本发明专利技术涉及一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，包括如下步骤：1)准备SERS文件卡片和SERS光谱，2)对于不同分子，对于分子i选取1到n个特征峰，对分子j选取1到m个特征峰，利用下述公式组I进行求解：本发明专利技术的方法为SERS文件卡片在不同情况下开展定量分析提供指导，以拓展SERS光谱在定量分析中的应用范围。围。围。
【技术实现步骤摘要】
一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法
[0001]本专利技术涉及一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，属于材料分析领域。
技术介绍
[0002]表面增强拉曼散射(SERS)光谱属于非弹性散射光谱技术，具有指纹识别性、超高灵敏度、无损探测性、样品制备简单、测试速度快等诸多优点，表面增强拉曼散射(SERS)光谱在环境污染物检测、食品添加和农残检测、生化医药检测、刑侦缉毒检测、生物标志物检测等诸多领域有着广阔的应用前景。1974年，Fleishmann等人在粗糙银电极表面观察到了SERS现象。随着研究人员的不断探索，SERS光谱至今已经过将近半个世纪的发展。物质自身的拉曼散射强度远低于瑞丽散射，SERS基片则可以将拉曼散射信号显著增强，起到信号放大器的作用，同时物质的拉曼散射也会受到周围环境的影响，因而SERS基片又会改变拉曼光谱的形状。时至今日，多种SERS基片被设计开发，用于各种场景下的SERS光谱探测，包括以金、银、铜及其合金纳米结构为基础的传统贵金属SERS基片、氧/硫化物半导体SERS基片、有机物半导体SERS基片、柔性SERS基片等。除此之外，原子力显微技术、电化学技术、表面修饰技术等与SERS基片结合后产生了不少基于SERS光谱的新技术，同时也拓宽了SERS光谱技术的应用范围。这些发展虽然使得SERS基片的设计制备以及SERS光谱在检测分析方面取得了巨大进步，但在定量分析方面仍面临诸多困难。SERS基片自身的稳定性、同一SERS基片的均匀性、同批次不同SERS基片间的可重复性、不同批次SERS基片间的差异性都会使得SERS光谱的强度发生很大波动，对定量分析产生了严重干扰，使得基于SERS光谱绝对强度的定量分析面临巨大挑战。
[0003]研究发现，在确定的激光波长下，当SERS基片材料固定时，分子与SERS基片构成的体系具有稳定的相对SERS散射截面，即同一分子内不同SERS特征峰间具有稳定的相对散射截面，同时不同分子间也具有稳定的相对SERS散射能力因子，即不同分子间选定的SERS特征峰间具有稳定的相对散射截面。相对SERS散射截面和相对SERS散射能力因子这两个参数间与激光波长和SERS基片的材料有关而与SERS基片纳米结构的几何形貌无关。此外，对SERS光谱进行归一化处理又可将SERS光谱的绝对强度波动去除掉，其分子内的散射截面和分子间的散射能力均由相对SERS散射截面和相对SERS散射能力因子表述。基于同一分子内的相对SERS散射截面、不同分子间的相对SERS散射能力因子、归一化的SERS光谱可以构件其SERS文件卡片，由于文件内包含了分子定量化的SERS光谱信息，因而可被用于构建类似于X射线衍射(XRD)技术中粉末衍射文件卡片的SERS文件卡片数据库，为基于SERS光谱的定量分析和半定量分析奠定了基础。
[0004]但目前SERS文件卡片数据库正在发展中，尚没有系统全面的定量分析应用指导，为更好地在定量分析领域发挥SERS文件卡片的功能和促进SERS光谱定量分析技术的发展，亟需一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法。
技术实现思路
[0005]专利技术要解决的问题
[0006]对于上述提到的问题，本专利技术的目的是提供一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，为SERS文件卡片在不同情况下开展定量分析提供指导，以拓展SERS光谱在定量分析中的应用范围，同时为构建基于SERS文件卡片的一般性定量分析方法及定量分析软件提供参考。
[0007]用于解决问题的方案
[0008]本专利技术提供一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，包括如下步骤：
[0009]1)准备SERS文件卡片和SERS光谱，
[0010]2)对于不同分子，对于分子i选取1到n个特征峰，对分子j选取1到m个特征峰，利用下述公式组I进行求解：
[0011][0012]其中，
[0013]I
i,p
：第i个分子的第p个SERS特征峰的峰强度，
[0014]I
j,q
：第j个分子的第q个SERS特征峰的峰强度，
[0015]RSA
i,j
：第i个分子相对于第j个分子的相对SERS散射能力因子，
