一种荧光手印显现粉及其制备方法与应用与流程

本发明属于手印显现技术领域，尤其涉及一种荧光手印显现粉及其制备方法与应用。

背景技术：

指纹是全球司法界的“物证之首”，由于人的指纹具有稳定性、多样性、独特性的特征，通过指纹进行身份验证，对整个犯罪行为的侦破和嫌疑人的认定具有至关重要的作用，指纹已经成为查找证据、揭露犯罪的重要证据，在当今刑事案件侦查中发挥着举足轻重的作用。然而，潜在手印通过肉眼很难直接分辨，而受到技术、工艺、流程等方面的影响，提取、显现潜在手印也较为困难。同时随着技术的发展，高科技犯罪的案件日益增多，作案手段也呈现智能化、技术化的特点，这些都加剧了手印提取和显现的难度。常见的手印显现方式主要分为运用光学显现、粉末显现、502胶显现和高真空金属镀膜方式的非渗透性客体表面显现和运用茚三酮类化合物、物理显影液方式的渗透性客体表面显现，以及熏显、脂肪类染色方式的适用于多种客体表面的综合显现，同时新型仪器分析也增强了显现效果，然而常规的手印显现技术已经进入发展的瓶颈期，随着纳米材料和纳米技术的发展，将其应用到潜在手印显现中来，一方面拓宽了纳米材料的应用范围，另一方面开拓了手印提取、显现的新方向，促使潜手印的显现向高效、廉价、无毒、无损的方向发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种荧光手印显现粉及其制备方法与应用，旨在解决现有常用的金粉、银粉和磁性粉等粉末显现过程中粉末对陈旧手印显现效果较差，或者化学显现方法对于遗留有手印的客体材料破坏性较大的问题。

本发明是这样实现的，一种荧光手印显现粉，该粉包括以下按质量份计各组分：5～15份纳米介孔二氧化硅、2～4份荧光粉、0.1～0.3份十二烷基硫酸钠。

优选地，所述荧光粉为罗丹明b。

本发明进一步公开了上述荧光手印显现粉的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将0.5g～1.5g纳米介孔二氧化硅与0.01～0.03g十二烷基硫酸钠加入到100ml无水乙醇中，再加入100ml、ph＝7.8～8.0的缓冲溶液，搅拌均匀后超声波振荡10～20min，再加入0.2～0.4g荧光粉，在35～45℃的加热下超声波振荡2.5～3.5h，得到混合溶液；

(2)在1800～2200r/min下对上述混合溶液离心4～6min，取沉淀重溶于100ml、ph＝7.8～8.0的缓冲溶液中得到重溶溶液，在1800～2200r/min下对上述重溶溶液离心4～6min，取所得沉淀并干燥得到荧光手印显现粉。

优选地，所述缓冲溶液由5.59g磷酸氢二钾与0.41g磷酸二氢钾溶于1000ml去离子水中配置而成。

优选地，在步骤(1)中，所述纳米介孔二氧化硅的生成方式包括以下步骤：

a、在34～36℃水浴、持续搅拌条件下，往34～36ml、ph＝4.9～5.1的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中加入0.45～0.55gp123，在溶液变为半透明状后，再加入0.09～0.11gsds，在溶液变为无色透明状后，再加入0.18～0.22mg无水na2so4，搅拌均匀后，再加入0.7～0.9mgtmos，搅拌五分钟，静待溶液由无色透明变为乳白色，继续静置24h；

b、将静置后的乳白色溶液在98～100℃下水热晶化24h，将所得白色沉淀洗涤、除水、干燥，将干燥的白色沉淀在545～555℃下煅烧5～6h，得到白色膨松固体状的纳米介孔二氧化硅。

