1引言

      隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們法律意識(shí)的不斷提高，涉及經(jīng)濟(jì)合同的案件越來越多，其中包括油墨的鑒定、筆跡的添加和涂改、公章印文的真?zhèn)巍娔图す獯蛴∽舟E的鑒定、筆畫先后順序及朱墨時(shí)序的鑒定等。由于刑偵鑒定檢材有限，且有重要的證據(jù)價(jià)值，以往采用的鑒定技術(shù)和方法，有的對(duì)文件物證造成一定損壞，尋找一種快速、準(zhǔn)確、無損的檢驗(yàn)方法顯得尤為重要。而拉曼光譜技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)檢材的零破壞，并且能夠快速、有效檢出字跡的異同點(diǎn)，從而鑒定不同的筆跡，在司法文書鑒定中取得了令人滿意的結(jié)果，鑒定結(jié)果可以為法庭訴訟提供科學(xué)依據(jù)。

2 拉曼光譜鑒定原理

      拉曼光譜技術(shù)是一種分子散射光譜技術(shù)，具有快速、靈敏和無損檢驗(yàn)的特點(diǎn)，近些年來在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。拉曼光譜技術(shù)主要是借助物質(zhì)分子的振動(dòng)譜峰來識(shí)別物質(zhì)的不同成分，因?yàn)椴煌奈镔|(zhì)其分子結(jié)構(gòu)不同，因此其振動(dòng)譜峰也會(huì)有所不同，而振動(dòng)譜峰的位置可以非常靈敏地反映出不同物質(zhì)的成分變化。應(yīng)用拉曼光譜技術(shù)還可以對(duì)被檢客體的物質(zhì)成分進(jìn)行定量分析，即通過測(cè)定振動(dòng)譜峰所涵蓋的曲線積分面積大小來分析被檢客體中所含物質(zhì)組分的含量多少。因此，應(yīng)用拉曼光譜技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)成分的識(shí)別及定量的分析。檢驗(yàn)字跡正是利用了這一點(diǎn)，對(duì)筆畫進(jìn)行拉曼光譜掃描，確定二者是否存在成分差異，若存在差異，則證明筆跡是偽造的。

      日常書寫所使用的黑色簽字筆的書寫色料成分有三種類型，diyi類色料是全部由炭黑組成；第二類色料是不含炭黑成分，全部由多種顏色的染料拼制而成；第三類色料是含有部分炭黑成分和其他染料組成。基于此，書寫人在進(jìn)行偽造字跡時(shí)使用了色料成分不同類型的筆，那么偽造部分筆畫和原筆畫的色料拉曼光譜一定不一致，即使是使用了色料類型相同的筆，其色料成分也會(huì)因?yàn)槠放?、型?hào)的差異導(dǎo)致二者拉曼光譜圖不一致，從而區(qū)分開來，但僅含炭黑的除外。

3 拉曼光譜筆跡鑒定方案

      拉曼光譜技術(shù)是一種無損傷、靈敏度高、操作簡(jiǎn)捷的測(cè)試手段，實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用我公司的“Finder Vista”微曼系列顯微共聚焦拉曼光譜儀系統(tǒng)；激光器波長(zhǎng)為532nm；光譜儀參數(shù)：500焦距，600g/mm；掃描物鏡100X。采集時(shí)間與采集次數(shù)根據(jù)樣本的拉曼光譜情況而定。

      采用對(duì)比試驗(yàn)方案，檢測(cè)紅、藍(lán)、黑3組顏色的筆跡。實(shí)驗(yàn)采用不同廠家、品牌、型號(hào)的簽字筆。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1。

表1 不同型號(hào)、不同品牌中性筆實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

4 拉曼光譜分析

4.1 黑色中性筆的拉曼光譜分析

      實(shí)驗(yàn)時(shí)采用532nm激光器激發(fā)檢測(cè)3種型號(hào)的黑色中性筆。圖一中3組樣品分別代表了3中型號(hào)黑色中性筆的拉曼光譜。

圖1 黑色中性筆拉曼光譜圖

      從圖1中我們可以發(fā)現(xiàn)，黑色1、2、3號(hào)樣品的拉曼光譜之間存在著顯著差異。1、2號(hào)樣品位于高波段3000cm-1附近的拉曼峰存在顯著區(qū)別，1號(hào)樣品在該波段存在2個(gè)拉曼特征峰，分別為2896、2950 cm-1。而2號(hào)樣品只能檢測(cè)到2892 cm-1特征峰。3號(hào)樣品相較于1、2號(hào)樣品，是較為純凈的炭黑中性筆，只能檢測(cè)到位于1360、1590 cm-1附近的碳元素的拉曼特征峰。

這些光譜存在差異主要是由于不同型號(hào)的黑色中性筆油墨成分不盡相同，因此，拉曼特征峰也就有所差異。

圖2 紅色中性筆拉曼光譜圖

      不同品牌、不同型號(hào)的紅色中性筆拉曼光譜圖如圖2所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，紅色中性筆的拉曼特征峰基本相同，說明3組物質(zhì)的組成物質(zhì)基本相似，但是，紅色1、2號(hào)樣品相較于3號(hào)樣品。拉曼特征峰較為明顯，說明，1、2號(hào)樣所含的油墨成分較多。同時(shí)紅色3號(hào)樣品位于1100 cm-1附近的兩個(gè)特征峰缺失，其產(chǎn)生的原因仍值得繼續(xù)深入研究。

圖3 藍(lán)色中性筆拉曼光譜圖

      不同品牌、不同型號(hào)的藍(lán)色中性筆拉曼光譜圖如圖3所示。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色中性筆的拉曼特征峰峰位基本相同，說明3組物質(zhì)的組成物質(zhì)基本相似，但是，拉曼特征峰的相對(duì)強(qiáng)度仍有一定區(qū)別。如位于1397 cm-1的拉曼特征在藍(lán)色2、3有很強(qiáng)的拉曼信號(hào)，而藍(lán)色1號(hào)樣該峰消失，表明該組分物質(zhì)藍(lán)色1號(hào)樣品種沒有添加。1210、1436、1457 cm-1的拉曼特征峰相對(duì)強(qiáng)度在3組樣品中也呈現(xiàn)類似現(xiàn)象，因此，這4組拉曼特征峰可以作為區(qū)分藍(lán)色中性筆的指標(biāo)之一。

5結(jié)論

      在法庭科學(xué)領(lǐng)域，物證檢驗(yàn)要求盡量無損檢材，與其它分析技術(shù)相比，拉曼光譜技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于其非破壞性和幾乎無需樣品制備，適合對(duì)未知固體、液體進(jìn)行快速無損分析，因此該技術(shù)在物證鑒定方面的應(yīng)用越來越廣泛。

      本次研究運(yùn)用Finder Vista 激光顯微拉曼光譜鑒定黑、紅、藍(lán)三種市面常見的中性筆，并取得了一定成果，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)紙張上的不同廠家、不同型號(hào)的中性筆進(jìn)行定性分析。拉曼光譜法準(zhǔn)確率高、分析速度快、圖譜易辨認(rèn)，特別是具有樣品用量少，無損傷檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)，因此，在筆記鑒定領(lǐng)域具有很高的實(shí)用價(jià)值。

6參考文獻(xiàn)

[1] 徐徹, 湯純, 楊延勇. 顯微激光拉曼光譜法鑒別黑色圓珠筆油墨的初步研究[J]. 刑事技術(shù), 2000, 16（4）: 244-245.

[2] 林建成, 李開開, 黃建同. 拉曼光譜技術(shù)檢驗(yàn)黑色簽字筆添改字跡研究[J]. 光散射學(xué)報(bào), 2014, 26（1）: 68-72.

（來源：北京卓立漢光儀器有限公司）

一、前言

Micro CT作為一種三維斷層掃描成像方法，可以根據(jù)植物不同組織對(duì)X線的吸收與透過率的不同，重建獲得植物組織的斷面或立體圖像，發(fā)現(xiàn)其中的細(xì)小組織結(jié)構(gòu)變化，從而無損探索植物各組織內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。因而在植物研究中，Micro CT的應(yīng)用也逐漸增多。

二、應(yīng)用

1.    根系

植物根系的分枝結(jié)構(gòu)是植物生命力的決定因素，根系的生長(zhǎng)形態(tài)與植物的土壤環(huán)境和植物的基因型息息相關(guān)，因此根系的3D形態(tài)學(xué)分析是評(píng)估不同植物競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要工具。由于植物的根生長(zhǎng)在各種不透明的媒介中，這成為限制觀察植物根系在土壤中的生長(zhǎng)情況的主要因素，是獲得原位的根系生長(zhǎng)情況的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)和障礙。傳統(tǒng)的洗根掃描法能夠清晰地展現(xiàn)根系，但卻破壞了其原有的狀態(tài)；微根窗法能夠解決原位測(cè)量的問題，但卻無法展示探索土壤內(nèi)部的根系分布。

隨著Micro CT的發(fā)展和應(yīng)用，研究者們發(fā)現(xiàn)，利用Micro CT掃描可以無損地原位探索土壤中不同植物的根系變化，可以測(cè)量根系的3D結(jié)構(gòu)，獲取根系的形態(tài)學(xué)以及剖面等內(nèi)部性狀，是根系原位研究的重要工具。同時(shí)，根系的算法分割也一直是Micro CT根系原位掃描中需要突破的難點(diǎn)。

例1：平生公司的NEMO?Micro CT在原位狀態(tài)下掃描的水稻根系展示如下，通過CT 三維重建，可觀察到根系的完整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并對(duì)其內(nèi)部剖面進(jìn)行觀察：

2.     種子

目前國(guó)際上使用的很多研究種子的先進(jìn)技術(shù)大多是利用熒光法研究種子活力或其萌發(fā)率，這些方法能夠高通量地達(dá)到某些研究目的，但始終無法得知種皮內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化過程。

而種子內(nèi)部的形態(tài)學(xué)信息參數(shù)，以及胚芽和胚乳區(qū)域的瑕疵率等，是評(píng)估種子的出芽率和質(zhì)量的關(guān)鍵信息。傳統(tǒng)方法常采用內(nèi)窺鏡來分析種子內(nèi)部的形態(tài)，然而這種方法只能獲得有限的投影，受種子放置方位的影響，很多缺陷無法體現(xiàn)。

而Micro CT通過投影重建、三維成像功能，可提供種子的不同角度的觀察，對(duì)于種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)展現(xiàn)更加全面，例如裂隙、內(nèi)部萌芽情況評(píng)估、病蟲害情況等等。

例2：以下是利用平生公司的NEMO?Micro CT對(duì)一粒水稻種子進(jìn)行掃描成像，并利用平生自己開發(fā)的圖像分析軟件Avatar?進(jìn)行分析處理。在圖像中可清晰觀察到種皮，胚乳、胚牙等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并可給出這些組織的體積分析結(jié)果。

例3：玉米種子（XX農(nóng)業(yè)大學(xué)提供樣本，NEMO? Micro CT掃描結(jié)果）

例4：麥穗（XXX植物基因研究ZX提供樣本，NEMO? Micro CT掃描結(jié)果）

3.  果實(shí)

使用Micro CT對(duì)果實(shí)的無損掃描，也可觀察到果實(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究與蛀蟲病檢測(cè)方面有極大的幫助。（Super Nova? Micro CT掃描結(jié)果）

4.    莖、葉

通過高分辨率的Micro CT系統(tǒng)的掃描，為研究植物莖流和植物水分方面提供更直觀的3D的觀測(cè)方式。（NEMO? Micro CT掃描結(jié)果）

三、        總述

由此可見，Micro CT不僅在活體動(dòng)物和離體組織的分析研究中具有重要的應(yīng)用，也在植物方面有著特殊的應(yīng)用價(jià)值?？蓮V泛應(yīng)用于植物種子三維結(jié)構(gòu)研究，無損探索種子腔體、胚和胚乳的變化；分析原位研究土壤中根系的三維形態(tài)結(jié)構(gòu)；研究果實(shí)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化；以及植物莖流和植物水分等。

蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為植物科學(xué)研究中重要的工具，以O(shè)rbitrap為代表的高分辨質(zhì)譜技術(shù)已在植物蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域產(chǎn)生重要的科研成果，發(fā)表在Nature Plant，Plant Cell 等核心期刊上。

利用Orbitrap質(zhì)譜可針對(duì)植物樣本描繪細(xì)胞和亞細(xì)胞蛋白定位，以及追蹤蛋白之間的相互作用，鑒定不同細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)的蛋白組分。同時(shí)可以利用TMT標(biāo)記蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)進(jìn)行定量植物蛋白質(zhì)組學(xué)分析，此外，基于Orbitrap的多組學(xué)研究策略可以結(jié)合蛋白質(zhì)組和代謝組學(xué)，整合基因組信息針對(duì)植物從多分子層面的大數(shù)據(jù)重新定義樣本的分型、挖掘蛋白水平上與相關(guān)基因突變、表達(dá)關(guān)系及關(guān)鍵分子調(diào)控機(jī)制。

讓我們以幾篇經(jīng)典文章為例，一探orbitrap助力的植物蛋白質(zhì)組學(xué)前沿發(fā)現(xiàn)：

1

植物蛋白質(zhì)定性定量研究以及

相關(guān)蛋白藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

Roman Lagoutte利用炔基標(biāo)記的去氧地膽草素類似物與SILAC蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，鑒定去氧地膽草素在多種癌細(xì)胞中的作用靶點(diǎn)蛋白。作者首先合成了一系列具有kang癌作用的去氧地膽草素的類似物并對(duì)這些化合物的細(xì)胞毒性進(jìn)行分析篩選，且證明了去氧地膽草素的細(xì)胞毒性是由細(xì)胞凋亡而非細(xì)胞壞死引起；接著利用帶有炔基標(biāo)簽的去氧地膽草素類似物，在多種細(xì)胞系中通過SILAC標(biāo)記定量和無標(biāo)定量（Label-Free）的蛋白質(zhì)組學(xué)方法對(duì)去氧地膽草素的靶點(diǎn)進(jìn)行分析，在MCF7細(xì)胞中鑒定出11個(gè)新的去氧地膽草素的靶蛋白。該研究成果發(fā)表在Nature Communication雜志上。

2

植物相關(guān)蛋白質(zhì)水平翻譯化修飾研究

上海逆境生物學(xué)研究ZX研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)等技術(shù)，揭示了植物雷帕霉素靶蛋白（TOR）激酶和脫落酸（ABA）受體偶聯(lián)的信號(hào)途徑間通過相互磷酸化修飾，介導(dǎo)植物生長(zhǎng)發(fā)育和脅迫應(yīng)答的平衡。該策略是利用磷酸化組學(xué)分析研究植物逆境機(jī)理的案例。

該研究成果發(fā)表在Molecular Cell雜志上，如下圖所示：

3

TMT定量蛋白質(zhì)組學(xué)

深入研究植物生長(zhǎng)發(fā)育衰老過程

華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員為了研究花瓣衰老過程中蛋白質(zhì)變化過程泛素化修飾的變化。用乙烯處理可以廣泛地改變植物中的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組譜。泛素化是真核生物中的主要翻譯化，在蛋白質(zhì)降解中起重要作用。

在本研究中，作者首先通過RNA測(cè)序獲得參考矮牽牛（Petunia hybrida）轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。構(gòu)建的蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)庫，然后對(duì)乙烯處理后的矮牽?；ü趗biquitylome進(jìn)行定量。在乙烯處理后16小時(shí)，共有3,606個(gè)蛋白質(zhì)和2,270個(gè)遍在蛋白化位點(diǎn)進(jìn)行定量。乙烯處理后，發(fā)現(xiàn)284個(gè)下調(diào)蛋白和233個(gè)上調(diào)蛋白，320個(gè)上調(diào)和127個(gè)下調(diào)泛素化位點(diǎn)（P <0.05），表明在矮牽牛的乙烯介導(dǎo)的花冠衰老過程中全泛素化水平有所提升。泛素連接酶在蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)。此外呢，全蛋白質(zhì)組和Ubiquitylome是負(fù)相關(guān)的，乙烯介導(dǎo)的花冠衰老過程中泛素化促進(jìn)蛋白質(zhì)的降解。

該研究成果發(fā)表在Plant Physiol雜志上，如下圖所示：

4

基于Orbitrap多組學(xué)研究

多層面解析植物蛋白

和代謝物以及基因表達(dá)關(guān)系

Fionn McLoughlin利用orbitrap超高分辨質(zhì)譜分析蛋白組學(xué)數(shù)據(jù)，以及代謝組數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果，進(jìn)行多組學(xué)分析。在多組學(xué)上分析玉米自噬與缺氮脅迫的聯(lián)系，研究者選用了自噬受損突變體，基因敲低與野生型作為實(shí)驗(yàn)材料，在富氮、缺氮條件下進(jìn)行培養(yǎng)。選擇了玉米幼苗的第二片葉和第四片葉進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組、蛋白組、代謝組探討自噬對(duì)于細(xì)胞穩(wěn)態(tài)的影響。蛋白與轉(zhuǎn)錄層面，缺氮條件下，缺氮脅迫的通路轉(zhuǎn)錄上調(diào)，葉綠體組分的表達(dá)受到Y(jié)Z。在第二片葉和第四片葉中分別鑒定到了3,327和3,801個(gè)蛋白。分析結(jié)果顯示，自噬作用相對(duì)于缺氮脅迫，對(duì)于蛋白組的調(diào)控變化影響更大。該研究成果發(fā)表在Nature Plant雜志上。

隨著電子信息技術(shù)發(fā)展的日新月異，人們對(duì)電子測(cè)量技術(shù)及儀器的重視力度也得到了明顯提升。很多業(yè)內(nèi)人士更因電子測(cè)量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣、高、深等特點(diǎn)，對(duì)測(cè)試速度也提出了更高的要求，高速測(cè)試逐漸成為電子專業(yè)測(cè)量的主要實(shí)現(xiàn)方式。

TH2840系列測(cè)試速度高達(dá)0.56ms（1800次/秒）(＞10kHz)，能夠超高效幫助客戶提高測(cè)試準(zhǔn)確性，分析故障的原因，是目前同惠電子在高速測(cè)試中的佼佼者，也在國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際測(cè)試無源器件和高頻變壓器行業(yè)中名列前茅。

TH2840系列由于創(chuàng)新性地采用了雙CPU架構(gòu)，測(cè)試和顯示由兩個(gè)系統(tǒng)分開獨(dú)立完成，在保證正常顯示的情況下，測(cè)試速度最快可達(dá)0.56ms/次，即每秒鐘可進(jìn)行1800次測(cè)試。TH2840系列支持高頻變壓器測(cè)試的型號(hào)為TH2840X，最多支持6塊內(nèi)置掃描版、擴(kuò)展至288PIN腳。

那么，如此高效的測(cè)試速度可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域呢？今天我們將通過幾個(gè)案例來講解TH2840系列的廣泛應(yīng)用。

一、網(wǎng)絡(luò)變壓器的掃描測(cè)試

TH2840X擁有10.1寸電容式觸摸屏，所有設(shè)置參數(shù)一目了然，并且采用圖形化腳位關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)，帶給您前所未有的便捷測(cè)試體驗(yàn)。

TH2840系列最突出的性能特點(diǎn)，就在于其業(yè)界領(lǐng)先的測(cè)試速度，以12Port網(wǎng)絡(luò)變壓器為例，測(cè)量速度由上代旗艦機(jī)型TH2829X的18S縮短到5.9S，整整提高了3倍效率，測(cè)試腳位也由最高192PIN提高到了288PIN。

二、電子元器件的瞬態(tài)測(cè)試和分析

基于電容式傳感器的發(fā)展，通過采集和分析電容的瞬間變化數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出受力的大小和變化，例如，手指觸摸到電容式觸摸屏到離開觸摸屏的短暫過程，電容容值瞬間的曲線變化，反映了屏幕受力的細(xì)微變化。由于TH2840系列具有高達(dá)每秒鐘1800次的測(cè)試速度，可以精確到ms級(jí)別畫出電容變化的曲線。

在電子皮膚領(lǐng)域中，一些以往只能由皮膚感受到的定性數(shù)據(jù)，例如硬度、力度等，如今已經(jīng)可以用定量的方式表達(dá)出來。通過使用模仿人體末梢神經(jīng)的電子傳感器，電子皮膚可以幫助機(jī)器人敏感獲知環(huán)境信息。將TH2840與電子皮膚一起集成到機(jī)械手或機(jī)器人表面，通過觸覺感知及觸覺信息采集實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的觸覺感知能力。在某高校的電子皮膚科研項(xiàng)目中，TH2840系列以0.56ms/次的采樣頻率完美勝任了該測(cè)試任務(wù)。

三、測(cè)量容性器件C-V特性的響應(yīng)時(shí)間

在電子元器件的實(shí)際應(yīng)用中，我們經(jīng)常需要給被測(cè)件加偏壓來模擬元器件在不同環(huán)境下的表現(xiàn)，增加偏壓后的響應(yīng)時(shí)間Th也是該元件的重要參數(shù)之一。

如上圖，給某個(gè)電容施加20V直流偏置電壓時(shí)，電容值會(huì)從初始值C0開始增加，經(jīng)過一段時(shí)間后最終穩(wěn)定在C1，從C0到C1所消耗的時(shí)間即為響應(yīng)時(shí)間Th。由于器件被施加偏壓后的瞬態(tài)變化非?？?，需要測(cè)試儀器的采樣時(shí)間小于1ms（即1000次/s），才能得到精確的響應(yīng)特性曲線。TH2840系列不僅可以達(dá)到0.56ms的最高采樣速度，同時(shí)又能保證測(cè)試參數(shù)的高精度，并且自帶±40V偏壓，支持多通道測(cè)試，是高速測(cè)試的不二選擇。

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