２０１４年１月 辽 宁 警 专 学 报 Ｊ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＬＩＡ０ＮＩＮＧ ＰＯＬＩＣＥ ＡＣＡＤＥＭＹ Ｊａｎ． ２０ｌ４ 第１期（总第８３期） Ｎｏ．１（Ｓｅｒ．Ｎｏ．８３） 基于红外光谱 无损区分可擦中性笔墨水色痕的研究 张金庄 （辽宁警官高等专科学校 刑事技术系， 辽宁 大连 １１６０３６） 摘 要：可擦中性笔墨水色痕形成文件的检验是目前法庭经常遇到的问题，建立一种 简便、灵敏、快速、定性准确的区分可擦中性笔墨水色痕种类的方法是当前公安实战部门 所需要的。研究中利用红外显微镜，采用单点模直接采集可擦中性笔墨水色痕的红外光谱。 实验结果表明，根据样品红外吸收光表征的红外吸收峰的位置、数目、强度及形状可将不 同品牌的可擦中性笔墨水色痕区分开来。 关键词：傅里叶红外光谱；红外吸收峰；可擦中性笔墨水色痕；单点模式；无损区分 中图分类号：Ｄ９１９．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ００８—５３７８（２０１４）０１—００６２．０４ 一、引 言 傅里叶红外图像技术是近年来发展起来的 一种新的红外光谱法，与传统的色散型红外光谱 可擦中性笔是目前国际上最为新颖、最为流 行的书写工具。他不仅具备传统中性笔便于携 带、书写流畅等特点，还具备可擦性，书写出来 仪相比更加优秀，现已被用于法庭科学中。它可 以对各种样品的特定微区进行分析，不仅可以得 到样品的宏观形态信息，也可以获得相关化学组 成的微观信息。它具有分辨率高、波数精度高、 的字迹可以像铅笔一样被普通橡皮所擦拭。可擦 中性笔近年来发展迅猛，大有取代传统中性笔、 钢笔、圆珠笔之势。 当前在法庭上经常会遇到有关可擦中性笔 墨水色痕形成文件的检验，诸如遗嘱、借据、合 同等文件。一些不法分子利欲熏心，利用可擦中 性笔仿制或修改原数据，进而牟取暴利，这样的 案件在法庭上比比皆是。因此，建立一种简便、 灵敏、快速、定性准确的区分可擦中性笔墨水色 痕种类的方法是当前公安机关和法庭所必备的。 扫描速度快、灵敏度高等优点，被广泛应用于各 种样品的微区或微量分析鉴定。 可擦中性笔墨水的成分主要有成膜剂、着色 剂、溶剂、分散剂以及其他溶剂，不同品牌的可 擦中性笔配方也各有不同，因此为可擦中性笔墨 水色痕种类的区分提供了依据。 国内关于可擦中性笔墨水色痕区分的研究 较少，文献基础比较薄弱，主要集中在薄层色谱 分析方面。本文充分利用傅里叶红外光谱仪，对 目前，对可擦中性笔墨水色痕区分方法有溶 剂萃取、气相色谱、拉曼光谱等方法。以上方法 均需从载体上提取可擦中性笔墨水，属有损区 分，破坏了物品的原有性，而且有时还会受到检 市场上较为常见的５种蓝色和８种黑色可擦中性 笔的墨水色痕进行分析，实现了不同厂家产品的 区分。文中建立一种可区分可擦中性笔墨水色痕 种类的方法，实验证明，该方法无消耗、无损坏， 保证了物品的原样性，属于无损区分。 材浓度的限制从而影响检验结果。 收稿日期：２０１ ３－１１－０６ 作者简介：张金庄（１９５６一），男，辽宁省大连市人，副教授，学士。研究方向：刑事技术教学与研究。 ６２ 张金庄：基于红外光谱无损区分可擦中性笔墨水色痕的研究 二、实验部分 （一） 实验仪器和实验参数 实验仪器：美国ＰＥ公司产傅立叶红外图像 系统（型号Ｓｐｏｔ１ｉｇｈｔ ３００） 焦到Ａ４打印纸上，采集背景光谱，再采用单点 模式将红外光斑聚集在可擦中性笔墨水色痕上， 分别采集样品红外光谱。 ２．红外谱图处理 将采集到的样品的红外光谱进行平滑、基线 校准等处理。 实验参数：分辨率：４ｃｍ－１；扫描次数： ３２ 次；扫描范围：４０００ ７５０ ｃｍ－１； 扫描面积： １００ Ｘ １００ ｌａ ｍ 一三、结果与讨论 （一）蓝色可擦中性笔墨水色痕实验结果与 讨论 （二）样品 将市场上收集到的５种蓝色可擦中性笔（见 表１）和８种黑色可擦中性笔（见表２）直接书写 到Ａ４纸上，作为样品备用。 表１蓝色可擦中性笔墨水 根据图１可知：ｌ号与４号样品在 １７３１．６２ｃｍ一１处有明显吸收峰，而２号、３号、５ 序号 ｌ ２ ３ 样品 百乐（国产仿制品） 晨光 金万年 颜色 蓝色 蓝色 蓝色 号样品不存在相同吸收峰，据此可以把１号、４ 号样品分为第一组，２号、３号、５号样品的划 分为第二组。 第一组样品（如图２）：ｌ号样品在 ２１２６．