CN116400068B - 一种用于含dna的潜在生物痕迹显现的试剂及显现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂及显现方法。本发明所述的试剂包含AIE分子和去离子水，将AIE分子以一定比例溶解于一定重量的去离子水中，得到用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂。进行潜在生物痕迹显现时将所述试剂利用超声雾化的方式雾化成小分子的气雾，利用静电吸附原理将含有AIE分子的小分子气雾吸附至含DNA的潜在生物痕迹上，并通过疏水‑疏水反应进一步聚集，在蓝紫光的激发下，通过滤光眼镜可以清晰的观察到各类潜在生物痕迹。本发明所述的显现试剂具有制备方法简单、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。

Description

一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂及显现方法
技术领域
本发明属于警用刑侦技术领域，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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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，
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。
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。
发明内容
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。
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。
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。
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；
其中，所述AIE分子选自如下式(I)至式(Ⅱ)中的一种或两种：
上述式(I)、式(II)共同使用时可以任意质量比混合。
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)。
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：
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。
如上所述，优选地，所述的恒温条件的温度范围为35℃-65℃。
如上所述，优选地，所述的均匀转速的转速范围为150rpm-500rpm。
如上所述，优选地，所述的搅拌的时间范围为10min-45min。
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：
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；
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；
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。
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。
如上所述，优选地，所述的超声波雾化设备的孔数目为200～680。
如上所述，优选地，所述的蓝光光源的波长范围为400nm～470nm。
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。
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％。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本发明的有益效果在于：
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。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于纸张上的潜在生物痕迹图。
图2为本发明实施例1制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于皮革上的潜在生物痕迹图。
图3为本发明实施例1制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于塑料上的潜在生物痕迹图。
图4为本发明实施例5制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于纸张上的潜在生物痕迹图。
图5为本发明实施例5制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于皮革上的潜在生物痕迹图。
图6为本发明实施例5制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于塑料上的潜在生物痕迹图。
图7为本发明实施例9制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于纸张上的潜在生物痕迹图。
图8为本发明实施例9制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于皮革上的潜在生物痕迹图。
图9为本发明实施例9制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于塑料上的潜在生物痕迹图。
图10为实验组Ⅰ的STR分型图谱。
图11为对照组Ⅰ的STR分型图谱。
图12为实验组Ⅱ的STR分型图谱。
图13为对照组Ⅱ的STR分型图谱。
图14为实验组Ⅲ的STR分型图谱。
图15为对照组Ⅲ的STR分型图谱。
图16为实验组Ⅳ的STR分型图谱。
图17为对照组Ⅳ的STR分型图谱。
图18为实验组Ⅴ的STR分型图谱。
图19为对照组Ⅴ的STR分型图谱。
图20为实验组Ⅵ的STR分型图谱。
图21为对照组Ⅵ的STR分型图谱。
图22为实验组Ⅶ的STR分型图谱。
图23为对照组Ⅶ的STR分型图谱。
图24为实验组Ⅷ的STR分型图谱。
图25为对照组Ⅷ的STR分型图谱。
图26为实验组Ⅸ的STR分型图谱。
图27为对照组Ⅸ的STR分型图谱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
指纹学的论著中将指纹特征的分类层级分为三级:一级特征即指纹线类型特征；二级特征即指纹线的宏观细节特征,如分歧、结合、起点、终点、小点、小棒、小钩、小眼、小桥以及罕见的交叉线、错位线、点线、节线等；三级特征即是指纹的微观细节特征,主要包括乳突纹线边缘形态、纹线宽窄、细点线和汗孔特征等(D.R.Ashbaugh,Quantitative-Qualitative Friction Ridge Analysis,An Introduction to Basic and AdvancedRidgeology[M].New York:CRC press,1999:146-151.)
