CN114805130A - 一种用于潜指纹显现的荧光粉末材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于潜指纹显现的荧光粉末材料及其应用。本发明提供的荧光化合物为苯取代萘乙烯类衍生物，其结构简单，易于合成，其固体粉末能发出亮黄色荧光且具有较高的固体荧光量子产率。本发明提供的荧光粉末材料包括上述荧光化合物以及吸附该化合物的载体；其中，所述载体选自蒙脱土、二氧化硅、或者磁粉中的至少一种。本发明提供的荧光粉末材料具有易于制备、成本低廉、稳定性好、无毒环保等优点。本发明提供的荧光粉末材料可用于潜指纹显现，所得指纹图像具有高清晰度和高对比度。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种荧光粉末材料及其应用，特别是涉及一种用于潜指纹显现的荧光粉末材料及其应用，属于有机荧光材料领域。
【背景技术】
指纹是由手指皮肤上的隆起线构成的特有的花纹。人类指纹具有各不相同和终生不变的特性。人们很早以前就通过在纸上或者木板上按手印来标识身份。指纹鉴定是对个人身份进行识别的最可靠方法之一。通过指纹技术确认犯罪嫌疑人的身份，已成为侦查破案和打击犯罪的一种有力手段。在案发现场最常见的是潜指纹，是由带有汗液或者油脂的手指接触到物体表面后留下的指纹纹路，肉眼不易发现。这类潜在的指纹的显现需要用到特殊的方法或者化学试剂。潜指纹的显现方法主要分为光学显现法、物理显现法和化学显现法等。其中，物理显现法主要是利用潜指纹上的分泌物与粉末显影物质之间的疏水作用和吸附作用使其成像，具有操作简便，显现能力强等特点。传统的粉末显影物质在实际应用中仍存在一些急需解决的问题。例如：磁性指纹粉末和金属指纹粉末易受客体背景颜色干扰，成像对比度比较差。
有机固态荧光分子在聚集状态下具有优良的荧光发光性能，其发光信号具有较高的分辨率。在潜指纹显现的应用中，通常采用有机固态荧光分子的溶液，利用其在聚集状态下发光增强的特性，对指纹进行成像。然而，溶液法操作流程比较复杂，潜指纹的显影时间也较长。基于有机固态荧光分子的荧光粉末材料在潜指纹显现中的应用研究仍十分有限。目前，已开发的此类荧光粉末材料的发射波长普遍较短，斯托克斯位移较小，易受客体背景荧光干扰，得到的指纹图像清晰度和对比度较差，得到的指纹特征信息也不够完整。此外，已开发的红色荧光粉末材料需要使用结构复杂的有机固态荧光分子，其合成路线较长，成本较高。因此，仍需要开发一类易于制备、成本低廉、荧光发射波长较长、可用于潜指纹高清晰度和高对比度成像的荧光粉末材料。
【发明内容】
本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提供了一种用于潜指纹显现的荧光粉末材料及其应用。本发明所述的荧光化合物结构简单，易于合成，具有较大的荧光发射波长和高固体荧光量子产率。本发明所述荧光粉末材料具有易于制备、成本低廉、稳定性好、无毒环保等优点，可用于潜指纹显现，得到高清晰度和高对比度的指纹图像。
本发明公开以下技术方案：
1.一种用于潜指纹显现的荧光粉末材料，其特征在于含有式I所示化合物：
其中：R1为C1～C3的烷基，R2为氢或者甲基中的至少一种。
作为优选，所述结构式中R1为甲基，R2为氢。
2.一种用于潜指纹显现的荧光粉末材料，其特征在于所述荧光粉末材料包括上述式I化合物以及吸附该化合物的载体。
作为优选，所述载体选自蒙脱土、二氧化硅、或者磁粉中的至少一种。
3.一种如上所述用于潜指纹显现的荧光粉末材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将式1化合物溶于有机溶剂，加入载体，采用超声或者震荡的方法并使其均匀分散在溶液中。
(2)用蒸发的方式除去溶液中的有机溶剂，所得固体研磨成粉，得到用于潜指纹显现的荧光粉末材料。
作为优选，所述有机溶剂包括二氯甲烷或者三氯甲烷中的至少一种。
4.一种如上所述用于潜指纹显现的荧光粉末材料的应用方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将所述荧光粉末材料涂覆在潜指纹所在表面区域，并移除未被吸附的荧光粉末材料。
(2)用紫外光源照射潜指纹所在表面区域，用相机或者手机拍摄，得到指纹图像。
