－新技術紹介－●ポリシアノアクリレートと揮発性蛍光染料を利用した指紋検出─────────────────────────────────────────────────────

機能樹脂研究所

１

はじめに加納 宗明

な方法は、塩基触媒によってシアノアセテートとホルムアルデヒドを脱水縮合反応させ(Knoevenagel反応)、その縮合物
Ｒ〇を加熱して「解重合」させることによってシアノアクリレー

シアノアクリレートは、瞬間接着剤「アロンアルフア 」トモノマーを得る(図１)2)。の主成分であり、家庭用、工業用、また医療用として様々な場面で「接着用途」として使われる。しかし今回紹介するのは、シアノアクリレートを「接着以外の用途」として使用する珍しい事例である。
そもそも、シアノアクリレートを「指紋検出」に利用するといって、具体的に想像がつくであろうか？瞬間接着剤を良く使われる方はピンと来たはずである。接着時に液がはみ出てしまった場合などに、その液が周りに揮散して白く粉を吹

この、「ポリシアノアクリレートを加熱し解重合させるこいたように汚れてしまう、いわゆる「周辺白化」と呼ばれるとによってモノマーが生成する」という事象を指紋検出に応現象が起こる。基材に指紋が付いていた場合には、その指紋用することによって、上記欠点①のモノマー取り扱いや保存が周辺白化によりくっきりと浮かび上がった経験は無いだろの面倒が要らなくなる。

うか。指紋検出は、まさにこの通常好ましくない現象を活用

さらに、既にポリマーになっているので上記欠点③の心配した方法である。

が要らなくなるので適当な蛍光染料を併用することができ、実際には、ある大きさの箱の中に検体を吊り下げておき、その結果欠点②を解消することができる。この場合、シアノその中でシアノアクリレートモノマーを加熱することによっアクリレートが解重合する温度付近に沸点を持つ化合物を選て蒸気を指紋の油脂に付着させ水分によって硬化させる。こ択することによって、シアノアクリレートモノマーと蛍光染のシアノアクリレートを使った方法は、潜在指紋の検出法と料を一緒に揮散させることができる。

して最も一般的なものではないが、米国のドラマ「CSI：科

ここで問題となるのは、ポリマーを解重合するには、通常学捜査班」をはじめ、日本でもドラマ「警視庁鑑識班」やアのモノマーを加熱して蒸気化させる方法よりもかなり高い温ニメ「名探偵コナン」などに登場している。

度が必要であるという事である。通常、解重合温度は170℃

ただし、このシアノアクリレートによる方法においては以～210℃付近であり、高温にすることよって熱による検体へ下の３点の欠点がある。
①の影響が出る可能性があるばかりでなく、分解などの副反応

シアノアクリレートモノマーは水分により重合してしが生じる可能性もあり適当な温度とは言えない。

まうので、取り扱いや保存が面倒。

一方、ポリシアノアクリレートの解重合の起こりやすさは②

白色ポリ袋など白色に近い検体では検出が困難。

ポリマー末端に付いた重合開始剤の種類に影響されることが③②に対して蛍光染料を併用する方法が考えられるが、報告されており3)、下田らは塩基性の蛍光染料をポリシアノ

蛍光染料の多くはシアノアクリレートのアニオン重合をアクリレートに混合することにより解重合温度が低下するも促進する塩基性化合物であることから、同時に使用するのと推定した｡1) そこで、ポリシアノアクリレートの解重合ことができない。

促進と適度な揮発性の両方の効果を期待できる蛍光化合物とこれらの欠点を解決すべく、兵庫県警科学捜査研究所の下して4-Dimethylaminobenzaldehyde(DMAB）、4-Dimethylaminocinnamaldehyde(DMAC)に着目した(図２)1)。

田らによって開発されたのが、今回紹介する「ポリシアノアクリレートと揮発性蛍光染料」を利用した潜在指紋検出法で

H3C

ある1)。

H3C
N

図２．DMAB(１)とDMAC(２)の化学構造シアノアクリレートモノマーを合成する方法として一般的東亞合成グループ研究年報)2(

ポリシアノアクリレートと揮発性蛍光染料の組み合わせ

OH3C)
1(２N

OH3C

このDMABは、インドール化合物と縮合反応して呈色反応

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に使用されるEhrlich試薬として知られており、またDMACは、尿斑の証明試薬として知られている。
これらをポリエチルシアノアクリレートに混合したとき、混合比率と解重合温度をプロットすると図３のようになり、これらの添加量が多いほど大きな解重合促進効果を示し、より低い温度で解重合することがわかった1)。
210

写真１．ポリシアノUV(左)と、FUMING BOX FB-20(右)Initial temperatue(℃)

200

FUMING BOX内に検体を吊り下げておき、ポリシアノUVをス

DMAC and polycyanoacrylate
DMAB and polycyanoacrylate

190

プーン一杯アルミカップに入れ、ボックス内にセットする。約180

10分間加熱して曝露し、その後励起光源下で指紋観察を行う。

170
160③150

シアノ処理と蛍光処理が同時にできるので、作業時間が大幅に短縮できる。

140④130

蛍光染料ガスを使用する気体法なので、液体染色法における有機溶剤による検体の変質を防ぐことができる。

1200.00.20.40.60.81.0また、検出された潜在指紋をUV照射後、酢酸蒸気中に室DMAC(or DMAB)/polycyanoacrylate(weight ratio)

