(57) Реферат / Формула:
Способ обнаружения индикаторного химического соединения, растворенного в жидком составе, посредством поверхностно усиленной спектроскопии содержит этапы: (а) необязательного разбавления вышеупомянутого жидкого состава или вышеупомянутой отделенной жидкости посредством смешивания с жидким разбавителем; (b) приведения образца отделенной жидкости в контакт с усиливающей спектроскопию поверхностью, содержащей золото, серебро или медь; (с) получения спектра комбинационного рассеяния образца и (d) вычисления из вышеупомянутого спектра концентрации индикатора в образце по отношению к концентрации второго компонента состава.
2420-519207ЕА/032 ИНДИКАТОР И СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ИНДИКАТОРА В ПРОДУКТЕ
Настоящее изобретение относится к индикатору и способу обнаружения индикаторных химических соединений в составах продуктов. В частности, способ относится к обнаружению индикаторных химических соединений в сложных составах продуктов посредством поверхностно усиленных способов спектроскопии.
Хорошо известно добавление характерных индикаторных
химических соединений к имеющим высокую стоимость продуктам,
чтобы обеспечить средство идентификации поддельных продуктов, а
также определить то, был ли подлинный продукт ухудшен,
например, посредством разбавления. Индикаторное химическое
соединение, как правило, добавляется в очень низких
концентрациях, и, следовательно, требуется использование
чувствительных аналитических способов для обнаружения
индикаторного химического соединения, а также для измерения
изменения концентрации индикаторного химического соединения по
сравнению с концентрацией, в которой оно было добавлено.
Поверхностно усиленная спектроскопия (SES) представляет собой
один такой способ определения аналита в очень низких
концентрациях. Использование SES для обнаружения индикаторных
химических соединений в жидких продуктах описано, например, в
международной патентной заявке WO2008/019161, которая касается
способа идентификации топлива с использованием меток для
поверхностно усиленной спектроскопии комбинационного рассеяния
(SERS). Упомянутый способ включает в себя ассоциирование
вещества, имеющего известный спектр комбинационного рассеяния,
с неким количеством топлива. Согласно одному варианту
осуществления, активный краситель SERS, включающий в себя
активное маркирующее химическое соединение для комбинационного
рассеяния можно смешивать с неким количеством топлива. В таком
случае процесс идентификации топлива может включать в себя
смешивание образца топлива с коллоидом с усиливающими
комбинационное рассеяние металлическими частицами, и
последующую регистрацию спектра комбинационного рассеяния
активного маркирующего химического соединения для
комбинационного рассеяния, ассоциируемого с индикатором. В качестве альтернативы, часть образца может быть ассоциируемой с носителем, активным в отношении SERS. Принцип обнаружения активного в отношении SERS индикаторного химического соединения в жидкости, такой как топливо, посредством ассоциирования с коллоидными металлическими частицами или носителем для SERS, согласно теории, должен быть применим и к другим жидким продуктам. Мы выяснили, однако, что многие продукты представляют собой проблемы, которые не могут быть преодолены посредством простого применения простой методологии международной патентной заявки WO2008/019161. Некоторые свойства жидких продуктов, такие как их вязкость, оптическая прозрачность или состав, могут препятствовать взаимодействию индикаторного химического соединения с поверхностью усиливающего металлического коллоида или носителя, или иным путем влиять на отбор спектров SERS индикаторного химического соединения. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить способ идентификации индикаторных химических соединений, который может преодолеть, по меньшей мере, некоторые из проблем, встречающихся в предшествующем уровне техники.
