指纹灵敏显色技术：化学家变身夏洛克 winningman，材料改变世界 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，也就无法去在下一步还原二价铜，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. 发自知乎专栏「高分子课堂」
