指紋，即是表皮上突起的紋線。由于人的指紋是遺傳與環(huán)境共同作用產(chǎn)生的，因而指紋人人皆有，卻各不相同。由于指紋重復(fù)率極小，大約150億分之一，故其稱為“人體身份證”。潛在指紋（Latent fingerprints，LFP）是由于手指被汗毛孔分泌的汗液所覆蓋，因此它們是由手指觸摸物體而形成的。即使徹底擦干手，也很可能會將LFP留在他接觸的地方，尤其是光滑表面的物體，LFP是犯罪現(xiàn)場最常見的指紋類型，肉眼幾乎看不見。因此，LFP的發(fā)展對于解決刑事案件至關(guān)重要。
目前用于LFP可視化的方法具有很明顯的局限性，例如毒性大、可能對LFP造成破壞、適用場景少，并且往往達不到level 3的高對比度和分辨率（3級詳細信息是指紋的微觀詳細信息，主要包括脊邊緣的形狀以及脊和孔的寬度）的顯影效果。
基于以上問題，武漢光電國家研究中心的李沖教授與華中科技大學的朱明強教授合作，開發(fā)出了一種新型的用于LFP可視化的AIE分子，具有制備與操作簡單、無毒、分辨率高（LEVEL 3）以及適用于多場景的特點，30 s內(nèi)便能形成具有高對比度和分辨率的清晰指紋圖案。相關(guān)成果以“Real-Time Fluorescence In Situ Visualization of Latent FingerprintsExceeding Level 3 Details Based on Aggregation-Induced Emission”為題發(fā)表在《JACS》上。
圖文解析
1、TPA-1OH的合成與AIE特性
2、 TPA-1OH應(yīng)用于LFP的可視化及其機制
研究者首先將合成的AIE分子用于LPF的成像。為了評估TPA-1OH的LFP顯影效果，將帶有指紋的箔紙以不同濃度浸入TPA-1OH的水溶液中1分鐘。在405 nm照射下，隨著染料濃度的增加，指紋逐漸可見。指紋圖像在較低的染料濃度（5和10μM）下不明顯，而在染料濃度為30和50μM時清晰可見（圖2a）。并且，毒性測試表明，其在0、10和30μM時無毒性，在50μM時低毒性。
接著，為了驗證LFP中的哪些成分可以被識別并與TPA-1OH結(jié)合，使用LFP中主要成分的溶液，在金屬板上寫下了字符“LFP”。結(jié)果表明，只有由脂質(zhì)成分書寫的“ LFPs”圖案發(fā)出強烈的熒光，并且清晰可見，表明該探針確實染色了LFPs中的脂質(zhì)化合物（圖2b）。當TPA-1OH水溶液與LFPs接觸時，分子將粘附在LFPs的脂質(zhì)分泌物上，這很可能是由于LFPs中脂質(zhì)分泌相的疏水-疏水相互作用和TPA-1OH的親脂性末端造成的。一旦與LFP中的脂質(zhì)分泌結(jié)合，TPA-1OH分子就能夠由于脂質(zhì)分泌的粘性效應(yīng)而引起的分子內(nèi)運動（RIM）的限制而發(fā)出強烈的熒光。
3、動力學研究
隨后，研究者進行了動力學研究。如圖3a所示，指紋的輪廓在3 s后逐漸可見，指紋的靜脈逐漸清晰可見，在大約11 s內(nèi)觀察到清晰的指紋圖樣，表明TPA-1OH的便捷原位成像能力。如圖3b所示，熒光強度在前5 s迅速增加到幾乎一半的最大值，然后緩慢增加。30 s后，熒光強度幾乎不變?？缭骄G線的指紋脊和犁溝之間的信號強度變化（圖3c）也表明TPA-1OH可以實時顯影出清晰的脊線和綠線高對比度的指紋圖像，顯示出快速的顯影能力。
研究者進一步研究TPA-1OH探針的通用性，通過將不同材料在TPA-1OH（30μM水中）中浸泡1分鐘。結(jié)果表明，在不同基質(zhì)上均可以很好的成像（圖4a）,并且成像等級達到了level 3（圖4b）。
5. TPA-1OH應(yīng)用于LFP的高分辨率成像
最后，為了獲得有關(guān)超過level 3的LFP的更詳細的信息，采用超分辨率熒光成像來獲取LFP的納米細節(jié)。在明場光學圖像中可以大致識別出部分區(qū)域LFP（圖6a）。在TPA-1OH染色后，常規(guī)熒光圖像中可以觀察到LFP和汗孔的輪廓清晰（圖6b）?？梢钥闯?，指紋由大量不同大小的沉積物組成，這與SEM圖像一致（圖6f和g）。結(jié)合超分辨率成像的熒光成像可以直觀地顯示更高分辨率的脂質(zhì)沉積物，并有助于加深對脂質(zhì)沉積物的了解。
總結(jié)
總之，TPA-1OH具有親水-疏水分子結(jié)構(gòu)的造成其能與指紋中的脂質(zhì)結(jié)合，由于RIM在疏水端附著在指紋的脂質(zhì)分泌物上而形成了強烈的紅色熒光?？梢栽趲酌腌妰?nèi)觀察到指紋輪廓，在30 s內(nèi)可以觀察到具有高對比度和分辨率的清晰指紋圖案。它有望成為一些模糊且難以辨認的指紋的指示器，以方便法醫(yī)提取嫌疑人的DNA信息。
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