手印顯現中的量子點技術

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中原理及應用，以期指導、發現新型手印顯現試劑。

關鍵詞：手印顯現；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，并根據它的發光特性，被科學家廣泛應用于光敏傳感器、新型發光材料等領域，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，性質比較穩定，可以在激光的激發下自身能產生熒光。

二、量子點的發光機理

量子點的發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，產生激發態的光子；電子通過表面缺陷態間接復合，產生缺陷發光；電子通過雜質能級間接復合，產生發光。

量子點的發光機理示意圖

三、常見量子點在手印顯現中的應用

由于犯罪現場環境復雜多變，因此手印顯現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不同顏色的客體背景上遺留的手印。量子點顯現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研究的是美國的Menzel研究小組，他們將CdS 量子點來顯現犯罪嫌疑人遺留在易拉罐上的汗潛手印。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了遺留在聚乙烯以及鋁箔材料上的汗潛手印。楊瑞琴等人在2008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的潛手印顯現結果對比，發現新型的CdS復合物體系的顯現出了紋線更清晰、細節特征更穩定的手印。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，實驗發現，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效果。

量子點顯現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境的危害很大，尋找對手印殘留物結合穩定、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。