优选地，在步骤b中，将所得白色沉淀用乙醇和二次水反复洗涤、真空抽滤除水、室温下放置1～2天除水后在35℃下干燥。

本发明进一步公开了上述荧光手印显现粉在显现和提取手印中的应用。

本发明克服现有技术的不足，提供一种荧光手印显现粉及其制备方法与应用，本发明采用软模板法制备纳米介孔二氧化硅，再通过化学方法在5～15份纳米介孔二氧化硅表面结合0.1～0.3份十二烷基磺酸钠，通过静电吸附将2～4份罗丹明b装载至纳米介孔二氧化硅的纳米孔洞中得到荧光手印显现粉；其中，纳米介孔二氧化硅作为其它成分的载体，由于其化学活性较高，易于与其它分子结合，并且纳米介孔二氧化硅比表面面积较大，与手印物质接触面积较大，使得其在显现手印时反应较为充分；十二烷基硫酸钠是增强材料与手印物质结合力的主要成分，该材料为长链双亲分子，经过十二烷基硫酸钠改性的纳米介孔二氧化硅，表面具有很强亲油疏水性的十二烷基链，在遇到陈旧指纹中残留的油脂时，十二烷基链就会紧密且精确地吸附上去，识别度好，灵敏度高；此外，罗丹明b主要作用是使材料具有荧光特性，能有效克服常规材料在自然光下复杂客体表面遗留手印难以观察的缺点。

在本发明中，采用聚合物p123和硫酸钠混合溶液形成的胶束作为模板制备纳米介孔二氧化硅，该纳米介孔二氧化硅具有比表面积大、孔径均一、粒径可控等优势；在此基础上，本发明利用纳米介孔二氧化硅易于被化学修饰的特点，通过化学方法将长链分子十二烷基硫酸钠结合到纳米介孔二氧化硅表面，增强纳米介孔二氧化硅与手印中主要组成成分的结合力，提高手印显现效率；并且，本发明利用纳米介孔二氧化硅比表面积较大的特点，通过静电吸附将荧光粉与纳米介孔二氧化硅相结合，使得该材料具有荧光特性，增强其显现复杂客体表面遗留手印的效果。

相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明荧光手印显现粉能提高陈旧手印和复杂背景客体的手印显现显现效果，对客体材料零损伤，同时成本较低，对环境友好；

(2)本发明荧光手印显现粉能够有效的显现亚光漆面木板上的陈旧油汗混合手印，与传统的试剂显现效果相对比，本发明显现粉刷显的指纹纹线更加清晰，细节特征明显，表面无滞粉现象；

(3)本发明荧光手印显现粉具有良好的荧光呈现效果，较之传统试剂的呈现效果具有明显优势，呈现效果受客体背景的影响小，理论上能够适用于任何客体的潜在指纹显现；

(4)本发明荧光手印显现粉对指纹刷显简单，灵敏度高，易于操作，不会出现显现粉过量导致的指纹纹线模糊，保证了潜在指纹的显现效果和鉴定价值；

(5)本发明荧光手印显现粉的制备过程简单易推广，成本低易量产。

附图说明

图1是单个颗粒纳米介孔二氧化硅的内部结构形态图；

图2是多个颗粒纳米介孔二氧化硅的表面形态图；

图3是市售常用粉末和本发明显现粉对遗留时间长达15天的手印分别进行显现的效果对比图；

图4为将本发明显现粉与市售常用粉末针对不同遗留时间手印显现效果的对比进行表格式总结图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

(1)在35℃水浴、持续搅拌条件下，往35ml、ph＝5的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中加入0.50gp123，在溶液变为半透明状后，再加入0.1gsds，在溶液变为无色透明状后，再加入0.2mg无水na2so4，搅拌均匀后，再加入0.8mgtmos，搅拌五分钟，静待溶液由无色透明变为乳白色，继续静置24h；

(2)将静置后的乳白色溶液在99℃下水热晶化24h，将所得白色沉淀用乙醇和二次水反复洗涤、真空抽滤除水、室温下放置1.5t除水后在35℃下干燥，将干燥的白色沉淀在550℃下煅烧5.5h，得到白色膨松固体状的纳米介孔二氧化硅1。

