一种用荧光探针检测指纹的方法技术

一种用荧光探针检测指纹的方法，属于荧光探针分子检测领域。选取合适的有机配体，通过偶联反应制备出具有荧光性质的共价有机聚合物探针材料，该材料综合了荧光法和喷粉法的优势，通过粉末喷涂的方式不仅可以检测出沉积在不同材质上的潜在指纹，还可以检测出旧指纹和被水冲刷过的指纹。本检测方法操作简单易行，拥有较高的选择性和灵敏性，可以就地检测。

A fingerprint detection method using fluorescence probe

A method for detecting fingerprints by fluorescent probes belongs to the field of fluorescent probe molecular detection. Covalent organic polymer probe materials with fluorescent properties were prepared by coupling reaction with suitable organic ligands. The materials synthesized the advantages of fluorescence method and powder spraying method. The latent fingerprints deposited on different materials can be detected by powder spraying, and the old fingerprints and washed by water can also be detected. Fingerprints. The detection method is simple and easy to operate with high selectivity and sensitivity, and can be detected locally.

【技术实现步骤摘要】
一种用荧光探针检测指纹的方法
本专利技术涉及一种由共价有机聚合物材料荧光传感检测指纹的新方法，属于荧光探针分子检测领域。
技术介绍
人的指纹是手指末端指腹上的突起的纹路，是由遗传因素和环境因素共同作用的，除此以外，也和人体的健康状况有关，所以每个人的指纹是不一样的，因此指纹又被称为“人体身份证”。当指纹接触物体表面时，通过汗液或者油状物可以将指纹的纹路转移到物体表面，留下脊纹的图案，在日光下这种图案不能被人直接用肉眼识别，因而这种无形的图案被称为潜在指纹(LatentFingerprints,LFPs)。在犯罪现场发现的潜在指纹被认为是法医调查和刑事司法中必不可少的物理间接证据，因为每个人的脊形特征都是独特的，因此在破解任何刑事案件和准确识别犯罪嫌疑人过程中潜在指纹可以发挥重要的作用。另外，潜在指纹在我们的日常生活中可以用于许多其他目的，例如安全检查，访问控制，生物测定证明等等。因此，潜在指纹的可视化检测具有非常重要的意义，也激起了广大科研人员的浓厚兴趣。目前，检测潜在指纹的方法有多种，如吸收光谱分析法、电化学法、茚三酮喷雾、粉末喷粉、碘/氰基丙烯酸酯发烟、真空金属沉积等。虽然这些方法都能使潜在指纹显现出来，但是其中有的方法操作繁琐，需要对样品的进行预/后处理；有的则对潜在指纹的检测选择性较低。而荧光分析法操作简便，信号直观、灵敏度高、选择性好，实时原位检测，因此，得到人们的极大的关注。多孔有机材料(CovalentOrganicMaterials,COMs)是一类由有机结构单元通过共价键构筑形成的具有微孔或者中孔结构的新型高分子材料，它的合成与应用在近几年蓬勃发展起来，在荧光传感检测金属离子、爆炸物和小分子物质等的报道居多。王为课题组报道的基于硫醚的COF-LZU8可以选择性检测和移除水溶液中的Pb2+(DingSY.,et.al.J.Am.Chem.Soc.2016,138(9):3031-3037)；鲜跃仲课题组报道了通过液相剥离法制备的共价有机纳米片来选择性荧光淬灭检测2,4,6-三硝基苯酚(ZhangC.,etal.ACSAppl.Mater.Inter.2017,9(15):13415-13421)；江东林课题组通过层内共价键以及层间π-π作用合成了具有AIE性质的COFs，并将其应用于氨的检测(DalapatiS.,etal.J.Am.Chem.Soc.2016,138(18):5797-5800)。共价有机聚合物(CovalentOrganicpolymer,COP)材料作为多孔有机材料家族中新兴的一员,由于其具有可调的孔结构、永久的孔隙性、较大的比表面积、良好的化学稳定性，使其在气体分离与存储、染料敏化太阳能电池、催化剂、以及生物传感等领域展现出了重要的应用价值，也引起了广大科研工作者的研究热潮。另一方面，共价有机材料具有丰富的可扩展的π-π共轭结构、良好的水热稳定性和可调的发光颜色而使其成为更好的发光材料的候选者。先前，我们组也报道过一些关于荧光探针传感检测的工作。向中华等人合成了三种COP材料(COP-2,COP-3，COP-4)，并将其用来传感检测爆炸物和小分子物质(Macromol.RapidCommun.2012,33,1184-1190)；桑楠楠等合成了两种COP材料(COP-301和COP-401)，可以高效传感检测苦味酸PA(Sang.,et.al.J.Mater.Chem.A,2015,3,92–96)；郭琳等合成了不同官能团修饰的COP材料来探究官能团对于荧光探针检测的影响，磺酰氯基官能化以后的COP材料可以通过颜色变化检测出氯仿。然而到目前为止未见COP材料关于检测LFPs的报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对上述的研究现状而提供具有荧光的COP材料。本专利技术所要解决的第二个技术问题是这种COP材料能够检测出沉积在不同材质表面的指纹。本专利技术所要解决的第三个技术问题是这种COP材料不仅能够高选择性和灵敏性检测新鲜的潜在指纹，还能对旧指纹和水冲刷过后的潜在指纹清晰成像。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：采用偶联反应合成多孔共价有机聚合物(CovalentOrganicPolymer,COP)并将其作为荧光探针来进行指纹检测。选用以下有机配体中的一种或几种作为多孔共价有机聚合物的合成单体，通过偶联反应合成出一系列多孔共价有机聚合物，它具有可调的发光颜色能够在高选择性的检测出不同材质上的潜在指纹。有机配体结构式如下：以上四类结构式由两部分构成：中心部分分别为R1、R2、R3、R4，与外环部分X；其中，中心部分R1选自NH、CH2，或者选取两者中任意一种与以下基团：苯环多元联苯(n原则上为可实现的大于1的整数，一般的为1-100)、萘呋喃噻吩三嗪吡啶吡嗪喹啉哒嗪嘧啶芘菲中任意一种或者多种的组合；R2可以为苯环氮N、三嗪吡啶吡嗪哒嗪嘧啶或者其中任意两种或者多种的组合；R3可以为碳C、硅Si、卟啉芘菲或者任选上述其中一种与苯环多元联苯(n原则上为可实现的大于1的整数，一般的为1-100)、萘呋喃噻吩三嗪吡啶吡嗪喹啉哒嗪嘧啶中任意一种或者多种的组合；R4可以为金刚烷结构、碳C、硅Si、锗Ge或者其中任意一种与苯环多元联苯(n原则上为可实现的大于1的整数，一般的为1-100)、萘呋喃噻吩三嗪吡啶吡嗪喹啉哒嗪嘧啶中任意一种或者多种的组合；外环部分X可以为卤素-F、-Cl、-Br、-I中任意一种。采用偶联反应制备共价有机聚合物材料的方法：首先将催化剂(如Ni(cod)2、Pd(0)、Cu的催化剂中的一种或几种)、2,2′-联吡啶、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入反应容器中，然后加入1,5-环辛二烯，搅拌均匀，然后在上述溶液中加入任意一种或者多种合成单体，在40～180℃温度下进行反应6～24个小时，反应完毕后冷却至室温，在得到的溶液中加入盐酸，滴加至溶液颜色变为透明的浅绿色；随后进行过滤洗涤操作，最后在真空干燥箱80～240℃中干燥5～24个小时，即可得到不同颜色的固体粉末，也就是所需的COP材料。优选催化剂与2,2′-联吡啶的摩尔比为1:1，1,5-环辛二烯添加的量与催化剂的摩尔比例为0.8:1～1.5:1；1,5-环辛二烯与合成单体中卤素的总摩尔量之比3:1～1:2，DMF的用量为每1mmol1,5-环辛二烯对应10～20mL的DMF。应用具体方法如下：将偶联反应合成的共价有机聚合物材料粉末喷洒在待检测指纹的基体表面上，使材料粉末完全覆盖指纹，然后再用空气如用洗耳球吹走多余的材料，置于紫外灯下观察成像情况，并用相机进行照片采集。基体为玻璃制品、塑料制品、橡胶制品、铁制品、铝箔、纸制品、纤维制品、高分子基复合材料、陶瓷材料等；待检测指纹为新指纹、旧指纹或被水冲刷过的指纹。荧光分光光度计的参数为电压220～700V，狭缝宽度为5～10mm。附图说明图1为实施例1中材料COP-101～COP-105的固态荧光光谱图。图2位实施例1中材料COP-101～COP-105的红外光谱图。图3为实施例1中材料COP-101～COP-105的粉末在紫外灯下的发光照片。图4为实施例1中材料COP-101～COP-105检测不同物体表面的指纹成像效果图。图5为实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔共价有机聚合物(Covalent Organic Polymer,COP)作为荧光探针进行指纹检测的应用。

