【摘要】 拉曼光谱和多变量数据分析用于分析使用相似配方染色并经受不同老化条件的棉纤维。

纤维表征在法医学中至关重要，可被视为筛选和识别可疑材料的初步步骤，然后可能需要进一步深入分析 [1]。

 

纺织纤维可以在个体、物体之间以及物体与个体之间进行交换。当将纤维碎片与来自特定来源的纤维碎片进行比较时，可以获得包括发现的纤维类型、颜色或颜色变化的相似性的信息。

 

光学显微镜是一种广泛使用的纤维分析方法：在该领域，偏振光显微镜已用于确定聚合物类型的一般分类[2]，而红外光谱被证明对于进一步指定纤维类型非常有用[3– 5]。拉曼光谱由于易于采样，可被视为能够提供有关光纤表征的有用信息的补充技术。该技术的一个重要优势在于可以像光学显微镜一样分析载玻片上的纤维[6,7]。

 

相比之下，由于支持物在红外区域的吸收，光学显微镜和红外光谱之间不存在完全的采样兼容性。在这种情况下，分析前需要去除和清洁纤维，导致准备时间更长，纤维损失的风险更高。

 

拉曼光谱和多变量数据分析用于分析使用相似配方染色并经受不同老化条件的棉纤维。使用具有 780 nm 光源的近红外激光在商用仪器上收集光谱。判别分析可以 100% 准确地对老化纤维进行分类。通过对所研究的 4 个系列中的 3 个进行“留一法”交叉验证，计算模型的预测能力估计为 100%。

 

最后，通过对经过相同老化过程的商用聚酰胺和聚酯纺织品进行分析，证实了所开发的区分老化纤维与新纤维的方法的可靠性。拉曼光谱的多变量数据分析被证明是单纤维法医分析的有力工具，能够以较低的分类误差区分来自不同种类染色聚合物的新样品和老化样品。

 

考虑到纤维可以使用多种不同的配方进行染色，并且老化可能会产生变色，因此建立染料数据库不能作为解决根据老化区分纤维问题的现实工具。为此，拉曼光谱可以对 FTIR 等传统方法起到补充作用。

 

[1] F. Springer, Collection of fibre evidence from crime scenes, in: J. Robertson, M.Grieve (Eds.), Forensic Examination of Fibres, 2nd ed.,Taylor & Francis Inc., Philadelphia, PA, 1999, pp. 101–115.

[2] E.G. Bartick, Criminal forensic analysis, in: J.M.C. Howell, G.M. Edwards, M.D.Hargreaves (Eds.), Infrared and Raman Spectroscopy in Forensic Science,John Wiley & Sons, Ltd., West Sussex, United Kingdom, 2012, pp. 89–109.

[3] M.W. Tungol, E.G. Bartick, A. Montaser, Forensic examination of synthetic textile fibers, in: H. Humecki (Ed.), Practical Guide to Infrared Microspectroscopy, Marcel Decker, New York, 1995, pp. 245–286.

[4] K.P. Kirkbride, M.W. Tungol, Infrared microspectroscopy of fibres, in:J.Robertson, M. Grieve (Eds.), Forensic Examination of Fibres, 2nd ed.,Taylor & Francis Inc., Philadelphia, PA, 1999, pp. 179–221.

[5] P.M. Fredericks, Forensic analysis of fibres by vibrational spectroscopy, in: J. M.Chalmers, H.G.M. Edwards, M.D. Hargreaves (Eds.), Infrared and Raman Spectroscopy in Forensic Science, John Wiley & Sons Ltd., Chichester, UK, 2012, pp.89–106.

[6] J.V. Miller, E.G. Bartick, Forensic analysis of single fibers by Raman spectroscopy, Appl. Spectrosc. 55 (2001) 1729–1732.

[7] L. Lepot, K. DeWael, F. Gason, B. Gilbert, Application of Raman spectroscopy to forensic fibre cases, Sci. Justice 48 (2008) 109–117.

 

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