指紋因其唯一性和永久性，是法醫調查中身份識別的關鍵物證。然而，犯罪現場的指紋通常為肉眼不可見的潛指紋，如何提升潛指紋的可視化顯現效果對于維護社會安全、解決犯罪、確保司法公正等方面至關重要，也是刑偵檢測中的核心挑戰。
 

　　上轉換納米顆粒(UCNPs)憑借高對比度、強抗干擾性、操作簡便及易于功能化等優勢，在潛指紋顯現領域應用廣泛。然而，傳統UCNPs主要通過非特異性作用與指紋分泌物結合，且其易與客體表面豐富的官能團發生作用，導致指紋脊線與溝壑間的光學對比度降低，影響可視化顯現效果。因此，如何實現UCNPs與指紋分泌物之間的特異性相互作用是提升潛指紋顯現效果的關鍵。
 

　　針對上述問題，中國科學院新疆理化技術研究所痕量化學物質感知團隊創新性地設計了一種吡啶鋅配合物修飾的NaYF4:Yb/Er上轉換納米顆粒(ZnB-UCNPs)，該材料可與潛指紋分泌物中的油酸發生特異性配位作用，選擇性地富集于指紋脊線區域，顯著提升脊線與溝壑的對比度，從而實現了汗孔等潛指紋三級特征的高對比度顯現。利用高分辨質譜、紅外光譜等實驗揭示了ZnB-UCNPs中Zn2+與指紋分泌物中的油酸形成特異性配位作用是潛指紋成像分辨率提升的內在原因，證實了功能化設計策略的可行性。設計合成的ZnB-UCNPs對潛指紋具有雙模可視化顯現特性，可實現藍色熒光或綠色上轉換發光下三級指紋細節特征的顯現，其可視化信噪比高達8.75，遠優于商業化熒光粉末(6.37)。重要的是，該材料對潛指紋的顯現效果不受客體材質及形狀、潛指紋供體差異、背景顏色或熒光、水漬、膠帶、血跡等復雜干擾物等因素影響。此外，ZnB-UCNPs對放置長達70天的老化潛指紋，仍能清晰顯現潛指紋的細節特征。與目前發表的潛指紋熒光可視化顯現文獻中的材料相比，該材料在指紋細節特征、適用客體材質種類方面具有明顯優勢。本研究提出的吡啶鋅配合物功能化上轉換納米顆粒提升潛指紋雙模可視化顯現能力策略，為潛指紋顯現材料的設計提供了思路，也為刑事偵查和個人身份識別技術帶來了重要突破。
 

　　相關成果以“NaYF4Upconversion Nanoparticles Coated with Zinc Bzimpy for High-Resolution Dual-Mode Visualization of Latent Fingerprints”為題發表于ACS Applied Nano Materials，中國科學院新疆理化技術研究所博士研究生朱曉丹為第一作者，導師祖佰祎研究員為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金、新疆自然科學基金、天山創新團隊項目、中國科學院青年創新促進會等項目支持。
 

　　圖：吡啶鋅配合物功能化上轉換納米顆粒ZnB-UCNPs實現潛指紋的雙模可視化顯現