功能化稀土長余輝納米復合材料的制備方法及其潛指紋成像應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種功能化稀土長余輝納米復合材料的制備方法及其在潛指紋成像中的應用，屬于生物分析和指紋檢測技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]潛指紋是經(jīng)身體自然分泌物如汗液轉(zhuǎn)移形成的指紋紋路，目視不易發(fā)現(xiàn)，是案發(fā)現(xiàn)場中最常見的指紋。據(jù)我國各地不完全統(tǒng)計，警方偵破的刑事案件中，利用指紋破案占七成以上，并且比例正在逐年上升。通常情況下，指紋是犯罪分子在現(xiàn)場留下的最直接物證，所以，研究潛在指紋的顯現(xiàn)技術(shù)，是提高指紋物證的采取率和利用率的重要環(huán)節(jié)。
[0003]現(xiàn)代指紋學的發(fā)展已經(jīng)具有上百年的歷史，按照顯現(xiàn)原理的不同，傳統(tǒng)的潛在指紋顯現(xiàn)方法主要分為三類:光學顯現(xiàn)法、化學顯現(xiàn)法、物理吸附法。其基本原理是使用一種光線或物質(zhì)作用于指紋印痕的汗液物質(zhì)，使不能看見的潛在指紋變?yōu)榭梢姷?。發(fā)展至今，指紋檢測不僅在法醫(yī)鑒定、個體識別方面起著重要作用，同時廣泛應用于日常生活中的安全檢驗、訪問控制、個人認證等領(lǐng)域。近年來隨著分析科學的發(fā)展，人們對指紋的研究已不僅僅停留在利用傳統(tǒng)物理或化學手段對其形貌進行觀察，同時更加致力于發(fā)展各種新興技術(shù)(如質(zhì)譜成像、紅外拉曼成像、掃描電化學顯微鏡以及熒光免疫成像等)，對指紋中的成分進行分析檢測，從而發(fā)掘出更多有價值的生物學和醫(yī)學信息。如，恐怖分子是否接觸過爆炸物、一個人是否有吸煙習慣等等，科學家可以通過指紋檢測獲取相關(guān)信息。盡管指紋顯現(xiàn)技術(shù)在刑偵及分析科學中發(fā)揮著重大作用，但指紋顯現(xiàn)領(lǐng)域仍然存在諸多困難。如，傳統(tǒng)方法中，大多要引用一種外源物質(zhì)對潛在指紋進行顯現(xiàn)，處理過程較繁瑣，且對樣本有破壞性。目前廣泛使用的煙熏法和刷粉法中采用的小粒度粉末對技術(shù)人員存在一定的身體損傷。而新興的指紋技術(shù)如質(zhì)譜成像法和紅外拉曼成像法，則需用到昂貴的大型儀器和專業(yè)的操作知識，不利于普及。
[0004]稀土離子摻雜的長余輝發(fā)光材料具有光穩(wěn)定性好、較寬的激發(fā)光譜與較窄的發(fā)射光譜、激發(fā)光譜與發(fā)射光譜分離、以及可調(diào)諧發(fā)射光譜波長等光學特征，克服了有機熒光粉易被光漂白、發(fā)射光譜較寬等諸多缺陷，尤其是其超長余輝特性受到人們的廣泛關(guān)注。稀土離子摻雜的長余輝發(fā)光材料具有長余輝特性，可以吸收并儲存光能，且在移除光源后仍可長時間發(fā)光，本發(fā)明制備了功能化稀土長余輝發(fā)光材料，并將稀土長余輝發(fā)光材料的長余輝特性與免疫技術(shù)相結(jié)合，應用于常見非滲透性客體和復雜背景客體上的潛指紋成像，對于實現(xiàn)潛指紋成像、有效消除背景干擾等具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種功能化稀土長余輝納米復合材料的制備方法，利用生物素與親和素之間的作用，將親和素化的鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料結(jié)合到生物素化抗體修飾的潛指紋表面，該指紋經(jīng)光照并移除光源后，仍可保持發(fā)光而實現(xiàn)潛指紋成像，它具有快速、簡單、無背景干擾的特點。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，先通過正硅酸乙酯水解在鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料表面包覆二氧化硅層，再加入3-氨丙基三乙氧基硅烷使其表面氨基化，然后利用戊二醛將親和素連接到氨基化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料表面，制備親和素功能化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料；利用生物素與親和素之間的識別作用，將親和素化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料結(jié)合到標記了生物素化抗體的潛指紋表面，利用鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料的長余輝特性，指紋經(jīng)光照并移除光源后，仍可保持發(fā)光，從而實現(xiàn)了快速、簡單、無背景干擾的潛指紋成像。
[0007]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