AIE材料制备所用材料均为市售通用材料，材料纯度均为分析纯。
式(I)化合物与式(Ⅱ)化合物均以4-甲氧基三苯胺为起始化合物，采用不同合成路线获得。
以4-甲氧基三苯胺为起始化合物的共同合成路线如下：
从4-甲氧基三苯胺至化合物3的制备过程如下：
化合物1的合成：将1.5g二甲基甲酰胺(DMF)溶解在溶解在20mL二氯乙烷中，置于冰浴条件下，搅拌下滴加3.06g三氯氧磷(POCl3)，继续保持冰浴反应30分钟。加入5.5g 4-甲氧基三苯胺后，升温到90℃下反应16小时。反应完毕后倒入40mL饱和醋酸钠溶液中淬灭，用二氯甲烷萃取3次，每次用量60mL，合并有机相，在真空环境下蒸发溶剂，经层析柱分离得到4.8g化合物1。
化合物2的合成：取4g化合物1放入200mL二氯甲烷中，在-78℃环境中使用磁力搅拌器搅拌至化合物1完全溶解于二氯甲烷，随后缓慢滴加33g三溴化硼(BBr3)；滴加完毕后让体系自由升温到室温，继续反应12小时；反应完毕后，缓慢倒入200mL冰水中淬灭，分液旋干有机溶剂，粗品用纯二氯甲烷为洗脱剂经层析柱分离得到2.8g化合物2。
化合物3的合成：将2.8g化合物2和3g的4-溴甲基苯乙烯溶解在10mL的DMF中，最后加入2g碳酸钾(K2CO3)在90℃下搅拌16小时后，反应液倒入40mL冰水中淬灭，然后用乙醚萃取3次，每次用量60mL，合并有机相，在真空环境下蒸发溶剂，经层析柱分离得到2.4g化合物3。
从化合物3起始制备式(I)化合物的合成路线如下所示：
从化合物3合成式(I)化合物的制备过程如下：
化合物4的合成：将5g的4-甲基吡啶和6.67g的2-溴乙醇/>加入到100mL乙腈(ACN)溶液中，在90℃下搅拌16小时后，在真空下蒸发溶剂，得到11.82g的黄色油状化合物4(粗品)用于下一步骤，而无需进一步纯化。
化合物5的合成：将2g化合物3和1.1g化合物4溶解在10mL乙醇中，搅拌下滴加哌啶(piperidine)4滴，随后升温至80℃回流反应16小时，完毕后旋干溶剂，经层析柱分离得到1.68g化合物5，该化合物5即为式(I)化合物。
从化合物3合成式(II)化合物的合成路线如下：
从化合物3合成式(II)化合物的制备过程如下：
化合物6的合成：将4g化合物3和2.4g的2-乙酰吡啶溶解于100mL乙醇中，搅拌下缓慢加入1.12g氢氧化钾常温反应2小时；然后加入100ml的浓氨水溶液随后升温到80℃回流8小时后，冷却抽滤，得6g粗品化合物6，用乙醇结晶3次，得3g纯品化合物6。
化合物7的合成：将3g化合物6和0.9g醋酸锌(Zn(OAc)2)加入到100ml的甲醇中，常温搅拌6小时后，可见大量黄色固体析出，抽滤，然后将黄色固体用丙酮洗涤3次，每次用量50mL，最后真空干燥得到2.68g化合物7。化合物7即为式(Ⅱ)化合物。
上述化合物合成过程中用量可以按比例进行增减。
超声波雾化设备使用CN 216484575 U公开的便携生物痕迹熏显发现仪。
高通滤光片选择SCHOTT的滤光片OG515。
本发明所涉及渗透性客体、半渗透性客体和非渗透性客体参考《GA/T144-2018法庭科学指纹专业术语》中的定义，根据客体本身对于液体的吸收能力强弱进行区分。渗透性客体，能够快速吸收液体的客体。半渗透性客体，能够吸收液体，但吸收速度很慢的客体。非渗透性客体，不吸收液体的客体。
渗透性客体，渗透性强，生物遗留液体物质会快速渗入客体内部，因此粉末法等颗粒较大的固态显现方法无法显现非渗透性客体。非渗透性客体，生物痕迹遗留物质基本不会渗透进客体内，但同时也对于液体没有吸收渗透能力，液态显现方法会形成明显的流动痕迹极易破坏生物痕迹的原始形态，甚至带走微量的DNA。半渗透性客体介于渗透性客体和非渗透性客体，需要先根据生物痕迹的形成时间和形态的判断来选择合适的显现方法。
本发明提供的式(I)、式(II)化合物在带有修饰亲水基团和疏水基团的同时还具备有AIE特性，虽然其他的亲水基团和疏水基团的结构也可以实现推拉电子，但可能导致结构平面话、刚性化，从而不具备AIE特性而是体现出ACQ(Aggregation-Caused Quenching聚集荧光淬灭)特性。本发明提供的式(I)、式(II)化合物还具备较强的荧光转换率，只有较强的荧光才可以更好的被观察到，具有良好的实用价值。
实施例1含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂的制备
(1)分别称量25mg式(I)化合物，30g去离子水。
式(I)材料如下所示：
(2)将称量好的式(I)化合物加入到去离子水中，得到式(I)混合液。
(3)将步骤(2)制得的式(I)混合液使用恒温磁力搅拌器进行均匀转速搅拌，条件为恒温45℃，转速200rpm，搅拌时间10min，使得式(I)材料溶于去离子水中，得到用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂。
实施例2纸张上的潜在生物痕迹的显现
(1)将实施例1制备得到的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂装入超声雾化设备内，雾化设备出雾面距离纸张50mm开始雾化。超声波雾化设备的孔径为3μm，孔径数目为500个，振荡片的谐振频率为108KHz。
(2)将纸张表面各个位置均匀雾化10s后，使用450nm的蓝色激光照射纸张的所有区域进行搜索。
(3)使用具有540nm光线截止的滤镜的相机进行固定拍照，得到纸张上清晰的潜在生物痕迹图像，显现结果如图1所示。
