荧光硅纳米颗粒及其在汞离子检测和指纹显现中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种荧光硅纳米颗粒及在汞离子检测和指纹显现中的应用，用具有荧光性质的硅纳米颗粒作为显现材料显现潜指纹和作为荧光探针对汞离子进行检测。利用叶酸作为还原剂将3‑氨丙基三甲氧基硅烷还原，制备了具有荧光发射的硅纳米颗粒。在紫外灯下，具有荧光性质的硅纳米颗粒可以作为显现试剂来显现潜指纹，显现结果清晰，制备方法简单，材料无毒，成本低，适用于各种客体表面的潜指纹显现，在紫外灯下，在黑色基底下也能清楚显现潜指纹。具有荧光性质的硅纳米颗粒可以作为荧光探针检测水环境下的汞离子，检测的灵敏度高，选测性高，制备简单，材料无毒，成本低等优点。

Fluorescent silica nanoparticles and their application in the detection of mercury ions and the fingerprints

The invention discloses an application of fluorescent silica nanoparticles and the mercury ion detection and fingerprint of silicon nanoparticles with fluorescence properties as the material of latent fingerprints and appear as fluorescent probes for mercury ion detection. The use of folic acid as a reducing agent 3 aminopropyltrimethoxysilane reduction, were prepared with silica nanoparticles fluorescence emission. Under UV light, silicon nanoparticles with fluorescence properties can be used as a reagent to show the latent fingerprints, the results clearly show that the preparation method is simple, non-toxic, low cost, suitable for all kinds of latent fingerprints on the surface of the object appears in the ultraviolet lamp, also can clear latent fingerprints on the black substrate. The silicon nanoparticles with fluorescent properties can be used as fluorescent probes to detect mercury ions in water environment, which has the advantages of high sensitivity, high selectivity, simple preparation, non-toxic materials, low cost and the like.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学及检测
，具体涉及荧光硅纳米颗粒及其用于显现潜指纹和检测汞离子的方法。
技术介绍