作为优选，所述紫外光源的波长范围为250～400nm。
5.一种如上所述式1化合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：
在反应容器中，分别加入苯乙腈类化合物、2-萘醛类化合物、无机碱和适量的有机溶剂，回流反应生成式I化合物。
作为优选，所述有机溶剂选自四氢呋喃、三氯甲烷、乙腈或者乙醇中的至少一种。
作为优选，所述无机碱选自碳酸钾、碳酸铯、叔丁醇钠或者叔丁醇钾中的至少一种。
本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的荧光粉末材料制备方法简单、具有优良的荧光性能、稳定性好、无毒环保。
(2)本发明中的潜指纹显现方法操作简便、显现效率高。
(3)本发明提供的荧光粉末材料在潜指纹显现中得到的指纹图像具有高清晰度和高对比度，能提供指纹中包含的多种特征信息，为身份确证提供确凿的依据。
【附图说明】
图1为实施例3中制备的荧光粉末材料用于玻璃皿表面潜指纹显现效果；
图2为实施例3中制备的荧光粉末材料用于银行卡表面潜指纹显现效果；
图3为实施例3中制备的荧光粉末材料用于大理石表面潜指纹显现效果。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本领域技术人员应当理解，下列实施例仅用于说明本发明，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1：
具有类似式I化合物结构的荧光染料分子1的合成：
向苯乙腈(60mg，0.51mmol)的乙醇(10ml)溶液中加入叔丁醇钾(79mg，0.71mmol)。反应混合物在室温下搅拌10分钟。然后加入6-(二甲氨基)-2-萘醛(70mg，0.35mmol)。溶液升温至回流，反应4小时。反应完全后，反应液冷却至室温，旋转蒸发除去有机溶剂。粗产物通过硅胶柱纯化，得到黄色固体73mg，产率70％。
产物结构经核磁氢谱、核磁碳谱和高分辨质谱表征。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.14(s,1H),8.05–8.01(m,1H),7.76(d,J＝9.0Hz,1H),7.70–7.66(m,3H),7.59(s,1H),7.44(t,J＝7.6Hz,2H),7.36(t,J＝7.3Hz,1H),7.16(dd,J＝9.1,2.4Hz,1H),6.88(d,J＝2.0Hz,1H),3.10(s,6H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ148.8,141.9,135.2,134.2,129.8,128.9,128.0,127.6,126.3,125.7,124.8,124.8,117.9,115.4,107.2,104.7,39.5.HRMS(ESI)calcd.for C21H19N2[M+H]+:299.1543,found:299.1548.
实施例2：
对实施例1制备的荧光染料分子1的紫外吸收和荧光发射等光学性能进行研究。
将荧光染料分子1溶于DMSO溶液中,配制浓度为10-5M的待测溶液。通过紫外吸收和荧光测试，发现荧光染料分子1在DMSO溶液中的最大吸收波长为410nm，最大荧光发射波长为578nm，斯托克斯位移可达到171nm。荧光染料分子1在DMSO溶液中荧光量子产率为0.05。在固体状态下，荧光染料分子1受激发后可发出明亮的黄色荧光，其荧光发射波长为566nm，固态荧光量子产率达到0.28，为DMSO溶液中荧光量子产率的5.4倍。
实施例3：
荧光染料分子1-蒙脱土荧光粉末材料的制备。
将荧光染料分子1溶于二氯甲烷中，然后加入粉末状蒙脱土。其中，荧光染料分子1与蒙脱土的质量比例为1:99。在超声条件下，将蒙脱土粉末均匀分散在溶剂中。将所得溶液倒入圆底烧瓶中，旋蒸除去二氯甲烷溶剂，得到固体混合物。将所得固体混合物研磨成粉状，得到荧光染料分子1-蒙脱土荧光粉末材料。
实施例4：
荧光染料分子1-二氧化硅荧光粉末材料的制备。
将荧光染料分子1溶于二氯甲烷中，然后加入粉末状二氧化硅。其中，荧光染料分子1与二氧化硅的质量比例为1:90。在超声条件下，将二氧化硅粉末均匀分散在溶剂中。将所得溶液倒入圆底烧瓶中，旋蒸除去二氯甲烷溶剂，得到固体混合物。将所得固体混合物研磨成粉状，得到荧光染料分子1-二氧化硅荧光粉末材料。
