Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) · 2012. 8. 31. · FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY (FTIR) By Sub.Lt.Suthada Boonyapat A Thesis Submitted in Partial Fulfillment

Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

2553

สำนกัหอ

สมุดกลาง

ESTIMATION OF AGE OF HUMAN SEMINAL STAINS BY

FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY (FTIR)

By

Sub.Lt.Suthada Boonyapat

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree

MASTER OF SCIENCE

Program of Forensic Science

Graduate School

SILPAKORN UNIVERSITY

2010



งานวิจัยครงนสามารถสําเร็จลุล่วงไปได้ด้วยดีเนองจากได้รับความอนุเคราะห์เปนอย่างดี

ยงอันผู้เขียนต้องขอกราบขอบพระคุณต่อ อาจารย์ ดร.ศิริรัตน์ ชูสกุลเกรียง และอาจารย์ ดร.ศุภชัย

ศุภลักษณ์นารี ทีได้กรุณาเปนอาจารย์ทปรึกษาและให้คําแนะนํา ข้อคิด ความช่วยเหลือตลอดเวลา

ของการศึกษา รวมทงตรวจแก้ไขข้อบกพร่องต่างๆทําให้วิทยานิพนธ์ฉบับนมีคุณค่าและสมบูรณ์

ยงข ผู้วิจัยรู้สึกซาบซงในความกรุณา และขอกราบขอบพระคุณเปนอย่างสูงมา ณ โอกาสน

ผู้วิจัยใคร่ขอกราบขอบพระคุณต่อ รองศาสตราจารย์ ดร.ธนิต ผิวนม ประธานกรรมการ

สอบวิทยานิพนธ์ และรองศาสตราจารย์ ดร.วีรชัย พุทธวงศ์ กรรมการสอบวิทยานิพนธ์ ทกรุณาสละ

เวลาอันมีค่าเปนกรรมการสอบวิทยานิพนธ์ครงน และให้คําแนะนํา ทําให้นิพนธ์ฉบับนมีความ

สมบูรณ์ยงข

นอกจากนขอขอบคุณ คุณพิมนตรี บัวช ทคอยให้ความช่วยเหลือในการทําวิจัยในครงน

เปนอย่างด ําคัญอาสาสมัครทุกท่านทได้กรุณาเข้าร่วมในการทดลอง ทําให้ผู้วิจัยสามารถเก็บ

ตัวอย่างได้ครบถ้วนสมบูรณ์

สําหรับคุณประโยชน์อันพึงมีจากงานวิจัยครงน ผู้วิจัยขอมอบแด่ บิดา มารดา ครู อาจารย์

ผู้ถ่ายทอดวิชาความรู้ทุกท่านทีได้อบรมสงสอน ตลอดจนผู้ทให้โอกาสและสงทดีในชีวิตจนทําให้

ผู้วิจัยทําวิทยานิพนธ์ครงน ําเร็จลุล่วงไปได้ด้วยดี



หน้า

บทคัดย่อภาษาไทย .................................................................................................................... ง

บทคัดย่อภาษาอังกฤษ ............................................................................................................... จ

กิตติกรรมประกาศ ..................................................................................................................... ฉ

สารบัญตาราง ............................................................................................................................ ฌ

สารบัญภาพ ............................................................................................................................... ญ

บทท

1 บทนํา ............................................................................................................................. 1

ความเปนมาและความสําคัญของปญหา ................................................................ 1

วัตถุประสงค์ของการวิจยั ...................................................................................... 4

สมมติฐานของการวิจยั .......................................................................................... 4

ขอบเขตของการวิจัย ............................................................................................. 4

นิยามศัพท์เฉพาะ ................................................................................................... 4

ตัวแปรทใชใ้นการวจิัย .......................................................................................... 6

ประโยชน์ทคาดว่าจะได้รับจากการวจิัย ................................................................ 6

2 เอกสารและงานวิจยัทเกยวข้อง ...................................................................................... 8

ความรู้เกยวกบัอวัยวะสืบพนัธ์ุเพศชายและอสุจ ิ.................................................... 9

ประวัติการตรวจพิสูจน์คราบนาอสุจิ..................................................................... 14

การตรวจทางห้องปฏิบัติการในคดีความทางเพศ .................................................. 15

หลักการและทฤษฎีของคลนอินฟราเรด ................................................................ 19

