在普通大眾的刻板印象中,化學家的日常生活是下圖這樣的,研究的內容枯燥乏味,抑或高深莫測。
可是,化學家研究的東西也不一定那么不可琢磨,比如他們也可能搖身一變,成為破獲刑事案件的重要貢獻力量。
今天介紹的這幾個化學家就非常接地氣,盯上了可作為犯罪現場的重要證物之一:指紋。看看他們是怎么玩的。
來自澳大利亞的化學家Paolo Falcaro與其合作者Kang Liang發明了一種快速靈敏的指紋顯示方法。將留有指紋的表面經過特殊溶液(含有特定金屬離子與金屬配體)浸潤處理,再將其洗掉,即可在紫外燈下觀察到指紋的熒光顯色輪廓。在塑料、玻璃、金屬等多種表面上的效果都是杠杠的:
是什么東西能達到這么逆天的效果?原來,研究者采用處理溶液中的金屬離子與配體離子其實是具有熒光性質MOF(金屬有機框架)的前體,這就解釋了指紋顯示是以熒光的方式。但是,為什么MOF能顯示出指紋的輪廓呢?這是因為指紋中的殘留物含有蛋白質、多肽、脂肪酸、無機鹽等成分,而很多MOF前體對蛋白質等生物大分子具有很強的親和能力,這些MOF前體在指紋紋理中的生物大分子周圍得到優先富集,局部的濃度過大使其從溶液中結晶出來變為微小的晶體,以此完美還原了指紋的輪廓。
你以為化學家也就不過如此了是嗎?No,另一伙化學家說,我們還可以從指紋中的痕量殘留物中探測出你觸碰過的化學品,如果你是天天琢磨制作炸藥的恐怖分子,碰巧又在近期接觸過黑索金(常見炸藥成分之一,英文縮寫RDX,比TNT還要猛烈1.5倍)之類的,你的指紋就會讓你原形畢露。
研究人員首先用金納米粒子溶液浸潤指紋表面,經過干燥與等離子體處理之后,再依次用NADH溶液與硫酸銅溶液依次浸潤,這之后,就是見證奇跡的時刻!
正常人的指紋,處理之后指紋顯出紅色,這是因為NADH還原了二價銅成為單質銅,單質銅沉積在金納米粒子表面,會導致原本發綠光的金納米粒子發光光譜產生紅移。而對于殘留有黑索金的指紋,NADH會先與黑索金發生化學反應而被消耗,也就無法進一步還原二價銅,因此還是呈現原始的綠色。
其實,指紋一直是分析化學家們重要的研究對象,一方面,化學家能讓指紋顯色更加靈敏,另一方面,能更精確的分析指紋上殘留的物質。所以,化學家的手段很高明,他們堅信:小指紋,大信息!
參考文獻:
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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