一种蛋白质保护的荧光金纳米簇显现潜指纹的方法
【专利摘要】本发明涉及利用牛血清蛋白保护的荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，属于指纹鉴别【技术领域】。本方法以牛血清蛋白作为还原剂和保护剂，水浴法合成了金纳米簇，利用该纳米材料的近红外荧光发射性能，对聚偏二氟乙烯（PVDF）膜和胶带基底上的潜指纹进行标记和显现。具体包括：以牛血清蛋白、氯金酸和氢氧化钠为反应原料，制得金纳米簇溶液；将新鲜的指纹检材经浸润、清洗，紫外灯照射下，利用荧光成像系统拍得指纹显现图像。本发明利用的金纳米簇具有很强的荧光性和稳定性，且与指纹残留物有很强的结合能力。该显现方法操作快捷，试剂安全环保，显现效率、准确度、灵敏度及重复性均比较理想。因此，该发明在指纹鉴别领域具有很好的应用前景。
【专利说明】一种蛋白质保护的荧光金纳米簇显现潜指纹的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及采用牛血清蛋白保护的荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，属于指纹鉴别【技术领域】。
【背景技术】
[0002]人手掌面皮肤存在许多大小、深浅不同的花纹，包括乳突花纹、屈肌褶纹、伤疤等等，这种纹路统称为指纹。人的指纹具有终生不变且人各不同的特点。因此，它被认为是进行个人识别最可靠的方法之一，并被广泛应用于众多领域:如公安司法机关破案；银行身份凭证；遗传性疾病诊断等等。
[0003]自指纹显现技术应用100多年以来，各种新的显现方法不断涌现。如粉末法、小颗粒悬浮液法、水合茚三酮及其衍生物法、氰基丙烯酸盐(502胶)熏显法、真空金属沉积法、多金属沉积法、光致发光法等等。
[0004]然而，传统显现方法也存在一些缺点。如粉末法和有机染料显现法，对操作人员身体健康有危害；真空金属沉积法对设备要求苛刻；多金属沉积法操作复杂等等。
[0005]光致发光法是近几十年发展起来的新型指纹显现方法，是目前指纹现场提取的主要方法之一。荧光染料早期主要为有机染料，如罗丹明6G、甲基蓝、龙胆紫等；近几年荧光纳米颗粒被应用于指纹显现，如分子包覆的硫化镉、硒化镉、碲化镉、三氧化二铝及氧化锌纳米颗粒等。由于荧光染料与手印残留物的选择性结合较差，因而在指纹提取过程中，显现的指纹纹路不清晰、假特征偏多、反差较小，从而对指纹识别产生一定负面影响。并且，用于指纹显现的试剂或为有机物或存在重金属离子，对操作人员的身体健康也产生很大威胁。
[0006]近几年来，随着纳米颗粒的广泛应用，在指纹显现方面有机染料也有被荧光纳米颗粒逐渐替代的趋势，由 于 其颗粒直径小于Inm时会表现出特殊的理化性质，而且纳米荧光染料在发光方面克服了有机荧光染料的一些缺点。但目前的纳米荧光染料仍存在很多不足:(I)荧光量子产率低，(2) —些纳米颗粒对人体有伤害，(3)发光寿命短，(4)水溶性差，
(5)制备过程繁杂等等。
[0007]金纳米颗粒具有独特的光学性质、丰富的表面修饰、无生物毒性和良好的稳定性，很早就用于潜指纹的显现，主要方法为多金属沉积和单金属沉积以及作为抗体的载体增强荧光强度。常用的金纳米颗粒粒径为3-20nm，早期利用金属沉积方法获得的指纹图像脊线为灰黑色。此后，经过改进沉积方法，显现指纹图像为深蓝色，对比度较之前有所增强。但目前尚无荧光金纳米颗粒用于潜指纹显现的报道。
[0008]纳米簇是一种由几个到几十个原子构成的纳米粒子,其尺寸小于lnm。牛血清蛋白保护的金纳米簇是一种稳定、荧光性强、生物兼容性好的纳米材料，其合成步骤简单、水溶性好。由于外层包覆的蛋白质易于在手印残留物处吸附，所以在指纹显现中，可以对脊线部分特异性标记。在紫外灯照射下，金纳米簇在较宽波长范围下可以发出强烈的红色荧光，形成清晰的指纹图像。并且长时间储存的溶液，荧光强度没有显著下降，对于指纹显现的工作可以重复使用，增强了显现过程的便捷性。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是改进现有指纹显现技术的不足，发展基于新的荧光纳米材料的指纹显现新方法。首次采用蛋白质保护的荧光金纳米簇对潜指纹进行标记并显现。本发明方法操作简便，无毒环保，灵敏度高、重复性好，试剂荧光性能稳定。
