一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂及显现方法与流程

本发明属于警用刑侦，具体为一种用于含dna的潜在生物痕迹显现的试剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在警用刑侦领域中，犯罪现场的生物痕迹的发现和取证对于案件侦破有着至关重要的作用，特别是指纹特征在dna技术未成熟前几乎是唯一可以直接认定犯罪嫌疑人的证据。但与此同时，传统生物痕迹也存在着各种不足。比如现有传统的指纹鉴定方法是基于二级特征通过对指纹纹线的端点、分叉点、指纹的中心点、三角点等特征进行比对，由于特征点少，加之目前的主流方法仍以专家人工标注为主，当指纹质量较差时，传统指纹鉴定的主观性和较大偏差容易造成比对的错误率大幅提升。

2、随着dna技术快速发展，dna已经在各类刑侦案件中做出重要贡献，可有效弥补传统生物痕迹技术的不足。但现场遗留的含dna的生物痕迹往往是潜在的，不易被肉眼发现的，凭借经验盲提往往回收效率极低。而且由于缺乏发现和固定过程，dna证据的客观性容易受到质疑。

3、目前传统的方法有光学显现法(如紫外光检验、激光检验等)、物理吸附法(如粉末刷显法、碘熏法等)和化学显现法(如硝酸银法、氰基丙烯酸酯熏显技术、茚三酮法、1,8-二氮杂-9-芴酮法等)三大类。已公开的专利也大多基于上述方法来实现。

4、如专利cn 107607504利用茚二酮和生物痕迹中氨基酸发生反应，自然干燥后，使用532nm的激光激发，通过截止滤镜进行观察发现生物痕迹。有效的简化了显现流程，避免了对客体上生物物证的破坏。

5、专利cn 106175785a在磁性粉末与硬脂酸粉末中加入了润滑粉末石墨烯，以此来保证指纹原有特征不会被破坏，提高了指纹特征显现的准确度。同时，采取四氧化三铁(fe3o4)作为磁性粉末，加深了显现指纹的颜色。在实践中，该方法制得的粉末有着良好的显现效果。

6、但是这些方法都存在着各类不足。如光学显现法主要利用生物痕迹与客体之间对光的吸收与反射以及偏振和光致荧光的性质不同，通过选择合适的配光方式，使得生物痕迹与背景之间增加亮度反差、减弱或消除背景干扰从而使得潜在痕迹得到显现。但大部分的生物痕迹自体荧光极弱很难直接观测，除光滑非渗透性客体上的潜在生物痕迹可以和客体形成明显反差以外，其他客体由于存在较强的漫反射或渗透性，生物痕迹容易渗入客体内部或和背景反射率接近，因此大部分客体上的潜在生物痕迹无法完成有效的发现。物理吸附法主要通过潜在生物痕迹与粉末产生物理吸附，增强潜在生物痕迹与客体背景的差异。该方法存在粉尘污染，使用者容易通过口鼻吸入体内，对于人体存在伤害，同时粉末中的重金属会抑制dna-pcr检验中dna聚合酶的作用从而影响dna的检出。化学显现法使用中常会使用大量的有机试剂，具有较强的生物毒性，直接威胁使用者的身体健康，同时也会影响dna特别是微量dna的检出，化学显现法还需要加温、加湿或长时间等待等要求，也极大降低了现场勘查的工作效率。

7、有机荧光纳米材料特别是aie材料的出现为刑事科学现场勘查提供更多的发展方向。aie材料具有光电效率高、响应快，且不存在传统有机发光材料的聚集淬灭现象等优点。但是传统的典型aie材料运用于刑事科学领域时仍存在不少问题。一方面传统的aie材料通常不溶于水，需溶于乙腈、乙醇等有机物。这些有机溶剂不仅对于使用者的健康存在潜在威胁，也影响潜在生物物证的dna检出。另一方面，aie材料的激发波段通常为紫外波段，发射波段为蓝光波段。紫外波段的光能量极被dna吸收从而导致dna键合链的断裂，从而改变dna的生物活性，这种损伤是致死性的，作为激发源极易导致微量的潜在生物物证的dna无法检出(庞宏兵,丁鑫泽,王万旭.不同消毒方式对现场dna检出影响研究[j].中国法医学杂志,2021,36(01):78-81.)。另一方面，蓝光波段的发射光由于视见率较低，所以人眼敏感度低不利于发现和观测，特别是蓝绿色背景时，更难以形成区分。这些问题都大大限制了aie材料在刑事科学领域的推广运用。同时潜在生物痕迹显现方法的也仍以粉末法、浸泡法和喷洒法传统方法为主，这些传统方法除了运用场景有限外还存在较为严重的液体和固体接触，操作不当容易对现场物证造成不可逆转的破坏。

8、如cn 111317483 a提供了了一种用于潜指纹显现的aie复合材料及其制备方法和显现潜指纹的方法，虽然拥有不易受潮、对比度好、分辨率高、适用范围广泛、吸附均匀和无毒环保等优势。但其本质仍然为粉末法显现，无法避免潮湿环境及多孔客体无法显现的问题，

9、而cn 112842329a公开了一种潜在指纹显现悬浮剂及其制备方法与应用。用于同时解决白天和夜晚环境中，潮湿和雨后天气下，不同颜色客体表面及不同粗糙度客体表面上潜在指纹的显现问题。但该方法针对纸张、砖头和织物等渗透性客体会造成染色和破坏，且无法显现出相应的生物痕迹。

10、综上所述，如何在有效发现含dna的潜在生物痕迹的同时，还不影响后续dna的进一步检测的技术的研发显得愈发重要。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于含dna的潜在生物痕迹显现的试剂，该试剂制备方法简单、材料环保、使用方便、显现速度快、显现效果好、适用范围广且不影响后续dna的进一步检测，具备极大的实用价值。

2、本发明的另一目的在于提供上述用于含dna的潜在生物痕迹显现的试剂的制备方法。

3、本发明的第三个目的在于提供一种含dna的潜在生物痕迹显现方法。

4、为了实现上述目的，本发明提供一种用于含dna的潜在生物痕迹显现的试剂，由aie分子和去离子水组成；

5、其中，所述aie分子选自如下式(i)至式(ⅱ)中的一种或两种：

6、

7、

8、上述式(i)、式(ii)共同使用时可以任意质量比混合。

9、如上所述，优选地，所述aie材料和去离子水的质量比为1:(300-6000)。

10、本发明还提供一种含dna的潜在生物痕迹显现的试剂的制备方法，包括以下步骤：

11、将aie材料加入去离子水中，在恒温条件下使用磁力搅拌机均匀转速搅拌使得aie材料完全溶解于去离子水中。

12、如上所述，优选地，所述的恒温条件的温度范围为35℃-65℃。

13、如上所述，优选地，所述的均匀转速的转速范围为150rpm-500rpm。

14、如上所述，优选地，所述的搅拌的时间范围为10min-45min。

15、本发明还提供一种含dna的潜在生物痕迹显现方法，其特征在于，包括以下步骤：

16、1)将上述的一种用于含dna的潜在生物痕迹显现的试剂装入超声雾化设备内，将超声雾化设备中的超声雾化片面向待显现客体，超声雾化片与待显现客体之间保持20～100mm的距离，开启超声波雾化，向待显现客体喷射试剂经雾化后的小粒径的颗粒，雾化喷射时间3s-30s；

17、2)用蓝光光源照射待显现客体，通过滤光镜片观察客体表面显现出的含dna的潜在生物痕迹；

18、如上所述，优选地，所述的超声波雾化设备的孔径尺寸为3μm～10μm。

19、如上所述，优选地，所述的超声波雾化设备的谐振频率为100khz～180khz。

20、如上所述，优选地，所述的超声波雾化设备的孔数目为200～680。

21、如上所述，优选地，所述的蓝光光源的波长范围为400nm～470nm。

22、如上所述，优选地，所述的潜在生物痕迹为潜在的指纹、汗渍、血痕、唾液痕和精斑。

23、如上所述，优选地，所述的滤光镜片为高通滤光片，400nm～470nm波段的光线透过率低于2％。

24、如上所述，优选地，所述的待显现客体为渗透性客体、半渗透性客体或非渗透性客体。

25、如上所述，优选地，其中所述的渗透性客体为纸张、砖头或织物，所述半渗透性客体为墙壁、卡纸或皮革；所述非渗透性客体为玻璃、金属或塑料。

26、本发明所使用的用于含dna的潜在生物痕迹显现的aie(aggregation-inducedemission)材料，在三苯胺基团上修饰一个亲水基团和一个疏水基团，同时通过调节分子内的推拉电子的作用，完成对aie材料的波段调制。

27、亲水基团的加入使得aie分子无需借助其他有机试剂或活性剂即可溶解于去离子水中，可有效避免现有aie分子由于溶于有机试剂或活性剂造成的对生物痕迹后续dna检出的影响。

28、疏水基团的加入可以进一步增强aie材料与潜在生物痕迹的疏水-疏水作用，增强其与潜在生物痕迹吸附的选择性，使得aie材料可快速吸附沉淀在潜在生物痕迹上并发出荧光从而与客体背景产生明显反差，帮助现场勘查人员快速发现潜在生物痕迹。

29、同时通过调节分子内的推拉电子作用，完成对aie材料的波段调制，使得其激发和发射波段实现红移。激发波段为蓝光波段，发射波段为绿光波段和红光波段，可通过两种材料的混合，得到介于绿光波段和红光波段之间的其他颜色效果。使得aie材料的观测无需使用紫外光作为激发源从而保证潜在生物物证的dna检出不受影响。也可通过波段调制，根据不同背景调制反差较大的波段从而进一步增强显现效果和适用性。

30、本发明提供了一种新的用于含dna的潜在生物痕迹显现的方法。传统潜在生物痕迹显现的方法包含气体、液体和固体三种方式。气体方式如碘熏法、502熏显法等，通常需要高温高湿的密闭环境，虽然对于生物物证损伤较小，且对客体适应性强，但对于环境要求较高，不利于现场勘查使用。液体方式如浸泡法、喷洒法等，这类方法通常需要较大面积的接触，破坏性较大，特别对于全渗透性客体及容易被破坏的物证(如有关键笔迹的纸张等)，一般作为较为后置的显现手段。固体方式主要为粉末法，粉末显现操作时设备及粉末与客体产生直接的接触，操作不当容易造成物证不可逆的损伤及dna外源性污染，同时对于潮湿或多孔性客体，背景容易被污染上色无法使用。本方法将制备的试剂通过超声波振荡的方式振荡成微粒，携带aie材料的液体微粒漂浮在空气中。由于aie材料携带有正电荷，且微粒粒径小、重量轻，可与生物痕迹中的脂肪酸等脂质中天然存在的负电荷通过静电结合，在生物痕迹表面形成薄的试剂膜层，通过疏水-疏水反应进一步聚集更高分辨率的反应生物痕迹本身形态。这种方法对比传统的显现方法具有接触少、适用性强的特点。

31、本发明所提供的含dna的潜在生物痕迹显现方法采用可见光激发方式，避免了现有使用紫外光激发造成的dna的损伤，影响后续dna的检出的问题。

32、本发明的有益效果在于：

33、本发明提供一种用于含dna的潜在生物痕迹显现的试剂及其制备方法，该试剂制备简单，可应用于各类客体和痕迹，操作便捷，即时显现，对于潜在生物痕迹的损伤小，可有效保持生物痕迹的援用形貌用于还原案发过程。由于所使用的材料的生物毒性低，不会影响生物痕迹后续的dna检出。本发明可有效提升现有生物痕迹显现技术的效果，特别是指纹三级特征的检出(现有技术使用材料颗粒直径一般为400目约38μm，而aie分子以分子态溶于水中，荧光aie分子粒径小于100nm，更有利于指纹细节成像)，也兼顾dna的搜索和检出，避免盲提对于物证的损伤，对于现场勘察技术的发展有着极大的帮助，同时也具备广泛的实际应用价值。