[发明专利]一种磁性荧光拉曼双编码复合微球及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种磁性荧光拉曼增强双重编码复合微球及其制备方法和在涂料及油墨领域防伪方面的应用。

背景技术

涂料是现代工业中一类重要的材料，主要包括传统的以天然物质为原料的涂料产品，以及现代化的以合成化工产品为原料的涂料产品，在现代生活中用途极为广泛。涂料也是家居装修中必不可少的材料，在装修中起到非常重要作用。作为现代工业另一种重要材料，油墨主要由色料、连接料与其他辅助成分组成，可通过印刷将图案、文字等表现在承印物上，在书刊、建筑装饰与电子线路板材印刷等领域有着广泛应用，随着社会需求增大，油墨品种和产量也大规模扩展与增长。但也出现了一些不法厂家置消费者权益与正规企业的市场信誉不顾，生产大量劣质假冒产品，造成消费市场上产品鱼目混珠的混乱局面：目前家居建材市场充斥着很多假冒伪劣的产品，许多知名涂料厂商生产的有品质保障的涂料产品被不法商家“山寨”，假冒劣质涂料往往会对人体造成巨大危害，使得消费者在选购涂料产品时不仅要防毒还要防假；而假冒劣质的油墨易阻塞墨路、损坏电路板或机件，损害消费者权益，同时也会对正规企业的企业品牌及市场信誉造成恶劣的影响。因此对于消费者与正规涂料/油墨生产企业而言，有效的防伪技术不仅能保证消费者购买到的是正规厂家的有质量保障的产品，同时也会保障企业的企业品牌与市场信誉。而目前涂料/油墨产品防伪主要是通过采用利用二维条码、数位水技术与镭射标签等的防伪标签贴于产品筒体或外包装上的方式，这样的防伪标签技术存在无法赋予商品唯一标识码、易被复制假冒的风险，难以满足现代防伪技术难以复制的要求。

与此同时，在高等级防伪领域仍存在着一定空白，目前在涂料/油墨领域已投入商业化的高等级防伪技术主要包括DNA防伪技术与稀土络合物材料荧光技术等。前者主要利用不同DNA具有不同编码结构的原理，通过将DNA信息样本经遗传工程处理后混合到涂料/油墨中按流程生产，使产品自然具备防伪能力，这种防伪方式可以通过DNA序列对比达到高级防伪的目的，但缺点也显而易见，DNA在复杂环境条件下稳定性不高，会最终分解，以及成本昂贵，不适合大规模商业化生产；而后者主要通过荧光标记的方法将稀土络合物材料荧光物质掺入涂料/油墨中起到防伪的作用，方法简便，但其缺点在于荧光标记编码的防伪方式单一，荧光发射峰易重叠，且编码容量有限，因而防伪效果等级较低。此外，二者共同的一个缺点在于，没有富集分离防伪物质的有效手段，因而防伪物质只有在涂料/油墨中的掺混量较大时才能有效检测到以发挥其防伪作用。

荧光微球是利用物理吸附法、自组装法、化学键合法等方法将荧光物质吸附或包埋形成一定粒径的微球体，并能在激发光光源激发下发出相应荧光，具有稳定形态结构及高效发光效率，在诸如生物医学检测等领域有着广泛应用。表面增强拉曼光谱(SERS)被称为“指纹谱”，具有灵敏度高、选择性好、分析速度快等优点，同时可以提供无损检测，被广泛应用于各种化学和生物分子的微量分析等方面。表面增强拉曼散射现象发生在贵金属(如金、银)表面与其接触的或附近的分析物之间，SERS基底上尖锐的金属突起和金属纳米粒子之间能够形成纳米粒子连接点，称为“热点”（hot spots），“热点”对局部表面等离子体的激发可以极大的增强SERS信号，提高检测的灵敏度，从而能够产生巨大的SERS增强效应(Sebastian Schlucker, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4756-4795)。目前的SERS基底主要有金或银的粗糙表面，纳米颗粒或沉积在介电微球表面的聚集体，而高SERS活性一直是SERS增强基底的研究热点,但往往因其自身结构导致重现性、可靠性及“热点”数量少使得SERS信号难以精确控制。