实施例2

(1)在34℃水浴、持续搅拌条件下，往34ml、ph＝4.9的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中加入0.45gp123，在溶液变为半透明状后，再加入0.09gsds，在溶液变为无色透明状后，再加入0.18mg无水na2so4，搅拌均匀后，再加入0.7mgtmos，搅拌五分钟，静待溶液由无色透明变为乳白色，继续静置24h；

(2)将静置后的乳白色溶液在98℃下水热晶化24h，将所得白色沉淀用乙醇和二次水反复洗涤、真空抽滤除水、室温下放置1t除水后在35℃下干燥，将干燥的白色沉淀在545℃下煅烧5h，得到白色膨松固体状的纳米介孔二氧化硅2。

实施例3

(1)在36℃水浴、持续搅拌条件下，往36ml、ph＝5.1的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中加入0.55gp123，在溶液变为半透明状后，再加入0.11gsds，在溶液变为无色透明状后，再加入0.22mg无水na2so4，搅拌均匀后，再加入0.9mgtmos，搅拌五分钟，静待溶液由无色透明变为乳白色，继续静置24h；

(2)将静置后的乳白色溶液在100℃下水热晶化24h，将所得白色沉淀用乙醇和二次水反复洗涤、真空抽滤除水、室温下放置2t除水后在35℃下干燥，将干燥的白色沉淀在555℃下煅烧5～6h，得到白色膨松固体状的纳米介孔二氧化硅3。

实施例4

(1)将5.59g磷酸氢二钾与0.41g磷酸二氢钾溶于1000ml去离子水中配置成ph＝7.9的缓冲溶液；

(2)将实施例1中制备得到的1.0g纳米介孔二氧化硅1与0.02g十二烷基硫酸钠加入到100ml无水乙醇中，再加入100ml、ph＝7.9的缓冲溶液，搅拌均匀后超声波振荡15min，再加入0.3g荧光粉，在40℃的加热下超声波振荡3h，得到混合溶液；

(3)在2000r/min下对上述混合溶液离心5min，取沉淀重溶于100ml、ph＝7.9的缓冲溶液中得到重溶溶液，在2000r/min下对上述重溶溶液离心5min，取所得沉淀并干燥得到荧光手印显现粉1。

实施例5

(1)将5.59g磷酸氢二钾与0.41g磷酸二氢钾溶于1000ml去离子水中配置成ph＝7.8的缓冲溶液；

(2)将实施例2中制备得到的0.5g纳米介孔二氧化硅2与0.01g十二烷基硫酸钠加入到100ml无水乙醇中，再加入100ml、ph＝7.8的缓冲溶液，搅拌均匀后超声波振荡10min，再加入0.2g荧光粉，在35℃的加热下超声波振荡2.5h，得到混合溶液；

(3)在1800r/min下对上述混合溶液离心4min，取沉淀重溶于100ml、ph＝7.8的缓冲溶液中得到重溶溶液，在1800r/min下对上述重溶溶液离心4min，取所得沉淀并干燥得到荧光手印显现粉2。

实施例6

(1)将5.59g磷酸氢二钾与0.41g磷酸二氢钾溶于1000ml去离子水中配置成ph＝8.0的缓冲溶液；

(2)将实施例3中制备得到的1.5g纳米介孔二氧化硅3与0.03g十二烷基硫酸钠加入到100ml无水乙醇中，再加入100ml、ph＝8.0的缓冲溶液，搅拌均匀后超声波振荡20min，再加入0.4g荧光粉，在45℃的加热下超声波振荡3.5h，得到混合溶液；

(3)在2200r/min下对上述混合溶液离心6min，取沉淀重溶于100ml、ph＝8.0的缓冲溶液中得到重溶溶液，在2200r/min下对上述重溶溶液离心6min，取所得沉淀并干燥得到荧光手印显现粉3。

