[發明專利]一種基于偏振拉曼光譜編碼的納米條碼智能標簽

有效

• 申請號: 202110024169.0
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112949799B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 吳興龍;胥加青;沈劍滄
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06K19/06
• 分類號: G06K19/06
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發明提供一種基于偏振拉曼光譜的納米條碼智能標簽，該智能標簽包括：基材和設置于基材上的可偏振拉曼光譜編碼的納米顆粒編碼層，可偏振拉曼光譜編碼的納米顆粒編碼層為包括若干種具有不同拉曼特征峰的納米材料的混合層，在不同的偏振檢測狀態下，拉曼特征峰能夠呈現出與非偏振檢測狀態下完全不同的、有別于傳統拉曼峰位的編碼特征，實現多重編碼的光譜特性。本發明的智能標簽在使用時，采用相應的納米條碼檢測系統，對加有這種編碼納米顆粒的商品標簽進行檢測，由此獲得其編碼信息。

技術領域

本發明屬于光譜信息編碼領域，具體為一種基于偏振拉曼光譜的納米條碼標簽。

背景技術

在過去的幾年里，隨著納米技術的快速發展，在不同的領域使用微型條碼和納米條碼已經引起了人們的廣泛關注。納米條碼通常有兩種制作方法，一種是微粒子組合成編碼模塊，大多數的編碼解譯是通過模式識別方式來完成的，所以它被稱為是“圖解法”，這種納米條碼比較常見的有剪裁粒子的形狀和大小從而產生不同的編碼。另外一種是微粒子負載編碼成分，其編碼成分為具有可識別特性的分子或者納米粒子。材料光譜具有特定形狀、確定的峰位和半寬以及很好的靈敏度，所以迄今為止，這種編碼目前研究最多的要屬于光譜編碼，其中以熒光光譜編碼和拉曼光譜編碼最為常見。

傳統染料分子的熒光發射帶譜峰的半高寬FWHM(full width at half maximum)值為50-200nm。同時，在可見區域(400-800nm)內，僅僅能夠通過4-6個不同的具有合適光譜交迭的熒光染料來調節。半導體納米晶體在它們的熒光發射區域內，可以出現10-20nm更小的FWHM值。因此，10-12種不同的納米晶體可以應用于相同的檢測窗口。拉曼散射帶進一步減少了FWHM值，為熒光發射峰的十分之一甚至更小。因此，從理論上來說，制作更多的編碼是可行的。比如一般拉曼光譜儀可檢測的范圍是40-4000cm^-1，而一般納米晶體材料的拉曼光譜信號的半高寬小于10cm^-1，檢測窗口可檢測的成分數量理論上為幾百個。

雖然迄今為止，光譜編碼方法已經逐漸成熟，相關研究也已有專利申請，比如中國發明專利CN1445712A一種高容量信息編碼與解碼方法；CN1987898A利用物質特征的數字化編碼方法、數字化編碼特征物質組合物及其制備方法等。國外也在某些領域(藥物檢測)初步實現了商業化，但目前納米材料的光譜編碼，尤其是納米材料的拉曼光譜編碼方法仍比較初步。例如中國專利201310089733.2公開了一種基于拉曼光譜的納米條碼智能標簽及其識別方法，只僅僅簡單地考慮拉曼峰的存在與否，不探究拉曼峰特征與結構和性能的聯系，因此缺少拉曼光譜編碼的信息容量及多重防偽功能。研究基于納米材料特有的光電特性，并將其特性應用于納米條碼智能標簽中，可以突破傳統光譜編碼限制，增加信息容量，實現光譜編碼的調控和多重編碼，從而可以拓展納米條碼的安全性、保密性和信息容量，由此獲得更多的實際應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于偏振拉曼光譜的納米條碼智能標簽及其編碼方法。使用少量的納米顆粒構成編碼載體，存儲信息，同時還能根據納米條碼在不同偏振檢測狀態下拉曼光譜的變化進行二重編碼，實現多重防偽和存儲更多信息內容。

為達成上述目的，本發明提出一種基于偏振拉曼光譜的納米條碼智能標簽，包括：基材和設置于基材上的可偏振拉曼光譜編碼的納米顆粒編碼層，該納米材料編碼層的編碼載體由一組不同偏振檢測狀態下其部分或全部拉曼特征峰狀態能夠呈現明顯偏振特性的納米材料混合組成。

較佳的，不同偏振檢測狀態下其部分或全部拉曼特征峰狀態能夠呈現明顯偏振特性是指編碼的納米材料在非偏振(或偏振)光激發和不同偏振檢測狀態下，其部分或全部拉曼特征峰在特定位置的峰存在狀態、峰位移動狀態、峰強變化狀態、峰半高寬變化狀態呈現明顯變化。

本發明還提供了一種基于偏振拉曼光譜編碼的納米條碼編碼方法，根據特定納米材料在不同偏振檢測狀態下，其偏振拉曼光譜在特定位置的峰存在狀態、峰位移動狀態、峰強變化狀態、峰半高寬變化狀態呈現明顯變化，收集這些變化信息，并利用其中的一種或者多種變化信息進行編碼。