薄层色谱法鉴别黑色圆珠笔油墨的种类

薄层色谱法鉴别黑色圆珠笔油墨的种类

许荣富,王志勇,邹 洪

(首都师范大学化学系,北京100037)

摘 要:以甲醇为提取剂,V (乙酸乙酯) V (无水乙醇) V (水) V (冰乙酸)=12 9 4 0.3做展开剂,利用薄层色谱法展开圆珠笔油墨后的斑点个数、颜色和比移值,将国内外不同厂商生产的32支黑色圆珠笔分为12类,实验结果表明:

该法对鉴别黑色圆珠笔准确度高,具有一定的可靠性和稳定性。关键词:薄层色谱法;黑色圆珠笔油墨;比移值

在刑事技术物证分析领域,分析圆珠笔油墨

的方法有薄层色谱法[1]、气相色谱法[2]

、高效液相色谱法[3]

、毛细管电泳法[4]

、质谱法

[5]

和光谱法

[6]

等,其中薄层色谱法(TLC)是鉴定圆珠笔油墨的化学方法中,应用比较早也比较广泛的方法。它主要是通过流动相和固定相将油墨中混合染料进行分离,然后根据斑点的个数以及各斑点的颜色、比移值进行分类。该方法快速、可靠且灵敏度较高。本文利用TLC 法对市场上常见的32种黑色圆珠笔油墨进行了分类。利用这一结果可以对司法案件中的可疑文件进行分析鉴别,同时为进一步研究黑色圆珠笔油墨的色痕形成时间和高效液相色谱法的分析打下基础。1 实验部分

1.1 仪器

CAMAG Reprostar3薄层色谱软件,winCATS 数码相机系统,Merck 高效薄层板GF254(200mm 100mm)、薄层色谱展开缸(上海信宜仪器厂制造)、玻璃点样毛细管(内径0.5mm,华西医科大学仪器厂生产),定量毛细管(美国Drummond 厂),紫外灯(254nm,365nm)。

1.2 试剂与样品

碱性品蓝、甲基紫、结晶紫、罗丹明B 、甲醇、乙酸乙酯、无水乙醇、冰乙酸、N,N -二甲基甲酰胺(DMF)、异丙醇、正丁醇、乙腈、丙酮、二甲基

亚砜(以上试剂均为分析纯),二次水,复印纸(百

旺牌A4打印纸)。市售的33种国内外不同厂商的黑色圆珠笔。

1.3 实验方法

1.3.1 标准样品的制备 分别取甲基紫、结晶紫、碱性品蓝、罗丹明B 等标准品,用甲醇溶解,配成0.01g mL 的标准溶液。

1.3.2 圆珠笔字迹提取液的制备 将各支黑色圆珠笔在复印纸上划线,用洁净的手术刀片截取2cm 长,剪碎放入0.5mL 锥形小试管中,分别加入20 L 甲醇在室温下提取10min 。

1.3.3 点样 在硅胶板(使用前需在100 活化30min)上用毛细管点样,点样体积约为5 L 。对所有标准品和样品都进行上述的重复性操作。1.3.4 展开 将硅胶板置于盛有V (乙酸乙酯) V (无水乙醇) V (水) V (冰乙酸)=12 9 4 0.3展开剂(实验前需室温下饱和2h)的薄层色谱展开缸中。展开后,将展板取出,阴干。

1.3.5 记录 分别在可见光以及紫外灯照射下进行观察并拍照,记录各圆珠笔油墨展开后的斑点个数、斑点颜色以及各斑点的比移值。2 结果与讨论

2.1 实验分类结果

标准样品的斑点比移值、颜色和32支黑色圆珠笔的分类情况见表1和表2。

34 基金项目:北京市教委基金(KM200510028006)项目资助作者简介:许荣富(1976-),男,硕士研究生

表1 标准样品的斑点颜色及比移值

标准品斑点比移值及颜色

结晶紫0.45(蓝紫)

罗丹明B0.50(粉色 荧光)

甲基紫0.52(紫色)

碱性品蓝0.66(浅紫)