人的指纹是由遗传和环境共同作用的，由于指纹重复率极低，大约150亿分之一，故称其为“人体身份证”。对于遗留在客体表面上的指纹的提取和鉴定是侦破案件的重要的依据；在事故的凋查和处理中，一些事故或自然灾害的受难者或死亡者，因伤势或其他原因用肉眼无法辨认时，提取他们的指纹，往往能提供确切的识别；在民事活动中，将个人的指纹数据输入身份证、信用卡和图书借书卡中，可用来识别登记注册者与持有者是否同；随着科学技术的发展指纹识别技术不仅应用在门禁，考勤系统中，市场上有了更多识别指纹的应用：如笔记本电脑，手机，汽车，银行支付都可应用指纹识别技术。在临床医学中指纹可为筛查和诊断疾病提供信息和依据；随着计算机技术的普及和指纹自动识别系统的应用，指纹技术即将在人们的生活中得到越来越广泛的应用。目前应用于现场指纹显现的方法主要有：物理显现法，物理化学显现法，化学显现法，光学检验法，热处理法。尽管有大量的潜指纹的显现方法，但是在实际应用中依然存在一些特殊情况，无法充分表征得到指纹。例如：粉末显现法，刷显时对指纹造成了不可恢复性的破坏，并且，粉末颗粒对于长期从事指纹鉴定的工作人员有较强的毒副作用。荧光显现法具有特殊的优势，可以显现一些分辨不明显的背景表面的潜指纹，目前使用的光致发光技术同时产生的背景荧光对常规的光致发光生物印迹识别的干扰很大，难达到预期的要求。因此，无毒化和高灵敏度现场生物印迹显现技术的研发已成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。此外，重金属污染对环境以及人类健康造成危害，检测水生态系统中的重金属离子变成了一个重要的研究。其中，汞是一种高毒性且在环境中污染相当普遍的重金属离子汞接触可以不同程度上造成一系列有害影响，如大脑损伤，肾脏衰竭，神经系统及免疫系统伤。汞在工厂污染，固体垃圾，矿上废水等环境污染中广泛存在。目前应用于对汞离子的检测的方法主要有：分光光度法，原子发射光谱法，原子吸收光谱法，原子荧光光谱法，生物传感器法等。这些方法往往存在仪器昂贵，分析周期长样品预处理复杂检测费用昂贵等问题，已经难以适应汞离子检测方便快捷灵敏度等方面的要求。硅纳米颗粒具有独特光学性能，与微电子工艺兼容，生物相容性好，表面活性高等优异性质，在生物呈像，光电器件，纳米催化等多领域有着巨大的应用潜力，从而成为目前国际硅材料研究的前沿领域。本专利技术制备的具有荧光性质的硅纳米颗粒由于它特有的光学性质，将其作为显现试剂显现潜指纹，显现过程快操作简单，材料易储存并且材料成本很低，从制备到显现过程中无任何毒副作用，适于大规模应用，将其作为荧光探针检测水环境下的汞离子的检测，检测的灵敏度高，选择性高，制备简单，材料无毒，成本低等优点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种荧光硅纳米颗粒，用这种具有荧光性质的硅纳米颗粒作为荧光探针可检测汞离子，可以显现潜指纹。荧光硅纳米颗粒，它是3-氨丙基三甲基硅烷用还原剂还原后，用水稀释50-500倍，透析袋内透析，得到的荧光硅纳米颗粒；所述的还原剂为谷胱苷肽、牛血清白蛋白、抗坏血酸钠或羧酸；所述的还原剂为叶酸；所述的还原，是将4-6mL的3-氨丙基三甲基硅烷，2.0-5.0mL的50-100mM叶酸水溶液，分别依次加入到6-10mL的超纯水中，混合；在15-70℃条件下，静置10-50分钟；透析袋内透析12-24小时，得到纯化的硅纳米颗粒，用水稀释50-500倍测试荧光光谱。荧光硅纳米颗粒在汞离子检测中的应用。荧光硅纳米颗粒检测汞离子的方法，它包括：1）荧光硅纳米颗粒用水稀释100-500倍，制成荧光硅纳米颗粒溶液；2）除去样品水溶液不溶性杂质，与荧光硅纳米颗粒溶液等体积混合；3）紫外线光激发，荧光分光光度计检测。荧光硅纳米颗粒在指纹显现中的应用。荧光硅纳米颗粒指纹显现的方法,它包括：1）荧光硅纳米颗粒用水稀释50-500倍，制成荧光硅纳米颗粒溶液；2）加到可能存在指纹和\\或潜指纹样品的基底表面；3）凝固后，紫外线光激发。本专利技术提供了荧光硅纳米颗粒及在离子检测和指纹显现中的应用，用具有荧光性质的硅纳米颗粒作为显现材料显现潜指纹和作为荧光探针对汞离子进行检测。利用叶酸作为还原剂将3-氨丙基三甲氧基硅烷还原，制备了具有荧光发射的硅纳米颗粒。在紫外灯下，具有荧光性质的硅纳米颗粒可以作为显现试剂来显现潜指纹，显现结果清晰，制备方法简单，材料无毒，成本低，适用于各种客体表面的潜指纹显现，在紫外灯下，在黑色基底下也能清楚显现潜指纹。