载体和试剂盒以及表面增强拉曼光谱分析方法技术

本发明专利技术提供了一种载体，其中，所述载体包括支撑体（１１）和至少一个分析单元，每个分析单元包括除液结构、多孔基质层（１２）和增强层（１４），多孔基质层（１２）和增强层（１４）位于除液结构之上，所述除液结构位于所述支撑体（１１）中或位于所述支撑体（１１）表面上，所述增强层（１４）位于所述多孔基质层（１２）表面上，所述除液结构用于接收来自多孔基质层（１２）的液体，所述增强层（１４）用于增强拉曼散射强度。本发明专利技术还提供了含有所述载体的试剂盒以及使用所述载体进行表面增强拉曼光谱分析的方法。本发明专利技术提供的载体能够使拉曼散射信号得到明显增强，从而灵敏度很高，而且还可以通过加入内标物或外标物进行定量分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种载体以及包括所述载体的试剂盒，另外，本专利技术还涉及使用所述 载体进行表面增强拉曼光谱分析的方法以及所述载体的用途。
技术介绍
任何物质都是由一个或更多的化学成分组成。化学分析是分析单一或复杂的化合 物化学结构、组成和数量的方法和过程。因此化学分析在农业、制造业、商业贸易、医疗保健 和公共卫生以及人们的日常生活具有重要意义。因此，关于化学分析方面的研究进行得如 火如荼。拉曼光谱(RS)和红外光谱(IR)同属分子振动光谱，但它们的机理不同红外光谱 是分子对红外光的特征吸收，而拉曼光谱则是分子对光的散射(即拉曼散射)。拉曼散射是 光子的非弹性散射。当光被原子或分子散射，其中大部分光子被弹性散射(瑞利散射)，这 种散射的光子与入射光的光子具有相同的能量(频率)和波长。然而，一小部分散射光的 光子与入射光的光子具有不同的频率，而且通常低于或高于入射光光子的频率。由于拉曼 散射光的频率位移对应于分子中电子的能态改变，因此拉曼光谱技术便成为人们研究分子 结构的新手段之一。20世纪40年代，由于当时的仪器技术水平所限，也由于红外光谱技术 的迅速发展，拉曼光谱一度处于低潮阶段。20世纪60年代初，激光器的出现为拉曼光谱提 供了理想的光源，再加上计算机的发展，使激光拉曼光谱逐步成为分子光谱学中的一个活 跃分支。表面增强拉曼光谱(SERS)是拉曼光谱分析技术的一种变体，是一种对金属表面 敏感的技术。如果分子在位置上接近于特定金属表面，由于分子和金属的表面电子之间的 附加能量传递，拉曼信号的强度能够被极大地增加，增强因子可高达IO14至1015，这使得该 技术可用于探测单个分子。为了进行SERS，所述分析物分子被吸附在纳米级的粗糙金属表 面上，以检测到增强的拉曼散射。金和银是典型的用于表面拉曼光谱增强的金属，因为它们 的等离子体共振频率位于可见光和近红外辐射频率范围。金属铜、镍、钼、铁和铝也可用于 表面增强拉曼散射。相比红外光谱和荧光技术，表面增强拉曼光谱(SERS)可以提供丰富的分子结构 信息；相比质谱，SERS相对便宜、体积小。目前公知的使用表面增强拉曼光谱进行化学分析 的方法有两种。第一种方法是以没有液体吸收或不透水性的固体物质如金属、陶瓷或玻璃 作为载体，将含有待测样品和金属纳米颗粒的混合液置于该载体的表面上，然后用激光拉 曼光谱仪进行检测。此方法测量结果误差较大，很难操作。第二种方法同样以没有液体吸 收或不透水性的固体物质如金属、陶瓷或玻璃作为载体，不同的是首先将金属纳米材料固 定在该载体的表面上，然后将待测样品的溶液置于有金属纳米颗粒的载体的表面上，并用 拉曼光谱仪进行分析。然而，此方法存在拉曼信号弱、灵敏度低的缺点。而且，在上述两种 方法中检测样品在检测过程是液体，且不能浓缩，从而导致拉曼信号较弱、灵敏度较低，因 此不能用于定量分析。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的表面增强拉曼光谱方法存在拉曼信号不稳 定、灵敏度低、操作困难和不能用于定量分析的缺陷，提供一种能够使表面增强拉曼光谱分 析拉曼信号稳定、灵敏度高、操作便利且可进行定量分析的载体。本专利技术的另一目的是提供包括上述载体的试剂盒以及使用上述载体进行表面增 强拉曼光谱分析的方法。本专利技术提供了一种载体，其中，所述载体包括支撑体和至少一个分析单元，每个分 析单元包括除液结构、多孔基质层和增强层，多孔基质层和增强层位于除液结构之上，所述 除液结构位于所述支撑体中或位于所述支撑体表面上，所述增强层位于所述多孔基质层材 质表面上，所述除液结构用于接收来自多孔基质层的液体，所述增强层用于增强拉曼散射 强度。