มาตรสเปกโตรดูดกลืนชว่งกลางอินฟราเรด ......................................................... 28

เทคนิคการเตรยีมสารตัวอย่าง ............................................................................... 28

การวิเคราะห์คุณภาพ ............................................................................................. 30

การทําปริมาณวิเคราะห ์......................................................................................... 33

การเบยงเบนไปจากกฎของเบียร์ ............................................................................ 34

ข้อเสียและขีดจํากัดการทําปริมาณวิเคราะห์โดยวิธีอินฟราเรด .............................. 34

สเปกโทรเมตรีแบบสะท้อนช่วงกลางอินฟราเรด .................................................. 35

บทความและงานวิจยัทเกยวข้อง ........................................................................... 38



บทท หน้า

3 วิธีดําเนนิการวิจัย ........................................................................................................... 40

เครองมือและอุปกรณ์ทใชใ้นการทดลอง .............................................................. 40

วิธีและการวิเคราะห์ผลการทดลอง....................................................................... 41

สถิติทใช้ในการวิเคราะห์ผล .................................................................................. 44

4 ผลการวิเคราะห์ข้อมูล .................................................................................................... 45

ผลและการวิเคราะห์ผลการทดลอง ....................................................................... 47

การทดสอบสมมติฐาน .......................................................................................... 60

5 อภิปรายผล สรุปผลการทดลอง และ ข้อเสนอแนะ ....................................................... 64

อภิปรายผล ............................................................................................................ 64

สรุปผลการทดลอง ................................................................................................ 66

ข้อเสนอแนะ ......................................................................................................... 66

บรรณานุกรม ............................................................................................................................. 67

ภาคผนวก .................................................................................................................................. 69

ภาคผนวก ก ภาพประกอบ ................................................................................... 70

ภาคผนวก ข เอกสารชแจงขอ้มูลผู้เข้าร่วมงานวิจยั.............................................. 79

ประวัติผู้วจิัย .............................................................................................................................. 82



1 สถิติอาญาประเภทคดีชีวิต ร่างกาย เพศ ทวราชอาณาจกัร ป 2550-2552 .......... 1

2 ส่วนประกอบของนาอสุจิ ................................................................................. 13

3 ช่วงต่างๆของอินฟราเรดสเปกตรัม ..................................................................... 21

4 การประยกุต์ใช้อินฟราเรดสเปกโทรเมตรี ........................................................ 28

5 ช่วงความถ พบในสเปกตรัมทได้จากการวิเคราะห์ของตัวอย่างดังการทดลอง

ข้อ 3.2 และ 3.5 ...................................................................................... 55

6 ช่วงความถ พบในสเปกตรัมท ้างอิงจากการวจิัย ........................................... 56

7 ค่าทได้จากการคํานวณอัตราส่วนพนทใต้พคีA1800/A860 ของตัวอย่าง

คราบนาอสุจิท 1-3 ท ่วงเวลาต่างๆ ........................................................ 58

8 ค่าจากการคํานวณประมาณอายุตามสมการเทียบกับอายจุริงและ

ค่าเปอร์เซ็นต์ Relative standard deviation (%RSD) ................................ 61

9 ค่าทได้จากการคํานวณพนทใต้พีค A1800/ A860, อายุจริงเทยีบอายุทได้จาก

การคํานวณและค่า SD…………………………………………………. 62

10 พันธะ, หม งชันนอล ณ ความยาวคลนต่างๆ................................................... 77



ภาพท หน้า

1 แสดงลักษณะโครงสร้างของอวัยวะสืบพนัธ์ุเพศชาย ......................................... 11

2 แสดงลักษณะโครงร่างของ sperm ...................................................................... 12

3 แสดงการดดูกลืนแสงอินฟราเรดสเปกตรัม ........................................................ 20

4 แสดงการสนของโมเลกุลแบบต่างๆ ................................................................... 23

5 แสดงหลักการของเครองฟลูเรียร์แทรนซ์ฟอร์มแบบไมเคลิสัน .........................

