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如何利用拉曼光谱仪鉴别蓝色签字笔
如何利用拉曼光谱仪鉴别蓝色签字笔

如何利用拉曼光谱仪鉴别蓝色签字笔

2023-05-16 14:56:54

相较于传统的圆珠笔和钢笔,公众使用签字笔的越来越多。签字笔给文件检验人员带来了新的困难。主要是因为签字笔是基于颜料制造的,很难被提取出来通过薄层层析进行分析。因此需要找到一种分析这些笔的新的检验方法。

  已经有很多研究人员使用拉曼光谱和其它方法来鉴别签字笔。Mazella和Buzzini使用2种波长的拉曼光谱鉴别蓝色签字笔,其区分度为68%。Ziebra-Pulus联合使用拉曼光谱和μXRF仪分析了一系列法庭科学物质,包括蓝色签字笔。

这里我们总结了使用532nm,685nm和785nm三种波长的激光作为激发光,研究拉曼光谱鉴别蓝色签字笔。

实验

表1列出了使用的签字笔。分别记录每支笔的3种光谱。每种光谱读取6次,积分时间从0.1s到30s。所有的光谱使用FORAM拉曼光谱仪测量。所有光谱都使用最低的激光功率:532nm和685nm 0.5mW,785nm 0.28mW。光谱基线通过合适的荧光滤片校正。 


Pen Name

Pigment/Dye based

Pen Name

Pigment/Dye-based

Faber Castell

Unknown

Paper Mate Star Gels Grip

Unknown

Pentel Hybrid K230

Pigment

Pentel Hybrid KN706

Pigment

Pilot G-1 0.7

Dye

Pilot G-2 10

Dye

Pilot P-500

Pigment

Stabilo PointVisco

Unknown

Uniball Jetstream SX-210

Pigment

Uniball Signo UM-120

Pigment

Zebra Jimnie

Pigment

Zebra J-Roller RX

Pigment

Zebra Sarasa

Pigment



表1 研究使用的签字笔

结果与讨论

图1展示的是532nm激光获得的光谱。

微信图片_20230516132454.png

图1 蓝色签字笔在532nm检测的拉曼光谱


光谱显示出明显的差异。直观比较光谱,区分度为73.1%。685nm和785nm检测的拉曼光谱的区分度分别为70.4%和71.8%。在685nm和785nm观察的结果是信号略低于532nm,特别是785nm的信号更低。这是由于绝对拉曼强度会随着波长而变化,与波长-4成正比。另外,685nm的荧光背景要远高于785nm。

532nm无法区分的光谱,使用685nm和785nm进行检测,观察使用跟高的波长是否能够进行区分。图2展示了这样一个示例光谱。Zebra Jimnie在1392cm-1存在一个峰,而在Pilot P500中却没有。这两个光谱在532nm时仅显示很小的差异。

微信图片_20230516132521.png

图2 685nm检测的拉曼光谱

综合3个波长激光检测结果,蓝色签字笔的区分率达到75.6%。


结论

我们阐述了使用3个不同波长的拉曼光谱仪能够进行鉴别不同类型蓝色签字笔的能力。三个波长的的区分率都超过了70%。综合3个波长的所有数据,其区分率可达75.6%。


参考文献

[1] W.D. Mazzella and P.Buzzini, Forensic Science International 152 (2005), 241-247.

[2] J. Zieba-Palus, R.Borusiewicz and M.Kunicki, Forensic Science International 175 (2008), 1-10.


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