本专利技术还提供了一种试剂盒，其中，该方法包括将待测样品的溶液负载到载体上， 然后测定待测样品的拉曼光谱，其中，所述载体为本专利技术提供的载体，负载到载体上的方法 为将待测样品的溶液加到所述载体的增强层上。本专利技术的专利技术人研究发现，虽然现有技术的第一种方法由于金属纳米颗粒的加入 而在一定程度上能够增强拉曼散射信号，但是当用拉曼光谱仪分析待测样品时，由于混合 液中的金属纳米颗粒下沉，使得金属纳米颗粒偏离拉曼光谱分析的激光焦平面，因而拉曼 信号不稳定，且灵敏度很低。第二种方法虽然克服了由于金属纳米颗粒下沉而偏离激光焦 平面的缺陷，但是在该方法中由于待测样品处在溶液状态和表面金属纳米颗粒不能有效地 混合，因而增强效应较低，导致拉曼信号的灵敏度低。本专利技术提供的载体结构简单、操作方便且灵敏度高。使用本专利技术提供的载体进行 化学分析时，将样品以溶液的形式滴在所述载体的多孔基质层上后，由于存在除液结构，因 而溶液中的溶剂能够迅速被吸干，待测样品中的待测成分均勻附着在增强层的增强剂表面 上，具有浓缩和变液体样品为固体样品的特征，从而可以直接用于分析，因而操作非常方 便。通过使待测样品中的待测成分均勻附着在增强层的增强剂表面上，一方面避免了金属 纳米颗粒下沉而导致偏离激光焦平面和拉曼信号不稳定的问题，另一方面还解决了现有技 术存在的待测样品浓度低导致难于测试和拉曼信号很弱而无法进行定量分析的问题。而 且，使用本专利技术提供的载体，可以通过除液结构使大容量的液体样品附着到小面积固体表 面上，并形成固体样品层，再对该样品层进行拉曼光谱分析便可显著提高检测的灵敏度。另 外，根据本专利技术提供的优选实施方式，通过加入内标物和外标物可以对待测样品进行精确 的定量分析。附图说明图1表示本专利技术提供的载体的除液结构为吸液层时的纵截面示意图；图2表示本专利技术提供的载体的除液结构为孔道时的纵截面示意图；图3表示本专利技术提供的载体的除液结构为吸液层且所述载体还包括壳层的纵截 面示意图；图4表示本专利技术提供的载体的除液结构为孔道且所述载体还包括壳层的纵截面示意图；图5表示本专利技术提供的载体包括壳层时的俯视图；图6表示本专利技术提供的载体还包括滤膜的纵截面示意图；图7表示拉曼光谱仪结构示意图；图8表示实施例1中检测得到的拉曼光谱图；图9表示实施例2中检测得到的拉曼光谱图；图10表示对比例1中检测得到的拉曼光谱图；图11表示实施例3的中药剂未煎煮前、煎煮15分钟、煎煮30分钟、煎煮60分钟、 煎煮90分钟和煎煮120分钟的测试结果图。图12表示根据实施例4的外标物待测样品的拉曼光谱图中在686CHT1处的散射峰 强度制定的标准曲线图；图13表示根据实施例5的测试样品C1-C6的拉曼光谱中686CHT1处的散射峰强度 与730CHT1处的散射峰的强度的比值制定的标准曲线图。具体实施例方式以下结合图1-6对本专利技术提供的载体作详细地说明。如图1-6所示，本专利技术提供的载体支撑体11和至少一个分析单元，每个分析单元 包括除液结构、多孔基质层12和增强层14，多孔基质层12和增强层14位于除液结构之上， 所述除液结构位于所述支撑体11中或位于所述支撑体11表面上，所述增强层14位于所述 多孔基质层12材质表面上，所述除液结构用于接收来自多孔基质层12的液体，所述增强层 14用于增强拉曼散射强度。所述支撑体11的材质可以是各种不影响测试的固体材料，例如可以是金属、塑 料、玻璃或它们的复合材料。在本专利技术中，所述支撑体11的形状和大小没有特别的限定、 只要能够放入拉曼散射仪中进行测试即可，例如，所述支撑体11可以为矩形薄片或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载体，其特征在于，所述载体包括支撑体（１１）和至少一个分析单元，每个分析单元包括除液结构、多孔基质层（１２）和增强层（１４），多孔基质层（１２）和增强层（１４）位于除液结构之上，所述除液结构位于所述支撑体（１１）中或位于所述支撑体（１１）表面上，所述增强层（１４）位于所述多孔基质层（１２）表面上，所述除液结构用于接收来自多孔基质层（１２）的液体，所述增强层（１４）用于增强拉曼散射强度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵珂，
申请(专利权)人：北京盈沣财智投资咨询有限公司，北京中科泛华测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]