В соответствии с настоящим изобретением мы предоставляем способ идентификации жидкого состава, содержащего, по меньшей мере, один исходный жидкий ингредиент, причем вышеупомянутый способ содержит этапы:
a) добавления индикаторного химического соединения к известному жидкому составу, заключающему в себе вышеупомянутый, по меньшей мере, один исходный жидкий ингредиент, для формирования меченого известного жидкого состава;
b) получения образца неидентифицированного жидкого состава;
c) необязательного разбавления вышеупомянутого образца неидентифицированного жидкого состава посредством смешивания с жидкостью;
d) приведения вышеупомянутого необязательно разбавленного
образца неидентифицированной жидкости в контакт с усиливающей
спектроскопию поверхностью, содержащей золото, серебро или медь ;
e) получения спектра комбинационного рассеяния образца;
f) вычисления из вышеупомянутого спектра концентрации
индикатора по отношению к концентрации вышеупомянутого
исходного жидкого ингредиента в образце неидентифицированного
состава; и
д) сравнения относительной концентрации, вычисленной на этапе (f), с соответствующей относительной концентрацией индикатора и исходного жидкого ингредиента меченного известного жидкого состава.
Поверхностно усиленная спектроскопия включает в себя такие спектроскопические способы, которые являются пригодными для усиления, когда молекулы аналита находятся близко к материалу или адсорбируются посредством материала, имеющего поверхность, усиливающую плазмоны. Предпочтительные формы SES включают в себя SERS (поверхностно усиленная спектроскопия комбинационного рассеяния) и SERRS (поверхностно усиленная спектроскопия резонансного комбинационного рассеяния). Предпочтительный спектр комбинационного рассеяния представляет собой спектр резонансного комбинационного рассеяния.
Жидкий состав, как правило, представляет собой продукт, такой как топливо, присадка к топливу, смазочный материал, продукт биологического происхождения, такой как, например, растительное масло, жидкость для очистки дизельных выхлопных газов, пестицид, краска, тушь, лекарственное средство, или любой другой состав, для которого требуется гарантия в отношении его источника и идентичности. Эти продукты могут представлять собой цель деятельности по фальсификации, ведущей к экономическому и другому ущербу для поставщиков подлинных продуктов, а зачастую также и для пользователей фальсифицированных продуктов.
Индикатор выбирается таким образом, чтобы он растворялся в
жидком составе и был пригодным для того, чтобы быть
обнаруженным посредством SES. Предпочтительно, индикаторное
химическое соединение является обнаруживаемым при
концентрациях, менее чем 1СГ4 М, предпочтительнее менее чем 1СГ5 М и особенно предпочтительно при концентрациях, меньших или равных 1СГ7 М. Чтобы индикатор являлся обнаруживаемым на упомянутых уровнях, он должен обеспечивать высокую интенсивность сигнала SES в составе, использующем способ согласно настоящему изобретению. "Высокую интенсивность сигнала" мы интерпретируем так, что сигнал, продуцируемый индикатором, должен быть отличимым от сигнала любых других компонентов состава. Индикатор должен быть устойчивым в составе во времени. "Устойчивый" мы интерпретируем так, что сигнал SES индикатора, измеренный с использованием способа согласно настоящему изобретению, не должен значительно варьироваться в период времени, в течение которого может потребоваться, чтобы состав был идентифицирован. Упомянутый период составляет, типично, несколько месяцев или лет, т.е. до тех пор, пока состав остается в цепочке распределения. Индикатор может, если это требуется, придавать составу видимый цвет, хотя такой цвет может быть замаскированным в ярких цветных или непрозрачных составах. В качестве альтернативы, можно использовать латентный индикатор, т.е. индикатор который не влияет на внешний вид жидкому составу при наблюдении невооруженным глазом.
Подходящие индикаторы включают в себя ксантеновые красители, такие как родаминовые красители (например, родамин 6G), флуоресцеин, эозины (например, эозин Y и эозин В), азокрасители (и диазокрасители), такие как красный очаровательный и тартразин; кумарины (например, 5,б-бензопиран-2-он), тиазолы, оксазин и триарилметаны.
Эти цветные красители являются особенно подходящими для SERRS анализа с использованием видимых лазерных линий. Другие подходящие химического соединения включают в себя, в качестве неограничительных примеров, нецветные химического соединения, такие как ВРЕТ (транс-1,2-бис(4-пиридил)-этилен и хинолин.
