江苏警官学院刑事科学技术系 吴鑫源，田秋菊，钱冠如，金晓东 210031
摘要：本文以四苯乙烯为母体，合成了一例具有AIE性质的荧光染料TPE-OCH3，并对其结构进行了表征。将TPE-OCH3与磁性粉末进行混合，运用粉末刷显法，实现了对多种客体上潜指纹的荧光显现。
关键词：潜指纹 粉末显现 四苯乙烯 荧光
在违法犯罪现场，指纹是侦查人员非常重视的痕迹物证，因为其具有唯一性，可用于人身认定。在潜在的违法犯罪现场也同样如此，无论是找出犯罪嫌疑人，亦或是认定受害者的身份，以及其他认定的作用，作为法庭物证中认定人身的一大利器，指纹一直在公安工作中占据重要地位，为重建犯罪现场提供了有力保障。尽管DNA技术更为常人熟知，但统计数据表明，指纹鉴定的案件仍然占据法化案件的绝大部分[1]。
在犯罪现场中，指纹是最常见的一类物证，也往往成为最关键的证据。长期以来，潜指纹传统的识别方法，可大致分为三种：光学显现法、物理吸附法和生物化学显现法，这些传统方法虽然在一定程度上满足了潜指纹的显现需求，但却无法应对新时代背景下人们对灵敏度和无损检测的要求提高。鉴于此，我们需要不断探索新的思路、研发新的材料、发明新的技术以应对这些新的挑战[2]。
聚集诱导发光（aggregation-induced emission, AIE）是由我国科学家原创并引领世界科学研究的前沿领域[3]。2001年，唐本忠院士基于1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基噻咯在溶液中所发现的反常发光行为，提出了AIE概念[4]。基于AIE分子在固态时呈现出的优良的荧光发光特性，最重要的是，其克服了传统有机荧光染料的聚集诱导猝灭（aggregation-caused quenching, ACQ）效应，即ACQ分子在固态或高浓度溶液中，荧光较弱或没有荧光，AIE分子解决了ACQ效应导致的该类荧光材料的应用受限问题。鉴于AIE分子在显现潜指纹中有着显著的优势，本文将AIE染料与磁性粉混合协同处理潜指纹，以达到增强潜指纹成像质量的目的。本文使用的四苯乙烯基的荧光染料分子结构如下（图1）：
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图一化合物TPE-OCH3的化学结构式
Fig. 1 The chemical structure of TPE-OCH3
1实验部分
1.1 试剂与仪器
TPE-OCH3为实验室自制，磁性粉购置于磁性粉购置于弘德商城；其它所有常规化学试剂、玻璃器皿均购置于探索平台，如无特别说明，无需进一步纯化，直接使用。紫外灯（上海光豪分析仪器有限公司，ZF-7A），相机（Canon-EDS 700D）。
1.2 染料TPE-OCH3的合成
化合物TPE-OCH3的合成路线（图2）：以苯甲醚、苯甲酸为起始原料，通过Friedel-Crafts酰基化反应得到中间体4-甲氧基-二苯甲酮（Intermidate）。随后，通过McMurry偶联反应，生成目标化合物TPE-OCH3。
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图2 化合物TPE-OCH3的合成路线图
Fig. 2 Synthesis route of compound TPE-OCH3
1.3 染料TPE-OCH3与磁性粉混合粉末的制备
将10mgTPE-OCH3粉末溶于二氯甲烷（DCM）中，并加入500 mg磁性粉，超声10 min，使其混合尽量均匀。随后，用旋转蒸发仪蒸发溶剂，得粗制混合粉末，并在研钵中进行研磨。将粗制混合粉末在烘箱中烘干，得到精致的TPE-OCH3的磁性粉混合粉末，并储存于干燥容器中备用。
1.4潜指纹显现方法
第一步，制作样本。使用肥皂将手指洗净，并用酒精冲洗三次以上。待手指干燥后，将手指在鼻翼或额头轻蹭，并在不同客体上轻轻捺印，捺印时注意勿用力过猛，并尽量避免手指拧动对捺印的影响。
第二步，显现样本。将荧光染料TPE-OCH3的磁性粉混合粉末小心地涂在客体上，用鹳毛刷顺着纹线的流向沿一个方向刷显，并在手提紫外线灯激发下，观察潜指纹的显现效果，用单反相机拍摄固定指纹图像。
2结果与讨论
2.1荧光染料（TPE-OCH3）的结构表征
通过1H NMR、MS等手段对预先制备好的目标荧光染料TPE-OCH3进行结构分析和表征。由图3可知，3.72处为甲氧基上的3个H（图3中分子结构式中标注为1）；6.63、6.93处分别为与甲氧基相连的苯环上邻位和间位上的4个H（分别标注为2, 20和3, 19）；7.14-6.99区间的15个H，为剩余3个苯环上的H（标注为4-18）。目标产物TPE-OCH3的分子式C27H22O的计算值为362.1671，通过TOF-MS测得值为363.1731 [M + H]+，两者相符合（图4）。
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图3 化合物1-（4-甲氧苯基）-1,2,2-三苯乙烯（TPE-OCH3）的核磁共振氢谱图
Fig. 3 The 1H NMR of compound 1- (4-methoxyphenyl) -1,2, 2-tristyrene (TPE-OCH3)
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图4 化合物1-（4-甲氧苯基）-1,2,2-三苯乙烯（TPE-OCH3）的质谱图
Fig. 4 Mass spectrum of compound 1- (4-methoxyphenyl) -1,2,2-tristyrene (TPE-OCH3)
2.2荧光染料TPE-OCH3与磁性粉的混合粉末刷显潜指纹
通过粉末刷显法，荧光染料TPE-OCH3的磁性粉混合粉末可以较好地显现不同客体上的指纹，可较为清楚的观察到指纹的整体轮廓，且指纹的二级结构特征明显，纹线也较为流畅（图5），这也说明，该混合粉末有潜力运用于实际现场中潜指纹的显现。
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图5 在紫外灯的激发下，混合粉末刷显潜指纹的荧光成像图像：A）大理石、B）钢板和C）铝板
Fig. 5 The fluorescent fingerprint images using AIE fingerprint powder excited by the UV lamp. A) marble, B) stainless steel sheet, and C) aluminum foil.
3结论
本文合成了一例具有AIE性质的荧光染料TPE-OCH3，运用1H NMR和MS对其结构进行表征。将TPE-OCH3与磁性粉末进行混合，并用于潜指纹的显现研究，结果表明，该混合粉末可以较好的荧光显现不同客体的潜指纹。该粉末有运用于实际现场的潜指纹显现的可能。
参考文献
[1]Cadd S, Islam M, Manson P, et al. Fingerprint composition and aging: A literature review[J]. Science & Justice, 2015, 55(4): 219-238.
[2]Luo J, Xie Z, Lam J W Y, et al. Aggregation-induced emission of 1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole[J]. Chemical Communications, 2001(18): 1740-1741.
[3]金晓东, 等. 有机材料在潜指纹显现中的应用研究进展[J]. 有机化学, 2020(12): 4184-4202.
[4]唐本忠,赵祖金,秦安军. 聚集诱导发光(AIE):我国原创并引领的研究前沿[J]. 化学学报, 2016(11): 857-858.