美研究人員用激光燒蝕研究指紋存留的痕量生物信息

　　在犯罪現場，一個非常有效的手段是發現嫌疑人的指紋。但指紋只是一張圖片，指紋的主人手上是不是沾了血，或者是不是曾經安放過爆炸物？

現場指紋中可提取的信息不光是圖片，還有指紋遺留的更多生物信息

　　在相當多的案發現場，比如綁架案，化學分析人員需要分析指紋上殘留的，除影像外更豐富的信息，以期找到更多線索。現場取證人員一般使用棉簽或膠帶從指紋或其他痕跡中取樣帶回實驗室。但從棉簽中提取化學化合物或分子極具挑戰性，尤其是多孔的表面，很多物質無法提取，比如DNA。

　　LSU（路易斯安那州立大學，Louisiana State University）的化學家利用激光燒蝕，期望解決這個問題。他們開發了一種用于指紋采樣的紅外激光消融和真空捕獲系統，在識別犯罪現場的指紋化學成分的過程中出現了神秘面紗。在《美國質譜學雜志》（The American Society of Mass Spectrometry）上發表的一篇新文章中描述了方法和儀器。

　　這個想法始于Eden，2015年夏天，她在路易斯安那州警察實驗室（LSP Crime Lab）進行本科實習，接觸了LSU的Murray和Fabrizio，他們的想法是使用激光實驗室的設備來檢測來自指紋的物質。

　　“我一直對法醫科學有很大的興趣，我希望我的本科研究能夠反映出來。” Eden說。在她在LSP Crime Lab實習期間，Eden開始集思廣益，法醫專家可以從指紋中檢測化學物質。 “最具挑戰性的部分是嘗試確定一種丟失最少量樣品的收集方法，不會破壞其表面。”

　　幸運的是，Murray實驗室有豐富的經驗，使用激光來消除或去除各種組織中的微小層以進行生物分析。

研究團隊工作中

　　Fabrizio說：“我們意識到，如果我們的技術適用于如DNA和RNA一樣脆弱的生物分子，那么幾乎可以適用于任何物質。“我們可以捕捉幾乎表面上的任何東西。在這種情況下，它恰好是指紋。”

用于激光燒蝕的紅外激光器件

　　Eden、Fabrizio、Fan和Murray一起提出了在實驗室中使用激光器從表面燒掉指紋材料，把它吸入過濾器，然后使用譜技術進行分析的想法。該技術可用于捕獲和分析包含在指紋中的各種分子，包括脂質、蛋白質、遺傳物質，甚至痕量爆炸物。

光纖引導的紅外激光燒蝕用于消除指紋

　　運用這個想法，Murray的實驗室收到了LSU LIFT2計劃的資助，用于研究與激光燒蝕相關的研究和分析指紋，并為法醫應用創建了便攜式激光捕獲系統。根據該項目，該團隊還正在開發ZL，并與多家公司和執法機構合作開發更好的技術，用于分析犯罪現場指紋的化學特征。

　　雖然該方法可用于傳統的指紋分析，但它的實際功能在于能夠捕獲、過濾和分析通過指紋遺留的痕量分子，如DNA或爆炸物如TNT。

研究者展示了一種靈活的氧化鍺光纖激光附件

　　該方法通過將使用鏡子和光纖的紅外激光聚焦到包含指紋的表面上而起作用。在微小的表面區域內，激光加熱表面上存在的水分，導致水中的化學鍵伸縮和振動。在足夠的能量集中在一個小的地區，水“爆炸”，成為氣體，提升生物分子如DNA脫離表面。這個過程稱為激光消融。 Murray實驗室使用的激光系統是非常有選擇性的，它導致水中O-H鍵的振動比其他分子中的任何其他鍵都要大。

　　雖然這個過程聽起來很激烈，但實際上遠遠低于用于從表面去除生物分子的其他機制。激光消融可以捕獲非常精細的材料，如DNA，同時保持其完整性進行分析。

　　在激光燒蝕或提升指紋（印跡材料）之后，小型真空泵系統將水和所有相關分子與其一起拉入頂針大小的過濾器，以捕獲人的手指留下的所有東西。然后研究人員可以將過濾器的內容物通過質譜儀分析，確定成分。