基于2-巯基嘧啶衍生物封端的铜纳米簇红色荧光发射技术及其在潜指纹可视化检测中的应用

针对潜指纹（LFMs）检测中红色荧光纳米磷光体稀缺的难题，研究人员通过2-巯基嘧啶衍生物（MMPY/DMPY）封端铜纳米簇（CuNCs），成功制备出高量子产率（60.19%）和长激发态寿命（10.14 μs）的红色荧光材料DMPY-CuNCs。该材料在700 nm处呈现显著红光发射，可清晰识别非渗透/半渗透表面上的三级指纹特征，为刑事侦查提供新型高效检测工具。

　　

潜指纹（Latent Fingermarks, LFMs）作为犯罪现场的关键物证，其可视化检测一直是法医学领域的核心挑战。当前主流荧光纳米材料多发射蓝绿光，易与常见基底（如纸张、塑料）的自发荧光重叠，而高效红色荧光纳米磷光体（如Eu³⁺
掺杂材料）种类稀少。更棘手的是，现有材料普遍存在量子产率低、稳定性差等问题，严重制约潜指纹三级特征（包括汗孔级细节）的识别精度。

为解决这一技术瓶颈，中国某部属公安院校的研究团队创新性地利用2-巯基嘧啶（MPY）衍生物——4-甲基-2-巯基嘧啶（MMPY）和4,6-二甲基-2-巯基嘧啶（DMPY）作为配体，通过化学还原法构建了红色荧光铜纳米簇（CuNCs）。研究发现，甲基化修饰显著改变了电子供体能力，使DMPY-CuNCs在372 nm激发下产生700 nm的明亮红光，其量子产率达60.19%，激发态寿命延长至10.14 μs，远超此前报道的MPY-CuNCs（730 nm发射）。该成果发表于《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》，为法医物证检测提供了新型光学探针。

关键技术方法包括：1）一锅法合成CuNCs（以CuCl₂
为铜源，MMPY/DMPY同步发挥还原和封端作用）；2）稳态/瞬态荧光光谱表征光物理性质；3）粉末显现法测试多种基底（包括QR码等复杂背景）的潜指纹成像效果；4）21天老化实验评估材料稳定性。

研究结果

1. 配体结构效应：甲基化修饰使MMPY-CuNCs和DMPY-CuNCs发射峰较MPY-CuNCs蓝移30-40 nm，但DMPY的双甲基化使荧光强度提升3倍，这归因于分子骨架刚性增强抑制非辐射跃迁。
2. 超长发光寿命：DMPY-CuNCs的10.14 μs寿命远超传统有机荧光体（纳秒级），有利于时间分辨成像消除背景干扰。
3. 三级特征识别：在人民币、玻璃等非渗透性表面，DMPY-CuNCs可清晰显示汗孔（三级特征）及脊线分叉（二级特征），21天后仍保持80%成像质量。
4. 抗干扰能力：彩色印刷品、塑料等基底的蓝绿自发荧光对700 nm红光检测无显著影响，信噪比达15:1。

结论与意义
该研究首次证实2-巯基嘧啶衍生物的甲基化修饰可精准调控CuNCs的荧光特性，突破红色纳米磷光体的效率瓶颈。DMPY-CuNCs兼具高亮度、长寿命和优异抗干扰性，其60.19%的量子产率创下铜簇基红色荧光材料的纪录。在实际应用中，该材料对复杂背景表面潜指纹的检测灵敏度达到汗孔级，为刑事侦查提供了革命性的物证显现技术。未来通过优化配体结构（如引入卤素取代基），有望进一步拓展其在生物成像等领域的应用。