[发明专利]基于拉曼光谱的纳米条码智能标签及其识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息编码与识别技术领域，具体而言涉及一种基于拉曼光谱技术的纳米条码智能标签及其识别方法。

背景技术

现有技术中最常用的编码信息的载体是条形码。条形码是由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制成的，用以表达一组数字或字母符号信息的图形标示符。条码技术是一种被广泛使用的自动化智能识别方法，它已经成为现代化物流管理不可或缺的手段。但条码和被标示的物体是分离的，通常印制在外包装上，一旦包装被拆开，条码就难以再使用，同样的问题也存在于大量使用的电子标签技术。除此之外，条形码信息容量低，防伪性能差；而电子标签成本本身就很高，寻找更理想的货物标签成为十分迫切的需要。

在过去的几年里，随着纳米技术的快速发展，在不同的领域使用微型条码和纳米条码已经引起了人们的广泛注意。纳米条码通常有两种制作方法，一种是微粒子组合成编码模块，大多数的编码解译是通过模式识别方式来完成的，所以它被称为是“图解法”，这种纳米条码比较常见的有剪裁粒子的形状、大小、从而产生不同的编码。另外一种是微粒子负载编码成分。编码成分为具有可识别特性的分子或者纳米粒子。材料光谱具有特定形状，确定的峰位和半宽,以及很好的灵敏度，所以迄今为止，这种编码目前研究最多的要属于光谱编码，其中以荧光编码最为常见。

传统染料分子的荧光发射带的峰的半高宽FWHM(full width at half maximum)值为50-200nm。同时，在可见区域(400-800nm)内，仅仅能够提供4-6个不同的具有合适的光谱交迭的荧光染料来调节。半导体纳米晶体在它们的荧光发射区域内，有更小的FWHM值为10-20nm。因此，10-12种不同的纳米晶体可以应用于相同的检测窗口。拉曼散射带进一步减少了FWHM值，为荧光发射峰的十分之一甚至更小。因此，从理论上来说，制作更多的编码是可行的。比如一般拉曼光谱仪可检测的范围是40-4000cm^-1，而一般纳米晶体材料的拉曼光谱信号的半高宽小于10cm^-1，检测窗口可检测的成分数量理论上为几百个。

虽然迄今为止，荧光编码方法已经逐渐成熟，相关研究也已有专利申请，比如中国发明专利CN02148466.X，高容量信息编码与解码方法及装置书及使用新型专利CN02286667.1，高容量信息编码与解码，国外也在某些领域（药物检测）初步实现了商业化，但具有更高信息密度的拉曼光谱编码方法仍处在初步探索阶段。研究基于拉曼光谱纳米条码智能标签技术可以突破传统荧光编码限制，增加信息容量，建立更广阔的数据库，来获得更多的应用前景。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种基于拉曼光谱的纳米条码智能标签，可使用少量的纳米颗粒构成编码，存储信息。

本发明的另一目的还在于提供一种基于拉曼光谱的解码方法，采用拉曼检测仪器对含有用拉曼光谱编码的纳米颗粒的标签进行检测，检测出编码信息，通过数据库比对，即可得到编码及其所含有的信息。

为达成上述目的，本发明提出一种基于拉曼光谱的纳米条码智能标签，包括：基材和设置于基材上的可拉曼光谱编码的纳米颗粒编码层，所述可拉曼光谱编码的纳米颗粒编码层为包括若干种具有不同拉曼特征峰的纳米材料的混合层。

进一步，所述混合层由若干种（如1-10种）具有独立可区别拉曼特征光谱的纳米颗粒的混合构成，不同的纳米颗粒在拉曼光谱上不同位置的谱峰排列代表二进制的不同位数，峰位的有无代表二进制的“1”和“0”。

进一步，所述混合层还包括用于黏贴的粘结剂。

进一步，所述基于拉曼光谱的纳米条码智能标签还包括位于所述基材和可拉曼光谱编码的纳米颗粒编码层之间的用于黏贴的粘结剂层。

进一步，所述基材是纸制品、塑料、纺织品、木材、竹材、玻璃和金属材料中的一种。

进一步，所述基材为一产品包装或产品的一部分。

进一步，所述可拉曼光谱编码的纳米颗粒编码层还包括油墨，并以一维或者二维条码的形式组装到基材上。

进一步，采用滴定、打印、涂敷、印刷中的至少一种方式将所述可拉曼光谱编码的纳米颗粒编码层组装到所述基材上，其所形成的每一个独立的点、或线、或小块，均代表一组n位的二进制数。