[0010]本发明提出一种采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特点在于，以金纳米簇为荧光试剂，牛血清蛋白为保护剂和还原剂。利用该纳米材料在紫外灯照射下的荧光发光性能，与基底颜色形成反差，对潜指纹进行显现。
[0011]该方法具体包括以下步骤:
[0012]I)以牛血清蛋白、三水合氯金酸和氢氧化钠为原料，制得金纳米簇溶液作为显现剂；
[0013]2)志愿者将手洗干净，在检材上按压得到新鲜的油潜指纹；
[0014]3)将指纹客体检材浸入步骤I)制得的金纳米簇溶液中或滴加该溶液到检材表面,反应一段时间；
[0015]4)将样品取出后用去离子水冲洗掉残留显现液后将其置于暗室中，在365nm的紫外光源照射下，红色荧光的指纹可以被清楚的观察到。拍照获取指纹图像。
[0016]上述步骤I)具体包括以下步骤:
[0017](I)将牛血清蛋白溶于超纯水，配置成50mg/mL的溶液；将三水合氯金酸溶于超纯水，配置成IOmM的溶液。
.[0018](2)将上述两溶液各取2mL混合，在37°C水浴中用磁力搅拌器强烈搅拌。
[0019](3)反应2min后,逐滴加入IM的氢氧化钠溶液约0.2mL,调节pH值为12。
[0020](4)在37°C水浴磁力搅拌下，反应12个小时，制备得到棕红色的金纳米簇溶液。在紫外灯照射下，该溶液可以发射出近红外荧光。
[0021]上述步骤2)具体包括以下步骤:
[0022]志愿者先将手用肥皂洗干净、晾干，使指尖与鼻梁或额头处接触后，用手指以适度的力量按压在对聚偏二氟乙烯(PVDF)膜和胶带基底上，得到新鲜的油潜指纹。
[0023]上述步骤3)具体包括以下步骤:
[0024]取制备好的金纳米簇溶液0.2mL左右，均匀的滴在指纹检材表面，静置反应一段时间，荧光金纳米簇标记在油指纹上。
[0025]上述步骤4)具体包括以下步骤:
[0026](I)指纹标记后，用去离子水将残留在样品表面的溶液冲干净。
[0027](2)将冲洗后的指纹样品置于暗室中，在365nm的紫外光源照射下，可以清楚地观察到发出红色荧光的指纹图案。
[0028](3)将标记好的指纹样品置于荧光成像仪中，在365nm的紫外光源照射下，拍照获取指纹图像。
[0029]本发明利用荧光金纳米簇对潜指纹进行显现，丰富了指纹显现的新荧光试剂种类，完善了光致发光技术在指纹显现方面的应用。该方法具有以下优点:
[0030](I)由于金纳米簇荧光很强，指纹显现的灵敏度高，重复性好；
[0031](2)显现后采集的指纹图像分辨率高，可以提供二级水平，甚至三级水平的指纹信息；
[0032](3)牛血清蛋白保护的金纳米簇无毒、生物相容性好、试剂稳定，对操作人员的身体健康伤害小；
[0033](4)该发明中的金纳米簇荧光试剂制备工艺简单；
[0034](5)指纹显现过程的操作简单、显现快速，可用于半渗透性或非渗透性客体。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为采用本发明方法的荧光金纳米簇溶液显现的新鲜潜指纹效果图。a为PVDF膜表面的潜指纹的显现效果对比图，b为胶带表面的潜指纹的显现效果对比图，上半部分为未标记区域，下半部分为金纳米簇溶液标记显现区域。
[0036]图2为胶带表面的潜指纹显现效果对比图。a为仅仅用牛血清蛋白标记显现的潜指纹，b为用牛血清蛋白保护的金纳米簇显现的潜指纹，上半部分为未标记区域，下半部分为溶液标记显现区域。
【具体实施方式】
[0037]以下结合实例来进一步说明本发明，此实例仅用于具体 说明，而不仅限于本发明的实际应用范围。
[0038]I)以牛血清蛋白、三水合氯金酸和氢氧化钠为原料，制得金纳米簇溶液作为显现剂；
[0039]2)志愿者将手洗干净，在检材上按压得到新鲜的油潜指纹；
[0040]3)将指纹客体检材浸入步骤I)制得的金纳米簇溶液中或滴加该溶液到检材表面,反应一段时间；
[0041]4)将样品取出后用去离子水冲洗掉残留显现液后将其置于暗室中，在365nm的紫外光源照射下，红色荧光的指纹可以被清楚的观察到。拍照获取指纹图像。
[0042]上述步骤I)具体包括以下步骤:
[0043](I)将牛血清蛋白溶于超纯水，配置成50mg/mL的溶液；将三水合氯金酸溶于超纯水，配置成IOmM的溶液。
[0044](2)将上述两溶液各取2mL混合，在37°C水浴中用磁力搅拌器强烈搅拌。
[0045](3)反应2min后,逐滴加入IM的氢氧化钠溶液约0.2mL,调节pH值为12。
[0046](4)在37°C水浴磁力搅拌下，反应12个小时，制备得到棕红色的金纳米簇溶液。在紫外灯照射下，该溶液可以发射出近红外荧光。
