技术领域
[0001] 本
发明属于防伪油墨材料领域，具体涉及一种DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂及其制备方法。
背景技术
[0002] 造假作为当今世界上增长最快的经济犯罪之一，对正当的商业活动、公共卫生与健康和安全秩序等带来了极大的危害。以欧盟为例，假货和
包装造假的规模都在日益加大，国际防伪联盟调查发现，全球零售行业每年因造假而蒙受的损失达2000亿美元，全球商品因被造假而遭受的损失每年高达1万亿美元。随着经济的增长和知识产权保护意识提高，各生产厂商在生产产品的同时，也在包装上印刷了特有的防伪标志，如防伪验证码、二维码等，但依然有少量不法厂商通过复制或破解防伪验证码或二维码，生产假冒伪劣产品，严重损坏了消费者和正规厂商的利益。近年来，人们开始把防伪途径转向使用DNA序列，DNA序列具有专一性和
可追溯性。生产商可对不同产品或同一产品不同批次使用不同的DNA序列作为防伪标志，并建立产品与DNA序列档案，有能效避免不法厂商仿制防伪标志的行为。但油墨在生产时需要通过高速搅拌，容易使DNA被破坏或降解，进而不能达到防伪目的，所以，保护DNA结构完整性显得尤为重要。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种以DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，能有效防止DNA在防伪油墨生产过程中因高速搅拌摩擦或在灭菌、储存、运输过程中因紫外线照射等因素被破坏或损失，同时本发明防伪油墨添加剂与油墨有较好的相容性，防伪性能优异，防伪时间长。
[0004] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] 一种DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，其特征在于：所述防伪油墨添加剂包括有机膦酸锆；所述有机膦酸锆选自羧丙基-N,N-二甲基膦酸锆、羧丁基-N,N-二甲基膦酸锆、对
氨基苯
甲酸-N,N-二甲基膦酸锆、对氨基苯磺酸-N,N-二甲基膦酸锆中的一种或几种组合。
[0006] 本发明中，DNA通过物理
吸附或/和氢键作用被吸附在有机膦酸锆
片层之间。
[0007] 本发明有机膦酸锆具有较大的
比表面积并含有易与DNA产生氢键的羧基或磺基官能团，能将DNA通过
物理吸附和氢键吸附在有机膦酸锆片层之间，有效防止DNA在防伪油墨生产过程中因高速搅拌摩擦或在储存、运输过程中因紫外线照射等因素被破坏或降解；同时，本发明有机膦酸锆具有类似
石墨烯的片层结构，与油墨有较好的相容性。
[0008] 本发明有机膦酸锆由以下方法制备：
亚磷酸在浓
盐酸的催化下与
有机酸和甲
醛反应，反应所得产物再与
氧氯化锆反应，然后分离得到本发明有机膦酸锆；所述有机酸选自甘氨酸、氨基丁酸、对氨基
苯甲酸、对氨基苯磺酸中的一种或几种组合。
[0009] 进一步，本发明所述有机膦酸锆由以下方法制备：
[0010] (1)亚磷酸用蒸馏
水溶解，加入浓盐酸，再加入有机酸，在油浴条件下升温至110℃，然后用恒压滴液漏斗滴加37％的甲醛溶液，回流反应2h，反应结束后蒸馏浓缩至糖浆状，加入无水
乙醇析出产物；所述有机酸选自甘氨酸、氨基丁酸、对氨基苯甲酸、对氨基苯磺酸中的一种或几种组合；
[0011] (2)将步骤(1)制得的产物用蒸馏水溶解，加入氧氯化锆在70℃下反应2h，离心、
冷冻干燥得到本发明有机膦酸锆。
[0012] 当有机酸为甘氨酸时，本发明有机膦酸锆为羧丙基-N,N-二甲基膦酸锆(Zr[(O3PCH2)2NC2H4COOH，简称ZGDP)。当有机酸为氨基丁酸时，本发明有机膦酸锆为羧丁基-N,N-二甲基膦酸锆(Zr[(O3PCH2)2NC3H6COOH，简称ZBDP)。当有机酸为对氨基苯甲酸时，本发明有机膦酸锆为对氨基苯甲酸-N,N-二甲基膦酸锆(Zr[(O3PCH2)2NC6H4COOH，简称ZBZDP)。当有机酸为对氨基苯磺酸时，本发明有机膦酸锆为对氨基苯磺酸-N,N-二甲基膦酸锆(Zr[(O3PCH2)2NC6H4SO3H，简称ZBSDP)。
[0013] 本发明所述DNA为动物、
植物的DNA中的一种或多种。
[0014] 本发明所述添加剂加入到防伪油墨中用于印刷出含有DNA信息的防伪标志。
