Forscher haben mithilfe einer Materialkombination (MCM-41, Chitosan und Dansylglycin) ein fluoreszierendes Nanopartikel zur Untersuchung latenter Fingerabdrücke entwickelt. Diese Nanopartikel haben spezielle Eigenschaften, die dafür sorgen, dass sie gut an Fingerabdruckrückständen haften, sogar an alten.
Die Nanopartikel wirken auf verschiedenen Oberflächen, darunter Metall, Kunststoff, Glas und komplexe Objekte wie Polymerbanknoten. Sie können direkt am Tatort eingesetzt werden, ohne dass Laboreinrichtungen erforderlich sind, was gegenüber einigen früheren Reagenzien einen erheblichen Vorteil darstellt. Sie erzeugen qualitativ hochwertige Fingerabdruckbilder, wobei die überwiegende Mehrheit der getesteten Bilder den Standards des britischen Innenministeriums für eine erfolgreiche Identifizierung entspricht.
Diese neue Methode erfasst die feineren Details eines Fingerabdrucks, wodurch es einfacher wird, Personen zu identifizieren, und wird voraussichtlich bei forensischen Untersuchungen eine große Hilfe sein. Die Forschung wurde veröffentlicht in einem RSC-Fortschritte In diesem Artikel wird hervorgehoben, dass sich das neue Nanomaterial als vielseitiges und effektives Mittel zur Visualisierung von Fingerabdrücken erwiesen hat. Die Kleinwinkel-Röntgenstreuung (SAXS) bei Diamond lieferte nützliche Daten zur Bestätigung dieser Ergebnisse.
Die Rillenmuster auf den Fingerspitzen bleiben während des Lebens einer Person und darüber hinaus unverändert. Sie sind die wichtigste Methode zur Identifizierung von Personen bei strafrechtlichen Ermittlungen. Wenn die Oberfläche eines Objekts mit einem Finger berührt wird, werden Schweiß und ölige Substanzen übertragen und auf der Oberfläche abgelagert, wodurch ein Abdruck entsteht. Die meisten Fingerabdrücke sind mit bloßem Auge nicht zu erkennen und werden als latente Fingerabdrücke bezeichnet.
Die internationale Forscherkollaboration entwickelte das neue nanostrukturierte Hybridmaterial MCM-41@chitosan@dansylglycine zur Visualisierung latenter Fingerabdrücke. Dieses Material kombiniert mesoporöse Silica-Nanopartikel mit einem fluoreszierenden Farbstoff (Dansylglycin) und Chitosan, einem Polysaccharid, das aus den Exoskeletten von Garnelen, Krabben und Hummern gewonnen wird.
Latente Fingerabdrücke erfordern physikochemische Entwicklungstechniken, um ihre Sichtbarkeit zu verbessern und sie für forensische Zwecke interpretierbar zu machen. Traditionelle Methoden zur Entwicklung von Fingerabdrücken umfassen optische, physikalische und chemische Prozesse, bei denen es zu einer Wechselwirkung zwischen dem Entwicklungsmittel (häufig ein farbiges oder fluoreszierendes Reagenz) und den Fingerabdruckrückständen kommt. Unter bestimmten Bedingungen sind diese Methoden nur begrenzt in der Lage, qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen.
In jüngster Zeit haben neue Methoden mit Massenspektrometrie, Spektroskopie, Elektrochemie und Nanopartikeln die Entwicklung latenter Fingerabdrücke verbessert. Diese Techniken bieten besseren Kontrast, Empfindlichkeit und Selektivität bei geringer Toxizität. Die Möglichkeit, die Eigenschaften von Nanomaterialien anzupassen, verbessert die Erkennung sowohl frischer als auch alter Fingerabdrücke zusätzlich.
