一種潛指紋檢測(cè)探針及其制備方法
【專利說(shuō)明】一種潛指紋檢測(cè)探針及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于納米復(fù)合材料及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單分散響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米復(fù)合材料的制備方法及其在潛指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003]指紋，即人體手部皮膚的花紋，通常意義上的指紋，是指人的手指第一節(jié)手掌面皮膚上的乳突線花紋二指紋在偵查斷案中的應(yīng)用由來(lái)已久。因?yàn)樗哂刑厥獾纳斫Y(jié)構(gòu)和特征體系，所以成為了一種頗具優(yōu)越性的物證。指紋終身不變是指從胎兒6個(gè)月形成指紋之時(shí)起，經(jīng)出生到死后真皮乳突層腐爛之時(shí)止，手指乳突線花紋類型、具體形態(tài)，各個(gè)細(xì)節(jié)特征的形狀、數(shù)量、位置和相互關(guān)系所構(gòu)成的特征總和始終不變。通過(guò)分析、比對(duì)潛在指紋和已知個(gè)體指紋，可以作出確定或排除某個(gè)犯罪嫌疑人的結(jié)論。早期的指紋鑒定主要是指對(duì)遺留在犯罪現(xiàn)場(chǎng)的可見(jiàn)指紋進(jìn)行肉眼識(shí)別;現(xiàn)代的法庭科學(xué)工作者則利用多種科學(xué)技術(shù)搜尋指紋。目前應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)指紋顯現(xiàn)的方法主要有:光學(xué)顯現(xiàn)法、物理顯現(xiàn)法和化學(xué)顯現(xiàn)法。這些方法的共同弱點(diǎn)是靈敏度低，其中有的方法應(yīng)用后對(duì)DNA測(cè)試的靈敏度和結(jié)果產(chǎn)生干擾。相比其它方法，熒光顯現(xiàn)法具有特殊的優(yōu)勢(shì)，可以顯現(xiàn)一些分辨不明顯的背景表面的潛指紋，目前使用的光致發(fā)光技術(shù)同時(shí)產(chǎn)生的背景熒光對(duì)常規(guī)的光致發(fā)光生物印跡識(shí)別的干擾很大，難達(dá)到預(yù)期的要求。因此，無(wú)毒化、易操作和高靈敏度現(xiàn)場(chǎng)生物印跡顯現(xiàn)技術(shù)的研發(fā)已成為法庭科學(xué)研究的重點(diǎn)和世界各國(guó)刑事技術(shù)人員的努力方向。
[0004]稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料是一類利用近紅外光激發(fā)而短波長(zhǎng)發(fā)射的熒光材料。上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料能夠克服下轉(zhuǎn)換熒光材料成像時(shí)背景熒光強(qiáng)的缺點(diǎn)而受到廣泛的關(guān)注，它可以通過(guò)多光子機(jī)制將近紅外光轉(zhuǎn)換成短波輻射，發(fā)射出紫外或者可見(jiàn)光。該類材料相比其它熒光材料具有諸多優(yōu)點(diǎn):化學(xué)穩(wěn)定性好，發(fā)光過(guò)程幾乎不受溫度、濕度、pH等的影響；光化學(xué)穩(wěn)定性好，長(zhǎng)時(shí)間在強(qiáng)光或激發(fā)光照射下仍具有很高的光學(xué)穩(wěn)定性;上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料激發(fā)波長(zhǎng)一般是近紅外光，而在生物體系中，大部分干擾物不會(huì)被激發(fā)，降低了檢測(cè)背景，使得靈敏度獲得很大的提高；上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的近紅外或紅外激發(fā)光波長(zhǎng)長(zhǎng)，能量低，所以可以很好的穿透一些生物組織而不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生傷害；發(fā)光波長(zhǎng)可調(diào)，合成過(guò)程中摻雜不同的稀土離子可以得到不同顏色的發(fā)射熒光。從以上優(yōu)點(diǎn)可以看出上轉(zhuǎn)換納米材料是一類非常優(yōu)越的生物標(biāo)記材料。因此，我們?yōu)檫m應(yīng)更多的應(yīng)用條件和使用范圍，發(fā)明了一種兼具磁性和上轉(zhuǎn)換焚光的Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米粒子，可以作為顯現(xiàn)試劑顯現(xiàn)潛指紋，材料合成方法簡(jiǎn)單且顯現(xiàn)過(guò)程快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種單分散響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米復(fù)合材料的制備方法及其在潛指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用，使用該方法制備的單分散響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米復(fù)合材料分散性好、磁性強(qiáng)、熒光強(qiáng)度高，可顯現(xiàn)A4紙、玻璃片、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、蘋(píng)果及皮革表面潛在指紋。粉末粘附在潛指紋的汗液上而顯出紋線，多余的粉末會(huì)被磁刷吸走，可觀察到清晰的指紋紋路。在980 nm激光光源照射下，可觀察到發(fā)光的指紋紋路。
