多模态光谱技术在液态彩妆产品法医鉴别中的应用研究

推荐：本研究针对法医鉴定中彩妆产品分析的技术空白，采用ATR-FTIR（衰减全反射-傅里叶变换红外光谱）、拉曼光谱和X射线衍射（XRD）多模态技术，对35种液态彩妆产品进行成分鉴别。结果显示，红外光谱结合化学计量学模型可实现98%的区分准确率，而拉曼和XRD技术可进一步区分矿物成分差异。该研究为犯罪现场微量彩妆证据的关联分析提供了新方法。

　　

在犯罪现场调查中，彩妆产品作为潜在微量物证已有百年历史——早在1912年，Edmond Locard就通过分析嫌疑人指甲中的粉末与受害者使用的化妆品成分匹配，成功协助破案。如今全球化妆品市场规模达3300亿美元，其广泛使用和易转移特性使其成为暴力犯罪中关联受害者和嫌疑人的重要物证。然而，针对彩妆产品（尤其是液态粉底、遮瑕膏等）的法医分析研究却相对匮乏，现有研究多局限于单一技术分析粉底产品，难以应对复杂配方鉴别需求。

西澳大利亚警方司法科学中心的研究团队在《Forensic Chemistry》发表的研究，首次系统评估了多模态光谱技术对液态彩妆产品的鉴别能力。研究人员采集了来自19个国际品牌的35种产品（含8组跨国批次样本），通过ATR-FTIR光谱进行初筛，对难以区分的样本进一步采用拉曼光谱和XRD分析。关键技术包括：样本干燥标准化处理（72-120小时）、红外光谱采集（4000-400 cm^-1
，分辨率4 cm^-1
）、拉曼检测（632 nm激光，2 cm^-1
分辨率）及XRD扫描（4-80° 2θ范围）。

研究结果

3.1 预处理关键发现
干燥实验显示，彩妆样品在48小时内会出现O-H键和硅氧烷峰强度下降，表明挥发性成分流失。值得注意的是，密封存储两年的样品中，Australis和MUD品牌产品出现硅氧烷含量降低，揭示非密闭包装可能导致成分变化。

3.2 ATR-FTIR鉴别效能
主成分分析（PCA）显示，不同品牌产品可通过红外光谱区分，如Clinique粉底与Rimmel BB霜因甘油含量差异显著分离。线性判别分析（LDA）模型对盲测样本的分类准确率达72.5%，但同系列不同色号产品（如Rimmel持久粉底"象牙色"与"米色"）因仅色素浓度差异而难以区分。

3.3 拉曼光谱补充分析
拉曼技术成功区分了红外光谱相似的L'Oreal哑光粉底（含锐钛矿型TiO₂
，特征峰145 cm^-1
）与Tarte遮瑕膏（含金红石型TiO₂
，特征峰450 cm^-1
）。但IT Cosmetics样品因荧光干扰需结合XRD分析。

3.4 XRD技术验证
XRD成功识别了拉曼无法检测的微量矿物成分，如云母（10.29° 2θ）和石英（24.52° 2θ）。但同品牌不同色号产品的矿物组成仍高度一致。

3.5 批次一致性验证
澳大利亚与英国采购的8组同款产品在PCA中紧密聚类，LDA模型100%正确匹配，表明跨国生产批次间成分稳定性。

结论与意义
该研究建立了"红外初筛-拉曼/XRD验证"的多模态工作流程，首次证实：1）ATR-FTIR结合化学计量学可有效区分98%的彩妆产品；2）拉曼和XRD能通过矿物成分差异补充鉴别；3）全球分销的同款产品批次间成分稳定。这为法医实践提供了重要技术参考，尤其对涉及化妆品转移的暴力案件具有突破性意义。但研究也指出，同系列色号鉴别仍是挑战，且实际案件中可能存在的皮肤吸收、环境降解等因素需进一步研究。

这项由Jesse McEwan等学者完成的工作，不仅填补了法医化妆品分析的技术空白，其创新的多模态策略更为复杂微量物证分析提供了范式转移。未来研究可扩展至产品使用后成分变化、跨基质转移等更贴近实战的场景验证。