２ｌｃｍ～、１４１９．７２ｃｍ～、．１２６２．５７ｃｍ 处有明 显吸收峰。４号样品在１７９６．９０ｃｍ～、１２９４．ＯＯｃｍ～、 ４ 百乐（日本） 蓝色 ９１９．２４ｃｍ 处有吸收峰，在以上６处，二者无相 同吸收峰。据此既可把１号样品与４号样品区分 开。 ５ 三菱（日本） 蓝色 第二组样品（如图３）：３号与５号样品在 表２黑色可擦中性笔墨水 ３７２８．１５ｃｍ。１、３６９９．０２ｃｍ－１处都有吸收峰，而２号 样品在以上两处没有吸收峰，这样既可很好的把２ 号与３号、５号很好的区分开。再看３号与５号样品， ３号在１７９４．４８ｃｍ 、１３３２．６８ｃｍ 、８７３．３０ｅｒａ 处有吸 收峰，５号在１７９６．９０、９１９．２４、８６８．４７处有吸收峰。 因此，可把３号与５号样品区分开。 序号 样品 颜色 ｌ ２ 百乐（国产仿制品） 黑色 金万年 黑色 ３ ４ 三菱（日本） 天卓 黑色 黑色 ５ ６ 三毛 爱好 黑色 黑色 ７ ８ ， 百乐（日本） 晨光 黑色 黑色 鼬． ｍ －－Ｉ● ｔ ｍ ｍ ｍ ＿ ．１Ｉ． （三）实验步骤与红外谱图处理 １．实验步骤 将样品置于仪器载物台上，先将可见光斑聚 图１．蓝色可擦中性笔墨水色痕红外光谱 辽宁警专学报２Ｏ１４年第１期 ４ ｍ ｍ ｍ ∞ Ⅲ ｍｍ口１ 嘲 ｍ Ⅲ ㈣ ≈ 图２．１和４号样品红外光谱 图５．１和７号样品红外光谱 ８ ６ ３ ５ ４ ３ ２ ｜。 ｍ 幽 ｍ Ⅻ 西Ｉ ｍ ｌｍ ｌ １ ≈ ‘∞ｔＯ ：ｈｍ 黼 埘 埘 洲 －ｌＩ＊ ｌ Ｉ●ｅ ｌ ■ｅ ｌ＿ ｌ辩”¨ 图３．２、３和 ５号样品红外光谱 图６．２、３、４、５、６和８号样品红外光谱 （二）黑色可擦中性笔墨水色痕实验结果与 讨论 ・ 根据图４可知，１号样品与７号样品在 ２９２２．３３ｃｍ～、２８４９．５１ｃｍ 处有明显的吸收峰， 而２号、３号、４号、５号、６号、８号样品没有 相同吸收峰，这样可以很好的把１号、７号与２ 号、３号、４号、５号、６号、８号样品区分开来。 再根据图５可知，１号样品除了在 ２９２２．３３ｃＩｎ＿ 、２８４９．５１ｃｍ 处有吸收峰外，在 ２５０９．７０ａｍ～、 １７９６．９０ａｍ～、 １４５５．９９ｃｍ一、 ８７８．１４ｃｍ一１处均有吸收峰，而这是７号样品所 ●－ｌ 不具备的，因此，既可把１号与７号区分开来。 根据图６可知：首先观察２号与８号样品， 图４．黑色可擦中性笔墨水色痕红外光谱 张金庄：基于红外光谱无损区分可擦中性笔墨水色痕的研究 只有这两种样品在ｌ１９２，４５ｃｍ一１有吸收峰，且８ 检验方法操作简便、检测速度快，无需特殊制各 号样品在１６２２．８２ｃｍ 处有吸收峰而２号没有， 样品且为无损检验，定性结果准确可靠，对于区 这样２号与８号样品就可互相区分且与其他样品 分可擦中性笔墨水色痕是一种科学且实用的检 区分。再观察４号样品，只有４号样品在 验方法。 １００８．１６ｃｍ－１处有吸收峰，因此又可区分４号样 品。剩下的３号、５号、６号样品，其中３号样 参考文献： 品在１７３４．０４ｃｍ一、８８５．３９ｃｍ 处有吸收峰，５号 【１】张金庄，刘淑霞，李国平．ＦＴＩＲ Ｉｍａｇｉｎｇ法无损检 样品在８８５．３９ｃｍ 处有吸收峰而在１７３４．０４ｃｍ 测喷墨墨水字迹色痕的研究［Ｊ】．中国刑警学院学 没有吸收峰，６号样品同样在ｌ７３４．０４ａｍ 处无吸 报。２ ００９（１）：６２－６４ 收峰，据此可把３号样品与５号、６号样品区分 ［２］崔连义，张金庄，李国平．谈傅里叶红外图像系统法 开。最后观察５号样品与６号样品，６号样品在 鉴别红色印油的种类【Ｊ］．辽宁警官高等专科学校学 １６２５．２４ｃｍ一、８８５．３９ｃｍ 有吸收峰，而５号样品 报，２ ０１ ０（４）：６５－６７． 在１６２５．２４ｃｍ 没有相同吸收峰，因此可把５号 ［３】张金庄．傅里叶红外图像法无损检验不同型号佳能 与６号样品区分。 激光打印墨粉色痕［Ｊ］．江苏警察学院学报，２Ｏ１ ２，２７ 四、结 论 （２）：１ ９ ０－１ ９２． ［４］杨改霞．可擦中性笔油墨［Ｍ］．江西化工．２ ００１ 市场上出售的可擦中性笔主要成分成膜剂、 （３）：３９－４ ０． 着色剂、溶剂、分散剂和其它助剂组成，不同品 【５】金峰．圆珠笔的革新一可擦圆珠笔［Ａ】．中国制 牌的可擦中性笔墨水成分或配比存在差异，这种 笔．２ ００３（５）：３０－３１． 差异在样品的红外光谱中得到了充分的印证。