从图1可以看出纸张背景污染少，手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
实施例3皮革上的潜在生物痕迹的显现
将实施例1中制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于皮革上的潜在生物痕迹的显现，操作方法按照实施例2进行，显现结果如图2所示。
从图2可以看出，皮革作为多孔材质，传统方法容易在孔隙内堆积大量的显现材料从而影响纹线的完整性。而本实施例并未在皮革孔隙内残留较多的显现材料，影响纹线的完整性。同时显现的手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
实施例4塑料上的潜在生物痕迹的显现
将实施例1中制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于塑料上的潜在生物痕迹的显现，操作方法按照实施例2进行，显现结果如图3所示。
从图3可以看出，塑料背景污染少，未形成液态堆积的流动痕迹，手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
从实施例2-4可以看出，实施例1制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂可以适用于渗透性客体(如实施例2的纸张)、半渗透性客体(实施例3的皮革)或非渗透性客体(实施例4的塑料)，显现的手印纹线清晰、对比度高，除了常规方法可以显现的一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征，特别对于残缺手印，更多的细节特征有助于更好完成人员认定。
实施例5含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂的制备
(1)分别称量50mg式(Ⅱ)材料，30g去离子水。
式(II)材料如下所示：
(2)将称量好的式(Ⅱ)材料加入到去离子水中，得到式(Ⅱ)混合液。
(3)将步骤(2)制得的式(Ⅱ)混合液使用恒温磁力搅拌器进行均匀转速搅拌，条件为恒温45℃，转速200rpm，搅拌时间10min，使得式(Ⅱ)材料溶于去离子水中，得到用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂。
实施例6纸张上的潜在生物痕迹的显现
将实施例5中制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于纸张上的潜在生物痕迹的显现，操作方法按照实施例2进行，显现结果如图4所示。
从图4可以看出，纸张背景污染少，手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
实施例7皮革上的潜在生物痕迹的显现
将实施例5中制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于皮革上的潜在生物痕迹的显现，操作方法按照实施例2进行，显现结果如图5所示。
从图5可以看出，皮革作为多孔材质，传统方法容易在孔隙内堆积大量的显现材料从而影响纹线的完整性。而本实施例并未在皮革孔隙内残留较多的显现材料，影响纹线的完整性。同时显现的手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
实施例8塑料上的潜在生物痕迹的显现
将实施例5中制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于塑料上的潜在生物痕迹的显现，操作方法按照实施例2进行，显现结果如图6所示。
从图6可以看出，塑料背景污染少，未形成液态堆积的流动痕迹，手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
从实施例6-8可以看出，实施例5制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂可以适用于渗透性客体(如实施例6的纸张)、半渗透性客体(实施例7的皮革)或非渗透性客体(实施例8的塑料)，显现的手印纹线清晰、对比度高，除了常规方法可以显现的一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征，特别对于残缺手印，更多的细节特征有助于更好完成人员认定。实施例5制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂和实施例1制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂相比，在相同的激发波长情况下，发射出差异较大的不同波长可以在实际运用场景中和实施例1形成互补，在不同颜色的背景下形成有效的反差。
实施例9含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂的制备
(1)分别称量10mg式(I)材料，25mg式(Ⅱ)材料，30g去离子水。
(2)将称量好的式(I)材料加入到去离子水中，得到式(I)混合液。
(3)将步骤(2)制得的式(I)混合液使用恒温磁力搅拌器进行均匀转速搅拌，条件为恒温45℃，转速200rpm，搅拌时间10min，使得式(I)材料溶于去离子水中，得到式(I)溶液。