Жидкий состав может необязательно отделяться, чтобы обеспечить жидкую фракцию, заключающую в себе растворенное индикаторное химическое соединение, и твердые компоненты состава (если они присутствуют). Этот этап можно выполнять,
если выясняется, что присутствующие твердые вещества
воздействуют на спектроскопическое измерение, например, если
они делают жидкий состав чрезмерно непрозрачным для получения
интерпретируемого спектра. Отделение жидкости, заключающей в
себе растворенное индикаторное химическое соединение, от
твердых веществ, которые присутствуют в составе, можно
осуществлять посредством любых подходящих способов, известных
специалисту в данной области техники. Такие способы включают в
себя фильтрование и центрифугирование. При использовании
фильтрования, важно использовать способ и материалы
фильтрования, которые вероятно не будут влиять на концентрацию
индикаторного химического соединения в жидком фильтрате. Этого
можно достичь посредством выбора фильтрующей среды, в которой
индикаторное химическое соединение не адсорбируется, или
которая предпочтительно не абсорбирует какие-либо компоненты
жидкого состава. Природа выбираемого фильтра зависит от
характеристик индикатора и жидких компонентов состава.
Подходящие фильтры включают в себя фильтры, выполненные из
политетрафторэтилена (PTFE). Несходство предлагаемой
фильтрующей среды с индикаторным химическим соединением можно протестировать посредством прохождения раствора, заключающего в себе индикаторное химическое соединение в растворителе, через фильтрующую среду и определения изменения сигнала SES после фильтрования. Не желая ограничения, мы полагаем, что некоторые присутствующие твердые вещества могут адсорбировать или абсорбировать индикатор или иным образом воздействовать на связывание молекул индикатора с усиливающей спектроскопию поверхностью. Кроме того, присутствующие твердые вещества могут неблагоприятно влиять на агрегацию коллоидных металлических носителей для SES, которые обычно требуют агрегации, чтобы продуцировать эффекты SES, или пропускание света через образец.
В некоторых вариантах осуществления способа согласно настоящему изобретению образец можно разбавлять посредством жидкого разбавителя. Разбавление жидкости можно осуществлять до или после необязательного этапа отделения, если он выполняется. Мы выяснили, что разбавление состава посредством смешивания с
жидкостью может усиливать спектр SES индикаторного химического соединения по сравнению с неразбавленным образцом, возможно, потому что подавляются спектры других компонентов состава. Разбавление образца также способствует точной обработке и дозированию вязких образцов. Очевидно, что должно быть известно количество жидкости, используемое для разбавления образца, чтобы вычислять концентрацию индикаторного химического соединения в исходном образце перед разбавлением. Жидкость разбавителя должна предпочтительно быть смешиваемой, по меньшей мере, с некоторыми из компонентов состава. Для многих составов можно использовать воду в качестве разбавителя. Образец можно разбавлять посредством любого подходящего количества, требуемого для увеличения спектра SES и/или повышения точности дозирования образца. Идентичность и оптимальное количество подходящего разбавителя для использования можно определять посредством стандартных экспериментов. Как правило, образец разбавляется приблизительно в 1-1000 раз по объему или по массе, в частности, приблизительно в 10-20 раз. В некоторых обстоятельствах может быть более удобно разбавлять по массе, если точное дозирование объема является затруднительным вследствие вязкости состава.
Носитель для SES представляет собой носитель, имеющий
поверхность, которая является способной усиливать
спектроскопический отклик молекулы, которая находится близко к поверхности или в контакте с поверхностью, т.е. является способной к промотированию поверхностно усиленной спектроскопии. Носитель для SES может быть любым материалом, способным к усилению спектроскопии, в частности, для вибрационной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Носители для SES, как правило, содержат металлы, такие как серебро, золото и медь. Использование других носителей для SES может быть возможным, в частности, металлов, включая Na и А1, а также переходные металлы, такие как Pt, Ni, Ru, Rh, Pd, Co, Fe, Cr. Поскольку разрабатываются новые способы поверхностно усиленной спектроскопии, могут становиться доступными различные промотирующие SES носители, которые могут
быть полезны для способа согласно настоящему изобретению. Носитель для SES может принимать форму мелких частиц, как правило, наночастиц, которые обычно используются в качестве коллоидных растворов, в частности, водных коллоидных растворов. В качестве альтернативы, носитель для SES может принимать форму плоского материала, имеющего металлическую поверхность, содержащую микроструктуру в форме иммобилизованного металлического коллоида, или рельефную поверхность, созданную из металла или покрытую металлом, таким как золото, серебро или медь. Подходящие носители для SES доступны в широкой продаже, в том числе в качестве коллоидных растворов золота, серебра или меди, или в качестве специальных плоских материалов для SES, имеющих плазмонные поверхности, такие как Klarite(tm). В качестве дополнительной альтернативы, носитель для SES может содержать мембрану или покрытие для SES, такое как iFyber(tm), которая является абсорбирующей мембраной, покрытой золотыми или серебряными наночастицами. Другие покрытые наночастицами носители, такие как волокна или кварцевые или стеклянные сферы также могут использоваться.
