开题报告内容：
- 研究背景
指纹是人类手指末端指腹上由凹凸皮肤所形成的纹路，由于人类指纹是由遗传因素和环境因素共同作用形成的，故指纹具有独特性和不变性，可以作为人类直接的生物特征信息，常被用于个人身份识别、访问控制、法医调查以及医学诊断等。每个人的指尖都有特殊的的脊纹，在手指触碰物体表面时，由汗液组成的纹路会转移至固体基质上形成指纹，而由于多孔基材料（如纸张等）高度网格化的结构限制了非挥发性汗液成分的自由迁移，故在纸张上通常呈现点或点、脊混合的图像[1]。而在刑侦工作中，由于指纹是物证之首，利用指纹的同一认定来揭露、证实犯罪和甄别犯罪嫌疑人是案件侦查中重要的技术手段之一。由于犯罪嫌疑人在犯罪现场上遗留的指纹绝大多数为潜指纹，故对汗潜指纹显现技术的研究一直是各类研究中的热点[14]。
目前已经开发出多种指纹成像技术，包括物理方法（粉尘法，金属沉积法等），化学方法（茚三酮法，氰基丙烯酸酯法，共轭聚合物法等），生物化学方法（抗体法，适体法等），电化学方法，光谱方法（拉曼光谱法，荧光光谱法等）[1]。其中，荧光光谱法相比于其他潜指纹成像技术灵敏度更高，选择性强[6]，对待检测指纹的污染更小，而且可逆指纹荧光成像技术可以保证数据采集以及指纹信息安全，荧光传感器也具有操作简单，仪器廉价，选择性高，灵敏度高，快速响应的优势[3]，故常采用荧光光谱法，指纹荧光成像技术已经成为法医学领域最重要的技术之一[2]。
荧光素是一种易获得的小分子染料，自1871年Baver首次合成出荧光素至今一百多年的时间仍然被广泛应用，其存在荧光状态和非荧光状态，荧光状态为开环的芴酮形式，荧光很强，非荧光状态为闭环的螺内酯形式，两种形式存在一种平衡（Fig.1(a)）。由于水的存在有利于荧光素的平衡状态向开环的形式进行，可以通过观察荧光素聚合物膜暴露于水后荧光发射显著增强来证明（Fig.1(b)）。[1]
Fig.1 (a)闭环的非荧光螺内酯形式和开环的荧光芴酮形式之间的荧光素平衡
(b)暴露于水之前（黑线）和之后（红线）的荧光素-PVP膜的荧光光谱
荧光分子探针是荧光分析法中常用的概念，具有低成本，高选择性和低浓度的优点。其种类主要有半萘酚罗丹荧类探针、金属配合物类长寿命荧光pH探针、8-羟基芘-1,3,6-三磺酸盐(HPTS)以及罗丹明类探针，本实验拟采用罗丹明类探针。从探针识别的机理来说主要是基于罗丹明衍生物螺胺环的“关-开”机理。闭合时没有颜色，也没有荧光，识别客体后，探针的螺环被打开而产生颜色和强荧光[16]。罗丹明染料由Noelting和 Dziewonsky在 1905 年首先合成，此类染料早期主要用于纺织染色[16]，是一种以氧杂蒽为母体的碱性呫吨染料，作为荧光团和色氨酸探针，因其出色的光物理性质而吸引了化学家的关注[10]，由于特殊的结构及相应的荧光特性，使罗丹明类荧光染料成为化学和生物分析领域中研究较为广泛的课题[8]。
罗丹明染料具有波长范围较宽，可延伸到可见光区的吸收及荧光，荧光量子产率高，摩尔吸光系数大的优点，能满足使用绿激光器的激光诱导荧光系统发展的需要，在液相色谱和毛细管电泳分离及荧光检测时背景信号干扰也较少，通过对母体结构的修饰，可以调控罗丹明类化合物的最大吸收波长、最大发射波长、量子产率等荧光特性，从而很好地满足不同的使用要求，此外，罗丹明染料还具有光学性质优良，光稳定性良好，对pH 值不敏感，可在低于生物体pH的条件下使用等优点[11]，因此在化学和生物分析领域是应用十分广泛的生物探针分子[4，7，8]。罗丹明染料分为罗丹明6G（ Rhodamine 6G,Rh6G）、罗丹明123（2-(6-Amino-3-imino-3H-xanthen-9-yl)benzoic acid methyl ester）和罗丹明B（ Rhodamine B，RhB）等[13]，由于各种罗丹明系列小功能染料分子中，罗丹明B(RhB)染料分子与PVP薄膜的结合能力最好[12]，故本实验中采用罗丹明B染料作为荧光素。罗丹明B（RhB）染料也存在分子内异构体的平衡，该平衡包括两种形式：中性罗丹明内酯（lactone,无色L型）形式和两性离子（zwitterion,粉红色Z型）形式[5](Fig.2）。
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