[0006]本發(fā)明單分散響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米復(fù)合材料的制備方法包括如下步驟:
(1)將一定量的三氯化鐵溶液(2X10—2 M)加入到一個(gè)帶有冷凝管的圓底燒瓶中，在100 °C油浴中磁力攪拌反應(yīng)70?80 h，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，所得固體再用去離子水洗滌數(shù)次，所得固體50?75 °(:真空干燥8?10 h，即得干燥Fe302納米粒子。
[0007](2)將4?6 mg步驟(1)得到的Fe302納米粒子、50?100 yL聚丙烯酸水溶液(0.2g/mL)和75?150 yL的氨水(2 mol/L)和10?15mL去離子水加入到100 mL圓底燒瓶中，超聲分散10?20 min。
[0008](3)在磁力攪拌下將100?150 mL異丙醇緩慢滴加入步驟(2)得到的溶液中，隨后將 10 ?15 mg GdCls.6H20、2 ?3 mg YC13.6H2O和0.2 ?0.3 mg ErCls.6H2O先后加入到溶液中，磁力攪拌2_4h，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，所得固體50?75 °(:真空干燥8?12
ho
[0009](4)將步驟(3)得到的固體置于管式爐中，在600?700 °(:氬氣保護(hù)下煅燒2?3h，得到響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304@Gd203: Y3+/Er3+納米復(fù)合材料。
[0010]
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明采用獨(dú)特的PAA-NH4模版法，借助其的導(dǎo)向與穩(wěn)定作用，合成響鈴型結(jié)構(gòu)納米粒子，既縮短了反應(yīng)步驟又保證了粒子的高分散性。
[0011]2.本發(fā)明得到的單分散Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米粒子是一種兼具磁性和上轉(zhuǎn)換熒光的多功能納米粒子，可應(yīng)用于更多條件和范圍，并且無(wú)毒副作用。
[0012]3.本發(fā)明得到的單分散Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米粒子，其殼為上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料，能夠克服下轉(zhuǎn)換熒光材料成像時(shí)背景熒光強(qiáng)的缺點(diǎn)，大大提高顯示效果。
[0013]4.本發(fā)明得到的單分散Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米粒子粒徑均勻、分散性好，可以顯現(xiàn)各種質(zhì)地表面(A4紙、玻璃片、實(shí)驗(yàn)臺(tái)面、蘋(píng)果及皮革表面)的潛指紋。
[0014]
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1、為本發(fā)明制備得到的Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米粒子的透射電鏡圖；
圖2、為用Fe304@Gd203: Y3+/Er3+材料刷顯現(xiàn)玻璃表面潛指紋的圖像；
圖3、為用Fe304@Gd203:Y3+/Er3+材料刷顯實(shí)驗(yàn)臺(tái)表面潛指紋的圖像；
圖4、為用Fe304@Gd203: Y3+/Er3+材料刷顯滲透性客體A4紙表面潛指紋的圖像；
圖5、為用Fe304@Gd203:Y3+/Er3+材料刷顯蘋(píng)果表面潛指紋的圖像。
[0016]
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
具體實(shí)施例
[0018]實(shí)施例1:
將100 mL三氯化鐵水溶液(2X10—2 M)加入到一個(gè)帶有冷凝管的圓底燒瓶中，在100 °C油浴中磁力攪拌反應(yīng)70 h，用去離子水洗滌、超聲、并離心(7000 rpm，10 min)，反復(fù)超作三次，所得固體75 °(:真空干燥8 h，即得干燥Fe302納米粒子。將5 mg已制備好的Fe302納米粒子和10 mL去離子水加入100 mL燒瓶中，超聲分散10 min后，先后加入50 pL 0.2 g/mL PAA水溶液和 75 pL 2 mol/L 的氨水，隨后將 10 mg GdCl3.6H20、2 mg YC13.6H2O和0.2 mgΕΚ:13.6Η20先后加入到溶液中，磁力攪拌2 h，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，所得固體75 °(:真空干燥8 h。得到的固體置于管式爐中，在600 °(:氬氣保護(hù)下煅燒2 h，得到響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304iGd203: Y3+/Er3+納米復(fù)合材料。
[0019]
實(shí)施例2:
