使用表面增强拉曼光谱的分析方法及用于所述方法的组合物技术

鉴别方法，用于测定未知组合物的样品是否为已添加了已知量的SERS活性标签剂化合物的已知组合物的样品，所述方法包括以下步骤：获得所述未知组合物的样品；向所述组合物添加多个SERS颗粒以形成混合物，每个SERS颗粒包括：包括具有等离激元表面的纳米颗粒的核，邻近所述等离激元表面的SERS活性内标化合物，和壳，所述壳包封所述核和所述SERS活性内标化合物；从所述混合物获得SERS光谱；比较所述未知组合物中来自SERS活性标签剂化合物的SERS光谱响应和SERS活性内标化合物的SERS光谱响应的SERS响应比SATC:SAISC与来自所述已知组合物的SERS响应比SATC:SAISC。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用表面增强拉曼光谱的分析方法及用于所述方法的组合物本专利技术涉及分析组合物的方法。更特别地，本专利技术涉及确定物质中存在或不存在化合物，特别是存在或不存在出于鉴别的目的已添加至物质的标签剂化合物。在特别的形式中，本专利技术涉及定量或半定量分析组合物，特别是用于确定物质中的化合物的量，目的在于鉴别所述物质和评价物质从其原始组成发生改变的可能性。许多化合物作为用于液体和固体物质的标示物或标签剂的用途是公知的。已将荧光染料用于许多应用，将经标示的物质的样品的荧光特性用于确定物质中的标签剂的存在和浓度。其它已知的标签剂包括生物化合物，特别是DNA和寡核苷酸以及磷光体。这些标签剂的典型应用是在标记液体如烃燃料方面，从而在供应链中的后续的点鉴别所述液体。这可以由于操作原因，例如以协助区分一个等级的燃料与另一燃料，或出于其它原因，尤其是为了保证燃料质量，阻止和检测掺假，和为了提供核查正确纳税的手段而完成。除燃料以外，可以标记许多其它产品如药品、农业化学品、化妆品、例如香水，以鉴别在特定来源生产的产品，其可以被认证为特定标准或作为原始的高价值产品的品牌或出于其它目的。提供难以由未经授权的人员复制而由授权的人员可容易鉴别和量化的标签剂的问题已经以许多方式得以解决。一些现有方法包括借助于萃取至极性液体中或固体吸收剂上从液体中分离标示物化合物。例如，US5,358,873描述并要求保护通过用罗丹明染料标记，然后在包含少量未结合的快速色谱级二氧化硅的小瓶中振摇可疑燃料的小的样品来检测汽油掺假的方法。可疑的样品中的罗丹明标示物染料的存在将所述二氧化硅着色成红色。US4,659,676、US2,392,620和US4,735,631描述了用于燃料标记和分析的其它方法。已描述DNA用作许多产品的标签剂，然而定量检测核酸，例如使用杂交或定量PCR方法对于支持将其用作其中要求通过标签剂浓度方面的相对小的差异的检测来检测稀释或掺假的产品的标示物而言并非足够再现的。SERS(表面增强拉曼光谱)是一种分析方法，其中某些金属的表面增强了吸附至这样的表面上或位于靠近这样的表面附近的化合物的拉曼光谱。所述效应有时被称为等离激元效应并且所述表面可以被称为等离激元表面。公知的等离激元材料包括金、银和铜。在它们的拉曼信号方面显示出这样的增强的化合物被称为“SERS活性”化合物。可以将拉曼光谱的增强在SERS活性化合物以不可通过其它方法(例如非增强拉曼光谱法)检测的浓度存在时用于检测所述化合物。当SERS活性化合物接近多于一个表面时，等离激元效应增加。出于该原因，等离激元表面倾向于具有粗糙或有规律的轮廓。替代性地，当使用等离激元材料的胶体纳米颗粒进行SERS时，等离激元效应和因此的SERS增强通过胶体颗粒的聚集而增强，从而使得SERS活性化合物的分子可以受益于接近两个或更多个颗粒。