(Michelson interferometer) ....................................................................... 25

6 ขนตอนการทดลองการวิเคราะห์ตัวอย่างนาอสุจิด้วยเทคนิค Diffuse Reflectance

Infrared Fourier Transform Spectroscopy (DRIFTS) ............................... 41

7 ขนตอนการทดลองการวิเคราะห์ตวัอย่างราบนาอสุจิส่วนน (seminal) และส่วน

เนออสุจิ (spermatozoa) ด้วยเทคนิค Transmission Infrared Fourier

Transform Spectroscopy (FTIR) ............................................................... 44

8 สเปคตรัมของคราบนาอสุจิ ในช่วงคล 7800-4000 cm -1 .................................. 47

9 กราฟความสัมพันธ์ระหว่าง K-M กับเวลาของ Sample ท 7692-5976 cm -1…… 48

10 กราฟความสัมพันธ์ระหว่าง K-M กับเวลาของ Sample ท 5438-4472 cm -1…… 49

11 สเปกตรัมทไดจ้ากการวิเคราะห์คราบนาอสุจิทความยาวคล 400 - 4000 cm -1 . 50

12 สเปกตรัมทไดจ้ากการวิเคราะห์ซาทุกๆ 45 นาที เปนเวลา 4 ชม. ด้วยวิธีท 3…. 51

13 สเปกตรัมทไดจ้ากการวิเคราะห์คราบนาลายทความยาวคล 400 - 4000 cm -1... 52

14 สเปกตรัมทไดจ้ากการวิเคราะห์คราบนาอสุจเิฉพาะส่วน seminal plasma ทความ

ยาวคล 400 - 4000 cm -1 ........................................................................... 53

15 สเปกตรัมทไดจ้ากการวิเคราะห์คราบนาอสุจิเฉพาะส่วน spermatozoa ทความ

ยาวคล 400 - 4000 cm -1 ........................................................................... 54

16 สเปคตรัมของคราบนาอสุจิท คต่าง ๆ ............................................................... 56

17 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างอตัราส่วนพนทใต้พีค Amide I กับพีคทไม่เปลยน ..

แปลงเมอเวลาผ่านไป (A1800/A860) เทียบกับอายุของตัวอย่างคราบนาอสุจิ

ท 3 ตัวอย่างเปนเวลา 10 วัน ..................................................................... 59



ภาพท หน้า

18 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างอัตราส่วนพนทใต้พีค Amide I กับพีคทไม่เปลยนแปลง

เมอเวลาผ่านไป (A1800/A860) เทียบกบัอายุของตัวอย่างคราบนาอสุจิท 3

ตัวอย่าง ในช่วง 4 วันแรก .......................................................................... 60

19 กราฟความสัมพันธ์ระหว่างขอ้มูลอายุคราบนาอสุจิจริงเทยีบกับอายุทได้จากการ

คํานวณตามสมการ .................................................................................... 63

20 คราบนาอสุจิท ูกหยดลงบนแผ่นกระจกสไลด์……………………………….. 70

21 การชงตัวอย่างคราบนาอสุจิและ KBr…………………………………………. 70

22 หน้าจอการตงค่าโปรมแกรมในการวิเคราะห์ตัวอย่างคราบนาอสุจิ…………… 71

23 หน้าจอเส้นสเปกตรัมใหมห่ลังการคํานวณตามสมการ………………………... 71

24 หน้าจอการวัดพนทีใต้พีคสเปกตรัม ณ ช่วงความยาวคลนระหว่าง 1800 cm-1

และ 1500 cm -1…………………………………………………………. 72

25 เทียบกับอายุของหน้าจอการใช้โปรแกรม Excel เพอพลอตกราฟตัวอย่างและ

หาสมการเส้นตรงจากความสัมพันธ์รวมทงค่า R2............................... 72

26 สเปกตรัมทไดจ้ากการวิเคราะห์คราบนาอสุจิครงท 1…………………………. 73







ภาพท 20 คราบนาอสุจิท ูกหยดลงบนแผน่กระจกสไลด์

ภาพท 21 การชงตัวอย่างคราบนาอสุจิและ KBr

71



ภาพท 22 หน้าจอการตงค่าโปรมแกรมในการวิเคราะห์ตวัอย่างคราบนาอสุจิ

ภาพท 23 หน้าจอเส้นสเปกตรัมใหม่หลังการคํานวณตามสมการ 7

72



ภาพท 24 หน้าจอการวัดพนทใต้พีคสเปกตรัม ณ ช่วงความยาวคลนระหว่าง 1800 cm-1 และ 1500 cm -1

