试分析拉曼光谱技术及其在物证鉴定中的应用

李星亮

摘 要：拉曼光谱技术是一种光谱分析方法，其是通过拉曼散射效应判断物质的组成。相比较于红外光谱，拉曼光谱技术有无须接触样品，不会破坏样品的特点，因此，被用于法庭科学领域的物证检验。此外，经过拉曼光谱技术检验后，还可以被用于其他的检验方式。以综合鉴定结果，用于法庭诉讼的科学依据。该论文针对拉曼光谱技术及其在物证鉴定中的应用进行探讨。

关键词：拉曼光谱技术 物证鉴定 无损检验

中图分类号：O657 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（c）-0040-01

拉曼光谱仪的研制成功，使拉曼光谱技术在不同的领域得以广泛应用。拉曼光谱技术具有较高的灵敏度，因此，检测时间短，而且检测的物质可以覆盖到固态、液态和气态的物质，并在少量样品提供的情况下，不会对样品有所损坏。目前，拉曼光谱技术已经被用于物证鉴定中，用于法庭科学领域的各种物证检验。

1 拉曼光谱技术

拉曼散射属于是光与物质之间相互作用所发生的非弹性散射效应，是于1928年印度科学家拉曼所发现，因此而命名。实现拉曼散射，是指光子入射到物质中之后，在与物质的作用下，改变了方向的同时，还发生了能量交换。与入射光的频率相比，散射光的频率发生了变化，拉曼位移由此而产生。不同的物质，组成和结构都会有所不同，当与光发生作用的时候，在拉曼光谱上就会出现具有特征标志的光谱曲线，以对物质定性分析。物质的定量分析则是通过物质对光谱的吸收度来完成。

2 拉曼光谱技术的分类

2.1 傅里叶变换拉曼光谱技术

傅里叶变换拉曼光谱的激发光源为波长1064 nm的近红外激光，但样品并不会受到荧光干扰，主要的原因在于没有激发分子的荧光。采用傅里叶变换拉曼光谱技术，接受拉曼光谱的化合物中，超过90%都能够获得拉曼光谱。使用拉曼光谱技术获取物质内部的分子信息，是通过近红外光穿透生物组织来实现。这一技术特点，使得傅里叶变换拉曼光谱技术被应用于医学和生物学领域当中。

2.2 显微共焦拉曼光谱技术

显微共焦拉曼光谱技术，是将显微分析技术融入到拉曼光谱分析技术当中，技术原理上，是将显微镜与拉曼光谱仪通过两根光导纤维结合起来形成的应用技术。

在进行显微共焦拉曼光谱技术试验的时候，激光光束被激发，从光谱仪通过一根光导纤维传递到显微镜下待测样品部位。入射激光照射在被测样品上，通过了显微镜聚焦，此时在显微观察下可以分析待测样品的部位。另一根光导纤维负责完成光谱信号的传递。当拉曼散射光辐射被传递到光谱仪的相关部位，传递信经过相干仪的调整之后，光谱信号形成。

显微共焦拉曼光谱技术主要是用于获取物质的化学信息，通常是在不受干扰的环境条件下完成的。比如在物质微区内的晶体结构、化学成分以及分子之间的相互作用等等，都可以采用这种显微共焦拉曼光谱技术精确获取。公安法学领域、物质成分的检测等等，通常会采用显微共焦拉曼光谱技术。

3 拉曼光谱技术在物证鉴定中的应用

随着人们法律意识的提高，各种合同案件应运而生，所涉及的内容包括公章的真伪、笔迹的涂改和添加、打印字迹的鉴定、比划顺序等等。拉曼光谱技术具有高灵敏度的检验方法，不仅时间短、见效快，而且还不会对样品有所损坏，可以为司法文书鉴定提供满意的检测结果。此外，涉毒犯罪具有国际化性质，更有毒品贩为了牟取暴利在毒品中掺杂多种成分，实施毒品检测已经成为了打击毒品犯罪的有效途径。基于毒品犯罪已经逐渐蔓延至中国大陆内部，采用拉曼光谱技术进行毒品检验，可以快捷、准确地将毒品检测出来。

3.1 墨水、墨迹的比对

通过试验比对，利用拉曼光谱技术对不同油墨字迹进行检验，就可以发现，黑色墨水字迹、碳素笔字迹、黑色圆珠笔油墨字迹对拉曼光谱都存在着明显的不同。即便是黑色圆珠笔一项，不同牌号的圆珠笔字迹，采用拉曼光谱技术，分辨率也可以超过90%。如果结合激光散焦技术，黑色圆珠笔墨迹的拉曼信号就会增强，墨迹的比对更为清晰。

对蓝色中性笔墨水进行试验比对，分别采用了两个激光波长，即514 nm和830 nm，比对不同品牌的墨水。蓝色墨水的成分被检测出来，区分率可以达到69%。在司法将定中，采用红外技术和拉曼技术所绘制出来的谱图对不同颜色的墨水进行比较，黑色的墨水和蓝色的模式区分率超过了95%。即便是中性笔，墨水样品的区分率也超过了90%。

3.2 笔画先后顺序的比对

在司法鉴定中，笔画先后顺序的鉴定是难点之一。采用拉曼光谱成像技术，将文字扫描成像后，经过图像的技术处理，就可以通过交叉笔画的书写。判断书写的先后顺序。运用显微共焦拉曼光谱技术，研究笔迹的纵向空间分布情况，就可以分析各种文书表面的笔顺和笔迹结构信息。

3.3 纤维检验

采用拉曼光谱技术，可以对纤维的种类以及染料进行检验。在法庭科学领域中，拉曼光谱技术用于纤维染料检验，主要原因在于染料分子的拉曼散射截面较大。拉曼光谱受到染料分子结构的影响，通过拉曼光谱图，就可以将染料不同、颜色相近的纤维分辨出来。当出现光谱弱信号的时候，就可以通过改变激光波长等等后期加工的方式来解决。对于多种染色纤维样品的检验，可以使用近红外傅里叶变换拉曼光谱技术获得纤维的拉曼谱图。差谱处理所采用的是计算机谱图处理程序，纤维上染料的拉曼谱图就可以获得。

3.4 毒品检验

运用拉曼光谱技术进行毒品鉴定，是将毒品检验技术结合指纹显现来完成的。毒品检验要具备一定的环境条件，比如，可卡因和海洛因的拉曼光谱检验过程中，涉及到分析时间、人造光源、焦距等等，都会影响检验结果。此外，毒品都会被藏匿在塑料袋或者玻璃容器当中，要对内中的可疑物质进行分析，使用便携式拉曼光谱仪，可以获得正常的拉曼普谱图。如果毒品的样品为液体或者粉末状，还可以经过对毒品的探测并且快速鉴别，获得表面增强的拉曼普谱图，通过区分结构相似物质之间的差异，即可以鉴别。

4 结语

综上所述，拉曼光谱技术的发展，使其被有效地应用于司法科学领域的物证鉴定中。作为一种物证鉴定新技术，通过建立拉曼光谱标准谱图进行物质成分的鉴别，对物证鉴定工作具有极大的应用价值。

参考文献

[1] 陈宁，张晓霞，张建华，等.拉曼光谱技术及其在物证鉴定中的应用[J].中国人民公安大学学报：自然科学版，2009（2）.

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