В предпочтительной форме усиливающая спектроскопию поверхность содержит коллоидные наночастицы золота, серебра или меди, диспергированные в жидкости, которая обычно представляет собой водную жидкость. Как правило, образец жидкости после того, как он был отделен от каких-либо твердых веществ, присутствующих в исходном составе, добавляется в коллоидный раствор металлических частиц, или наоборот, и встряхивается, чтобы привести химические соединения, присутствующие в образце жидкости, в контакт с металлическими частицами. Хорошо известно, что усиливающий спектроскопию эффект металлических наночастиц увеличивается, когда наночастицы агрегируют в кластеры. Предпочтительно, агрегирующий агент добавляется в смесь коллоидных частиц и жидкости, чтобы промотировать агрегацию металлических частиц для увеличения усиливающего спектроскопию эффекта металлических поверхностей. Мы выяснили, что выбор конкретного агрегирующего агента может промотировать сигнал SES, получаемый от образца. Агрегирующий агент может
быть добавлен в жидкость до или после того, как она смешивается с коллоидными наночастицами. Было выяснено, что в некоторых обстоятельствах является благоприятным добавление агрегирующего агента после того, как образец жидкости был смешан с коллоидными частицами, в частности, потому что таким образом можно создать более воспроизводимый способ. Агрегирующие агенты могут выбираться, помимо прочих веществ, из кислот, например, таких как НС1, HNO3, и оснований, например, таких как органические амины, а также растворов солей, например, таких как хлориды, нитраты или сульфаты металлов. Помимо выбора конкретного химического соединения в качестве агрегирующего агента, мы выяснили, что используемые концентрация агрегирующего агента и/или количество агрегирующего агента могут также иметь заметное влияние на интенсивность сигнала SES, получаемого от образца в смеси коллоидного металла. Известно, что при использовании SES обнаружение некоторых мод комбинационного рассеяния усиливается по отношению к другим модами. Предпочтительно, носитель для SES и агрегирующий агент (в случае их использования) выбираются таким образом, что избирательные полосы или пики индикатора усиливаются, чтобы дополнительно увеличить сигнал, получаемый при низких концентрациях индикатора.
Концентрация индикатора в образце вычисляется по отношению к концентрации, по меньшей мере, одного исходного жидкого ингредиента состава.
По меньшей мере, один исходный жидкий ингредиент может представлять собой основной или единственный ингредиент состава, например, в случае жидкого топливного состава исходный жидкий ингредиент может представлять собой само топливное химическое соединение. Когда жидкий состав заключает в себе более чем один ингредиент, исходный жидкий ингредиент может представлять собой любой из этих ингредиентов. Исходный жидкий ингредиент может представлять собой растворенную форму химического соединения, которое было бы твердым, если бы не было включено в жидкий состав. Термин "исходный жидкий ингредиент" не предназначается для того, чтобы включать в себя
индикаторное химическое соединение, т.е. химическое соединение, добавляемое к составу единственно с целью идентификации. Исходный жидкий ингредиент предпочтительно не предназначается для того, чтобы включать в себя жидкие химические соединения, добавляемые к составу для осуществления анализа, такие как растворители, требуемые для аналитических целей или внутренних стандартов. Исходный жидкий ингредиент представляет собой компонент жидкого состава в то время, когда индикатор добавляется к составу. Исходный жидкий ингредиент является поддающимся для обнаружения посредством SES.
