许江萍史晓凡郭东东
(1 重庆市公安局物证鉴定中心 重庆 400021;2 中国刑警学院 辽宁 沈阳 110035)
常见木屑浸提成分的气相色谱分析
许江萍1史晓凡2郭东东1
(1 重庆市公安局物证鉴定中心 重庆 400021;2 中国刑警学院 辽宁 沈阳 110035)
以甲醇为提取剂,采用气相色谱法对83种不同树种的木屑浸提成分分别进行了分析。实验结果表明,依据木屑浸提成分气相色谱图中特征色谱峰的峰数、保留时间、峰高比的差异可以对木屑进行准确鉴别,从而为各种案件中木屑物证的检验提供了一种科学、有效的检验方法。
木屑 气相色谱法 浸提成分 特征色谱峰 保留时间
木屑做为一种常见微量物证,常常遗留在各种刑事案件及交通事故案件现场。木屑物证具有细微、不易被发现和销毁的特点,通过对木屑物证的检验鉴定,能够为侦破案件提供重要的依据。
对于木屑的检验,国内外均有一些文献报导。在刑事科学技术领域中,主要是采用显微镜法对木屑的微观形态特征进行检验,利用裂解气相色谱法和红外光谱法对木屑中的纤维素、半纤维素、木质素等主要化学成分进行分析。但实际案件现场遗留的木屑往往是一些残渣,不能充分反映木屑的微观形态特征,而有些树种木屑主要化学成分之间的差异较小,难以对木屑检材与比对样本的异同进行准确鉴定。而木屑还含有少量的低分子浸提组分,并且不同树种木屑的浸提成分差异显著。利用提取剂进行提取,所得提取液进行气相色谱分析,依据所得色谱数据能够对木屑种类进行有效鉴别。
1.1 试剂
甲醇(分析纯)。
1.2 样品
83种不同树种的木屑样品,样品表略。
1.3 仪器及条件
仪器:Agilent6890N型气相色谱仪。检测器:氢火焰离子化检测器(FID)。
检测器温度:250℃;汽化室温度:230℃。
色谱柱:聚乙二醇(DB-FFAP)(30.0m× 320μm×0.25μm)。
柱温:100℃(0min) 12℃/min 190℃(0min) 6℃/min 230℃(16min)。
1.4 实验方法
分别削取83种不同树种木屑少许(约1mg)放入试管中,加入甲醇,超声振荡提取15min,提取液进行气相色谱分析。
2.1 气相色谱法鉴别木屑种类的依据
木材的浸提成分不是均一的化合物,而是由多种化学性质不同的成分所组成的混合物,其中最常见的是多元酚类化合物,其次还有萜类、树脂酸类、脂类、碳水化合物、挥发油等。
木屑浸提成分虽然包含多种类型的化合物,但不同科属木材的主要浸提成分和各组分的相对含量显著不同。即使是同属不同种有亲缘关系的树种,其浸提成分的组成和含量也有明显差别。而这种差异可以通过气相色谱图中色谱峰的数目、保留时间、峰高比等数据反映出来,这就是本文利用气相色谱法分析木屑浸提成分进行种类鉴别的理论依据。
2.2 木屑浸提成分的气相色谱分析
2.2.1 依据1号色谱峰保留时间区域的不同鉴别木屑的种类
根据83种不同树种木屑样品浸提成分的气相色谱图中色谱峰保留时间的分布,可将色谱图分为二个区域,第一区域的保留时间为0.0min~13.0min;第二区域的保留时间为13.0min~30.0min。
依据浸提成分气相色谱图中最强(1号)色谱峰保留时间的不同,可将83种不同树种的木屑分为三大类。第Ⅰ类、第Ⅱ类,1号色谱峰分别分布在第一、第二区域,而第Ⅲ类则在第一、第二区域分别有一个峰强相近的1号色谱峰,见图1。
图1 三类木屑样品的气相色谱图
2.2.2 依据特征峰保留时间的不同鉴别木屑
每一大类样品之间可依据色谱图中1号、2号、3号特征色谱峰峰数、保留时间的异同进一步进行鉴别。
表 第Ⅰ类木屑样品浸提成分的气相色谱数据分析
如第Ⅰ类有19种不同树种木屑样品,依据1号色谱峰保留时间的异同,可将其进一步分为三大类,第Ⅰ-Ⅰ有六种木屑样品,1号色谱峰保留时间各不相同;第Ⅰ-Ⅱ类有四组木屑样品,每一组均有二个1号色谱峰保留时间相同的样品,但其2号色谱峰的峰数、保留时间不同,依据2号色谱峰保留时间的差异可进一步进行鉴别;第Ⅰ-Ⅲ类有五个样品,其1号色谱峰的保留时间均为10.8min,但华山松、檀树二种木屑样品2号色谱峰的保留时间有所差异,而银杏(3号峰:22.3min)、大树菠萝(3号峰:8.8 min、23.8min)、花石榴(3号峰:23.8min) 三种木屑样品3号色谱峰的峰数、保留时间也有显著差异,能将其逐一鉴别开,见表,图2。
图2 第Ⅰ类木屑样品的气相色谱图
不同树种木屑浸提物的气相色谱图中,特征峰的峰数、保留时间、峰高比等色谱数据差异显著,能够对不同树种木屑进行准确鉴别。
1.徐有明.木材学[M].北京:中国林业出版社,2006
2.Josip Mastelic.Volatile constituents from flower,leaves,bark and wood of Prunus mahaleb L [J].Flavour and Fragrance Journal. 2006; 21:306~313
3.Dag Ekeberg.Qualitative and quantitative determineation of extractives in heartwood of Scots pine(Pinus sylvestris L.)by gas chromatogramphy [J].Journal of Chromatography A.1109(2006) 267~272
4.M.P.Fernandez.Gas Chromatography-Mass Spectrometry method for the simultaneous determination of wood extractive compounds in quaking aspen[J].JournalofChromatographyA.922(2001)225~233
5.Mualla Balaban.Identification of the Main Phenolic Compounds in Wood of Ceratonia siliqua by GC-MS [J].Phytochemical Analysis Phytochem.Anal.15,385~388(2004)
6.成俊卿.木材学[M].北京:中国林业出版社,1985
注:本文系公安部课题“犯罪现场常见木屑综合检测技术的研究”的阶段性成果之一,项目编号:2009ZDYJXJXY017。