黄柏 薄层色谱
李宇++刘景宁
[摘 要]探讨了各种不同有机溶剂对各种不同的圆珠笔、签字笔油墨的提取能力，经优化设计，遴选出了最佳的提取剂，匹配后得到了供高速薄层层析用的展开剂；展开后的薄层板经高速薄层层析仪扫描得到了各种圆珠笔、签字笔油墨的特征图谱，通过图谱分析获得了部分品牌的圆珠笔、签字笔油墨随书写时间变化的规律，其结果为书写时间的分析提供了参考依据。
[关键词]薄层层析法；書写色痕；书写时间
中图分类号：D918.92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0339-03
1.研究意义
随着经济的快速发展，人民的物质生活越来越充裕，人们之间的往来也更加的频繁，愈加频繁的往来也导致了矛盾的多发。要想解决社会中的这些各种矛盾，作为一名法律职业工作者，就应该要严格遵照“以事实为依据，以法律为准绳”这一黄金定律办事。但是，如今在现实生活中，证据越来越难以满足各类刑事案件、民事案件的要求，对于那些包含有字迹、印文的案件，当事人对它的鉴定要求已超越了对它们的同一性的认定，而是要求更加精确地对它们各自形成时间的鉴定，用以作为鉴别真伪、明辨是非、分清罪与非罪的依据。特别是近几年新刑诉法的出台，物证作为证据的能力已经被大大的提高了，其中，文书鉴定作为司法鉴定中经常出现的一种类型，字迹形成时间鉴定的研究在文书鉴定方面具有重要意义，因此，近几年物证技术研究在世界各国都被当成一项重要技术，这也是法庭科学未来发展的趋势。
近几年来，各类贪污受贿案件和经济类案件发生次数显著提升，且大多为大案、要案。从已经发生的各种经济类案件上来看，作案人大多是在事后，用同一类型的签字笔或者圆珠笔在原文件上的时间和内容进行修改，达到篡改事实的目的。为了能够有效的辨别文件真伪，还原事件真相，对圆珠笔、签字笔的书写色痕时间的鉴定就显得尤为重要了。因此，各个国家都组织大量的专家学者对这方面开展专门的研究，也取得了显著成效。由于高速薄层层析法相比于其他鉴定方法，具有操作简便、所需设备简单、见效快的特点，因此，我国公安机关在鉴定书写色痕时间方面大多采用此方法。
目前，经过改进后的薄层层析法在鉴定文件真假、鉴别签字笔、圆珠笔油墨种类、印刷墨水等方面都发挥着巨大作用。
2.原理
2.1 高速薄层层析法原理
薄层层析法在前几年就开始广泛应用于各类领域，对各种物质成分进行分析和研究的一种仪器分析方法。这种分析方法的优点是所要用到的仪器设备比较简单方便，操作起来也更加容易上手，并且可以快速得到结果，结果误差小，一般可以把误差范围控制在百分之十到百分之二十之间，如果选用的仪器精确度高的话，误差甚至可以控制在百分之五到百分之十之间。
高速薄层层析法的原理是利用混合物中各个组份的物理性质的差别，使各组份以不同程度分布在两相中，其中一个相为固定的，称固定相，另一相则流过此固定相，称为流动相。流动相在流动过程中使各组份以不同速度移动，从而达到分离目的。薄层层析法的主要操作步骤包括薄层板的制备，即先准备一块玻璃板，在光滑的一面涂上一层薄一点的吸附剂，常见的吸附剂包括硅胶、氧化铝、聚酞胺等，然后将制作好的薄层板放在干燥箱中加热一小时，加热温度设定在10℃，最后取出薄层板，放置在干燥器中备用。点样，做定量分析时，用毛细玻璃管吸取一定量的未知检液，再滴到薄层板上进行点样，展开，将点好样的薄层板放入装有配置好的展开剂的展开缸中，然后将展开缸放置在阴凉处进行展开，等混合物分离开来。展开剂就是我们常说的流动相，实验中，常用的展开剂有丁酮、异丙醇、氨水、丙酮、甲醇、乙醇等。显色，许多物质组份在薄层板上经展开分离后，其斑点色谱图并未显现，需进行显色，常用喷雾显色法、紫外线照射法等。
2.2 圆珠笔、签字笔墨水的主要组成成分
签字笔其实是圆珠笔中的一种类型，因此签字笔的墨水成分与圆珠笔是相类似的。圆珠笔的墨水主要由以下几部分组成，包括了溶剂、决定墨水颜色的着色剂、表面活性剂，当然还有一些其他添加剂等。并且，由于决定圆珠笔的墨水颜色的着色剂的含量不同，导致圆珠笔墨水相比于传统的钢笔墨水颜色有很大不同。
