基于荧光强度的潜在指纹氨基酸浓度判定模型建立
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摘 要：针对遗留在渗透性客体上的汗潜指纹，建立实验室条件下的指纹中氨基酸浓度半定量判定模型。配制梯度浓度的8种指纹中含量较高的氨基酸纯品，应用茚二酮试剂与汗液中的氨基酸反应产生荧光反应的特性，在多波段光源下拍摄荧光照片，并利用image-j软件测定其平均荧光强度，以探究荧光强度与氨基酸浓度的关系，最终构建出氨基酸浓度-平均荧光强度关系曲线。该方法简单易行，拓宽了潜在指纹的应用思路，挖掘模糊指纹的信息。
关键词：氨基酸;茚二酮;指纹;荧光强度
中图分类号：D918.91 文獻标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）15-0010-03
Abstract： Aiming at the latent fingerprint left on the permeable object， a semi-quantitative model for determining the concentration of amino acids in the fingerprint under laboratory conditions was established. The pure amino acids with high content in 8 kinds of fingerprints with gradient concentration were prepared. Using the characteristic of fluorescence reaction between ninhydrin reagent and amino acids in sweat， fluorescence photos were taken under multi-band light source， and the average fluorescence intensity was measured by Image-J software to explore the relationship between fluorescence intensity and amino acid concentration. Finally， the relationship between amino acid concentration and average fluorescence intensity was constructed. This method is simple and easy， broadening the application idea of the latent fingerprint and mining the information of the fuzzy fingerprint.
Keywords： amino acid; ninhydrin; fingerprint; fluorescence intensity
引言
指纹是刑事案件中进行人身识别的重要工具。目前对于指纹的利用主要是显现后经人工或借助AFIS系统进行同一认定[1]，或是经分析仪器检测指纹残留物中的内源性成分和外源性成分进而分析指纹遗留时间或者遗留者的人身特征[2]。然而近年来，随着嫌疑人反侦查意识的提高，在留下可见指纹的概率越来越小。然而即便是渗透性客体上的潜在指印，也有可能因为擦层等原因导致模糊，难以辨认，丧失鉴定价值。故此，对于疑难汗潜指纹的应用思路仍需进一步拓宽。
指纹遗留物中的主要组分是汗液和油脂，汗液中的氨基酸与显色试剂反应以达到显现指纹的目的[3]。目前常用的氨基酸检测方法有游离氨基酸测定[4]、柱前衍生法以及柱后衍生法[5]，均需要借助大型实验室设备仪器，于公安一线侦破案件而言操作复杂、成本高。而茚二酮显现法作为一种新兴的氨基酸显色试剂，具有灵敏度高，显现效果好的优势[6]。探究茚二酮显现后指纹的荧光强度与氨基酸浓度的关系，为构建一种快速简便，拓宽模糊指纹应用思路的氨基酸检测方法提供参考。
1 实验
1.1 实验试剂与仪器
试剂：茚二酮，化学试剂有限公司;乙酸乙酯，北京化工厂;氯化锌，甲醇，冰醋酸，化学试剂有限公司;HFE7100，高弗德科技有限公司。
设备：HGXJ-RGB多波段激光物证显现仪，上海现场物证光学产品研发中心;尼康D7000数码相机;离心管;中速滤纸，江苏泰州奥克滤纸厂;电子分析天平;热压板，鹰洲警用设备科技有限公司;移液枪。
1.2 实验样品
使用阿拉丁生化科技股份有限公司生产的丝氨酸，甘氨酸，丙氨酸，天冬氨酸，苏氨酸，组氨酸，脯氨酸，亮氨酸配置浓度分别为5、25、50、75、100ug/ml的8种常见氨基酸溶液纯品。
1.3 实验操作
配置茚二酮显色试剂备用。使用移液枪取50μL氨基酸纯品并将其缓慢滴在中速滤纸上，每一种浓度进行三次平行实验，待其经自然扩散完全晾干后，滴加200μL茚二酮显色试剂。待其自然阴干，将样本置于热压板中加热80s。使用多波段激光物证显现仪，调整至“Green”波段激光，用尼康相机对氨基酸纯品拍照。相机参数为：光圈10，曝光时间1/125s，ISO-1250，曝光补偿-4，焦距85mm。最后借助image-j软件测定荧光照片的平均荧光强度。
2 分析与讨论
2.1 实验结果
图1为在暗室多波段光源条件下拍摄的一组苏氨酸荧光图片，可以明显看出随着氨基酸浓度的增加，荧光强度也随之增强。Image-j软件是由National Institutes of Health开发的基于java的公共的图像处理软件，可以用以计算蛋白质[7]的光密度值和荧光自噬点[8]。故使用i-mage软件对各个样本平均荧光强度进行统计。根据柱状图显示，8种常见氨基酸纯品的平均荧光强度都与氨基酸浓度基本呈正相关，见图2。 2.2 数据处理
根据汗液指纹中该八种氨基酸的含量的百分比[9]（如图3所示），模拟出实际汗液指纹中的氨基酸含量，得到一组模拟指纹的梯度浓度氨基酸对应平均荧光强度数据，使用Origin8软件对氨基酸浓度-平均荧光强度进行曲线拟合。Origin软件originlab公司推出的一款专业函数绘图软件，既可以满足一般用户的制图需要，也可以满足高级用户数据分析、函数拟合的需要。获得的拟合曲线图如图4所示。
2.3 结果分析
经过计算机拟合，得到4个氨基酸浓度-平均荧光强度的函数关系，对其拟合效果进行评价。卡方检验值越大，表明实际频数与理论频数差距越大;残差平方和越小，表明曲线拟合程度越好。由表1，拟合效果最好的为函数1，故而拟合曲线的表达式为：f（X）=126.81176+8.81765？鄢ln（x+4.69861），其中变量X为氨基酸浓度。
3 结论
在实验室条件下，利用茚二酮显现梯度浓度的八种氨基酸，按时多波段光源拍摄荧光照片，使用image-j软件分别测定平均荧光强度，按照汗液指纹各种氨基酸百分比，使用Origin绘图软件拟合曲线，以期获得氨基酸浓度-平均荧光强度关系曲线。但是该方法仅以实验室条件下测定氨基酸纯品数据为依据，缺乏真实指纹数据验证。在实际情况下，相机的参数，照片分辨率，遗留指纹时压力的不同以及个体差异等因素都会对结果产生干扰。在构建氨基酸浓度判定模型的基础上，日后仍需要针对各种情况继续进行实验，以期达到拓宽指纹应用思路的目的。
参考文献：
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