[0015] 本发明DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂的制备方法，采用以下步骤：
[0016] (1)将有机磷酸锆用
溶剂溶解，分散均匀；所述溶剂选自甲醇、乙醇、丙
酮、石油醚、四氢呋喃、蒸馏水中的一种或几种组合；
[0017] (2)向步骤(1)均匀分散的有机膦酸锆中加入DNA，搅拌1～3h，分离溶剂后得到本发明DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂；
[0018] (3)取步骤(2)中被分离的溶剂，测出剩余DNA的浓度，通过差量法得到DNA被有机膦酸锆吸附的量。
[0019] 优选的，上述步骤(2)中的分离方法包括减压蒸馏、离心、抽滤、冷冻干燥中的一种或几种以上的组合。
[0020] 一种DNA序列为识别点的防伪油墨，其特征在于：包含上述本发明防伪油墨添加剂，其中防伪油墨添加剂在防伪油墨中所占比例1～10(Wt％)。
[0021] 本发明防伪检测方法，其特征在于：刮取防伪标志处的油墨，加入pH为2～5的盐
酸溶液中搅拌1～5min，测量溶液中的DNA信息进行防伪鉴定。
[0022] 有益效果：
[0023] 本发明以DNA序列为防伪识别点，利用有机膦酸锆具有较大的比表面积的特点，能够通过物理吸附作用将DNA序列吸附在片层之间，与此同时，利用有机膦酸锆表面修饰有羧基官能团，能够通过氢键作用将DNA序列固定在有机膦酸锆片层之间，形成DNA、有机膦酸锆复合纳米防伪油墨添加剂。本发明将DNA序列通过物理吸附和氢键作用包裹在有机膦酸锆片层之间，有效防止DNA在防伪油墨生产过程中因高速搅拌摩擦或在储存、运输过程中因紫外线照射等因素被破坏或降解。本发明制备的复合纳米防伪油墨添加剂以DNA序列为防伪识别点，专一性和可追溯性强，防伪时间长。本发明防伪油墨添加剂与DNA序列有较好的相容性，且负载DNA含量高，可负载120-158μg/g的DNA含量，打印并放置两年后的防伪标志中DNA保存完整，能够有效保护DNA序列的完整性。
附图说明
具体实施方式
[0025] 下面通过具体
实施例对本发明进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。本发明实施例所使用DNA为小鼠的全基因组。除特殊说明外，本发明所述份数均为重量份，所述百分比均为
质量百分比，所述浓度为质量百分比浓度。
[0026] 实施例1
[0027] 由以下步骤制备DNA、有机膦酸锆复合纳米防伪油墨添加剂：
[0028] (1)取0.1mol的亚磷酸于三口烧瓶中，加入10mL蒸馏水溶解，加入30mL浓盐酸，然后缓慢加入0.1mol甘氨酸(氨基丁酸、对氨基苯甲酸、对氨基苯磺酸)，在油浴条件下升温至110℃，然后用恒压滴液漏斗缓慢滴加150mL甲醛(37％)溶液，回流反应2h，反应结束后蒸馏浓缩至糖浆状，加入无水乙醇析出产物。
[0029] (2)将步骤(1)制得的产物分别溶于200mL蒸馏水中，加入0.1mol的氧氯化锆在70℃下反应2h，离心、冷冻干燥得到ZGDP、ZBDP、ZBZDP、ZBSDP。
[0030] 实施例2
[0031] (1)取100mL溶剂甲醇于烧杯中，加入2g实施例1制备的有机磷酸锆ZGDP，机械搅拌使之均匀分散。所述溶剂还可选择乙醇、丙酮、石油醚、四氢呋喃、蒸馏水中的一种或几种组合。
[0032] (2)向步骤(1)均匀分散的有机膦酸锆ZGDP中加入5mL浓度为100μg/mL的DNA，高速搅拌(2000到3000转/分钟)1h，分离溶剂得到产物，即本发明DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂。
[0033] 实施例3
[0034] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZBDP，制备方法与实施例2相同。
[0035] 实施例4
[0036] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZBZDP，制备方法与实施例2相同。
[0037] 实施例5
[0038] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZBSDP，制备方法与实施例2相同。