將80 mL三氯化鐵水溶液(2X10—2 M)加入到一個(gè)帶有冷凝管的圓底燒瓶中，在100 °C油浴中磁力攪拌反應(yīng)80 h，用去離子水洗滌、超聲、并離心(9000 rpm，5 min)，反復(fù)超作三次，所得固體70 °(:真空干燥9 h，即得干燥Fe302納米粒子。將4 mg已制備好的Fe302納米粒子和10 mL去離子水加入100 mL燒瓶中，超聲分散10 min后，先后加入70 pL 0.2 g/mL PAA水溶液和70 pL 2 mol/L的氨水，隨后將 12 mg GdCb.6H20、2.2 mg YC13.6H2O和0.22 mgΕΚ:13.6Η20先后加入到溶液中，磁力攪拌2 h，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，所得固體70 °(:真空干燥9 h。得到的固體置于管式爐中，在700 °(:氬氣保護(hù)下煅燒2 h，得到響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304iGd203: Y3+/Er3+納米復(fù)合材料。
[0020]
實(shí)施例3:
將100 mL三氯化鐵水溶液(2X10—2 M)加入到一個(gè)帶有冷凝管的圓底燒瓶中，在100 °C油浴中磁力攪拌反應(yīng)80 h，用去離子水洗滌、超聲、并離心(8000 rpm，8 min)，反復(fù)超作三次，所得固體60 °(:真空干燥10 h，即得干燥Fe302納米粒子。將5 mg已制備好的Fe302納米粒子和10 mL去離子水加入100 mL燒瓶中，超聲分散8 min后，先后加入100 pL 0.2 g/mL PAA水溶液和 100 pL 2 mol/L的氨水，隨后將 15 mg GdCl3.6H20,2.5 mg YC13.6H2O和0.25mg ErCl3.6H2O先后加入到溶液中，磁力攪拌2 h，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，所得固體60°(:真空干燥10 h。得到的固體置于管式爐中，在700 °C氬氣保護(hù)下煅燒3 h，得到響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304iGd203: Y3+/Er3+納米復(fù)合材料。
[0021 ]所述的制備出的單分散響鈴型結(jié)構(gòu)Fe304@Gd203:Y3+/Er3+納米復(fù)合材料用于指紋顯。使用時(shí)，用磁性刷吸起磁性粉末，粉末在磁力的作用下形成“磁力粉穗”，用粉穗尖端輕刷印有潛指紋的各種客體表面，包括A4紙、玻璃片、實(shí)驗(yàn)臺(tái)面、蘋(píng)果及皮革表面，即可觀察到顯現(xiàn)指紋紋路，磁性熒光粉末在980 nm激光光源下，顯現(xiàn)出發(fā)綠色光的指紋紋路，用數(shù)碼相機(jī)拍照即可。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種潛指紋檢測(cè)探針的制備方法，其特征是具體步驟如下: 將一定量的三氯化鐵溶液2 ΧΙΟ—2 Μ加入到一個(gè)帶有冷凝管的圓底燒瓶中，在100 °(:油浴中磁力攪拌反應(yīng)70?80 h，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，所得固體再用去離子水洗滌數(shù)次，所得固體50?75 °(:真空干燥8?10 h，即得干燥Fe302納米粒子； 將4?6 mg步驟(1)得到的Fe302納米粒子、50?100 yL聚丙烯酸水溶液0.2 g/mL和75~ 150 yL的氨水2 mol/L和10 ~ 15mL去離子水加入到100 mL圓底燒瓶中，超聲分散10 ~20 min； 在磁力攪拌下將100?150 mL異丙醇緩慢滴加入步驟(2)得到的溶液中，隨后將10?15 mg GdCb.6H20、2 ?3 mg YC13.6H2O和0.2 ?0.3 mg ErCb.6H2O先后加入到溶液中，磁力攪拌2-4h，反應(yīng)完成后進(jìn)行離心分離，所得固體50?75 °(:真空干燥8?12 h; 將步驟(3)得到的固體置于管式爐中，在600?700 °(:氬氣保護(hù)下煅燒2?3 h，得到Fe304iGd203: Y3+/Er3+納米復(fù)合材料。2.按照權(quán)利要求1所述的方法制備的潛指紋檢測(cè)探針在顯現(xiàn)紙、玻璃片、實(shí)驗(yàn)臺(tái)面、蘋(píng)果及皮革表面的潛在指紋方面的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種潛指紋檢測(cè)探針及其制備方法，提供一種單分散響鈴型結(jié)構(gòu)Fe3O4Gd2O3:Y3+/Er3+納米復(fù)合材料的制備方法及其在潛指紋顯現(xiàn)中的應(yīng)用。利用高溫水解法，以無(wú)水FeCl3為原料合成Fe2O3納米粒子，隨后在異丙醇-水混合體系中，對(duì)Fe2O3納米粒子進(jìn)行PAA-NH4包覆，再向體系中加入GdCl3·6H2O、YCl3·6H2O和ErCl3·6H2O水溶液，攪拌、離心、烘干，再高溫煅燒，既可得到單分散響鈴型結(jié)構(gòu)Fe3O4Gd2O3:Y3+/Er3+納米復(fù)合材料。本發(fā)明制備的復(fù)合材料分散性好，兼具磁性和熒光性能，可顯現(xiàn)A4紙、玻璃片、實(shí)驗(yàn)臺(tái)面、蘋(píng)果及皮革表面的潛在指紋。
【IPC分類】C09K11/78, C09K11/02, A61B5/1172
【公開(kāi)號(hào)】CN105482804
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610012292
【發(fā)明人】李鹿, 王春剛, 蘇忠民, 李光哲
【申請(qǐng)人】東北師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月11日