(1)生物素功能化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料的制備:
1)將招酸鎖稀土摻雜長余輝納米材料在3000 rpm離心取上清液，真空干燥后研磨，取1.6 mg鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料分散在無水乙醇中超聲混勻，加入222 yL乙醇、247 μ L去離子水、6.7 μ L正硅酸乙酯的混合溶液，超聲5 min，加入25 yL氨水(28%~30%)，超聲30 min, 1200 rpm磁力攪拌7.5 h。離心后用乙醇洗滌3次，36 ° C真空干燥，制成二氧化娃包覆的招酸鎖稀土摻雜長余輝納米材料。
[0008]2)將步驟1)中所制備的材料分散在2 mL N, N_ 二甲基甲酰胺(DMF)中超聲混勻，加入20 μ L 3-氨丙基三乙氧基硅烷，1300 rpm磁力攪拌5 h，用DMF、乙醇分別洗滌3次，36 ° C真空干燥，制成氨基化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料。
[0009]3)將步驟2)中所制備的材料分散在含有5%戊二醛的pH 7.4的磷酸鹽(PBS)緩沖溶液中，900 rpm磁力攪拌1 h，用pH 7.4的PBS緩沖溶液離心洗滌3次，沉淀分散于1mL PBS緩沖溶液中，加入400 yL lmg/mL的親和素，4。C反應12 h，制成親和素功能化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料。
[0010](2)生物素功能化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料的潛指紋成像應用:在玻璃片上采集指紋，指紋脊線上含有溶菌酶，利用抗原/抗體的特異性識別作用，將兔抗溶菌酶多克隆抗體修飾到指紋上；通過兔抗溶菌酶多克隆抗體對驢抗兔IgG的特異性結(jié)合，將生物素標記的驢抗兔IgG連接到指紋表面；進而利用生物素與親和素作用，將親和素功能化鋁酸鍶稀土長余輝納米復合材料結(jié)合到指紋表面。光照后移除光源，用相機采集指紋圖譜，實現(xiàn)潛指紋成像。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)效果是:將親和素功能化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料修飾到標記有生物素化抗體的潛指紋表面，利用鋁酸鍶稀土摻雜長余輝材料的長余輝特性，經(jīng)光照并移除光源后，鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料仍保持發(fā)光，從而實現(xiàn)潛指紋成像。本發(fā)明的方法具有快速、簡單、無背景干擾等特點。
【附圖說明】
[0012]圖1是(a)功能化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝材料制備以及(b)潛指紋修飾和成像示意圖。
[0013]圖2是鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料的(a)熒光激發(fā)光譜圖和(b)熒光發(fā)射光譜圖。
[0014]圖3是鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料的余輝衰減曲線。
[0015]圖4是傅里葉變換紅外光譜圖:(a)鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料，(b)鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料包覆二氧化娃，(c)為(b)進一步氨基化后的材料。
[0016]圖5是潛指紋圖譜:(a)指紋，(b)指紋/ 一抗/生物素化二抗，(c)指紋/ 一抗/生物素化二抗/親和素化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料。
[0017]圖6是以在紫外燈下有熒光的防水紙為基底按上述方法所得的潛指紋圖片比較:
(a)在紫外燈照射下(b)關(guān)掉紫外燈后。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述，本發(fā)明并不限于此；
實施例1
按圖1中示意圖(a)所示制備生物素功能化鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米復合材料:
(1)將招酸鎖稀土摻雜長余輝納米材料在3000 rpm離心取上清液，真空干燥后研磨，取1.6 mg鋁酸鍶稀土摻雜長余輝納米材料分散在無水乙醇中超聲混勻，加入222 yL乙醇、247 μ L去離子水、6.7 μ L正硅酸乙酯的混合溶液，超聲5 min，加入25 yL氨水(28%~30%)，超聲30 min, 1200 rpm磁力攪拌7.5 h。離心后用乙醇洗滌3次，36 ° C真空干燥，制成二氧化娃包覆的招酸鎖稀土摻雜長余輝納米材料。