【技术特征摘要】
1.一种多孔共价有机聚合物(CovalentOrganicPolymer,COP)作为荧光探针进行指纹检测的应用。2.按照权利要求1所述的一种多孔共价有机聚合物(CovalentOrganicPolymer,COP)作为荧光探针进行指纹检测的应用，其特征在于，多孔共价有机聚合物选用以下有机配体中的一种或几种作为多孔共价有机聚合物的合成单体，通过偶联反应合成出一系列多孔共价有机聚合物；有机配体结构式如下：以上四类结构式由两部分构成：中心部分分别为R1、R2、R3、R4，与外环部分X；其中，中心部分R1选自NH、CH2，或者选取两者中任意一种与以下基团：苯环多元联苯萘呋喃噻吩三嗪吡啶吡嗪喹啉哒嗪嘧啶芘菲中任意一种或者多种的组合；R2为苯环氮N、三嗪吡啶吡嗪哒嗪嘧啶或者其中任意两种或者多种的组合；R3可以为碳C、硅Si、卟啉芘菲或者任选上述其中一种与苯环多元联苯萘呋喃噻吩三嗪吡啶吡嗪喹啉哒嗪嘧啶中任意一种或者多种的组合；R4为金刚烷结构、碳C、硅Si、锗Ge或者其中任意一种与苯环多元联苯萘呋喃噻吩三嗪吡啶吡嗪喹啉哒嗪嘧啶中任意一种或者多种的组合；外环部分X可以为卤素-F、-Cl、-Br、-I中任意一种；n原则上为可实现的大于1的整数。3.按照权利要求2所述的一种多孔共价有机聚合物(CovalentOrganicPolymer,COP)作为荧光探针进行指纹检测的应用，其特征在于，n为1-100。4.按照权利要求2所述的一种多孔共价有机聚合物(CovalentOrganicPolymer,COP)作为荧光探针进行指纹检测的应用，其特征在于，采用偶联反应制备共价有机聚合物材料的方法：首先将催化剂、2,2′-联吡啶、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)加入反应容器中，然后加入1,5-环辛二烯，搅拌均匀，然后在上述溶液中加入任意一种或者多种合成单体，在40～180℃温度下进行反应6～24个小时，反应完毕后冷却至室温，在得...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹达鹏，王萌，郭琳，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11