具有荧光性质的硅纳米颗粒可以作为荧光探针检测水环境下的汞离子，检测的灵敏度高，选测性高，制备简单，材料无毒，成本低等优点。本专利技术具有如下优点：1.灵敏高、快速、易操作，制备简单，成本低。2.合成、检测过程无任何毒副作用。3.不破坏潜指纹的潜在信息，不影响潜指纹的DNA鉴定。附图说明图1.具有荧光性质的硅纳米颗粒的荧光的激发和发射光谱图以及在自然光和紫外灯下的照片；图2.具有荧光性质的硅纳米颗粒与不同的离子混合的荧光光谱图(图a)及在紫外灯下的照片（图b）；图3.具有荧光性质的硅纳米颗粒显现的潜指纹图片（a.叶酸还原的硅纳米颗粒显现硅片表面潜指纹的图片，b.叶酸还原的硅纳米颗粒显现凹凸不光滑基底表面潜指纹的图片，c.抗坏血酸还原的硅纳米颗粒硅片表面潜指纹的图片）；本专利技术具有如下优点：1.灵敏高、快速、易操作，制备简单，成本低。2.合成、检测过程无任何毒副作用。3.不破坏潜指纹的潜在信息，不影响潜指纹的DNA鉴定。具体实施方式实施例1：具有荧光性质的硅纳米颗粒的制备首先在常温下配制100mM的叶酸水溶液，然后将4.0mL的3-氨丙基三甲基硅烷，与2.0mL的100mM叶酸水溶液分别依次加入到10mL的超纯水中，充分混合后，在25℃下静置30分钟，叶酸溶液与3-氨丙基三甲基硅烷互溶，混合溶液变为黄色澄清的溶胶状溶液。将所制备的硅纳米颗粒溶液转移到分子量为1000的透析袋内透析24小时，得到纯化的硅纳米颗粒，将硅纳米颗粒溶液用水稀释50-500倍，稀释后溶液在紫外灯下发蓝色的荧光。荧光分光光度计（型号：PerkinElmerLS-55）测其荧光谱，在330-370nm处激发，在450nm处有发射峰（如图1）。在荧光硅纳米颗粒的制备过程中，还原剂叶酸可以用谷胱苷肽、牛血清白蛋白、抗坏血酸钠等具有还原性的小分子蛋白、羧酸替换，不同还原剂会制备出不同的荧光发射的硅纳米颗粒，例如：用抗坏血酸钠作为还原剂得到的硅纳米颗粒在紫外光源下呈现绿色荧光，测其荧光光谱，在350-400nm处激发，在450-510nm处有发射峰。实施例2：用具有荧光性质的硅纳米颗粒作为荧光探针检测汞离子用具有荧光性质的硅纳米颗粒作为荧光探针检测汞离子，检测时，取用水稀释100-500的倍硅纳米颗粒溶液作为荧光检测探针，从自然界的水体中采集水样如湖水等来进行重金属汞离子的测试，采集的水样用0.2μm的滤膜首先过滤，除去不溶性杂质。然后将样品与硅纳米颗粒荧光探针等体积混合，若存在重金属汞离子，硅纳米颗粒荧光探针的荧光与空白样品相比，会发生明显的荧光淬灭，用荧光分光光度计对样品进行测试，得到测试样品的荧光光谱，存在汞离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
荧光硅纳米颗粒，它是3‑氨丙基三甲基硅烷用还原剂还原后，透析袋内透析，用水稀释50‑500倍，得到的荧光硅纳米颗粒；所述的还原剂为谷胱苷肽、牛血清白蛋白、抗坏血酸钠或羧酸。

【技术特征摘要】
1.荧光硅纳米颗粒，它是3-氨丙基三甲基硅烷用还原剂还原后，透析袋内透析，用水稀释50-500倍，得到的荧光硅纳米颗粒；所述的还原剂为谷胱苷肽、牛血清白蛋白、抗坏血酸钠或羧酸。2.根据权利要求1所述的荧光硅纳米颗粒，其特征在于：所述的还原剂为叶酸。3.根据权利要求1或2所述的荧光硅纳米颗粒，其特征在于：所述的还原，是将4-6mL的3-氨丙基三甲基硅烷，2.0-5.0mL的50-100mM叶酸水溶液，分别依次加入到6-10mL的超纯水中，混合；在15-70℃条件下，静置10-50分钟；透析袋内透析12-24小时，用水稀释50-500倍，得到纯化的硅纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的荧光硅纳米颗粒在...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴芳，祝宝雅，李双，任国娟，杨明瑞，曲凤玉，
申请(专利权)人：哈尔滨师范大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23