圆珠笔中溶剂的作用是用来溶解圆珠笔墨水中的着色剂，具有很强的挥发性，可以令圆珠笔内的着色剂在流过圆珠笔的珠体时顺利通过。圆珠笔内的墨水粘稠度很高，因此，为了打破墨水之间的牵扯力，使之能更好的发挥其作用，所以在选择溶剂的时候，要尽可能的选择那些极性大的，渗透能力强，并且还要具备很强的润湿效果，大多数的醇类、醚类就很好地符合以上这些特征。目前，许多生产厂家为了提高墨水中溶剂的溶解性，提高圆珠笔的书写质量，大多采用多种溶剂混合的方法，这种方法的优点在于，第一可以减缓墨水的蒸发速度，从而避免墨水干了以后将圆珠笔笔头封闭住，第二是避免墨水蒸发速度过慢，造成字迹在纸上渗透开来。
圆珠笔墨水中的着色剂是墨水中的主要成分之一，它有三种成分组合而成，包括碳黑、颜料和染料。顾名思义，着色剂的作用就是用来着色的。
3.实验部分
3.1 实验仪器设备及试剂（表1，表2）
3.2 实验样本
从文具店购买各种不同型号的不同颜色的签字笔和圆珠笔，然后每周用买来的笔在白色A4纸上划直线，一支笔只能在一张白纸上划线，如此持续几个月。样品信息见表1。最后用剪刀在每张白纸上剪下长度为3cm宽度为1cm的小纸片。样品信息见表3。
3.3 实验设计
3.3.1 样品制备
用剪刀在每张白纸上剪下长度为3cm宽度为1cm的小纸条，放入1mL的小试管中，贴上标签，标签上写上划线日期以及划线所用的笔的型号，以及制样时间。
3.3.2 具体实验样品以及提取剂的选择
首先，选择常见的几种提取能力强的试剂，如：丙酮、正己烷、无水乙醇、甲醇、N-N二甲基甲酰胺、二氯甲烷这6种试剂，用一次性滴管每次取一种相同的试剂滴到每个装有不同型号样品的小试管中，过五分钟后观察试管中小纸条上划得横线是否褪色。结论：N-N二甲基甲酰胺对大部分笔的提取效果都非常好，因此，最后决定选用得力蓝色油性记号笔s550、得力红色圆珠笔NO.6506、得力蓝色圆珠笔NO.6506、晨光蓝色圆珠笔ABP88402、晨光黑色圆珠笔ABP88402这五种类型的笔作为实验样品，选用N-N二甲基甲酰胺作为本实验的提取剂。
3.3.3 展开剂的选择
在薄层层析法分析色痕的实验中，展开剂的配比千变万化、各不相同，每种展开剂对不同的墨水成分的展开效果不一致，因为不同的展开剂的配比，对吸附的选择性以及待分离物质的比移值（Rf值）有影响，因此，必须使用能对这几种墨水成分有更好的分离效果的展开剂。展开剂的强度越大，最后的出的比移值（Rf值）越大，但分离能力可能会降低。有时候用单一溶剂作为展开剂很难能将复杂的混合物分离开来，因此，可以根据相似相溶的原理，选择多元溶剂作为展开剂。通过查阅一些相关文献，找到了以下一些常见的展开剂配比，见表4
3.3.4 实验步骤
首先，将相同型号的笔画的线放在一起，一类型号的笔中选取五个不同画线的日期，分别为2016年5月21日、2016年5月28日、2016年6月4日、2016年6月18日、2016年10月15日，制作成长度为3cm宽度为1cm的小纸条，分别放入五个1ml的小试管中，贴上标签，然后用移液枪在每个试管中滴入20微升的N-N二甲基甲酰胺溶液，再将每个试管放在旋涡混合器上震荡5分钟，然后用内径为0.9-1.1mm，管长120mm的玻璃毛细管蘸取试管内的溶液在薄层板上进行点样操作，一块薄层板上点5个样，即一种类型的笔的五个不同日期，每个点之间相距20mm，点与薄层板底部相距20mm，与薄层板边缘相距10mm。点样结束后将薄层板放入装有展开剂的双层层析缸中没有展开剂的那一層，盖上玻璃盖，然后放入温度80℃的干燥箱中进行预饱和处理，预饱和半小时后取出双层层析缸，最后将薄层板放入装有展开剂的那一层，进行爬板。四个小时后将薄层板取出，自然阴干，阴干后放入薄层色谱扫描仪中进行扫描，得出数据。