(4)将称量好的式(Ⅱ)材料加入到式(I)溶液，得到式(II)式(I)混合液。
(3)将步骤(4)制得的式(Ⅱ)式(I)混合液使用恒温磁力搅拌器进行均匀转速搅拌，条件为恒温45℃，转速200rpm，搅拌时间10min，使得式(Ⅱ)材料溶于去离子水中，得到用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂。
实施例10纸张上的潜在生物痕迹的显现
将实施例9中制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于纸张上的潜在生物痕迹的显现，操作方法按照实施例2进行，显现结果如图7所示。
从图7可以看出，纸张背景污染少，手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
实施例11皮革上的潜在生物痕迹的显现
将实施例9中制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于皮革上的潜在生物痕迹的显现，操作方法按照实施例2进行，显现结果如图8所示。
从图8可以看出，皮革作为多孔材质，传统方法容易在孔隙内堆积大量的显现材料从而影响纹线的完整性。而本实施例并未在皮革孔隙内残留较多的显现材料，影响纹线的完整性。同时显现的手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
实施例12塑料上的潜在生物痕迹的显现
将实施例9中制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂用于塑料上的潜在生物痕迹的显现，操作方法按照实施例2进行，显现结果如图9所示。
从图9可以看出，塑料背景污染少，未形成液态堆积的流动痕迹，手印纹线清晰、对比度高，除了常规一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征。
从实施例10-12可以看出，实施例9制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂可以适用于渗透性客体(如实施例10的纸张)、半渗透性客体(实施例11的皮革)或非渗透性客体(实施例12的塑料)，显现的手印纹线清晰、对比度高，除了常规方法可以显现的一二级特征以外，还可以观测到部分的气孔、纹线边缘、疤痕、细节点、汗孔等更加细节的三级特征，特别对于残缺手印，更多的细节特征有助于更好完成人员认定。实施例9制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂和实施例1及实施例5制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂相比，在相同的激发波长情况下，发射出差异较大的不同波长可以在实际运用场景中和实施例1及实施例5形成互补，在不同颜色的背景下形成有效的反差。同时也证明其拥有良好的光谱调制性，可以通过两种合成物的比例调整达到光谱调制的目的。
实施例13一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于纸张上定量DNA的法医STR检验的影响
(1)将Applied BiosystemsTM的GlobalFilerTMPCR扩增试剂盒(货号4476135)的DNA内部阳性对照试剂007(浓度0.1ng/uL)按照30uL的量分别滴在纸张上，自然条件下放置2小时，制成待检验样本，分别编为实验组Ⅰ，对照组Ⅰ。
(2)将实施例1所制备的试剂装入超声波雾化设备内，超声波雾化设备的雾化面距离步骤(1)所制备的实验组Ⅰ样品20mm持续雾化30s，然后用光功率为1W的450nm激光光源距离样品20mm处照射3min，模拟正常操作，制成实验组Ⅰ样本。对照组Ⅰ样本不做任何处理。
(3)使用Copan的Crime Scene植绒拭子采用干湿两步法对于步骤(2)制备的实验组Ⅰ和对照组Ⅰ的样本进行DNA痕迹的擦拭，获得实验组Ⅰ擦拭产物和对照组Ⅰ擦拭产物。
(4)用QIAGEN的MagAttract Viral RNA M48 Kit磁珠法手工提取试剂盒分别提取步骤(3)制备的实验组Ⅰ擦拭产物和对照组Ⅰ擦拭产物，获得实验组Ⅰ提取产物和对照组Ⅰ提取产物。
(5)分别取1uL的步骤(4)的实验组Ⅰ提取产物和对照组Ⅰ提取产物，使用AppliedBiosystemsTM的GlobalFilerTMPCR扩增试剂盒(货号4476135)进行PCR扩增，获得实验组Ⅰ扩增产物和对照组Ⅰ扩增产物。
(6)使用Applied BiosystemsTM的ABI-3500XL基因分析仪对于步骤(5)实验组Ⅰ扩增产物和对照组Ⅰ扩增产物的STR分型。通过对样本STR分型检出基因座进行统计，峰高阈值设置为50rfu，其中DNA内部阳性对照试剂007的STR分型可检出基因座数量最多为43个。实验组Ⅰ的STR分型结果如图10所示，对照组Ⅰ的STR分型结果如图11所示。从图10和图11可以看出，实验组Ⅰ的STR分型检出基因座数量为22个，对照组Ⅰ的STR分型检出基因座数量为23个，实施例1所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
实施例14一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于皮革上定量DNA的法医STR检验的影响
评估实施例1所制备的一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于皮革上定量DNA的法医STR检验的影响。操作方法按照实施例13进行。
实验组Ⅱ的STR分型结果如图12所示，对照组Ⅱ的STR分型结果如图13所示。从图12和图13可以看出，实验组Ⅱ的STR分型检出基因座数量为39个，对照组Ⅱ的STR分型检出基因座数量为37个，实施例1所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
实施例15一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于塑料上定量DNA的法医STR检验的影响
评估实施例1所制备的一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于塑料上定量DNA的法医STR检验的影响。操作方法按照实施例13进行。
实验组Ⅲ的STR分型结果如图14所示，对照组Ⅲ的STR分型结果如图15所示。从图14和图15可以看出，实验组Ⅲ的STR分型检出基因座数量为43个，对照组Ⅲ的STR分型检出基因座数量为43个，实施例1所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
从实施例13-15可以看出，实施例1制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于渗透性客体(如实施例13的纸张)、半渗透性客体(实施例14的皮革)或非渗透性客体(实施例15的塑料)，实施例1制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对这些材质上的定量DNA痕迹处理后再提取的实验组样本和直接提取的对照组样本的STR分型图谱没有明显差异，说明该试剂不影响各类常见客体上的含有DNA的生物痕迹的STR分型检验。
实施例16一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于纸张上定量DNA的法医STR检验的影响
评估实施例5所制备的一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于纸张上定量DNA的法医STR检验的影响。操作方法按照实施例13进行。
实验组Ⅳ的STR分型结果如图16所示，对照组Ⅳ的STR分型结果如图17所示。从图16和图17可以看出，实验组Ⅳ的STR分型检出基因座数量为22个，对照组Ⅳ的STR分型检出基因座数量为16个，实施例5所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
实施例17一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于皮革上定量DNA的法医STR检验的影响
评估实施例5所制备的一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于皮革上定量DNA的法医STR检验的影响。操作方法按照实施例13进行。
实验组Ⅴ的STR分型结果如图18所示，对照组Ⅴ的STR分型结果如图19所示。从图18和图19可以看出，实验组Ⅴ的STR分型检出基因座数量为37个，对照组Ⅴ的STR分型检出基因座数量为39个，实施例5所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
实施例18一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于塑料上定量DNA的法医STR检验的影响
评估实施例5所制备的一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于塑料上定量DNA的法医STR检验的影响。操作方法按照实施例13进行。
实验组Ⅵ的STR分型结果如图20所示，对照组Ⅵ的STR分型结果如图21所示。从图20和图21可以看出，实验组Ⅵ的STR分型检出基因座数量为42个，对照组Ⅵ的STR分型检出基因座数量为43个，实施例5所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
从实施例16-18可以看出，实施例5制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于渗透性客体(如实施例16的纸张)、半渗透性客体(实施例17的皮革)或非渗透性客体(实施例18的塑料)，实施例5制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对这些材质上的定量DNA痕迹处理后再提取的实验组样本和直接提取的对照组样本的STR分型图谱没有明显差异，说明该试剂不影响各类常见客体上的含有DNA的生物痕迹的STR分型检验。
实施例19一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于纸张上定量DNA的法医STR检验的影响
评估实施例9所制备的一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于纸张上定量DNA的法医STR检验的影响。操作方法按照实施例13进行。
