手冊[M]. 武漢： 武漢工業大學出版社， 2000：379.

作者簡介

張馮章：（1988—），男，工程師，碩士，主要從事理化檢測和司法鑒定工作。