[0047]上述步骤2)具体包括以下步骤:
[0048]志愿者先将手用肥皂洗干净、晾干，使指尖与鼻梁或额头处接触后，用手指以适度的力量按压在对聚偏二氟乙烯(PVDF)膜和胶带基底上，得到新鲜的油潜指纹。
[0049]上述步骤3)具体包括以下步骤:
[0050]取制备好的金纳米簇溶液0.2mL左右，均匀的滴在指纹检材表面，静置反应一段时间，荧光金纳米簇标记在油指纹上。以PVDF膜为基底的样品静置5秒即可；以指纹胶带为基底的样品静置3分钟为佳。
[0051]上述步骤4)具体包括以下步骤:[0052](I)指纹标记后，用去离子水将残留在样品表面的溶液冲干净。
[0053](2)将冲洗后的指纹样品置于暗室中，在365nm的紫外光源照射下，可以清楚地观察到发出红色荧光的指纹图案。
[0054](3)将标记好的指纹样品置于荧光成像仪中，在365nm的紫外光源照射下，拍照获取指纹图像。.
【权利要求】
1.一种采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特点在于，以牛血清蛋白作为保护剂，金纳米簇为荧光试剂，利用金纳米簇的近红外荧光发射性能，与背景形成视觉反差，对潜指纹进行高灵敏地显现；步骤如下: 1)以牛血清蛋白、三水合氯金酸和氢氧化钠为原料，制得金纳米簇溶液作为显现剂； 2)志愿者将手洗干净，在检材上按压得到新鲜的油潜指纹； 3)将指纹客体检材浸入步骤I)制得的金纳米簇溶液中或滴加该溶液到检材表面，反应一段时间； 4)将样品取出用去离子水冲洗掉残留显现液后将其置于暗室中，在365nm的紫外光源照射下，红色荧光的指纹可以被清楚的观察到，拍照获取指纹图像。
2.根据权利要求1所述的采用荧光金纳米簇显现潜指纹的采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特征是:所述步骤I)具体包括: (1)将牛血清蛋白溶于超纯水，配置成50mg/mL的溶液；将三水合氯金酸溶于超纯水，配置成IOmM的溶液； (2)将步骤(I)所述牛血清蛋白溶液和三水合氯金酸溶液各取2mL混合，在37°C水浴中用磁力搅拌器强烈搅拌； (3)反应2min后,逐滴加入IM的氢氧化钠溶液0.2mL,调节pH值为12 ； (4)在37°C水浴磁力搅拌下，反应12个小时，制备得到棕红色的金纳米簇溶液。在紫外灯照射下，该溶液可以发射出近红外荧光。`
3.根据权利要求1所述的采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特征是:所述的显现剂溶液中金纳米簇的直径小于lnm。
4.根据权利要求1所述的采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特征是:所述的显现剂溶液中金纳米簇是由牛血清蛋白保护的。
5.根据权利要求1所述的采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特征是:所述步骤2)具体包括:志愿者先将手用肥皂洗干净、晾干，使指尖与鼻梁或额头处接触后，用手指以适度的力量按压在对聚偏二氟乙烯膜和胶带基底上，得到新鲜的潜指纹。
6.根据权利要求1所述的采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特征是:所述的检材基底是对聚偏二氟乙烯膜为代表的半渗透性客体和胶带为代表 的非渗透性客体。
7.根据权利要求1所述的采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特征是:所述步骤3)具体包括:移取制备好的金纳米簇溶液0.2mL左右，均匀的滴在指纹检材表面，静置反应一段时间，金纳米簇标记在潜指纹上。
8.根据权利要求1所述的采用荧光金纳米簇显现潜指纹的方法，其特征是:所述步骤4)具体包括: (1)指纹标记后，用去离子水将残留在样品表面的溶液冲干净； (2)将冲洗后的指纹样品置于暗室中，在365nm的紫外光照射下，可以清楚地观察到发出红色荧光的指纹图案。拍照获取指纹图像。
【文档编号】A61B5/117GK103431867SQ201310364617
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】张美芹, 朱雨, 刘守亮, 于溪, 王美玲, 魏千惠, 张学记 申请人:北京科技大学