[发明专利]二氧化硅及聚苯乙烯功能化颗粒用于潜指纹显现的方法

说明书

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及二氧化硅和聚苯乙烯微米胶球及其功能化微米颗粒的制备及其用于不同表面潜指纹显现的方法，。

背景技术

指纹在法庭科学和刑事诉讼过程中，起着重要的证据作用。然而，在各类犯罪案件中，犯罪分子采用的作案手段越来越阴险、越隐蔽。在犯罪现场出现的指纹常是潜在的，需要用一些显现方法才能观察其纹路结构。因此，科学正确地发现、提取、显现鉴定指纹，对于案件的侦查和惩治犯罪，具有重要的实践作用和不可估量的社会价值。

1877年，法国医生Aubert利用硝酸银显现出纸上的汗液指纹以来，指纹显现已成为一门综合运用物理、化学、生物等学科知识和技术的专业技术。目前应用于现场生物印迹显现的方法主要有：光学显现法、物理显现法和化学显现法、多金属沉积显现法等。其中将光致发光法作为潜指纹显现的研究开始于1976年。对于潜指纹中的有机物成分，如油脂、氨基酸等，在相当多的情况下，要求采用的显现方法应当具备特别高的灵敏度。虽然已经存在很多显现技术，但无毒和高灵敏度现场生物印迹显现技术的研发仍为法庭科学研究的重点和世界各国刑事技术人员的努力方向。

Frederick J.Rowell利用四乙氧基硅烷(或四甲氧基硅烷)和苯基三乙氧基硅烷混合水解反应，并将染料等加入共同反应得到疏水的二氧化硅颗粒，用于检测指纹取得了好的效果[Brenden J.Theaker，Katherine E.Hudson，Frederick J.Rowell，Forensic Sci.Int.2008，174，26-34]。Kwan H.Cheng将Eu³⁺离子掺杂二氧化硅形成复合物，利用荧光显现潜指纹[Li Liu，Simerjeet K.Gill，Yanping Gao，Louisa J.Hope-Weeks，Kwan H.Cheng a，Forensic Sci.Int.2008，176，163-172]。

发明内容

本发明的目的是制备二氧化硅和聚苯乙烯及其功能化微米颗粒，实现将不同客体表面潜指纹显现的方法。

本发明采用经典的方法并改进，利用TEOS在碱性条件下水解一步合成二氧化硅单分散胶球或掺杂染料的荧光二氧化硅胶球，或在二氧化硅单分散胶球为模板制备的核壳结构。本发明还利用乳液聚合法制备了聚苯乙烯单分散胶球。并用以上材料，分别通过干粉刷显法和湿法浸泡来显现不同表面的潜指纹。

二氧化硅微球粉末及其核壳结构：

(一)一步合成的二氧化硅微球

1、单分散二氧化硅微球粉末的制备：配制2ml-10ml的正硅酸乙酯(即四乙氧基硅烷TEOS)加入15ml-50ml乙醇溶液中(溶液一)，和5-20ml的氨水，10-30ml乙醇，2-10ml水的混合溶液(溶液二)，常温下，两溶液在快速的电动搅拌下迅速混合，反应2-20小时后，将得到的产物离心，并用二次水清洗，烘干，便得到白色二氧化硅微球粉末。二氧化硅微球粒径的大小可由溶液中TEOS，氨水，水的比例的不同来调节，得到的尺寸范围可在10-100微米之间。

使用时，用毛刷蘸少量粉末，轻轻刷印有潜指纹的各种表面，包括玻璃片、塑料瓶、易拉罐、铜片、铝箔、桌子或实验台表面，即可观察到显现的白色指纹纹路，用数码相机拍照取数据即可。

也可用溶液法显现，将一定量(质量体积比W/V为0.5-3％)的粉末放入水中，加少量乙醇，超声2-3分钟，将印有潜指纹的样品放入分散液中浸泡，5-20分钟后取出晾干，即可看到显现清晰的指纹图象，用数码相机拍照取数据即可。

2、荧光二氧化硅球，包覆染料分子的二氧化硅微球粉末的制备，以罗丹明B(RB)、蕃红花红(ST)为例：

将0.02-1g染料分子(以罗丹明B、蕃红花红为例)溶于2-18ml水，加入10-35ml乙醇和8-15ml氨水配制成混合溶液(溶液一)，将2ml-10ml的TEOS加入15-50ml的乙醇溶液(溶液二)，在电动搅拌的条件下，将二溶液迅速混合，反应2-20小时后，将得到的产物离心，并用二次水清洗，烘干，得到包覆染料分子的荧光二氧化硅微球粉末(RB/SiO₂、ST/SiO₂)。二氧化硅微球粒径的大小可由溶液中TEOS，氨水，水的比例的不同来调节，得到的粒径尺寸可在10-100微米范围。采用方法一步合成，将染料分子直接包覆在单分散二氧化硅微球内部，成为荧光二氧化硅微球，染料分子可以根据不同的要求来选择。