ภาพท 25 เทียบกับอายุของหน้าจอการใช้โปรแกรม Excel เพอพลอตกราฟตัวอย่างและสมการ

เส้นตรงจากความสัมพันธ์รวมทงค่า R2

73



ภาพท 26 สเปกตรัมทได้จากการวิเคราะห์คราบนาอสุจิด้วยเทคนิค FTIR ครงท 1


4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.00.050

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.900

cm-1

A

3389.63

2962.41

2934.54

1643.13

1590.12

1402.34

1075.78

957.45889.85

666.45622.34

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.00.210

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.900

cm-1

A

3400.29

2962.54

2158.06

1647.19

1402.77

1247.70

1070.63

985.87

958.11888.58

770.70

669.56625.51

554.72535.117

74





4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.0-0.145

-0.12

-0.10

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0.20

0.22

0.24

0.26

0.28

0.30

0.32

0.340.350

cm-1

A

3398.09

2962.40

1642.53

1401.06

1246.42

1076.23

958.15888.88

666.98

625.68536.50

4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.0-0.110

-0.10

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

0.14

0.16

0.18

0.20

0.22

0.24

0.250

cm-1

A

3297.36

2962.04

1647.57

1540.70

1401.91

1246.39

1076.32

958.00889.07

669.67536.077

75




4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.0-0.210

-0.20

-0.19

-0.18

-0.17

-0.16

-0.15

-0.14

-0.13

-0.12

-0.11

-0.10

-0.09

-0.08

-0.07

-0.06

-0.05

-0.04

-0.03

-0.02

-0.01

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.050

cm-1

A

3404.26

2961.80

1641.97

1402.84

1247.68

1076.22

957.83

888.67

669.12534.55

76



ตารางท 10 พันธะ, หม งชันนอล ณ ความยาวคลนต่างๆ

(cm-1 )

3640–3610 O–H stretch, free hydroxyl alcohols, phenols

3500-3200 O–H stretch, H–bonded alcohols, phenols

3400-3250 N–H stretch 1°, 2° amines

3300-2500 O–H stretch carboxylic acids

3330-3270 –C˜ C–H: C–H stretch alkynes (terminal)

3100-3000 C–H stretch aromatics

3100-3000 =C–H stretch alkenes

3000-2850 C–H stretch alkanes

2830-2695 H–C=O: C–H stretch aldehydes

2260-2210 C˜ N stretch nitriles

2260-2100 –C˜ C– stretch alkynes

1760-1665 C=O stretch carbonyls (general)

1760-1690 C=O stretch carboxylic acids

1750-1735 C=O stretch esters, saturated aliphatic

1740-1720 C=O stretch aldehydes, saturated aliphatic

1730-1715 C=O stretch , –unsaturated esters

1715 C=O stretch ketones, saturated aliphatic

1710-1665 C=O stretch , –unsaturated aldehydes, ketones

1680-1640 –C=C– stretch alkenes

1650-1580 N–H bend 1° amines, 1° amides

1600-1585 C–C stretch (in–ring) aromatics

1550-1475 N–O asymmetric stretch nitro compounds

1500-1400 C–C stretch (in–ring) aromatics

1470-1450 C–H bend alkanes

77



ตาราท 10 (ต่อ)

(cm-1 )

1370-1350 C–H rock alkanes

1360-1290 N–O symmetric stretch nitro compounds

1335-1250 C–N stretch aromatic amines

1320-1000 C–O stretch alcohols, carboxylic acids, esters, ethers

1300-1150 C–H wag (–CH2 X) alkyl halides

1250-1020 C–N stretch aliphatic amines

1000-650 =C–H bend alkenes

950-910 O–H bend carboxylic acids

910-665 N–H wag 1°, 2° amines

900-675 C–H “oop” aromatics

850-550 C–Cl stretch alkyl halides

725-720 C–H rock alkanes

700-610 –C˜ C–H: C–H bend alkynes

690-515 C–Br stretch alkyl halides

ทมา : ความถ ่านรังสี IR ทเปนลักษณะพิเศษของหม งก์ชนบางหมู,่ อ้างถึงใน วิชัย รวตระกูล, การ

ประยุกต์สเปคโตรสโคปในเคมีอินทรีย์ (กรุงเทพมหานคร : โรงพิมพ์นําอักษรการพิมพ์, 2526), 72

78





Title_pageAbstractContentChapter1Chapter2Chapter3Chapter4Chapter5BibliographyAppendix

Button1:

Documents

Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) · 2012. 8. 31. · FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY (FTIR) By Sub.Lt.Suthada Boonyapat A Thesis Submitted in Partial Fulfillment