便携式拉曼光谱用于取证

当被问及法医和法医科学时，很多人会谈论犯罪现场调查(CSI)，眼睛检查和证据恢复。欧洲杯线上买球这些是现代电视剧和电影中经常使用的术语，因此成为公众意识中唯一的联想。然而，法医学远不止CSI，该领域包括各种科学、学科和研究，如法医遗传学、化学、信息学、人类学、昆虫学、弹道学、指纹学、质疑文件、声学和语言学。欧洲杯线上买球

在犯罪调查过程中，有了如此多的工具和技术，调查人员可能会发现，在一项犯罪中，一门学科至关重要，而另一门学科则可能完全可缺性。^［1］

也就是说，有一门学科在几乎所有的案件中都有一定的用处，而且通常用处很大，那就是法医化学。犯罪现场^［2］几乎总是有某种物质(非法的、可疑的、未知的或甚至是日常生活用品)本身或通过它与有关人员之间的联系提供信息。

这一原则被称为洛卡德交换“每个接触都会留下痕迹”并构成任何法医调查的基础。^［３］

无论一个人走到哪里，触摸到什么，留下什么，即使是无意识的，都会成为对他不利的无声证人。不仅是他的指纹和脚印，还有他的头发，衣服上的纤维，他打碎的玻璃，他留下的工具痕迹，他刮的油漆，他储存或收集的血液或精液。这一切，甚至更多，都是他的哑巴见证。这是一个不会忘记的证据。它不会被当下的兴奋所迷惑。它的缺席并不是因为人类目击者的缺席。这是事实证据。物证不可能是错的，它不可能作伪证，它不可能完全不存在。只有人类不去发现它、研究它、理解它，才能降低它的价值。^［4］

保罗·L·柯克，著名的化学家和法医科学家

这意味着在犯罪现场留下或改变的任何东西对识别嫌疑人都有价值，无论是指纹、脚印、轮胎印、头发、皮肤、体液、纺织纤维、玻璃碎片、工具痕迹、油漆和染料、爆炸物、毒品、枪击残留物、易燃液体、墨水和文件。这种形式的大多数证据是在使用传统化学测试或现代分析技术进行分析和评估的法医化学实验室进行处理和调查的。^[1，2]

我们目前正处在从更传统的化学方法向高科技现代分析方法转变的过程中。特别是光谱技术正在变得更快、更灵敏、更紧凑、更便携、更灵活，这使得它们在法医领域的应用越来越广泛，用于更广泛的物质分析。

与此串联，正在创建光谱库持有丰富对化合物的光谱数据，增强这种分析方法。在这些新的光谱技术是便携式拉曼光谱。因为他们使用大量的实验室内检测到了大量的化学信号，包括那些爆炸物，毒品，涂料，纺织纤维和油墨中发现的法医专家看重拉曼光谱。^［5］

然而，直到几年前，人们还认为实验室级拉曼光谱在该领域的应用仍将停留在电视剧领域。现在，技术上的一些改进意味着便携式拉曼光谱仪可以在现场使用，其性能可与实验室光谱仪相媲美。

本文将介绍一些会从原位分析中受益非常苛刻和具有挑战性的应用，并转达便携式光谱仪如何表现。

仪表

对所有描述的测试i-Raman^®专业便携拉曼光谱仪使用了B&W Tek (Newark, DE, USA)的785 nm波长激光器。这种光谱仪有一个强大的探测器，需要冷却到-25°C。该单元可用于两种分析模式:使用拉曼探针的直接分析，以及使用适合的显微镜进行显微分析，拉曼探针可以很容易地附着在显微镜上。

该第二模式中允许检测和不能够由探针直接分析微观痕迹的拉曼分析。为了收集光谱BWSpec^®使用了可以通过内置显示器或外部笔记本电脑控制的软件。测量完成后，数据可以输出到更强大的光谱和化学计量软件进行进一步分析。

