不同pH值(a: 2.0, b: 3.0, c: 3.5, d: 4.9)的金纳米溶液对不同客体(每组图中从左至右依次为载玻片、锡纸和塑料饮料瓶)上的潜指纹显现效果对比
指纹又称为手纹, 是物证鉴定中重要的证据之一, 曾一度被司法界公认为“证据之首. 自19世纪中叶, 人们便开始了指纹在科学意义上的研究. 19世纪末, 美国著名的“威斯特案件”就是通过指纹鉴定, 从11项人身测量数据完全相同的两个嫌疑人中发现并确定罪犯的.因此, 对遗留在不同客体表面上指纹的提取及显现成为刑侦工作者研究的重点. 通常情况下指纹主要分为三类:可见指纹, 可塑指纹和潜指纹. 可见指纹是肉眼可见, 不需要经过任何处理就能提取使用的指纹; 可塑指纹是在可塑性客体表面上沉积的指纹, 如蜡, 橡皮泥等; 潜指纹是裸眼不可见, 需要经过物理或化学方法做显现处理的指纹. 其中潜指纹对侦破案件有着重要的意义, 因而对潜指纹的显现就成为重中之重. 目前, 潜指纹显现方法可以分为物理显现法(光学法、粉末法等), 化学显现法(茚三酮法、DFO法等)和物理化学显现法(碘熏法、502 胶熏显法、硝酸银法、多金属沉淀法(Multi-metal deposition, MMD). 被广泛应用于现场指纹显现的方法主要包括粉末法和茚三酮法等, 但是这两种方法对工作者身体伤害较大. 比如粉末法中使用的粉末具有一定的悬浮度, 长时间使用会引起尘肺, 而茚三酮致癌. 因而有必要开发一种新的, 能够在水溶液中显现指纹的方法.
金纳米粒子因其具有独特的物理化学性质而被广泛应用于多个领域. 1989年, Saunders首次将金纳米应用于潜指纹显现, 并提出多金属沉淀法(即MMD法). MMD法是一种两步湿化学方法, 第一步通过静电力或非共价力作用, 使溶液中带有负电荷的金纳米粒子与质子化的指纹沉积物相结合, 但此时显现出的纹线较浅, 不能有效甄别; 第二步利用银物理显影液做增强显现, 催化银颗粒沉积, 从而得到黑色或灰黑色的指纹纹线. 该方法能够有效地显现渗透性客体、非渗透性客体表面上的潜指纹, 但它操作步骤繁琐, 只能在较小的pH范围(2.5～2.8)内有效显现指纹, 因而限制了其推广使用. 2007年, Becue等提出将负载有染料的金纳米粒子用于指纹潜显现, 该方法克服了传统MMD法显现指纹时只能得到黑色或灰黑色纹线的缺点, 可以用来显现深色客体表面上的指纹, 但是该法在制备巯基环糊精的过程中对工作人员专业技能要求较高, 不适合在刑侦工作中推广使用.之后, Stauffer等用Au(I)羟胺代替银物理显影液, 开辟了单金属沉淀(Single Metal Deposition,SMD)法. 该方法的显现原理与传统 MMD法原理相同, 显现效果也类似.
中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室韩冬雪等人研究了在不加入任何保护剂的情况下, 将常温合成的金纳米溶液直接应用于指纹显现, 并研究了溶液pH值对指纹显现效果的影响. 金纳米粒子通过静电作用与质子化的指纹沉积物相结合, 选择性地沉积于指纹纹线的脊部, 从而实现潜指纹的显现. 实验结果证明, 该方法在较大的pH范围内(2.0～4.9)都能有效地显现非渗透性和半渗透性客体表面上的指纹, 在一定程度上能够显现出渗透性客体纸张上的潜指纹, 并且在pH＝3.0的条件下, 显现效果最好.