Предпочтительный исходный жидкий ингредиент представляет собой функциональный ингредиент состава. "Функциональный ингредиент" мы интерпретируем как химическое соединение, которое присутствует в составе для цели, связанной с предназначенным использованием состава, в отличие от индикаторного химического соединения, которое добавляется к составу для цели идентификации, и которое, как правило, не вносит вклад в предназначенное использование состава. Функциональный ингредиент может представлять собой активное химическое соединение, такое как, например, биоцидное химическое соединение в пестицидном составе или мочевина в присадке для очистки дизельных выхлопных газов, или вспомогательный ингредиент, такой как консервант, пеногаситель, растворитель, поверхностно-активное вещество, разбавитель, агент цвета, ароматизатор или другое химическое соединение, имеющее свою роль в составе, относящуюся к физическому внедрению активного химического соединения в состав или усилению и пролонгированию активности химического соединения. Когда концентрация индикатора вычисляется по отношению к исходному жидкому ингредиенту, необязательно вычислять его абсолютную концентрацию в составе. Исходный жидкий ингредиент предпочтительно дает спектр SES при использовании способа согласно настоящему изобретению, и предпочтительно дает измеримые, но отчетливые пики в том же спектре SES, как для индикаторного химического соединения. Предпочтительно, чтобы носитель для SES, агрегирующий агент (если он используется) и
условия анализа выбирались таким образом, чтобы спектр SES
давал четкий спектр, показывающий отчетливые и измеряемые пики,
ассоциируемые с индикаторным химическим соединением, а также
отчетливые и измеряемые пики, ассоциируемые с исходным жидким
ингредиентом. Предпочтительно, носитель для SES и агрегирующий
агент (если он используется) выбираются таким образом, чтобы
избирательные полосы или пики индикатора усиливались, чтобы
дополнительно увеличить сигнал, получаемый при низких
концентрациях индикатора. В таком случае может быть необходимым
вычислить только соотношение интенсивности одного пика,
ассоциируемого с индикатором, с интенсивностью одного или
нескольких пиков, ассоциируемых с исходным жидким ингредиентом
в спектре, регистрируемом с использованием способа согласно
настоящему изобретению. Более одного пика индикатора и
исходного жидкого ингредиента можно сравнивать и использовать
для вычисления относительной концентрации индикатора. В
качестве следующей альтернативы, характеристика
комбинированного спектра индикатора и исходного жидкого ингредиента может использоваться в качестве показания концентрации индикатора в составе. Интенсивность или другая характеристика одного или более пиков, ассоциируемых с индикатором, которые проявляются в спектре SES, можно сравнивать с характеристикой одного или пиков, ассоциируемых с исходным жидким ингредиентом в спектре, регистрируемом с использованием аналогичного или другого спектроскопического способа. Другой спектроскопический способ может представлять собой способ SES, который отличается от способа, используемого для получения спектра индикаторного химического соединения. В качестве альтернативы, это может быть способ, не представляющий собой SES, такой как, например, инфракрасная спектроскопия, или не представляющий собой SES спектроскопию комбинационного рассеяния.