对比实施例

本对比实施例与上述实施例4基本相同，差别之处在于步骤(2)中，选用市售常用的纳米二氧化硅替换纳米介孔二氧化硅1，并最终得到荧光手印显现粉x。

效果实施例

1、选取实施例1中制备得到的纳米介孔二氧化硅1进行观察，结果如图1～2所示，从图1可以看出，本发明所合成的纳米介孔二氧化硅具有六边型孔状结构，孔径大小为8nm，孔径均一；从图2可以看出，本发明所合成的纳米介孔二氧化硅为类似于六棱柱的多面体结构，颗粒分散度较好，形貌均一度高，颗粒大小在400nm左右。

选取本发明纳米介孔二氧化硅1与市售常用的纳米二氧化硅进行比较可以发现，本发明制备所得纳米介孔二氧化硅具有特殊的纳米孔径与颗粒形态，具体表现为：

(1)本发明纳米介孔二氧化硅具有明显的六边型孔洞结构，可通过合成原料配比的改变，将孔径在6～20nm之间进行调节，而市售常见的纳米二氧化硅材料不具有该结构；

(2)本发明纳米介孔二氧化硅单个颗粒在400nm左右，颗粒大小均一，颗粒呈为类似六棱柱的多面体；市售常见的纳米二氧化硅材料颗粒在2μm到50nm，颗粒粒径分布较宽，颗粒形态不规则；

(3)本发明纳米介孔二氧化硅表面带有较多的oh，利于后续进行sds化学改性；而市售常见的纳米二氧化硅材料表面化学基团较为复杂，不利于对其进行化学改性。

2、市售常用粉末与本发明显现粉的手印显现效果比较

选取实施例4制备得到的荧光手印显现粉1、现有的金粉、银粉、磁性粉进行手印显现实验比较；其中，金粉为金色指纹粉，产品编号为no.2003，购于北京布兰特警用装备有限责任公司；银粉为银色指纹粉，产品编号为no.2007，购于北京布兰特警用装备有限责任公司；磁性粉为黑色磁性粉，产品编号为no.2013，购于北京布兰特警用装备有限责任公司。具体操作过程为使用灰鼠毛刷刷显汗液手印；利用毛刷蘸取适量的粉末，然后将毛刷轻提至怀疑留有手印位置，用毛刷前端带有粉末的部分按顺时针方向轻扫客体表面，使得粉末能够均匀地散布在客体表面；待手印轮廓显现出来后，再用毛刷沿着手印的纹线方向轻轻扫动；在自然光或者合适的光照条件下观察，并利用微距相机对样本显现结果进行固定。

实验结果如图3～4所示。从图3中可以看出，现在市售常用的金粉、银粉、磁性粉针对15天手印的显现效果较差，手印纹线出现明显的黏连，纹线细节损失较多，特征点数量不足，无法达到手印比对鉴定标准；本发明显现粉的显现效果明显优于市售常用粉末，纹线清晰不变形，纹线细节明显，放大局部可观察到手印纹线中的汗孔结构，特征点数量较多，达到手印比对鉴定标准。

图4中，“+”代表可以显现出手印轮廓；“++”代表可以显现出纹线，但纹线不清晰；“+++”代表可以显现出手印纹线，纹线较清晰，但细节特征不明显；“++++”代表手印纹线清晰，细节特征明显；“+++++”代表手印纹线清晰，细节特征明显，纹线中可见到微小的汗孔结构。从图4中可以看出，市售常用粉末对手印显现的效果与手印遗留时间呈反比，手印遗留时间越长，显现效果越差；本发明显现粉对于手印显现效果好，稳定性高，15天以内的手印遗留时间对手印显现效果没有影响。

3、对比实施例制备的荧光手印显现粉x与本发明显现粉的手印显现效果比较

本发明显现粉1与显现粉x的区别表现在于：

(1)本发明显现粉1颗粒形态均一，在显现手印时，手印纹线更加完整，清晰，不会出现明显的断点；显现粉x颗粒形态不均一，在显现手印时，手印纹线存在明显的断点；

(2)本发明显现粉1的比表面积比显现粉x更大，由于显现粉1本身具有六边型孔状结构，荧光物质装载能力更强，荧光效率远高于显现粉x，在手印显现时荧光效果更佳。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。