[0039] 实施例6
[0040] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZGDP与ZBDP，其中ZGDP与ZBDP按质量比1:1组合，制备方法与实施例2相同。
[0041] 实施例7
[0042] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZGDP与ZBZDP，其中ZGDP与ZBZDP按质量比1:1组合，制备方法与实施例2相同。
[0043] 实施例8
[0044] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZGDP与ZBSDP，其中ZGDP与ZBSDP按质量比1:1组合，制备方法与实施例2相同。
[0045] 实施例9
[0046] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZBDP与ZBZDP，其中ZBDP与ZBZDP按质量比1:1组合，制备方法与实施例2相同。
[0047] 实施例10
[0048] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZBDP与ZBSDP，其中ZBDP与ZBSDP按质量比1:1组合，制备方法与实施例2相同。
[0049] 实施例11
[0050] 本实施例的DNA序列为识别点的防伪油墨添加剂，有机膦酸锆为实施例1制备的ZBZDP与ZBSDP，其中ZBZDP与ZBSDP按质量比1:1组合，制备方法与实施例2相同。
[0051] 实施例12
[0052] 取本发明实施例2至实施例11步骤(2)中被分离的溶剂，测出剩余DNA的浓度，通过差量法计算得到DNA被有机膦酸锆吸附量，吸附量如表1所示。
[0053] 表1
[0054]实施例 吸附量(μg/g)
实施例2 150
实施例3 146
实施例4 121
实施例5 125
实施例6 158
实施例7 141
实施例8 144
实施例9 126
实施例10 127
实施例11 123
[0055] 从表1可以看出，有机膦酸锆为ZGDP与ZBDP按质量比1:1组合时，防伪油墨添加剂中DNA含量最佳，为158μg/g。
[0056] 实施例13
[0057] 取本发明实施例6制备的防伪油墨添加剂按照1(Wt％)的比例添加到油墨中，打印出防伪标志，放置两年，刮取少量防伪标志处的油墨，加入pH为5的稀盐酸溶液中搅拌3min，利用聚丙烯酰胺凝胶电泳测量溶液中的DNA如图1左。取与实施例6相同量的DNA，以相同比例直接添加到油墨中进行打印，在相同条件下用同样的方法测量DNA如图1右。图1中，左边5组为经有机膦酸锆保护后打印的防伪标志中DNA凝胶电泳图，右5组为未保护的DNA打印的防伪标志的DNA凝胶电泳图，中间条带是标准品(2000bp DNA Ladder)出的对照条带，左边和右边的五个条带分别为各样品的五组平行试验。从图1可以看出，经有机膦酸锆保护后打印并放置两年后的防伪标志中DNA保存完整，未经有机膦酸锆保护的DNA打印并放置两年后，部分DNA降解。很明显，本发明有机膦酸锆能够有效保护DNA序列的完整性。
[0058] 本发明以DNA序列为防伪识别点，利用有机膦酸锆具有较大的比表面积的特点，能够通过物理吸附作用将DNA序列吸附在片层之间，与此同时，利用有机膦酸锆表面修饰有羧基官能团，能够通过氢键作用将DNA序列固定在有机膦酸锆片层之间，形成DNA、有机膦酸锆复合纳米防伪油墨添加剂。本发明将DNA序列通过物理吸附和氢键作用包裹在有机膦酸锆片层之间，能有效防止DNA在防伪油墨生产过程中因高速搅拌摩擦或在储存、运输过程中因紫外线照射等因素被破坏或降解，打印后的防伪标志清晰、完整。本发明制备的复合纳米防伪油墨添加剂以DNA序列为防伪识别点，专一性和可追溯性强，防伪时间长。本发明防伪油墨添加剂与DNA序列有较好的相容性，且负载DNA含量高，可负载120-158μg/g的DNA含量，打印并放置两年后的防伪标志中DNA保存完整，能够有效保护DNA序列的完整性。
[0059] 最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明
权利要求书所限定的范围。