[0016]对于k个分子，任意i，j属于区间[1，k]，且i不等于j；
[0017]X
i
：第i个分子的含量，
[0018]C
i
：第i个分子的浓度，
[0019]X
j
：第j个分子的含量，
[0020]C
j
：第j个分子的浓度，
[0021]RSC
i,p
：第i个分子选取的第p个SERS特征峰的相对SERS散射截面，
[0022]RSC
j,q
：第j个分子选取的第q个SERS特征峰的相对SERS散射截面，
[0023]l和m分别为所选取的SERS特征峰的数目。
[0024]本专利技术还提供一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，包括如下步骤：
[0025]1)准备SERS文件卡片和SERS光谱，
[0026]2)对于n个分子，选择SERS光谱的1到p个光谱区间，采用下述公式组II进行求解：
[0027][0028]其中，
[0029]X
i
：第i个分子的含量，
[0030]C
i
：第i个分子的浓度，
[0031]X
j
：第j个分子的含量，
[0032]C
j
：第j个分子的浓度，
[0033]RSA
i,j
：分子i相对于分子j的相对SERS散射能力因子，
[0034]Anorm
i,1
‑
p
：第i个分子SERS文件卡片中所选定的1到p个SERS光谱区间的积分面积，
[0035]Anorm
j,1
‑
p
：第j个分子SERS文件卡片中所选定的1到p个SERS光谱区间的积分面积，
[0036]PC
A,i,1
‑
p
：第i个分子在1到p光谱区间的积分面积归一化SERS光谱对应的主成分数值，
[0037]PC
A,range,1
‑
p
：待分析光谱在1到p光谱区间的积分面积归一化SERS光谱对应的主成分数值。
[0038]本专利技术进一步提供一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，包括如下步骤：
[0039]1)准备SERS文件卡片和SERS光谱，
[0040]2)对于n个分子，选择SERS光谱的完整光谱区间或者选择SERS光谱的部分光谱区间作为完整光谱区间，采用下述公式组III进行求解：
[0041][0042]其中，
[0043]X
i
：第i个分子的含量，
[0044本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)准备SERS文件卡片和SERS光谱，2)对于不同分子，对于分子i选取1到n个特征峰，对分子j选取1到m个特征峰，利用下述公式组I进行求解：其中，I
i,p
：第i个分子的第p个SERS特征峰的峰强度，I
j,q
：第j个分子的第q个SERS特征峰的峰强度，RSA
i,j
：第i个分子相对于第j个分子的相对SERS散射能力因子，对于k个分子，任意i，j属于区间[1，k]，且i不等于j；X
i
：第i个分子的含量，C
i
：第i个分子的浓度，X
j
：第j个分子的含量，C
j
：第j个分子的浓度，RSC
i,p
：第i个分子选取的第p个SERS特征峰的相对SERS散射截面，RSC
j,q
：第j个分子选取的第q个SERS特征峰的相对SERS散射截面，l和m分别为所选取的SERS特征峰的数目。2.一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)准备SERS文件卡片和SERS光谱，2)对于n个分子，选择SERS光谱的1到p个光谱区间，采用下述公式组II进行求解：其中，X
i
：第i个分子的含量，C
i
：第i个分子的浓度，X
j
：第j个分子的含量，
C
j
：第j个分子的浓度，RSA
i,j
：分子i相对于分子j的相对SERS散射能力因子，Anorm
i,1
‑
p
：第i个分子SERS文件卡片中所选定的1到p个SERS光谱区间的积分面积，Anorm
j,1
‑
p
：第j个分子SERS文件卡片中所选定的1到p个SERS光谱区间的积分面积，PC
A,i,1
‑
p
：第i个分子在1到p光谱区间的积分面积归一化SERS光谱对应的主成分数值，PC
A,range,1
‑
p
：待分析光谱在1到p光谱区间的积分面积归一化SERS光谱对应的主成分数值。3.一种利用SERS文件卡片进行定量分析的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)准备SERS文件卡片和SERS光谱，2)对于n个分子，选择SERS光谱的完整光谱区间或者选择SERS光谱的部分光谱区间作为完整光谱区间，采用下述公式组...
【专利技术属性】
技术研发人员：张政军，赵丰通，王炜鹏，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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