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目的:建立体液(斑)的紫外-可见吸收光谱( Ultraviolet–visible Spectroscopy ,UV-Vis )和表面增强拉曼光谱( Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)分析技术,调查血液(斑)等法医物证斑痕的光谱差异,评价通过现场生物光谱分析进行法医物证斑痕鉴别的可行性。 方法: 1.法医物证斑痕的UV-Vis吸收光谱法 把体液(斑)用纯水进行稀释或浸提,振荡离心后取上清 2?L,用FLA6000 微量分光光度计扫描,获得 UV-Vis 吸收光谱。光谱数据用 Origin 8.0进行处理、分析和作图。优化选择合适的预处理措施、上样量和光谱扫描参数,建立体液的微量 UV-Vis 光谱分析技术。梯度稀释法确定方法的灵敏度、检测限。调查血液、唾液、精液、尿液等常见体液的微量 UV-Vis 吸收光谱,样本光谱数据用Past3软件进行主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA),评价微量 UV-Vis 吸收光谱用于体液鉴别的可行性。调查卫生纸、纱布、玻璃等常见载体上的斑痕,以及不同陈旧度的斑痕,评价载体、形成时间等对微量 UV-Vis 吸收光谱法斑痕鉴别的影响。 2.法医物证斑痕的SERS光谱法 把体液、体液稀释液,或体液斑的浸洗液,用饱和 NaCl 盐析等方法进行预处理,离心后取上清与等体积纳米金胶增强剂混匀,用移液器取 2~10?L 滴加至铝箔纸、玻片等载体上。室温自然蒸发过程中,用简智 SSR-200 型便携式拉曼光谱仪采集光谱,直至液滴变干。光谱数据用 NGSLabspec 进行去背底、平滑、归一化等处理,Origin8.0 作图。优化选择合适的预处理措施、纳米金胶比例,光谱测量载体、光谱扫描参数和扫描时机,建立体液的便携 SERS 光谱分析技术。梯度稀释法确定方法的灵敏度、检测限。平行样本、不同时间重复测量,验证方法的稳定性。调查血液、唾液、精液、尿液等常见体液的便携 SERS光谱,样本光谱数据用 Past3 软件进行 PCA-LDA 分析,评价便携 SERS 光谱法用于体液鉴别的可行性。调查卫生纸、纱布、玻璃等常见载体上的斑痕,评价载体对便携SERS光谱法斑痕鉴别的影响。 结果: 1.法医物证斑痕的UV-Vis吸收光谱鉴别 体液的纯水稀释液,或体液斑的纯水浸洗液,离心后的上清,用 FLA6000 微量紫外-可见分光光度计的蛋白模式(光谱范围200~850nm,积分20/50,基线校正 625nm,增益 3)测量,获得了 UV-Vis 吸收光谱。2?L 上样时的灵敏度排序为(稀释倍数):血液(512)>精液(128)>尿液(64)>唾液(32)。 血液在 230、275、345、415、540 和 575nm 处可见吸收峰;精液在 225 和265nm 处有吸收峰;尿液在 205、225 和 285nm 处有吸收峰;唾液在 280nm 处有吸收峰。对 4 种体液的光谱数据(n=5)进行 PCA 分析,前 3 个主成分的合计贡献率高于 99.99%。在 PCA 三维散点图中,不同体液分布在不同空间,同类体液相对集中分布,可以与其他体液区分开来。LDA 判别,仅 1 例尿液误判为唾液,准确率为95%。 纱布、卫生纸、玻璃,泥土等载体对斑痕的 UV-Vis 光谱影响不大。1 周内的纱布血斑,575nm 与 560nm 处的吸光度差值,△Abs(575-560)与血斑陈旧度呈负相关(Y= -0.0246X+ 1.1943,R2=0.8205)。3个月的陈旧斑痕,血斑345、540 和 575nm 处的吸收峰消失,唾液斑 280nm 处吸收峰已较难辨别,精斑的特征峰尚可。不同体液 1:1 混合时,吸收光谱以其中的强吸收体液为主,顺序为血液>精液>尿液>唾液。 2.法医物证斑痕的SERS光谱鉴别 用稀释、盐析等方法预处理的体液样品,均可得到相似的SERS光谱。但盐析法的谱峰强度、清晰度和速度等方面均优于其他方法。以纳米金胶为增强剂的SERS 光谱显著强于普通拉曼光谱。以铝箔纸为载体时,对样品光谱的干扰最小。点样后在蒸发过程中连续多次检测,样品光谱逐渐增强,以干燥后最强。可检出稀释500倍甚至1000倍的体液,检测限达?L级,且可以稳定的重复。 各种体液的主要便携 SERS 拉曼峰( cm-1 )分别为,血液( 480、669、907、1016、1132、1221、1435、1584)、精液(480、720、962、1013、1129、1219、1443、1584、2119)、唾液(444、730、1001、1440、1578、2121)尿液(663、895、998、1581和2119)。样本(血、尿、唾液,n=10;精液n=6)光谱数据的PCA分析,前 3个主成分的合计贡献率高于 99.99%。在 PCA三维图中,不同体液分布在不同空间,可以相互区分开来。LDA判别准确率为100%。纱布、卫生纸、玻璃等载体上的体液斑痕,在浸洗后测到的SERS光谱与同类体液的特征光谱基本相同,不影响鉴别。 结论:血液、精液、唾液和尿液的 UV-Vis 吸收光谱和 SERS 光谱各有其特征,可用于体液(斑)组织来源的鉴别。两种生物光谱法均以小型便携设备为基础,简单、快速,且有较高灵敏度和检材适应性,有望用于法医物证斑痕的现场鉴别。