同时，用每种类型的笔在实验当天在A4纸上画线，每种笔分别取五个样品，样品分别在微波率中进行光微加热不同的时间，时间分别为15s、30s、45s、60s、75s，然后按照上述相同步骤进行实验，得出数据。
4.实验结果与分析
讨论：由表5和图4-1可知，晨光ABP88402蓝色圆珠笔在自然老化下，书写色痕的时间越长，它的峰高越小，表6与图4-2的光波微波对照组可以很好地证明这点，其中，自然老化311天与光波微波老化60s得到的峰高一致，自然老化304天与光波微波老化45s峰高一致，自然老化283天与光波微波老化15s峰高一致，由此可得出自然老化时间（y）与光波微波老化时间（x）的标准函数为：y=1.5659x-428.74。
讨论：由表7和图4-3可知，得力s550蓝色油性记号笔自然老化下，书写色痕的时间越长，它的峰高越小，表8与图4-4可以很好地证明这点，其中，自然老化193天与光波微波老化30s得到的峰高一致，自然老化297天与光波微波老化60s得到的峰高一致，由此可得出自然老化时间（y）与光波微波老化时间（x）的标准函数为：y=0.2885x-25.673。
讨论：由表9和图4-5可知，得力NO.6506红色圆珠笔自然老化下，书写色痕的时间越长，它的峰高越小，表10与图4-6可以很好地证明这点，其中，自然老化283天与光波微波老化75s得到的峰高一致，自然老化193天与光波微波老化60s得到的峰高一致，由此可得出自然老化时间（y）与光波微波老化时间（x）的标准函数为：y=0.1667x+27.833。
讨论：由表11和图4-7可知，晨光ABP88402黑色圆珠笔自然老化下，书写色痕的时间越长，它的峰高越小，表12与图4-8可以很好地证明这点，其中，自然老化304天与光波微波老化45s得到的峰高一致，自然老化297天与光波微波老化30s得到的峰高一致，由此可得出自然老化时间（y）与光波微波老化时间（x）的标准函数为：y=，2.1429x-606.43。
讨论：由表4-9和图4-9可知，得力NO.6506蓝色圆珠笔自然老化下，书写色痕的时间越长，它的峰高越小，表4-10与图4-10可以很好地证明这点，其中，自然老化297天与光波微波老化60s得到的峰高一致，自然老化283天与光波微波老化45s得到的峰高一致，由此可得出自然老化时间（y）与光波微波老化时间（x）的标准函数为：y=1.0714x-258.21。
5.结论
通过对书写色痕的自然老化与光波微波老化的时间与峰高的关系的标准曲线的对比，可以得出：检验文件书写色痕的时间，可以通过薄层扫描得到的峰高判断，扫描得到的峰高值越大，文件书写色痕的时间越短，峰高值越大，文件书写色痕的时间越长。并且，通过正常老化与光波微波老化的对比可知，不同类型的笔自然老化时间与光波微波老化时间的标准函数不同，相同类型不同颜色的笔自然老化时间与光波微波老化时间的标准函数也不同。
参考文献
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[2] Henderson P， Fergusonsmith A C， Johnson M H. Developing essential professional skills： a framework for teaching and learning about feedback[J]. BMC Medical Education， 2005， 5（1）：11.
作者简介
李宇（1979.12），女，南京市江宁区公安局， 2015级江苏警官学院、南京工业大学、江苏省公安厅联办化学工程（物证技术方向）工程硕士研究生，从事物证技术研究工作；
通讯作者
刘景宁（1960.10-）：男，江苏盐城，硕士研究生，教授，江苏警官学院刑事科学技术系、南京工业大学化学及分子工程学院硕士生导师；研究方向：毒物、毒品及微量物证分析，应用化学。