表2 32支黑色种圆珠笔的分类情况

比移值斑点颜色第一类第二类第三类第四类第五类第六类第七类第八类第九类第十类第十一类第十二类0.22蓝色荧光+++

0.35黄色+

0.45蓝紫++++++++++++

0.50粉红荧光+

0.52紫色++++++++++++

0.54黄绿荧光+

0.66浅紫++++++++天蓝++

0.7黄色浅蓝++橙黄色

荧光

+

0.72黄绿荧光+

0.73黄色+

0.74天蓝色+ 0.77橙红色+++ 0.82灰色黄色+黄色++

0.85灰色+ 0.86黄色++浅灰++

0.88灰色+

0.94土黄+++灰色

从分类结果可看出甲基紫、结晶紫、碱性品蓝是黑色圆珠笔中的主要组分,少数笔还含有罗丹明B,但是不少笔中还含有未知斑点,需要进一步进行分析。

2.2 提取剂的选择

取部分黑色圆珠笔样品在复印纸上划线,用洁净的手术刀片截取2cm长,剪碎放入0.5mL锥形小试管中分别加入甲醇、乙酸乙酯、无水乙醇、冰乙酸、DMF、异丙醇、正丁醇、乙腈、丙酮、二甲基亚砜各20 L在室温下进行提取10min,对提取后纸张上的残留情况进行比较,结果发现,甲醇、乙腈、N,N二甲基甲酰胺对于黑色圆珠笔字迹的提取比较完全,甲醇和DMF提取后的纸张上几乎不存在残留物,但是由于DMF的沸点较高,因此不作为提取剂的首选,同时,甲醇与乙腈相比,甲醇的沸点更低,因此圆珠笔的提取选用甲醇做提取剂。

2.3 展开剂的选择

通过对一些油墨或常见染料分离时所使用的常见的展开体系[7~13]进行实验,结果发现V(乙酸乙酯) V(无水乙醇) V(水)=70 35 30的展开体系更有利于本实验中的黑色圆珠笔的分析,可以使更多的组分分离,得到的斑点个数最多。但是这种展开体系也存在缺陷:如斑点之间比移值非常接近甚至有的是两种颜色斑点的重叠,而且黑色圆珠笔中部分笔的结晶紫和甲基紫斑点略有拖尾现象。因此,对这种展开体系进行优化。通过实验发现V(乙酸乙酯) V(无水乙醇) V(水)=12 9

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4的展开体系使一些比移值相近甚至两种颜色重叠的斑点得到了进一步分离,但是结晶紫和甲基紫斑点仍略有拖尾,因此,向该展开体系中分别加入少量冰乙酸(0.1、0.2、0.3mL),对上述选择的黑色圆珠笔进行实验,结果表明,当加入0.3 mL的冰乙酸可以很好的抑制拖尾现象且不影响分离效果。因此,本实验选择V(乙酸乙酯) V(无水乙醇) V(水) V(冰乙酸)=12 9 4 0.3的展开体系。

2.4 影响展开结果的各种因素

2.4.1 硅胶板的活化 因为硅胶的活性、粒度和孔径会影响分离效果,在进行该实验的过程中将硅胶板在110 保持1h对其进行活化以提高分离效果。

2.4.2 展开剂的饱和时间 在该实验过程中遇到一些问题,对饱和时间20min,1、2、3、4、5、6h 进行了考察,发现饱和时间不能太短,否则出现略微的拖尾现象以及同一条件下同一物质展开斑点的比移值不同,分离效果不好等。结果发现饱和时间达到2h展开效果较好。

2.5 纸张的影响

为了排除所出现的斑点可能是纸张上的提取物,本实验选取了10种不同的纸张,分别用甲醇提取,然后分别在本实验条件下测定,结果表明:无论在白光还是紫外光照射下,硅胶板上未出现任何斑点,故可认为纸张对染料的分析没有影响。

2.6 重现性考察

在控制好硅胶板的干燥程度、层析板的薄层厚度、实验室的湿度和温度、点样等因素的条件下,随机选择5支黑色圆珠笔相隔数天分别进行了3次展开实验并进行测定,结果表明各圆珠笔斑点的个数重现性良好,各斑点的比移值误差在R f 0.02之间,可认为不影响分类的结果。

参考文献

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269

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