克雷格·亚当
Faulds实验室、化学和法医学系、英国基尔大学、基尔,员工,ST5 5 bg,英国。电子邮件:(电子邮件保护)
介绍
目的之一法医物证的分析是比较质疑从犯罪现场与一个特定的参考材料,例如从一个嫌疑人,确定这两个样品是没有区别的。考试的彩色油墨等材料和纤维都属于这一类,法医分析人士提出了一个重大的挑战必须确定特定的色调表现出的一双样品可能是歧视。
有两个问题需要解决在选择最好的技术,这样的工作。首先,破坏性的样本是如何分析过程,其次,是基于数据的定量解释的比较与鉴别阈的客观标准?在此基础上,使用UV / vis光谱有许多可取的法医检查油墨和纤维半岛综合体育官方APP下载德甲,虽然薄层色谱法(TLC)也被广泛用作互补的方法在这两种情况下。UV / vis光谱直接量化的颜色样本和技术是可靠的和相当简单的进行实验。传统的UV / vis光谱学是破坏性的,半岛综合体育官方APP下载德甲虽然只有很少量的材料可能需要。微量分光光度测定法的出现,然而,意味着非破坏性测量可以,例如,在一个纤维。
这个简短的审查将首先讨论的法医学应用这些技术纤维,然后墨水的证据。在这两种情况下,一些最优化方法用于解释这样的光谱将被描述,应用主成分分析的墨水光谱覆盖在一些细节。
纤维
跟踪证据,如纤维、头发或玻璃碎片有特定的法医意义由于其易于转移和随后的持久性,尤其是在纺织品基质。显著的情况下,在英国,纤维已至关重要的证据包括莎拉·佩恩的谋杀,2001年获得的定罪史蒂夫·赖特2006年在萨福克郡多重谋杀。1
虽然这些痕迹证据通常存在少量的纤维,法医分析可能经常被完成在单一纤维,通常在10 - 30毫米直径。显微镜检查通常会决定是否天然或合成纤维,而使用两极分化显微镜观察双折射或傅里叶变换红外(ir) microspectrometry,促进其化学鉴定。最常见的例子包括蓝色和黑色的棉布,红色蓝色聚酯和聚丙烯腈纤维(腈纶)。分析的颜色通常是至关重要的证据并非所有蓝色聚酯纤维的歧视是相同的!2然而,从纤维中提取并确定染料的策略是复杂的,可能不会导致一个成功的结果。因此,无损检测使用微量分光光度测定法是首选的方法。
UV / vis光谱从单一纤维通常使用光谱仪获得,比如J&M德国MSP800系统,连接到一个合适的显微镜。这种乐器使采集的光谱光斑尺寸小2毫米×2毫米,在一个完整的波长范围从190纳米到900纳米,只有通过显微镜光学有限。纤维之间安装一个石英滑动和盖玻片,然后进行传播。一项研究涉及各种各样的蓝色聚酯纤维已报道,2这表明这种技术的辨别能力。263年这项工作纤维样本已知来源的UV / vis光谱获得使用6毫米60毫米光斑大小。的传统方法比较简单地覆盖光谱成对。提供增强的歧视两个新方法采用:导数光谱的比较,包括紫外和可见光谱数据的分析。导数光谱是一个特别合适的工具,广泛的复杂的山峰呈现在原始的光谱,这种方法对词形变化和微妙的梯度变化十分敏感。这项工作表明,导数光谱和吸收光谱必须区别两个纤维之间的匹配来获得。在一些情况下,不同纤维之间的歧视主要实现了在紫外线的比较,而不是可见光吸收。
最近的一项研究3特别关注导数光谱在这种情况下的使用。使用类似的实验技术,各种不同的纤维类型和颜色是检查和导数光谱的辨别能力评估。结论是,在许多情况下,这种方法没有提供进一步歧视比吸收光谱的比较,经常需要一些谨慎。事实上,纤维显示,染料吸收某种程度的空间变化,导数光谱可以强调可能的差异,已经可见吸收光谱从而导致无效的歧视。
油墨
法医墨水检查的目的通常是确定写在一个文档已经被建立绳是否改变从一个文本是相同的或不同的一部分,从另一个部分。虽然现在的几种油墨类型和技术使用,传统的圆珠笔仍负责大部分写作法医工作中经常遇到。这些油墨的成分是基于甘油给高粘度,醇溶性染料一起提供颜色,和树脂结合的墨水。黑色墨水,根据染料甲基紫和蓝色墨水,基于维多利亚(基本)蓝色,广泛使用并被广泛研究。
在传统的分析中,墨水solvent-extracted从小部分的写作,从纸被砍。选择一个合适的溶剂却并非易事。虽然经常使用包裹,pyridine-water提供了一种更激进的方法虽然也可以将荧光从论文本身或其他材料。是否提取墨水的组成是相同的每一个细节,最初沉积在纸上是一个值得考虑的问题。最近的工作4比较UV / vis光谱从钢笔,墨水中直接提取相同的墨水从纸中提取,发现小而稳定的差异,当包裹用作溶剂。