结果

和预鉴定后爆炸炸药颗粒欧洲杯猜球平台

识别可疑爆炸性化合物的程序是至关重要和危险的。炸弹或简易爆炸装置(IED)的炸药一旦被中和，就必须进行分析，以便确定其化学成分和主要爆炸化合物。

在本研究中，用探针测量了用于制造简易爆炸装置的少量(约0.2 mg)多种有机炸药(TNT、TATP、PETN)和无机氧化盐(硝酸铵、硝酸钾、氯酸钠)。对每种炸药和无机盐的不同仪器参数(激光功率、采集时间和扫描次数)进行了测试。图1显示了TNT在不同激光功率和采集时间下的一些光谱。肉眼看，光谱之间没有差异。

图1。使用785 nm激光和5次扫描获得TNT光谱。不同的采集时间和激光功率，如图所示。

最后一步是最终确定参数。选择频谱采集的那些，使用785nm激光器为5个扫描，0.5秒和10％的激光功率，因为​​它们具有合理的分辨率并使用最低功率，在分析高能材料时，始终建议。欧洲杯足球竞彩这是合理的建议，因为当应用高功率时，它们的某些研究颗粒部分被部分烧坏或降解。欧洲杯猜球平台图2显示了（后爆发）炸药粒子的分析数据。欧洲杯猜球平台其中一个在使用30％激光功率后燃烧。

图2。用10%(左)和30%(右)的激光功率照射后爆炸后的炸药颗粒。

一旦优化了参数，就对每种炸药和盐进行了分析，并采集了它们的光谱。为了使视觉比较更容易，一些光谱进行了基线校正。图3显示了收集到的光谱。

图3。使用785nm的激光，5次扫描，0.5秒的采集时间和10％的激光功率获得几个爆炸物和无机盐的拉曼光谱。基准是通过软件修正。

炸药和盐的光谱与那些在文学和Spectra磁带库好协议，这样每一种物质被确认。值得关注的是，硝酸铵从硝酸钾歧视。如果这两个硝酸盐的拉曼光谱进行比较，可以看出有一个7厘米^－1硝酸盐拉伸方向的差异。这一差异是课题组之前的手持和便携式光谱仪所没有发现的，这可能是因为它们的空间分辨率有限。这个限制已经被B&W Tek便携式拉曼通过使用冷却光谱仪在-25°C克服。^[6]

用于IED的使用除纯粹的视觉一个爆炸物和主要无机盐的更准确的比较，进行使用从每个爆炸性拉曼光谱主成分分析（PCA）的形式的统计方法。

图4示出了分析的分离结果：TNT（黑色）和PETN（橙色）完全从炸药的其余部分分离，并TATP（棕色），硝酸钾（蓝色），硝酸铵（绿色）和氯酸钠（红色），虽然近，也稍分开，这样才能使他们更容易区分。

图4。PCA分析;主成分(PC) 1和4的分值图显示，在所有研究的完整炸药和无机盐(TATP, PETN, KNO)中，变异的置信度为91%_3.,在北半球₄没有_3.和NaClO_3.．

同样地，当爆炸物质实际爆炸时，必须对爆炸形成的残留物进行分析，以便找到准确的爆炸成分。先前的研究表明，少量未燃烧的炸药颗粒通常会散布在陨石坑周围。欧洲杯猜球平台

在本研究中，使用便携式显微镜与拉曼仪器耦合，对炸药、铵油炸药和氯酸盐实际爆炸后的爆炸残留物进行了鉴定和分析。这样，即使是用探针无法探测到的微观粒子，也可以用便携式耦欧洲杯猜球平台合显微镜来识别，这是一种便携式共聚焦拉曼实验室仪器。

作为一个例子，图5显示了三种桩鼓风粒子的拉曼光谱。欧洲杯猜球平台炸欧洲杯猜球平台药和ANFO颗粒显示出具有硝酸铵（在这些炸药组合物的主要成分）的拉曼光谱而chloratite的粒子显示氯酸钠的拉曼光谱（在chloratite组合物中的主要成分）。