当在本说明书中提及SERS时，意在包括表面增强光谱(SES)的其它形式如SERRS(表面增强共振拉曼光谱)。为了简洁，这些方法将被全部称为SERS。WO2008/019161描述了采用表面增强拉曼光谱(SERS)标记物的燃料鉴别方法。该方法包括具有已知拉曼光谱的物质与一定量的燃料的联合。在一个实施方案中，可以将包括SERS活性核的纳米颗粒与燃料供给混合。在替代性实施方案中，可以将包括拉曼活性报道分子的SERS活性染料与一定量的燃料混合。如果将所述一定量的燃料用拉曼活性染料标记，则鉴别所述一定量燃料的方法可以包括向燃料的样品混入拉曼增强性金属颗粒的胶体，然后获得与所述标记物有关的拉曼活性报道分子的拉曼光谱。合适的金属包括，但不限于金或银。替代性地，可以使一部分样品与SERS活性物质关联。尽管在WO2008/019161中描述了程序的半定量实例，但是已发现标记物的SERS响应易于变化，使得结果由于非再现性而包括明显的不确定性。WO2012/052779描述了通过以特定方式使用内标定量检测标签剂的改进的方法。本领域中的进一步改进仍然是可取的。根据本专利技术，提供了包括具有等离激元表面的固体核、SERS活性化合物和壳的SERS颗粒，所述壳包封所述固体核和所述SERS活性化合物；其特征在于所述固体核包括各向异性成形的纳米颗粒。根据本专利技术，进一步提供了评估组合物中的SERS活性分析物化合物(SAAC)浓度的方法，包括以下步骤：a)获得所述组合物的样品；b)使所述样品与多个SERS颗粒接触，每个SERS颗粒包括：i.包括具有等离激元表面的纳米颗粒的核，ii.邻近所述等离激元表面的SERS活性内标化合物(SAISC)，和iii.壳，所述壳包封所述核和所述SERS活性内标化合物；c)从与SERS颗粒接触的样品获得SERS光谱；d)从SERS活性分析物化合物的SERS响应和SERS活性内标化合物的SERS响应计算SERS响应比SAAC:SAISC。在本说明书中，可以使用以下缩写：SERS活性分析物化合物：缩写为SAAC；SERS活性内标化合物：缩写为SAISC；SERS活性标签剂化合物：缩写为SATC。“纳米颗粒”是指具有在1至100nm范围内的最大物理尺度(例如长度、直径等)的单一颗粒。SERS纳米颗粒可以为能够被生产的任意形状。尤其是，SERS纳米颗粒可以以棒、棱柱、星形、立方体或椭圆体的形式成形。分子的SERS(等离激元)增强在所述分子接近多于一个等离激元表面时可以更大。SERS纳米颗粒可以为非球形的。SERS颗粒的纳米颗粒物核可以以棒、棱柱、星形、立方体、球体、纳米花、纳米壳、纳米笼、中空纳米球、纳米枝晶、纳米海胆、四面体、六面体、八面体、二十面体和十二面体、三角形、多角形板或三棱柱的形式成形。本专利技术的一个特定实施方案可以包括棒状纳米颗粒核。核具有能够增强SERS活性化合物的拉曼散射的外表面。核的外表面可以包括任意已知的SERS增强型材料。核的表面可以包括金、铜、银或其混合物或合金。可以使用其它等离激元表面，特别是金属，包括Na和Al和过渡金属如Pt、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Co、Fe和Cr。由于开发了表面增强光谱的新方法，所以不同的促进SES的表面可变得可得并且可有用。核可以由与表面相同的材料形成的纳米颗粒组成，即所述核可以包括固体纳米颗粒。固体纳米颗粒可以包括金、铜、银或其混合物或合金。替代性地，核可以包括至少两种不同的材料：在核的外表面处具有等离激元表面的材料和在核的外表面内的不同的材料。SERS颗粒可以包含多于一种核纳米颗粒。核可以为中空的，即所述核可以包括围绕空的空间的材料。SERS颗粒可以包括一个或多于一个核。