HPLC和TLC法對藍色簽字筆墨水分類鑒定研究

陳明星等

[摘 要] 結合薄層色譜法（TLC）和高效液相色譜法（HPLC），分析市售32種不同廠家、不同品牌以及同一品牌不同規格的藍色簽字筆油墨成分。首先采用正丁醇：無水乙醇：水：冰醋酸=6：2：2：1（體積比）為展開劑，用TLC法對32支不同產地不同牌號藍色簽字筆字痕分析，再以甲醇-NH4HCO3緩沖鹽體系為流動相，流速0.8mL/min進行高效液相色譜分析。根據色譜峰個數，可將32種藍色簽字筆分成9類。

[關鍵詞] 高效液相色譜； 薄層色譜； 藍色簽字筆； 分類

中圖分類號：O657 文獻標識碼： A 文章編號：2095-5200（2015）04-061-04

[Abstract] Thin layer chromatography （TLC） and high performance liquid chromatography （HPLC） were employed to analyze the components contained in 32 different blue gel pen inks in this study. The components of 32 blue gel pen inks were analyzed by TLC with developing solvent containing n-butanol： ethanol： water： glacial acetic acid=6： 2： 2： 1. A better separation was archived using HPLC with mobile phases containing ammonium acid carbonate. The two methods are complementary to each other. This analysis of blue gel pen inks was found to be effective and credible.

[Key words] High performance liquid chromatography；Thin layer chromatography；Blue gel pen inks；Classification

前言

簽字筆由于具有書寫流暢、色彩鮮艷及價廉、環保等特點，逐漸成為人們最常用的筆種之一。在各類刑事、經濟案件及民事糾紛中，經常涉及到有關藍色簽字筆字跡檢驗和鑒定。簽字筆墨水主要由溶劑、染料、增稠劑、穩定劑和添加劑等組成。不同廠家或同廠家不同牌號簽字筆中成分有所不同，特別是其中的染料組成會有一些差異，這就為簽字筆種類鑒別提供依據。目前有關墨水分析的光譜法有紅外光譜法[1-2]、拉曼光譜法[3]；色譜法有薄層色譜法[4-5]，高效液相色譜法[6-7]、毛細管電泳[8-9]等；還有用質譜法鑒定墨水中染料的研究[10]。在這些分析方法中，光譜法特別是紅外和拉曼光譜法是無損分析，在墨水分類鑒定中發揮很大作用，但是由于墨水成分復雜，這些方法識別率相對較低[11-13]。與無損方法相比，有損和半有損的色譜方法識別率相對較高[14-16]。為此，本文首先用TLC對收集的藍色簽字筆進行分析，根據斑點個數、顏色以及比移值將其分為9類。在此基礎上，使用HPLC以NH4HCO3緩沖鹽體系為流動相，進行分離、分類。將HPLC與TLC分類結果進行比較，為更準確地區分藍色簽字筆墨水種類提供依據。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

1.1.1 儀器 Waters 600高效液相色譜儀，Waters 2996二極管陣列檢測器，Waters 717 Plus自動進樣器（Waters公司，美國）；色譜柱為Purospher STAR C18色譜柱（Merck公司，德國），Millipore超純水器（Millipore公司，美國）；微孔濾膜（0.45μm）。

1.1.2 試劑 甲醇、無水乙醇、異丙醇、正丁醇、冰醋酸、乙酸乙酯、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）等為分析純。乙腈、甲醇為色譜純（Merck公司，德國）。

1.1.3 樣品 由中國、美國、英國、日本、德國以及中國臺灣等地生產的32支市售藍色簽字筆。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗條件 薄層色譜條件：實驗使用德國Merck硅膠GF254層析板。展開劑為正丁醇： 無水乙醇： 水： 冰醋酸=6： 2： 2： 1。

HPLC條件：采用甲醇（A）-碳酸氫銨（0.01mol/L）（B）為流動相進行梯度洗脫，A相起始比例為45%，20min內上升至67%，保持該比例至60min；柱溫：25 ℃；流速0.8mL/min；進樣量：10μL；檢測波長580nm。

1.2.2 樣品制備 將每支染料型藍色簽字筆在紙張上書寫筆道，用潔凈手術刀片取長2cm、寬0.5cm的筆道，剪碎，加入200μL60%甲醇，提取10min后，移出色痕提取液，用0.45μm濾膜過濾，使用HPLC分析。

2 結果與討論

2.1 藍色簽字筆字跡提取液TLC結果

對市售的32支不同國家和地區、不同牌號的藍色簽字筆字痕提取液進行TLC分析。通過斑點個數、顏色、比移值Rf差異可以將藍色簽字筆分為9類（見表1）。

2.2 藍色簽字筆字痕提取液的分析

采用二極管陣列檢測器進行全波段掃描，發現藍色簽字筆中染料最大吸收波長在670～500nm之間?？疾旒垙堉形镔|如增白劑等對簽字筆色譜峰影響，發現紙張中物質最大吸收峰位置均在350nm以下，可以認為紙張對簽字筆墨水分析沒有影響。

用HPLC對這些簽字筆樣品進行分離、分析，通過色譜圖中主要峰保留時間及所對應的紫外光譜圖差異，也可將藍色簽字筆墨水分為9類，各類藍色簽字筆字痕提取液色譜圖（見圖1）。

由于各染料成分最大吸收波長不同，在580nm波長下，可以看到大部分物質色譜峰（圖1），但是有個別物質的色譜峰在圖上很小甚至看不到，需要在其他波長下才能看到，如第八類中的峰7的最大吸收峰為520nm，第九類中的峰9在660nm有最大吸收峰（見圖2）。

2.3 TLC斑點和HPLC色譜峰比對分析

為了確定TLC中的斑點與HPLC中色譜峰對應關系，將每支筆樣品在薄層板上平行點20個樣，經薄層展開后將顏色相同且Rf值相同的斑點刮下收集，加入一定量60%甲醇后過微孔濾膜，然后進行HPLC分析。

經HPLC分析發現，在TLC分析中所得到的斑點并不一定是純的化合物，有些是由2個或3個色譜峰組成，如Rf 0.39的銅綠斑點，其主要成分對應第一至五類色譜圖中的峰1（lmax=630nm）。另外，在這個色譜峰前面還有一個含量較少的物質，其最大吸收波長也是630nm。這種現象主要是由于染料不純造成，例如甲基紫染料實際上是由結晶紫、甲基紫和堿性品藍3種物質的混合物；堿性艷藍B和堿性艷藍BO中也都含有少量脫甲基和脫乙基衍生物[10]。

將薄層色譜所得到分類結果與液相色譜法分類結果進行比較，可以發現：第一至五類色譜峰，均有一個Rf 0.39銅綠色的斑點，其對應色譜圖峰1（t=10.4min，lmax=630nm）。對于第二、三、四、六類筆，都有Rf 0.46的亮粉紅色斑點，在色譜圖上對應為峰2（t=30.0min，lmax=560nm）。在第一、三、七、九類色譜圖可以看出在38.2min位置都有一個較大的主峰，對比薄層的斑點，可知該峰對應Rf 0.60藍色斑點，為峰4（t=38.2min，lmax=610nm）。對應于Rf 0.60紫色斑點物質的最大吸收波長可在590nm下觀察到的，其存在于在第六和八類色譜圖中，對應峰3（t=37.8min，lmax=593nm）。第四類薄層上有Rf 0.7藍色斑點，對應其色譜圖上峰5（t=52.1min，lmax=615nm）。第五類薄層上有Rf 0.7的紫色斑點對應于色譜峰6（t=31.1min，lmax=615nm）。觀察第八類和第五類色譜圖，圖上的峰7（t=30.0min，lmax=520nm）和峰8（t=45.4min，lmax=550nm）分別對應于具有熒光性質的Rf 0.85的黃色和Rf 0.8的淺粉紅色斑點。峰6與峰7位置相近，區別在于峰6物質最大吸收波長為615nm，而峰7最大吸收波長520nm，并非同一物質。峰7對應物質色譜峰只有在520nm下才能看到（圖1-b）。第九類圖中峰9（t=2.5min，lmax=660nm）對應薄層中Rf 0.0銅綠色

斑點。

簽字筆是近20年左右出現的新筆種，由于商業秘密原因，人們對其中染料成分知道的并不多，但是可以通過TLC分離其中成分并根據斑點個數、顏色和比移值進行分析鑒定，也可以利用高效液相色譜法或毛細管電泳法來進行分析、分離鑒定。

2.4 藍色簽字筆的樹形分類圖

根據上述實驗分類及對比，建立如下樹形模式識別（見圖3）。在此基礎上，對于組成相同的筆，可以選擇特定波長下（如580nm）各個色譜峰的相對面積比進行進一步區分[7， 9]。

3 結論

用薄層色譜法和高效液相色譜系統地對32支藍色簽字筆書寫字跡中染料進行研究，能夠在所得實驗條件下很好地分離藍色簽字筆中各類不同染料，對比2種方法所得實驗結果，可將藍色簽字筆墨水分為9類。將這2種分析方法結合使用，可以快速、準確地對藍色簽字筆墨水進行分類。

參 考 文 獻

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