实验组Ⅶ的STR分型结果如图22所示，对照组Ⅶ的STR分型结果如图23所示。从图22和图23可以看出，实验组Ⅶ的STR分型检出基因座数量为26个，对照组Ⅶ的STR分型检出基因座数量为23个，实施例9所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
实施例20一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于皮革上定量DNA的法医STR检验的影响
评估实施例9所制备的一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于皮革上定量DNA的法医STR检验的影响。操作方法按照实施例13进行。
实验组Ⅷ的STR分型结果如图24所示，对照组Ⅷ的STR分型结果如图25所示。从图24和图25可以看出，实验组Ⅷ的STR分型检出基因座数量为37个，对照组Ⅷ的STR分型检出基因座数量为34个，实施例9所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
实施例21一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于塑料上定量DNA的法医STR检验的影响
评估实施例9所制备的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于塑料上定量DNA的法医STR检验的影响。操作方法按照实施例13进行。
实验组Ⅸ的STR分型结果如图26所示，对照组Ⅸ的STR分型结果如图27所示。从图26和图27可以看出，实验组Ⅸ的STR分型检出基因座数量为41个，对照组Ⅸ的STR分型检出基因座数量为43个，实施例9所制备的试剂对于DNA的提取和STR分型并不造成影响。
从实施例19-21可以看出，实施例9制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对于渗透性客体(如实施例19的纸张)、半渗透性客体(实施例20的皮革)或非渗透性客体(实施例21的塑料)，实施例9制备的含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂对这些材质上的定量DNA痕迹处理后再提取的实验组样本和直接提取的对照组样本的STR分型图谱没有明显差异，说明该试剂不影响各类常见客体上的含有DNA的生物痕迹的STR分型检验。
从上述实施例可以看出，本发明提供一种用于含DNA生物痕迹显现的试剂及其制备方法与应用，该试剂利用超声雾化的方式雾化成小分子的气雾，利用静电吸附原理将含有AIE分子的小分子气雾吸附至含DNA的潜在生物痕迹上，并通过疏水-疏水反应进一步聚集，在蓝紫光的激发下，通过滤光眼镜可以清晰的观察到各类潜在生物痕迹。与目前传统的显现方式对比，本发明所述的显现试剂具有制备方法简单、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。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂，其特征在于，该试剂由AIE材料和去离子水组成；
其中，所述AIE材料选自下式Ⅰ、式Ⅱ中的一种或两种：
式Ⅰ；
式Ⅱ；
其中，所述AIE材料和去离子水的质量比为1:(300-6000)；所述AIE材料通过可见光激发，用蓝光光源照射待显现客体，所述的蓝光光源的波长范围为400nm～470nm。
2.根据权利要求1所述的用于含DNA的潜在生物痕迹显现的试剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
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；所述恒温条件的温度范围为35℃-65℃，转速范围在150rpm-500rpm之间，搅拌时间在10min-45min之间。
3.一种用于含DNA的潜在生物痕迹显现方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将如权利要求1所述的用于含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；
2）用蓝光光源照射待显现客体，通过滤光镜片观察待显现客体表面是否显现出的含DNA的潜在生物痕迹；
所述的蓝光光源的波长范围为400nm～470nm；
所述的超声雾化设备的孔径尺寸范围为3μm-10μm，谐振频率范围为100KHz-180KHz，孔目数范围为200-680个。
4.根据权利要求3所述的含DNA的潜在生物痕迹显现方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求3所述的含DNA的潜在生物痕迹显现方法，其特征在于，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%。
6.根据权利要求3所述的含DNA的潜在生物痕迹显现方法，其特征在于，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。
7.根据权利要求6所述的含DNA的潜在生物痕迹显现方法，其特征在于，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、卡纸或泡沫；所述非渗透性客体为玻璃、金属或塑料。
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