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化学家变身神探夏洛克,可快速使指纹显现

来源:本站      2016-02-29
导读:化学工作者不仅可以利用独特的方法,让案发现场的指纹快速显现,还可以通过其它分析手段,检测出指纹中跟犯罪行为相关的痕量物质,如爆炸物、毒品等等。化学,正成为破获刑事案件、打击恐怖主义的重要科学力量。

   在普通大众的刻板印象中,化学家的日常生活是下图这样的,研究的内容枯燥乏味,抑或高深莫测。

   可是,化学家研究的东西也不一定那么不可琢磨,比如他们也可能摇身一变,成为破获刑事案件的重要贡献力量。

   今天介绍的这几个化学家就非常接地气,盯上了可作为犯罪现场的重要证物之一:指纹。看看他们是怎么玩的。

   来自澳大利亚的化学家Paolo Falcaro与其合作者Kang Liang发明了一种快速灵敏的指纹显示方法。将留有指纹的表面经过特殊溶液(含有特定金属离子与金属配体)浸润处理,再将其洗掉,即可在紫外灯下观察到指纹的荧光显色轮廓。在塑料、玻璃、金属等多种表面上的效果都是杠杠的:

   是什么东西能达到这么逆天的效果?原来,研究者采用处理溶液中的金属离子与配体离子其实是具有荧光性质MOF(金属有机框架)的前体,这就解释了指纹显示是以荧光的方式。但是,为什么MOF能显示出指纹的轮廓呢?这是因为指纹中的残留物含有蛋白质、多肽、脂肪酸、无机盐等成分,而很多MOF前体对蛋白质等生物大分子具有很强的亲和能力,这些MOF前体在指纹纹理中的生物大分子周围得到优先富集,局部的浓度过大使其从溶液中结晶出来变为微小的晶体,以此完美还原了指纹的轮廓。

   你以为化学家也就不过如此了是吗?No,另一伙化学家说,我们还可以从指纹中的痕量残留物中探测出你触碰过的化学品,如果你是天天琢磨制作炸药的恐怖分子,碰巧又在近期接触过黑索金(常见炸药成分之一,英文缩写RDX,比TNT还要猛烈1.5倍)之类的,你的指纹就会让你原形毕露。

   研究人员首先用金纳米粒子溶液浸润指纹表面,经过干燥与等离子体处理之后,再依次用NADH溶液与硫酸铜溶液依次浸润,这之后,就是见证奇迹的时刻!

   正常人的指纹,处理之后指纹显出红色,这是因为NADH还原了二价铜成为单质铜,单质铜沉积在金纳米粒子表面,会导致原本发绿光的金纳米粒子发光光谱产生红移。而对于残留有黑索金的指纹,NADH会先与黑索金发生化学反应而被消耗,也就无法进一步还原二价铜,因此还是呈现原始的绿色。

   其实,指纹一直是分析化学家们重要的研究对象,一方面,化学家能让指纹显色更加灵敏,另一方面,能更精确的分析指纹上残留的物质。所以,化学家的手段很高明,他们坚信:小指纹,大信息!

参考文献:
1. Liang, K.; Carbonell, C.; Styles, M. J.; Ricco, R.; Cui, J.; Richardson, J. J.; Maspoch, D.; Caruso, F.; Falcaro, P., Biomimetic Replication of Microscopic Metal-Organic Framework Patterns Using Printed Protein Patterns. Advanced Materials 2015, 27 (45), 7293-7298.

2. Peng, T.; Qin, W.; Wang, K.; Shi, J.; Pan, C.; Li, D., Nanoplasmonic Imaging of Latent Fingerprints with Explosive RDX Residues. Analytical Chemistry 2015, 87 (18), 9403-9407.

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