用于原位双模成像的聚集诱导发光材料：潜在指纹中第三级特征的分析

《Journal of Molecular Structure》：Aggregation-Induced Emission Materials for In-Situ Dual-Mode Imaging of Level 3 Features in Latent Fingerprints

荧光材料TPPA-N+及其与蒙脱石复合粉体用于潜指纹高分辨率原位显影，兼具电荷转移和聚集诱导发光特性，适用于多种复杂场景且稳定性优异。

　　

戴彦鹏|程文灿|朱科|刘冰瀚|李红|张向婷

河南师范大学材料科学与工程学院，中国河南省新乡市453007

摘要

荧光成像技术已成为高分辨率可视化潜在指纹（LFPs）领域的一个极具前景的方向。在这项研究中，合成了一种同时具有扭曲分子内电荷转移（TICT）和聚集诱导发射（AIE）特性的荧光材料（TPPA-N+），这种材料可以作为LFPs的双模原位显影剂。将TPPA-N+的水溶液作为喷雾显影剂，可以实现LFPs的高分辨率可视化。TPPA-N+@MMT粉末是通过将TPPA-N+与蒙脱石（MMT）复合制备而成的，能够在自然光和365纳米紫外光照射下高分辨率地显影LFPs。实验结果表明，TPPA-N+水溶液和TPPA-N+@MMT粉末在较长时间内对基底表面残留的LFPs仍具有优异的显影性能。此外，这两种显影剂都能在各种基底上生成高质量的LFPs图像。同时，这两种显影剂具有很高的稳定性；即使经过长期储存，它们仍能有效地显影LFPs。这种双模LFP显影剂具有显著的实际应用价值，可以为各种复杂场景下的LFP检测提供高度灵活的解决方案，并为新型LFP显影材料的研究与开发提供新的思路。

章节摘录

引言

指纹是由人体手指尖皮肤上的凸起和凹陷纹路形成的独特图案[[1], [2], [3]]。它们具有终生不变的特性，且每个人都是独一无二的，在个人识别、安全检查和刑事案件中发挥着重要作用[[4], [5], [6], [7], [8]]。潜在指纹（LFPs）是指手指接触物体表面时，由于皮脂和其他皮肤分泌物留下的微弱痕迹

化学物质和仪器

所有所需的化学试剂均可从供应商处购买。用于合成的溶剂均为超干溶剂，其水分含量低于50 ppm；而高纯度溶剂则用于研究制备的AIE材料的性质。TPA-N+、TPPA-N+和TTPA-N+的合成路线见方案S1，所有中间体的具体合成方法详见支持信息（SI）。SI还提供了其他相关材料

设计与合成

LFPs通过与LFP成分中的化学物质（尤其是脂肪酸和油脂）相互作用而产生荧光，从而形成指纹纹路[35,36]。据文献报道，两亲性荧光染料容易与脂肪酸或油脂结合，导致FL信号发生变化；而具有TICT效应的两亲性AIE材料在LFPs显影过程中表现出更好的FL性能[2,17,31]。具有强AIE活性的4,4′-二甲基三苯胺被

结论

总之，合成了一系列具有D-π-A结构的水溶性有机AIE材料（TPPA-N+, TPPA-N+, TTPA-N+），并研究了它们的光物理性质。这些材料出色的亲脂性表明它们具有作为LFP检测材料的潜力。其中，TPPA-N+（浓度为7 μM）可以制成液体显影剂，通过喷雾法和溶液浸泡法实现LFPs的原位快速（30秒）高分辨率荧光显影。

缩写

AIE：聚集诱导发射

LFPs：潜在指纹

MMT：蒙脱石

TICT：扭曲分子内电荷转移

D-π-A：供体-π-受体

FL：荧光

ICT：分子内电荷转移

HRMS：高分辨率质谱

DLS：动态光散射

DFT：密度泛函理论

HOMO：最高占据分子轨道

LUMO：最低未占据分子轨道

ΔE：能隙

OA：油酸

DOPC：1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷脂胆碱

GT：甘油三油酸酯

SEM：扫描电子显微镜

CRediT作者贡献声明

戴彦鹏：撰写——初稿、可视化、验证、方法学、研究、资金获取、数据分析、概念构思。程文灿：撰写——初稿、验证、软件使用、方法学、数据分析。朱科：可视化、验证、软件使用、数据分析。刘冰瀚：方法学、数据分析。李红：撰写——审稿与编辑、监督、资源协调、项目管理。张向婷：

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究工作得到了国家自然科学基金（项目编号：52502179）和河南省高等学校重点科研项目（编号：25B430002, 24A430020）的财政支持