利用红外显微镜无损检测圆珠笔油墨色痕的研究

一、引言

圆珠笔由于具有结构简单、携带方便、书写流畅，且适宜复写等特点，多年来倍受人们喜爱而得到广泛应用。所以无论在民事诉讼或刑事诉讼中经常遇到圆珠笔油墨尤其是油墨色痕的检验鉴定。圆珠笔油墨色痕是指油墨在纸张等载体表面形成的文字、图形或符号等。由于文件物证检测鉴定大都要求保持物证的原样性，因此需要对检材及比对样本进行无损检测。

目前，对圆珠笔油墨色痕检验方法有溶剂萃取、气相色谱、拉曼光谱[1]等方法。这些方法均需从载体上提取圆珠笔油墨，属有损检验，破坏了物证的原样性，而且有时还会受到检材浓度的限制，进而影响检验结果。显微红外技术是近年来发展起来的一种新的红外光谱技术，该技术是通过红外显微镜实现的，它充分地利用了红外显微镜的聚焦作用，将干涉红外光束聚焦成直径为100—200μm的红外光斑，且光通量大，能量较高。其采样量可少到几个纳克，所以可以直接采集载体表面微量样品或样品表面微区的红外光谱。目前显微红外技术已经被广泛应用于法庭科学之中，诸如在激光打印墨粉色痕无损检测[2]、喷墨打印墨水字迹色痕无损检测[3]、印章色痕无损检测[4]、书写和盖章顺序检验[5]等方面均有了成功应用。

二、实验部分

（一）实验仪器与实验条件

实验仪器：美国 PE公司产的傅里叶红外光谱图像系统（型号：Spotlight300）

实验条件：分辨率：4cm-1；扫描次数：32次；扫描范围：4000—750cm-1；扫描面积100× 100μm；间隔：1cm-1。

（二）实验样品

将在市场上收集到的9个品牌（见表1）圆珠笔油墨书写到 A4打印纸上形成油墨色痕，作为样品备用。

表1 圆珠笔油墨表

（三）实验操作与谱图处理

1．实验操作

将样品置于仪器载物台上，首先以 A4打印纸为背景采集背景光谱，然后再分别采集样品光谱（反射光谱）。

2．谱图处理

将采集到的样品光谱分别进行平滑、基线校准、归一化处理。

三、结果与讨论

由图1可知，其中1号、4号、7号和9号样品红外光谱图在1721.95、波段处存在明显红外吸收峰，而 2号、3号、5号、6号和8号样品红外光谱不存在明显红外吸收峰。据此可将1号、4号、7号和9号样品分为一组，将2号、3号、5号、6号和8号样品分为一组。然后进行样品红外吸收峰定性比对。

由图2可知，4号样品在3334.95、2213.59、处存在较明显红外吸收峰，而1号、7号和9号样品不存在，据此可将4号样品与1号、7号和 9号样品加以区分。9号样品在3310.69、处存在较明显红外吸收峰，而1号、和7号样品不存在，据此可将9号样品与 1号和 7号样品加以区分。7号样品在2917.47、1775.14、处存在较明显红外吸收峰，而1号样品不存在，据此可将7号与1号样品加以区分。

由图3可知，2号样品在3286.40、2927.18、1349.61和1190.03 cm-1处存在较明显红外吸收峰，3号、5号、6号、和 8号样品不存在，据此可将2号样品与3号、5号、6号和8号样品加以区分。8号样品在 3325.24、1724.34、 1252.90和 919.24 cm-1处存在较明显红外吸收峰，而3号、5号和6号样品不存在，据此可将8号样品与 3号、5号和 6号样品加以区分。6号样品在 3315.53、2922.33、1196.90 和处存在较明显红外吸收峰，3号和 5号样品不存在，据此可将6号样品与3号和5号样品加以区分。3号样品在3014.56、2810.67、1506.76和 处存在较明显红外吸收峰，而5号样品不存在，故可以将3号样品与5号样品加以区分。

图4中是6号样品不同位置采集到的红外光谱。由图可知，两个不同位置的红外光谱吸收峰个数、位置、强度及形状基本吻合，说明该检测方法采集到的红外光谱重现性较为理想。

另外，采集样品红外光谱时，应选择无漏点处采集，避免载体纸张对定性比对分析的干扰。红外扫描面积可根据圆珠笔油墨色痕的面积进行调整，扫描面积要小于油墨色痕面积。

图1 1-9号样品的红外光谱图

图2 1、4、7、9号样品的红外光谱图

图3 2、3、5、6和 8号样品的红外光谱图

图4 6号样品不同位置采集到的红外光谱图

四、结论

文章来源：《无损检测》 网址: http://www.wsjczzs.cn/qikandaodu/2021/0322/453.html