[发明专利]一种基于三元拉曼报告分子的SERS防伪标签

说明书

本发明涉及一种基于三元拉曼报告分子的SERS防伪标签，属于SERS光谱编码领域。本发明首先按一定比例混合不同拉曼报告分子，将三元拉曼报告分子封装在金纳米棒的核壳间隙内，以制备包覆有多元报告分子的双层金棒(Au@Au NRs)，然后使用油水界面自组装的方法将Au@Au NRs组装成规律有序的金纳米膜。在这项工作中，我们利用双层金棒的良好SERS效应构建防伪标签，其中识别信息是从金核壳间隙内的拉曼报告分子的SERS信号中获得的。根据三元报告分子的特征峰波数和强度进行编码，对每个SERS信号进行数字化，得到两组代码序列，对这两组代码序列进行组合并进行进一步的编码转换，生成防伪标签。三元拉曼报告分子SERS标签可以使得SERS信号具有高度特异性和极高的识别精度，编码可以进一步增加信息的保密度和不可复制性，为开发新型防伪技术提供了思路。

技术领域

本发明涉及一种基于三元拉曼报告分子的SERS防伪标签，属于SERS光谱编码领域。

背景技术

假冒伪劣商品对社会经济和公共安全构成日益严重的威胁。在过去的几十年里，各种各样的防伪和安全技术已经发展起来，以打击假冒，如打印、防伪油墨、水印和全息图。然而，随着技术的发展，一些防伪标签已经为造假者所知，而且很容易复制。就目前而言，有必要继续开发新的安全性更高的安全标签，以更好地支持产品认证。表面增强拉曼散射(SERS)可以为金属纳米颗粒表面的拉曼报告分子提供一对一对应的特定“指纹”信号，产生报告分子的独特的指纹拉曼光谱。通过对多种拉曼报告分子进行不同比例的混合，生成的SERS标签是防伪的有力工具之一，由于其固有的随机性，容易生成，但难以复制。这种SERS标签可以提供一个潜在的平台，实现牢不可破的防伪。

本专利涉及到的光谱波数-强度联合编码方法通过在制备过程中将含有以一定比例混合的多元拉曼报告分子的核壳金纳米棒(Au@AuNRs)自组装成膜，以获得带有三元拉曼报告分子的金膜，对金膜中拉曼报告分子的SERS信号进行编码和转化，所得结果与金膜结合具有应用于防伪和身份信息识别认证的潜力。

发明内容

本发明首先按一定比例混合三种拉曼报告分子，形成多元拉曼报告分子，再将其封装在金纳米棒的核壳间隙内，以制备包覆有多元探针的双层金棒(Au@Au NRs)，然后使用油水界面自组装的方法将Au@Au NRs组装成规律有序的金纳米膜。在这项工作中，我们利用双层金棒的良好SERS效应构建防伪标签，其中识别信息是从金核壳间隙内的拉曼报告分子的SERS信号中获得的。该信号对应于所用的探针类型及混合比例的变化，具有明显的规律性变化，同时具有极高的辨别精度和不可复制性，对其进行特征峰波数和强度两个维度的编码，再将编码结果进一步转化，所得结果具有应用于防伪方面的潜力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)拉曼报告分子SERS信号的确定：以核壳金纳米棒(Au@Au NRs)为SERS增强基底，将三种拉曼报告分子分别封装在金纳米棒的核壳间隙内，以制备包覆有不同拉曼报告分子的双层金纳米棒，对几种带有不同拉曼报告分子的双层金纳米棒进行SERS扫描以获得不同拉曼报告分子的SERS信号，取各拉曼报告分子的特征峰作为编码所用信息；

(2)三元拉曼报告分子SERS信号的确定：先将三种拉曼报告分子溶液共混，形成三元拉曼报告分子，将其直接附着在单层金纳米棒表面再进行金壳层的封装，并使用油水界面自组装的方法将金纳米棒自组装成纳米薄膜以获得带有三元拉曼报告分子的金膜，对金膜进行SERS扫描以获得三元拉曼报告分子的SERS信号；

(3)三元拉曼报告分子SERS光谱波数编码：对三元拉曼报告分子分别对应的特征峰波数按一定方式进行排序，并分别用代码标记它们，从而形成了第一维度的防伪信息；

(4)三元拉曼报告分子SERS光谱强度编码：对三元拉曼报告分子的SERS谱图进行归一化处理以便于统一峰强，之后我们将峰的强度进行划分并分别用代码表示，从而形成了第二维度的防伪信息。