涂涛团队：三联吡啶金属络合物对潜指纹瞬时、高分辨率的可视化识别

baozhang

指纹具有独一无二的特征，在人的一生中都不会改变。其中潜指纹是犯罪现场调查的关键证据之一，通常是肉眼不可见的，因此对于潜指纹高效、精准的可视化识别在刑事侦查和信息安全等领域十分重要。潜指纹的细节特征一般分为1级、2级、3级，其中第3级特征是最难识别的部分。传统的物理成像方法和化学方法（如粉末吸附，光学法、茚三酮法等），虽然操作简单，但对比度和灵敏度低；近年来，聚集诱导发光(AIE)荧光材料由于其强荧光、易功能化等特点，被广泛应用于潜指纹识别领域。尽管取得了很多进展，仍存在一些问题阻碍了AIE探针在潜指纹成像中的实际应用。例如：（1）大多数探针仍需使用有机溶剂，且显色时间长；（2）对于制备简单、价格低廉且具有颜色可调性质的潜指纹识别探针研究较少，不利于不同背景干扰下的识别过程；（3）在分子水平上的潜指纹识别机制尚不清楚。

图1 (a) 三联吡啶锌络合物的化学结构及潜指纹可视化识别过程示意图；(b) 探针Zn(tpy-NMe2)显色后的指纹第2、3级特征；(c) 探针Zn(tpy-NMe2)显色图像的可复制性及不同基底的适用性。

图2 (a) 探针Zn(tpy-NMe2)在水溶液中与不同物质作用后的发射光谱及其荧光照片(λex = 365 nm)；(b) 探针Zn(tpy-NMe2)和油酸的混合物中分离得到化合物的高分辨质谱；(c) 复合物Zn(tpy-NMe2)-OA的固态荧光光谱；(d) 复合物Zn(tpy-NMe2)-OA的SEM图像及对Zn元素的EDX mapping分析；(e) 复合物Zn(tpy-NMe2)-OA的水接触角测试；(f) 探针Zn(tpy-NMe2)对潜指纹显色的可能机理示意图。

        针对上述问题，复旦大学涂涛教授课题组报道了利用三联吡啶锌络合物对潜指纹进行瞬时、高分辨率的可视化识别。通过浸泡或喷涂的方式，该探针可以在锡纸、玻璃、纸张、金属、皮革和瓷砖等表面上观察到潜指纹的荧光图像，包括难度较大的第3级特征。值得注意的是，这一识别过程非常迅速（< 3 s），同时可以实现实时原位显色；利用法医胶带也可以方便地将荧光图像进行拓片，具有良好的实用性（图1）。
         最后，研究团队对探针Zn(tpy-NMe2)潜指纹识别的可能机理进行了研究。基于SEM、EDX mapping、高分辨质谱、水接触角及与不同物质作用后的荧光光谱等表征（图2a-e），作者提出了一个可能的识别机理。如图2f所示，指纹脊上的油酸分子可以通过配体交换反应，将OAc−取代，快速与Zn中心结合，探针分子被锚定在指纹脊上，形成加合物Zn(tpy-NMe2)-OA，分子间转动被限制，导致AIE发光。同时由于Zn(tpy-NMe2)-OA是疏水的，在基底表面形成疏水微界面，从而阻碍了水分子对潜指纹荧光图像的破坏。该工作为不同场景下潜指纹可视化识别提供了一种新的方法。
上述研究成果以“Instantaneous High-Resolution Visual Imaging of Latent Fingerprints in Water Using Color-Tunable AIE Pincer Complexes”为题发表于国际一流学术刊物《Adv. Mater.》上，并被选为内封面文章。课题组直博生段立鑫为论文的第一作者。
       全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202202540
       文章来源：复旦大学
       涂涛，复旦大学化学系教授，博士生导师。曾获得上海市浦江人才、德国洪堡基金会“洪堡学者”、上海曙光学者、上海市青年科技启明星等称号。到目前为止，在Acc.Chem.Res., Adv.Mater., Angew.Chem., Chem.Commun., Green.Chem., Org.Lett.等国际知名学术期刊作为通讯作者和第一作者发表SCI论文六十余篇。