SERS颗粒可以包含以规则的方式布置的多个核，例如所述核可以彼此成行。替代性地，SERS颗粒可以包含核纳米颗粒的聚集体或簇。壳可以由有机或无机材料形成。适合作为壳材料的无机材料包括玻璃、二氧化硅和金属如Ti和Zr。有机壳材料可以包括聚合物，例如丙烯酸系聚合物如聚丙烯酸及其官能化的衍生物；乙烯基聚合物如聚苯乙烯及其官能化的衍生物；聚酰胺，包括天然衍生的聚合物如多肽及其盐；聚酯及其官能化的衍生物，包括天然衍生的聚酯；和多元醇如聚乙二醇。合适的聚合物的一些实例包括聚(丙烯酸)及其盐，聚-L-谷氨酸及其盐，聚(烯丙胺盐酸盐)，聚-L-赖氨酸盐酸盐，聚(4-苯乙烯磺酸)及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
鉴别方法，用于测定未知组合物的样品是否为已添加了已知量的SERS活性标签剂化合物的已知组合物的样品，所述方法包括以下步骤：a)获得所述未知组合物的样品；b)向所述组合物添加多个SERS颗粒以形成混合物，每个SERS颗粒包括：i.包括具有等离激元表面的纳米颗粒的核，ii.邻近所述等离激元表面的SERS活性内标化合物，和iii.壳，所述壳包封所述核和所述SERS活性内标化合物；c)从所述混合物获得SERS光谱；d)比较所述未知组合物中来自SERS活性标签剂化合物的SERS光谱响应和SERS活性内标化合物的SERS光谱响应的SERS响应比SATC:SAISC与来自所述已知组合物的SERS响应比SATC:SAISC。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.17 GB 1418483.21.鉴别方法，用于测定未知组合物的样品是否为已添加了已知量的SERS活性标签剂化合物的已知组合物的样品，所述方法包括以下步骤：a)获得所述未知组合物的样品；b)向所述组合物添加多个SERS颗粒以形成混合物，每个SERS颗粒包括：i.包括具有等离激元表面的纳米颗粒的核，ii.邻近所述等离激元表面的SERS活性内标化合物，和iii.壳，所述壳包封所述核和所述SERS活性内标化合物；c)从所述混合物获得SERS光谱；d)比较所述未知组合物中来自SERS活性标签剂化合物的SERS光谱响应和SERS活性内标化合物的SERS光谱响应的SERS响应比SATC:SAISC与来自所述已知组合物的SERS响应比SATC:SAISC。2.根据权利要求1所述的鉴别方法，其中所述核纳米颗粒是各向异性的。3.根据权利要求1或权利要求2所述的鉴别方法，其中所述核纳米颗粒以棒、棱柱、星形、立方体、球体、纳米花、纳米壳、纳米笼、中空纳米球、纳米枝晶、纳米海胆、四面体、六面体、八面体、二十面体和十二面体、三角形、多角形板或三棱柱的形式成形。4.根据前述权利要求中任一项所述的鉴别方法，其中所述壳包括能够与SERS活性标签剂化合物相互作用的官能部分。5.根据权利要求4所述的鉴别方法，其中所述官能化的部分包括带正电的结构部分或带负电的结构部分。6.根据前述权利要求中任一项所述的鉴别方法，其中核的表面与壳的外表面之间的距离在1-15nm范围内。7.根据前述权利要求中任一项所述的鉴别方法，其中所述SERS活性内标化合物可以包括壳材料。8.根据权利要求7所述的鉴别方法，其中所述壳材料包含或包括一个或多个化学基团，所述化学基团产生可以被用作SAISC的可测量的SERS响应。9.根据权利要求8所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·麦克林托克，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB