仪器及设备：精密天平, 佳能单反相机（EOS 5D, 带微距镜头）, 紫外翻拍架（带254 nm短波紫外光源）, 电烘器（型号：TH-III, 上海麒麟电器有限公司-上海艺华电器厂）。

试剂：对苯二甲酸二钠盐, TbCl₃· 6H₂O, EuCl₃· 6H₂O〔均为分析纯, 梯希爱（上海）化成工业发展有限公司〕, 去离子水。

室温条件（26 ℃）下, 称取适量对苯二甲酸二钠盐, 用去离子水配制成浓度为0.02 mol/L的溶液, 待用。称取适量EuCl₃· 6H₂O, 用去离子水配制成浓度为0.02 mol/L的溶液, 待用。称取适量TbCl₃· 6H₂O, 用去离子水配制成浓度为0.02 mol/L的溶液, 待用。

上述三种溶液均作为前驱液。

1.3.1 客体选择

实验选定如下几种客体：A4复印纸, 一次性手套外包装盒（光面纸, 表面有由印刷涂料印制的图案）, 载玻片, 瓷砖（包含表面未磨损、轻微磨损以及磨损严重三种）, 锡箔纸, 菜刀（包含表面未磨损、轻微磨损以及磨损严重三种）, 白色塑料袋, 黑色塑料垃圾袋。

1.3.2 手印制备

主要准备了三种类型的手印：1）油汗手印：不洗手, 直接在客体上捺印手印。2）纯汗手印：用肥皂水把手洗净, 擦干后直接在客体上捺印手印。3）油脂手印：用肥皂水把手洗净, 擦干后用手指在额头或鼻尖擦蹭后在客体上捺印手印。

1.3.3 手印显现

1）Eu₂(bdc)₃试剂显现手印：吸取等量的有机配体溶液（对苯二甲酸二钠盐溶液）和Eu³⁺溶液, 将两种溶液混合后迅速将混合液滴加在实验客体上, 约30 s后倒掉混合液, 甩干后用去离子水冲洗1~2遍, 烘干, 然后在暗室中置于254 nm短波紫外光源下观察拍照。

2）Tb₂(bdc)₃试剂显现手印：吸取等量的有机配体溶液（对苯二甲酸二钠盐溶液）和Tb³⁺溶液, 将两种溶液混合后迅速将混合液滴加在实验客体上, 约30 s后倒掉混合液, 甩干后用去离子水冲洗1~2遍, 烘干, 然后在暗室中置于254 nm短波紫外光源下观察拍照。

需要说明的是, 在实验中只能预先配制稀土离子溶液和有机配体溶液作为前驱液, 而不能将用于显现的MOF试剂预先配制好, 如果将稀土离子溶液和有机配体溶液预先混合, 短时间内就会发生络合反应形成含有大量MOF分子的浑浊液体, 这样将混合液滴加在手印表面后MOF分子只会覆盖在手印表面, 经过冲洗后表面的MOF分子会被大量冲走, 从而影响显现效果。

1.3.4 图片处理

图片拍摄后, 利用photoshop软件对图片的亮度以及对比度进行适当调整, 以便更好地观察与分析。

从表1中我们可以看到：1）渗透性的A4纸张上的含油手印无法用两种MOF试剂显现出来。2）对于半渗透性的包装盒以及非渗透性的载玻片、瓷砖光面、锡箔纸、菜刀表面的含油手印, 经过两种MOF试剂显现后均可以得到比较清晰连贯的手印纹线。3）对白色塑料袋以及黑色垃圾袋, 显现效果不如其他非渗透性客体。4）两种MOF试剂显现手印, 显现效果大致相同。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 短波紫外光下不同客体上Eu2(bdc)3与Tb2(bdc)3手印显现效果 Table 1 Fingerprint developed on various objects with MOF from Eu2(bdc)3 and Tb2(bdc)3 under UV light A4纸 包装 盒 载玻 片 瓷砖 锡箔 纸 菜刀 白色塑料袋 黑色垃圾袋 Eu效果 - ++ ++ ++ ++ ++ + + Tb效果 - ++ ++ ++ ++ ++ + + 注：“ ++” 表示手印纹线连贯、清晰。“ +” 表示可以观察到手印纹线。“ – ” 表示未显现出纹线。

表1 短波紫外光下不同客体上Eu2(bdc)3与Tb2(bdc)3手印显现效果 Table 1 Fingerprint developed on various objects with MOF from Eu2(bdc)3 and Tb2(bdc)3 under UV light

2.1.1 渗透性客体上显现效果

A4纸张不能显现出手印, 分析是试剂滴加在纸张上后, 迅速被纸张吸收, 稀土离子和有机配体未能及时在手印纹线表面聚集, 因此不能显现出手印纹线。

2.1.2 半渗透性客体上显现效果

对于半渗透性的包装盒, 纸质纤维紧密, 外加表面印有印刷涂料, 使试剂渗入纸张的速度变慢, 因此为稀土离子和有机配体在手印纹线表面聚集提供了足够的时间, 从而能够显现出手印（图1）, 显现效果取决于该类纸张的渗透性和表面印刷涂层的厚度等因素。

图1

Fig.1

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	图1 短波紫外光下包装盒上含油手印用Eu2(bdc)3（a）和Tb2(bdc)3（b）显现效果（左：原始图像; 右：PS软件处理后的图像）Fig.1 Fingerprints developed on packing box with MOF from Eu2(bdc)3 (a) and Tb2(bdc)3(b) under UV light. (Left: original image, Right: processed one by Photoshop)

2.1.3 非渗透性客体上显现效果

1)实验发现载玻片、陶瓷、菜刀、锡箔纸上的手印显现效果比较好, 纹线清晰连贯（图2）。

图2

Fig.2

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	图2 短波紫外光下含油手印用Eu2(bdc)3（a、c、e、g）和Tb2(bdc)3（b、d、f、h）显现效果（a、b：载玻片, c、d：瓷砖, e、f：菜刀, g、h：锡箔纸; 其中bcdegh左侧为原始图像, 右侧为PS软件处理后的图像）Fig.2 Fingerprints developed with MOF from Eu2(bdc)3 (a, c, e, g) and Tb2(bdc)3 (b, d, f, h）under UV light. (a, b: microslide; c, d: tile; e, f: kitchen knife; g, h: silver paper. For b, c, d, e, g, h, Left: original image, Right: processed one by Photoshop)

2）白色塑料袋（图3）与黑色垃圾袋（图4）上的手印经过显现后能观察到纹线, 但是显现效果并不理想。经过反复试验, 发现形成的MOF分子在这两种客体上的附着力很差, 冲洗后吸附在手印纹线上的MOF分子会被大量冲走, 因而无法较好显出纹线; 而如果不冲洗, 形成的多余的MOF分子就会覆盖在整个手印的范围内影响纹线的观察。

图3

Fig.3

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	图3 短波紫外光下白色塑料袋上含油手印用Eu2(bdc)3（a）和Tb2(bdc)3（b）显现效果（a图中左为原始图像, 右为PS软件处理后的图像）Fig.3 Fingerprints developed on white plastic bag with MOF from Eu2(bdc)3 (a) and Tb2(bdc)3 (b) under UV light. (Left: original image, Right: processed one by Photoshop)

图4

Fig.4

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	图4 短波紫外光下黑色垃圾袋上含油手印用Eu2(bdc)3（a）和Eu2(bdc)3（b）显现效果（左：原始图像, 右：PS软件处理后的图像）Fig.4 Fingerprints developed on black garbage bag with MOF from Eu2(bdc)3 (a) and Tb2(bdc)3 (b) under UV light. (Left: original image, Right: processed one by Photoshop)

此外, 实验过程中还发现, 菜刀及瓷砖上含油手印的显现效果与这两种客体表面的磨损程度也有很大关系, 磨损轻微或者未磨损则显现效果较好; 如果磨损严重, 会在表面形成大量细微的划痕, 这样就会影响含油手印中的生物大分子对MOF前驱体的吸附, MOF前驱体会在纹线以外的地方结合形成MOF分子, 经过短波紫外激发后也会显出荧光, 因而无法观察到清晰的手印纹线。

纯汗手印：几种客体上的汗手印均未显现出来。油汗手印：在平时的活动中手指或多或少会接触到身体其他部位或接触其他物体而附带有少量油脂残留物, 因此未经洗手直接捺印的手印能够用MOF试剂显现出来。油脂手印：经过鼻尖或额头擦蹭后的手印, 含有大量油脂, 能够用MOF试剂显现出来。

分析：MOF分子会吸附在生物大分子表面, 而汗潜手印中只有水分以及各种无机盐等小分子物质, 因此利用MOF试剂难以显现出汗潜手印。而含油手印的手印残留物中, 除了水分以及无机盐外, 还含有大量的油脂等生物大分子, 因此MOF试剂能够吸附在手印表面而显现出手印。

从图2~4可以看出, 摄像机拍摄的原始图像大多数都存在一些问题, 如背景反光, 纹线的荧光强度太强或强度不够等, 经过photoshop软件对图像进行一些简单处理, 如对亮度、对比度进行加减, 能够提高图片的观察效果。