图5。由几种炸药组合物产生的喷射后颗粒的拉曼光谱。欧洲杯猜球平台采用785nm激光，5扫描，0.5秒采集时间和10％激光功率收集光谱。基准是通过软件修正。

易燃液体玻璃瓶里面的鉴定

除了简易爆炸装置外，还有另一种自制爆炸装置，称为简易燃烧装置(IID)。这类设备的设计是通过点燃和迅速蔓延的火灾，对人、环境或财产造成损害^[7]到它的邻近区域。与简易爆炸装置一样，简易爆炸装置是由容易获得的廉价部件制成的粗糙装置，通常只由易燃液体、容器和火源组成。

有些类型可能含有危险的化学物质，如强酸。最臭名昭著的IID是莫洛托夫鸡尾酒，它可以被发现在一个更先进的形式，化学点火莫洛托夫鸡尾酒(中集)，使用一个封闭的玻璃瓶。

对于这些类型的设备，通常必须避免在现场移除容器中的可疑内容，因此非侵入性识别是至关重要的。这是第一反应者或安全官员在机场或政府实体的安全检查感兴趣的。

除了这种现场分析，实验室环境中的法医专家可以利用潜在的非侵入性分析，以避免操作和暴露设备，如中集，可能含有危险成分和副产物(如硫化氢或硫酸)。在不打开容器的情况下测量这种液体可能会带来危险。

幸运的是，拉曼激光穿透足够以非侵入的方式到达液体，并获得液体的拉曼光谱而不受容器的太多干扰^[7]．对于玻璃瓶，玻璃的贡献比塑料瓶的贡献小得多，塑料瓶可以有更多的重叠。

本研究分析四种不同的易燃液体，包括：汽油98辛烷值，柴油燃料，乙醇和丙酮。他们都存储玻璃瓶内，并用拉曼仪器的探针测量。从而分析液体（即分析在玻璃瓶更深）的最大容积和最小化从瓶子的贡献，除去在探头的端部的距离调节器来执行这些测量。

图6显示了每种液体的光谱。这些光谱与这些易燃液体的文献和光谱库中的光谱是一致的。

图6。几种易燃液体的拉曼光谱:汽油辛烷值98 (Gas98)，柴油，乙醇和丙酮。

利用每个易燃液体的拉曼光谱进行PCA，统计验证其描述(图7)。可以看出，这些液体可以明显区分。

图7。PCA分析;pc1和pc2的得分图，显示了所有研究易燃液体的变异性，具有96%的置信度水平:汽油辛烷值98(黑色钻石标记)，柴油(蓝色圆圈标记)，乙醇(红色三角形标记)和丙酮(绿色正方形标记)。

结论

的便携式i-Raman职业在各项既定挑战中取得了令人满意的成绩。冷却探测器大大提高了信噪比和光谱分辨率，证明是一个很大的优势，可以识别高度相似的炸药，如硝酸铵和钾。

在使用显微镜附件时，便携式拉曼光谱仪的潜力得到了增强，从而可以在现场分析和识别爆炸后爆炸粒子等微观痕迹。欧洲杯猜球平台最后，利用探针通过玻璃瓶可对疑似iid化合物进行快速、无创的原位鉴定。这可以提高分析专家、安全部队和急救人员的安全和决策能力。

参考资料及进一步阅读

1. A.R.W. Jackson, J.M. Jackson，法证科学，Pears欧洲杯线上买球on Prentice Hall, Harlow, England, 2008。
2. L. Kobilinsky，法医化学手册，威利，新泽西州，2012。
3. E. Locard，L'民意调查criminelle和lesméthodesscientifiques，1920。
4. P. L.柯克，《犯罪调查:物证与警方实验室》。跨学科出版欧洲杯线上买球商,Inc .)纽约,1953年。
5. J. M. Chalmers, H. G. M. Edwards, M. D. Hargreaves，红外和拉曼光谱法在法医学中的应用，威利，西苏塞克斯，英国，2012。欧洲杯线上买球
6. 用共焦拉曼显微镜测定露天爆炸后炸药中的纳米颗粒，肛门。欧洲杯猜球平台化学学报，2016,88,6726-6733。
7. C.马丁拉阿尔韦卡，M.洛佩兹洛佩兹，C.加西亚 - 鲁伊斯，分析预点燃使用便携式拉曼，Talanta 2015，144，612-618即兴燃烧装置。

该信息已从B&W Tek提供的材料中获取、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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