手印顯現(xiàn)中的量子點技術

李朝陽 茅楊爽 王連權 蔡夢濤 劉景寧

摘 要：本文旨在探討量子點技術在手印顯現(xiàn)中原理及應用，以期指導、發(fā)現(xiàn)新型手印顯現(xiàn)試劑。

關鍵詞：手印顯現(xiàn)；量子點；熒光

通常把在大小一納米到一百納米之間，用重組分子或者原子的方法來創(chuàng)造新物質，認識、改造世界的技術成為納米科技。納米科技誕生于二十世紀八十年代末，后來為全球眾多科學家所研究，走在了當今新科技革命的前沿。當微粒的尺寸達到納米級別時，并根據(jù)它的發(fā)光特性，被科學家廣泛應用于光敏傳感器、新型發(fā)光材料等領域，甚至有人把它作為熒光示蹤劑應用在臨床醫(yī)學和生命科學，推動了科技的革新和社會的進步。

一、量子點的定義

量子點的英文縮寫是QDs。它的定義為一納米到一百納米之間的半導體納米晶。量子點主要是由II～VI主族如CdSe，III～V如GaAs、InAs、InP等副族化合物組成，性質比較穩(wěn)定，可以在激光的激發(fā)下自身能產生熒光。

二、量子點的發(fā)光機理

量子點的發(fā)光機理如下面的示意圖所示。

當量子點被外界的電、熱、光等條件激發(fā)的時候，一部分電子就會由價帶躍遷到導帶，形成電子空穴對，當電子從導帶降到價帶的時候，電子就會與價帶中的空穴相互作用：電子回到空穴，產生激發(fā)態(tài)的光子；電子通過表面缺陷態(tài)間接復合，產生缺陷發(fā)光；電子通過雜質能級間接復合，產生發(fā)光。

量子點的發(fā)光機理示意圖

三、常見量子點在手印顯現(xiàn)中的應用

由于犯罪現(xiàn)場環(huán)境復雜多變，因此手印顯現(xiàn)的方法也需要靈活多變。改變量子點的尺寸就能改變量子點的熒光顏色，我們就可以利用這些特性用于顯現(xiàn)不同顏色的客體背景上遺留的手印。量子點顯現(xiàn)潛手印的機理是量子點表面修飾的有機物會與手印殘留物中的油脂、氨基酸、蛋白質等通過化學或物理吸附等反應，在紫外光的照射下，顯現(xiàn)出熒光的手印圖像。

常見量子點的分類如下表所示：

表 常見量子點的分類

最早將量子點用于手印顯現(xiàn)研究的是美國的Menzel研究小組，他們將CdS 量子點來顯現(xiàn)犯罪嫌疑人遺留在易拉罐上的汗?jié)撌钟?。不久，門澤爾等人利用聚酰胺-胺型樹形分子包裹了硫化鎘，溶于甲醇溶液后并成功顯現(xiàn)了遺留在聚乙烯以及鋁箔材料上的汗?jié)撌钟?。楊瑞琴等人?008年成功合成了CdS/PAMEM G4.0和CdS/PAMEM G5.0兩種新型的復合物，當他們配制成一定濃度的溶液時，不必溶于有機溶劑，就可以顯現(xiàn)常見的金屬表面和膠帶粘面上的潛手印。除此之外，與常用的羅丹明6G的潛手印顯現(xiàn)結果對比，發(fā)現(xiàn)新型的CdS復合物體系的顯現(xiàn)出了紋線更清晰、細節(jié)特征更穩(wěn)定的手印。劉建軍等人在此基礎上又攻克難關，合成了水溶性CdSe/TGA量子點，實驗發(fā)現(xiàn)，合成的量子點在玻璃和各類膠帶（如封箱膠帶、透明膠帶和黑色塑料袋等）上有令人滿意的手印顯現(xiàn)效果。

量子點顯現(xiàn)手印能增強手印的熒光效果，同時抑制背景的熒光顏色，可增強反差達到較好的效果。但重金屬離子對生物體和環(huán)境的危害很大，尋找對手印殘留物結合穩(wěn)定、無毒的試劑將是未來的目標。

作者簡介：

李朝陽，男，茅楊爽，女，王連權，蔡夢濤，男，2016級江蘇警官學院刑事科學技術系學員，從事物證技術研究工作；

.通訊作者：劉景寧（1960.10-），男，江蘇鹽城，碩士研究生，教授，江蘇警官學院刑事科學技術系、南京工業(yè)大學化學及分子工程學院碩士生導師；研究方向：毒物、毒品及微量物證分析，應用化學。

3.江蘇警官學院大學生科研重點項目；項目編號：SJYX2017Zd01。