实施例5：
荧光染料分子1-磁粉荧光粉末材料的制备。
将荧光染料分子1溶于二氯甲烷中，然后加入磁粉。其中，荧光染料分子1与磁粉的质量比例为1:95。在超声条件下，将磁粉均匀分散在溶剂中。将所得溶液倒入圆底烧瓶中，旋蒸除去二氯甲烷溶剂，得到固体混合物。将所得固体混合物研磨成粉状，得到荧光染料分子1-磁粉荧光粉末材料。
实施例6：
荧光粉末材料用于玻璃皿表面的潜指纹显现
被测人员将双手洗净，用手指触摸额头，然后将指纹按压在玻璃皿表面上。将荧光粉末材料轻轻涂覆在潜指纹所在位置。未被吸附的荧光粉末材料用气球吹去。用365nm紫外灯照射潜指纹所在位置，指纹发出亮黄色荧光。用手机或者相机拍照，可得到清晰的指纹图像。从指纹图像上可得出指纹中包含的多种特征信息，包括2级和3级特征。
实施例7：
荧光粉末材料用于银行卡表面的潜指纹显现
被测人员将双手洗净，用手指触摸额头，然后将指纹按压在银行卡表面上。将荧光粉末材料轻轻涂覆在潜指纹所在位置。未被吸附的荧光粉末材料用气球吹去。用365nm紫外灯照射潜指纹所在位置，指纹发出亮黄色荧光。用手机或者相机拍照，可得到清晰的指纹图像。从指纹图像上可得出指纹中包含的多种特征信息，包括2级和3级特征。
实施例8：
荧光粉末材料用于大理石表面的潜指纹显现
被测人员将双手洗净，用手指触摸额头，然后将指纹按压在大理石表面上。将荧光粉末材料轻轻涂覆在潜指纹所在位置。未被吸附的荧光粉末材料用气球吹去。用365nm紫外灯照射潜指纹所在位置，指纹发出亮黄色荧光。用手机或者相机拍照，可得到清晰的指纹图像。从指纹图像上可得出指纹中包含的多种特征信息，包括2级和3级特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例，对本发明而言，仅仅是说明性的，而非限制性的；本领域普通技术人员的理解，在本发明专利要求所限定的范围内，可对其进行许多改变、修改，甚至等效变更，但都将落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于潜指纹显现的荧光粉末材料，其特征在于含有式I所示的化合物：
其中：R1为C1～C3的烷基，R2为氢或者甲基中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的荧光粉末材料，其特征在于：R1为甲基，R2为氢。
3.根据权利要求1或者2所述的荧光粉末材料，其特征在于所述荧光粉末材料包括式I化合物以及吸附该化合物的载体。
4.根据权利要求3所述的荧光粉末材料，其特征在于所述载体选自蒙脱土、二氧化硅、或者磁粉中的至少一种。
5.权利要求1-4所述的荧光粉末材料在潜指纹显现中的应用，其特征在于，所述应用步骤如下：
(1)将所述荧光粉末材料涂覆在潜指纹所在表面区域，并除去未被吸附的荧光粉末材料。
(2)用紫外光源照射潜指纹所在表面区域，用相机或者手机拍摄，得到指纹图像。
6.根据权利要求5所述的荧光粉末材料在潜指纹显现中的应用，其特征在于，所述紫外光源的波长范围为250～400nm。
Priority Applications (1)
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| CN202210432839.7A CN114805130A (zh) | 2022-04-24 | 2022-04-24 | 一种用于潜指纹显现的荧光粉末材料及其应用 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116855100A (zh) * | 2023-06-17 | 2023-10-10 | 青岛科技大学 | 一种可直接用于潜在指纹显影的三苯胺染料及其制备方法和应用 |
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2022
- 2022-04-24 CN CN202210432839.7A patent/CN114805130A/zh active Pending
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