黑色圆珠笔油墨、UV / vis光谱是由强烈的吸收从甲基紫在585 - 590海里。这个特性的精确位置和形状取决于部分脱甲基的混合物种内的甲基紫配方所使用的特定的制造商。此外,独特的黑色颜色的墨水通过增加染料的吸收剩余的可见光谱和近紫外线;例如,黄橙色的染料吸收紫蓝色区域。典型的光谱如图1所示说明容易许多油墨时可能会歧视这一分析。这些光谱获得在传输Genesys 10光谱仪用石英比色皿和腔长10毫米。
图1所示。UV / vis吸收光谱的例子从黑色圆珠笔油墨
歧视的两个超市(莫里森和乐购)Bic和派克墨水的钢笔墨水很容易实现在不同的差异在300 nm和500 nm之间的光谱。然而,这些后两个钢笔墨水出现乍一看非常相似。扩大甲基紫峰周围的部分(参见图2)显示,所有四个钢笔墨水有独特的概要文件。小差异剖面明显或者只是由于变异在样品制备和程序?法医工作建议确定within-specimen和within-sample(或among-specimen)变异。理想情况下,频谱相同的标本材料会检查几次以及做一个类似的分析不同的标本取自相同的样本。这些结果的结果决定了每个样本的不确定性范围内从而促进油墨样本之间的比较。
图2。甲基紫吸收油墨的歧视。
化学计量学在墨水中的应用分析
最初,利用导数光谱研究更多的歧视性的解释工具UV / vis光谱提取油墨。使用Savitzky-Golay方法的综合平滑和分化equi-spaced数据,发现13公式为这些数据集提供了成功的结果。图3显示了将该算法应用到光谱的结果如图2所示。
图3。一阶导数光谱吸收甲基紫峰。
Bic和帕克油墨之间的细微差异,表示自己的吸收光谱,也明显。然而,这种比较是比图2稍微更有说服力和过程仍然是主观的。
更成功的替代方法是使用主成分分析5(PCA)。这有两个优点导数光谱的使用。首先,它提供了一个客观、定量方法的歧视。第二,PCA降低数据的维数,以便后续的比较可能是基于数值更直接。
PCA便于量化的程度的差异性描述一组光谱的光谱中少量的主成分,基于标准的不相关的差异。因此,集合中的每个光谱所描述的是一个与外加剂这些主成分的线性组合系数(这里称为载荷)为每个提供一定程度的相似性或任何两组之间的差异。
这里,主成分分析计算进行了一组16光谱从墨水从写作中提取由九种不同的笔。在两种情况下,Bic和莫里森的笔,重复提取测量估计这些光谱的变化。结果表明,前三个主成分描述超过99.5%的光谱特性。这意味着这些数据在每种情况下的维数减少到三个载荷。主成分分析的结果是最好的图形化显示,随着载荷的情节。生物在这个实例中,这是策划反对PC2加载,如图4所示。
图4。PCA载荷为第二和第三组件显示墨水歧视。
检查所有油墨的图4显示了明显是歧视的基础上这两个主成分。上的多个采样测量绳从Bic和莫里森的笔显示典型的变化分析,这些可能是用于正式的统计测试组载荷之间的分辨率。在此基础上,派克墨水的原始光谱(图1)表现出强烈的相似性的圆珠笔是明显区别于它。工作在一组扩展的25笔4表明的UV / vis光谱提取ink-lines可能是歧视的基础上,在主成分分析前三个主成分。
结论
紫外/可见光谱中扮演着半岛综合体育官方APP下载德甲重要角色的歧视色彩的法医分析纤维和油墨。然而,化学计量学的应用是至关重要的在许多情况下加强这种歧视和把它在定量的基础上提供客观理由分析师的结论。
确认
纳菲尔德基金会的支持和莎拉的贡献中,弗拉基米尔·Zholobenko油墨研究承认。
引用
- http://www.forensic.gov.uk/html/media/case-studies/
- 贝拉悲伤卢铁荣比尔曼和k他个性的纤维用于提供法医证据并非所有蓝色聚酯是一样的”,科学。正义45 (1),13-28 (2005)。https://doi.org/10.1016/s1355 - 0306 (05) 71616 - 6
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