温で短時間さらすことによって、蛍光強度の増加と観察・励
図３．DMAC(DMAB)とポリシアノアクリレートの重量比と分解開始温度の関係

起波長が長波長側にシフトするという新たな特徴も見出して

1)

いる5)。

このとき、ポリシアノアクリレートは熱で一部解重合が起(潜在指紋の検出例)

こると、その近傍にあるDMABあるいはDMACと速やかに重写真２は、白色ポリ袋に黒色油性ペンで記載された部分か合し、解重合が起こりやすいポリマーとなって再び解重合をら、ポリシアノUVを使って検出した結果である。写真２(A)起こす。このように加熱下において解重合、重合を繰り返しは、目視での観察結果であるが、白色部分では指紋像は観察ながら、全体として解重合温度の低下を引き起こしているもされなかった。UVランプ(365nm)を装着した蛍光指紋検出のと推察する。

装置を用いて蛍光指紋の観察を行ったころ、目視では観察できない白色ポリ袋部分と黒色油性ペン部分の両方から、写真

３

ポリシアノUVの特徴と指紋検出例

２(B)に示すように鮮明な蛍光指紋を検出することができた1）。

本方法における指紋検出においては、ポリシアノアクリレ

４ートを加熱する熱源が必須である。そこで、シアノアクリレ

おわりにートモノマー を用いた指紋検出用の熱源を製造販売している(株)スカイサイエンス、JFEテクノリサーチ(株)と兵庫県

本研究は、日本法科学技術学会第13回学術集会発表(2007)

警科学捜査研究所が共同開発を行い、本研究のポリシアノアにおいて奨励賞を受賞しており、警察関係者において関心がクリレートと揮発性蛍光染料の組み合わせによる指紋検出キ高まっている。日本においてシアノアクリレートによる指紋ットを市販するに至った。以下、本商品(商品名：ポリシア検出法自体あまり普及率が高くないと聞いているが、本方法ノUV)の特徴と指紋検出例について紹介する。の特徴を警察関係者に訴求することによってシアノアクリレ

本商品は淡黄色の粉末であり、解重合しシアノアクリレーート法の普及率が上がり、犯罪捜査にシアノアクリレートがトモノマーを検体に曝露させるのに専用のヒューミングボッ大きく寄与することを期待する。また、シアノアクリレート

4)

クス(商品名：FUMING BOX FB-20)を使用する(写真１) 。

法が比較的普及している米国においても本商品は既に紹介さその特徴としては、以下が挙げられる。

れており、日本ばかりでなく米国での広がりも大いに期待す①る。

ポリシアノアクリレートなので、取り扱いが容易で、当社においては、研究の過程で兵庫県警科学捜査研究所の保存性に優れる。
②

要請で技術的なアドバイスをさせていただいた縁で、本方法蛍光染料が配合されているので、白色の検体でも検出について特許を出願させていただいている6)。

が可能。

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引用文献
１) 下田修，高津正久，寺西宏悦，大内幹雄，法科学技術，
14，21(2009).
２) 西英次郎，“瞬間接着”，高分子刊行会(1970)p.21.
３) A.Hickey，J.J.Leahy，C.Birkinshaw， Macromolecular，RapidCommunications，22，1158(2001).
４) 株式会社スカイサイエンス“指紋検出用試薬STU-UV／ポリシアノUV”SKY SCIENCE WEB SITE.,(A)

http://www.sky-go.com/seihin/item08.htm, ( 参 照 200810-03).
５) 下田修，高津正久，日本法科学技術学会

第13回学術集会講演要旨集，151(2007).
６) 東亞合成株式会社．指紋検出用重合体、その製造方法及び指紋検出用組成物、並びにこれらを用いた指紋検出方法．国際公開WO 2008／044494号公報．2008-04-17.
７) 久保亘，宮崎正三，候恵民，Pharm tech Japan ，19，135(2003).
(B)

８) S.Li，Y.He，C.Li，X.Liu，Colloid Polym Sci，283，480(2005).

1)９) 藤井陽一郎，鈴木保永，石川潤，須藤康司，米倉悦子，

白色ポリ袋に黒色油性ペンで記載された部分の指紋。

小板橋綾子，中野道子，三橋孝宏，寺野彰， Dokkyo J(A)は目視観察。(B)は365nmのUV光下での観察。

Med Sci，32，63(2005).

写真２．ポリシアノUVを使用した指紋検出例

ポリシアノアクリレートについて、瞬間接着剤の接着硬化物としての物性や分解性などが評価されることはあっても、バルクとしてはその興味がこれまで決して高くはない。
メーカーの立場で見ると、ポリシアノアクリレートはシアノアクリレートモノマーが経時劣化の末「重合してしまったモノ」であり、産業廃棄物とさえ捉えることができる。しかし、今回の例のようにポリシアノアクリレートの価値を新たに見出すことによって、「重合してしまったモノ」あるいは、消費期限が切れたモノマーの有効活用にもつながる可能性があり、環境面においても大変興味深い。
また、シアノアクリレートは古くから医療用として用いられていることもあり、ポリシアノアクリレートは「生体適合性ポリマー」と位置づけることができる。このことから、主に医療用としてDDS(ドラッグデリバリーシステム)や静脈りゅうにおける塞栓材などとして研究・利用されている7)～9)。
このように、ポリシアノアクリレートの特徴、すなわち①

短時間に硬化物をつくることができる②

加熱により解重合しモノマーを生成する③

生体適合性ポリマーであることを利用して新たな価値を見出すことによって、瞬間接着剤だけではないシアノアクリレートの幅を広げていきたい。

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