Mesoporöse Silica-Nanopartikel (MSN) haben seit der Entdeckung der M41S-Familie von Molekularsieben, zu denen MCM-41, MCM-48 und SBA-15 gehören, großes Interesse geweckt. Diese Nanopartikel zeichnen sich durch ihre kontrollierte Partikelgröße, Porosität, hohe spezifische Oberfläche, chemische Stabilität und einfache Oberflächenfunktionalisierung aus.
Prof. Adriana Ribeiro von der Federal University of Alagoas kommentiert: „Es gibt nur wenige Studien, in denen Chitosan zur Erkennung und Verbesserung latenter Fingerabdrücke eingesetzt wird, und unseres Wissens nach gibt es auch keine Berichte über die Verwendung hierarchisch strukturierter, mit Chitosan modifizierter MSNs (MSN@Ch) für derartige Anwendungen – was unsere Strategie in dieser Forschung war. Wir haben die wünschenswerten Eigenschaften des MCM – insbesondere die große Oberfläche und Oberflächenmodifizierung – im Fall von MCM-41 ausgenutzt, um die Wechselwirkung zwischen dem Entwicklungsreagenz und den Fingerabdruckrückständen zu verbessern.“
Das Team fügte Dansyl-Fluorophore hinzu, die intensive Absorptionsbanden im nahen UV-Bereich aufweisen und eine starke Fluoreszenz im sichtbaren Spektrum mit hohen Emissionsquantenausbeuten emittieren.
Robert Hillman, Professor für Physikalische Chemie an der Universität Leicester, fasst zusammen: „Das übergeordnete Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines vielseitigen und effektiven Materials zur Visualisierung latenter Fingerabdrücke auf der Basis von MSNs, Chitosan und Dansyl-Derivaten. Diese Nanopartikel wurden als Entwickler latenter Fingerabdrücke für Markierungen auf Oberflächen mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, Topografie, optischen Eigenschaften und räumlich unterschiedlicher Beschaffenheit eingesetzt, wie sie für forensisch schwierige Beweise typisch sind.
„Zur Qualitätsbewertung der verbesserten Fingerabdrücke analysierten wir die entwickelten Bilder anhand der Skala des britischen Innenministeriums, forensischer Protokolle und, hinsichtlich ihrer konstituierenden Merkmale (Minutien), spezieller forensischer Software. In einer umfangreichen Sammlung von Markierungen, die auf chemisch unterschiedlichen Oberflächen hinterlassen wurden und komplexen Umwelt- und Zeitverläufen unterworfen waren, wies die überwiegende Mehrheit der verbesserten Bilder ausreichende Minutien für einen Vergleich mit Modell-Daktyloskopiebildern auf.“
Prof. Gianluigi Botton, CEO von Diamond Light Source, fügt hinzu: „Es ist erfreulich zu sehen, dass die einzigartigen Analysewerkzeuge von Diamond erneut herausragende wissenschaftliche Ergebnisse hervorgebracht haben. Unser Netzwerk internationaler Benutzer ist der Schlüssel dafür, dass unsere wissenschaftlichen Erkenntnisse Ergebnisse liefern. Dieser Fortschritt bei Nanomaterialien könnte einen entscheidenden Wandel in der Art und Weise bedeuten, wie Forensik in Zukunft angewendet werden könnte.“
Zum Forschungsteam gehören Wissenschaftler der technischen und wissenschaftlichen Abteilung der brasilianischen Bundespolizei Alagoas, des Nationalen Instituts für Kriminalistik der brasilianischen Bundespolizei, der Fakultät für Chemie der Universität Leicester, der Bundesuniversität Alagoas, Brasilien, und des britischen nationalen Synchrotrons Diamond Light Source.
Weitere Informationen:
Lais FAM Oliveira et al, Dansyl-Fluorophor-funktionalisierte hierarchisch strukturierte mesoporöse Silica-Nanopartikel als neuartige Wirkstoffe zur Entwicklung latenter Fingerabdrücke, RSC-Fortschritte (2024). DOI: 10.1039/D4RA03074E