实 （责任编辑：段丽华） 验结果表明：依据样品红外光谱可区分不同品牌 相同颜色的可擦中性笔墨水色痕。本研究采用的 Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ＮＯｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉＶｅ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｇｅｌ Ｐｅｎ Ｉｎｋ Ｓｔａｉｎｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＴＩＲ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ—ｚｈｕａｎｇ （Ｃｒｉｍｉｎａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｏｌｉｃｅ Ａｃａｄｅｍｙ，Ｄａｌｉａｎ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１ ６０３６，Ｃｈｉｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｕｒｔ ｉｓ ａｌｗａｙｓ ｃｏｎｆｒｏｎｔｅｄ ｗｉｔｈ ｓｕｃｈ ｄｉｉｆｃｕｌｔｉｅｓ ａｓ ｔｏ ｅｘａｍｉｎｅ ｔｈｅ ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｉｎｋ ｓｔａｉｎｓ ｏｆ ｅｒａｓａｂｌｅ ｇｅｌ ｐｅｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｓｉｍｐｌｅ，ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ，ｒａｐｉｄ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｉｄｅｎｔｉＥｙｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｕｂｌｉｃ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｒｇａｎｓ ｔｏ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｋ ｓｔａｉｎｓ ｏｆ ｅｒａｓａｂｌｅ ｇｅｌ ｐｅｎ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｐｐｌｉｅｓ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｐｏｉｎｔ ｍｏｄｅ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｃｏｌｌｅｃｔ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｋ ｓｔａｉｎｓ ｏｆ ｅｒａｓａｂｌｅ ｇｅｌ ｐｅｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｒａｓａｂｌｅ ｇｅｌ ｐｅｎ ｉｎｋ ｓｔａｉｎｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｂｒａｎｄｓ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ，ｎｕｍｂｅｒ，ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｅａｋ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ’Ｓ ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＦＴＩＲ；ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｅａｋ；ｅｒａｓａｂｌｅ ｇｅｌ ｐｅｎ ｉｎｋ ｓｔａｉｎｓ；ｓｉｎｇｌｅ ｐｏｉｎｔ ｍｏｄｅ； ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ６５
