Leuchtende Spuren: Ein neu entwickeltes Spray bringt menschliche Fingerabdrücke innerhalb von zehn Sekunden zum Leuchten – dank fluoreszierender Proteine aus Quallen. Das wasserlösliche, ungiftige Färbemittel beschleunigt damit nicht nur die Arbeit von Forensikern, sondern macht sie auch sicherer und umweltfreundlicher als die bisher verwendeten Substanzen. Das Spray gibt es in zwei Varianten, deren Proteine nach Anregung mit Licht rot oder gelb fluoreszieren. Dadurch sind Fingerabdrücke auf verschiedensten Oberflächen detektierbar.
Das Muster der Rillen auf unseren Fingerkuppen ist genetisch bedingt und für jeden Menschen einzigartig. Daher spielen Fingerabdrücke auch eine prominente Rolle bei der Aufklärung von Verbrechen. Die hauchdünnen, auf Oberflächen zurückbleibenden Schweiß- oder Ölspuren zeichnen unsere Fingerkuppen nach und können sogar verraten, was wir gegessen oder getrunken haben oder welchen Schadstoffen wir ausgesetzt waren. Forensiker können inzwischen auch bestimmen, wie alt ein am Tatort zurückgelassener Fingerabdruck ist.
Ein Manko gibt es jedoch: Für das menschliche Auge sind Fingerabdrücke meist unsichtbar. Um sie sichtbar zu machen und damit Täter zu identifizieren, verwenden Forensiker und Kriminaltechniker bislang entweder giftige Pulver oder Farbstoffe wie Ninhydrin, die organische Lösungsmittel benötigen. Diese Färbetechniken können jedoch DNA-Beweise auf dem untersuchten Gegenstand sowie die Umwelt schädigen und sind auch für die Forensiker in der Handhabung nicht ungefährlich.
Fluoreszenz-Spray aus Quallen-Protein
Doch nun haben Forschende um Nanan Ruan von der Shanghai Normal University eine umweltfreundlichere, nicht-giftige Alternative zu den gängigen Verfahren entwickelt. Dafür verwendeten sie ein grün fluoreszierendes Protein (GFP), das natürlicherweise in Quallen vorkommt. Wissenschaftler verschiedenster Fachrichtungen verwenden dieses Protein oder andersfarbige Varianten davon bereits regelmäßig, um biologische Prozesse sichtbar zu machen.
Der große Vorteil des Quallenproteins: Das fluoreszierende Biomolekül kann an bestimmte Signalmoleküle in Lebewesen gekoppelt werden, ohne mit dessen DNA zu interagieren oder den untersuchten Organismus zu schädigen. Dadurch wäre das Protein theoretisch auch zum Anfärben von Fingerabdrücken geeignet. Ob dies in der Praxis funktioniert, haben Ruan und seine Kollegen nun ausprobiert. Dafür entwickelten sie aus dem GFP zwei Proteinvarianten, die nach Anregung mit blauem Licht gelb beziehungsweise rot leuchten: LFP-Yellow und LFP-Red.
Beide Fluoreszenz-Proteine binden wegen ihrer molekularen Struktur selektiv an negativ geladene Aminosäuren und Fettsäuren in den Schweiß- und Fettrückständen von Fingerabdrücken (LFP). Dies testeten die Forschenden auf verschiedenen Oberflächen wie Keramik, Alufolie, Stahl, Plastik, Glas und Plexiglas und mit unterschiedlich alten Fingerabdrücken.
Nach zehn Sekunden leuchtend sichtbar
Dabei zeigte sich: Nach dem Auftragen dauert es nur etwa zehn Sekunden, bis die Proteine so fest an die Fingerabdrücke gebunden sind, dass sie unter Blaulicht stark fluoreszieren und dadurch sichtbar werden, wie die Forschenden berichten. Da die beiden Proteine wasserlöslich sind, können sie zudem als Spray auf die verdächtigen Oberflächen an einem Tatort aufgetragen werden. Dadurch sind sie einfacher, schneller und sanfter anzuwenden als Pulver oder dickere Tropfen und beschädigen so die Fingerabdrücke nicht.
Selbst mehrere Tage alte Abdrücke und raue Oberflächen wie Stein, Holz oder Klebeband lassen sich mit dem Spray leicht präparieren, wie die Wissenschaftler herausfanden. „Da das Spray in zwei verschiedenen Farben erhältlich ist, kann es zudem auf verschiedenfarbigen Oberflächen verwendet werden“, sagt Seniorautor Tony James von der University of Bath. Die darauf angefärbten Fingerabdrücke lassen sich dann einfach per Smartphone fotografieren, speichern und am Computer auswerten.
Verschiedenfarbige Sprays sollen in der Forensik zum Einsatz kommen
In einem Folgeexperiment untersuchten Ruan und seine Kollegen, ob ihre Farb-Sprays die DNA in Blutproben oder auf blutigen Fingerabdrücken schädigen. Dies war jedoch nicht der Fall, sodass der Einsatz der fluoreszierenden Proteine die Sicherung von DNA-Beweisen an einem Tatort nicht beeinträchtigt, schließen die Wissenschaftler. „Dieses System ist sicherer, nachhaltiger und arbeitet schneller als bestehende Technologien und kann sogar für Fingerabdrücke verwendet werden, die eine Woche alt sind“, fasst James die Ergebnisse zusammen.
„Wir hoffen, dass diese Technologie die Erkennung von Beweismitteln an Tatorten wirklich verbessern kann“, ergänzt Koautor Chusen Huang von der Shanghai Normal University in China. Die Forschenden wollen dafür künftig Proteinvarianten mit weiteren Farben produzieren und kommerziell herstellen. (Journal of the American Chemical Society, 2024; doi: 10.1021/jacs.3c11277)
Quelle: University of Bath