Относительное количество активного по отношению SERS индикаторного химического соединения и исходного жидкого ингредиента можно вычислять из соотношения (i) отклика детектора для спектроскопии комбинационного рассеяния на
активное по отношению к SERS индикаторное химическое соединение и (ii) отклика спектроскопического детектора на исходный жидкий ингредиент. Соотношение откликов детектора может представлять собой соотношение избирательных пиков (высоты пиков, площади пиков) в спектре SES и спектре, не представляющем собой спектр SES, если он используется. Спектр SES, полученный от стандартного образца, заключающего в себе только целевой активный по отношению к SES индикатор или исходный жидкий ингредиент, можно использовать для идентификации подходящих пиков, которые представляют собой характеристику или индикатора, или исходного жидкого ингредиента, и которые можно выбирать для сравнения относительного отклика химических соединений. Относительный отклик может быть вычислен из относительной интенсивности одного пика, атрибутивного для каждого химического соединения, или из более чем одного пиков. В качестве альтернативы, весь спектр или часть спектра, полученного из спектроскопии комбинационного рассеяния образца, находящегося в контакте с носителем для SES, можно сравнивать, предпочтительно в векторной форме, со спектром, полученным от стандартного образца, заключающего в себе в известной концентрации активное в отношении SES индикаторное химическое соединение, находящееся в контакте с носителем для SES, и спектром, полученным от стандартного образца, заключающего в себе в известной концентрации исходный жидкий ингредиент, находящийся в контакте с носителем для SERS. Вычисленное свойство спектра, такое как относительный отклик по сравнению со стандартным спектром одного или каждого присутствующего химического соединения может быть использовано, чтобы представлять отклик детектора благодаря активному в отношении SERS индикатору и/или исходному жидкому ингредиенту. Не всегда является необходимым отбирать и отображать спектр комбинационного рассеяния. Может быть достаточно измерить отклик детектора при одном или более предопределенных сдвиговых волновых числах комбинационного рассеяния или диапазонах упомянутых волновых чисел, а также вычислить концентрацию индикатора из измеренного отклика. Результат вычисления может
быть отображен для пользователя как значение концентрации, результат типа "удовлетворительно/неудовлетворительно" или как условное значение качества, или результат, аналогичным образом основанный на значении для раствора, заключающего в себе эталонное количество индикатора. Способы сравнения спектров и вычисления относительных откликов и соотношений пиков являются хорошо известными и, как правило, осуществляются с использованием подходящего компьютера, запрограммированного посредством программного обеспечения для обработки спектроскопических данных. Взаимоотношение между концентрацией активного по отношению к SERS индикаторного химического соединения и соотношением откликов детектора комбинационного рассеяния является линейным и может быть определено посредством калибровки.
Способ согласно настоящему изобретению можно осуществлять быстро с использованием компактного оборудования, и, таким образом, упомянутый способ можно использовать для тестирования в целях подтверждения идентичности состава "в полевых условиях" там, где состав продается, транспортируется или хранится. Если требуется, можно осуществлять подтверждающий анализ, используя стандартные лабораторные способы, такие как хроматография и масс-спектрометрия, чтобы подтверждать результат, полученный посредством способа согласно настоящему изобретению. Подтверждающий анализ может быть измерением концентрации индикатора или другого компонента состава, такого как второй индикатор или функциональный ингредиент состава.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой спектр комбинационного рассеяния индикатора, продукта и смеси индикатора и продукта, описанных в примере 1.
Фиг. 2 представляет собой спектр комбинационного рассеяния индикатора, продукта и смеси индикатора и продукта, описанных в примере 2.
Фиг. 3 представляет собой график концентрации индикатора в зависимости от соотношения откликов SES исходного жидкого ингредиента и индикатора в примере 2.
Фиг. 4 представляет собой спектр комбинационного рассеяния индикатора, продукта и смеси индикатора и продукта, описанных в примере 3.
Фиг. 5 представляет собой график концентрации индикатора в зависимости от соотношения откликов SES исходного жидкого ингредиента и индикатора в примере 3.
Фиг. б представляет собой спектр комбинационного рассеяния индикатора, продукта и смеси индикатора и продукта, описанных в примере 4.
ПРИМЕР 1
В лунку 9б-луночного планшета было добавлено 130 мкл коллоида серебра и 130 мкл высокочистой воды и тщательно перемешано. В лунку также было добавлено 3 0 мкл образца меченого пестицида, заключающего в себе 100 мае./об. частей на миллиард (10~7 М) индикаторного химического соединения, содержимое, заключающееся в луночном планшете, были тщательно перемешаны посредством всасывания пипеткой. Затем 10 мкл 0,01 М спермина было добавлено в смесь и перемешано. Затем было проделано измерение SERS на образце с использованием микроскопа комбинационного рассеяния Renishaw(tm) inVia, использующего пятикратный объектив, при длине волны возбуждения 532 нм.
Спектр комбинационного рассеяния, полученный от образца показан на фиг. 1 в виде жирной линии. Кроме того, на фиг. 1 для сравнения показаны спектры индикаторного химического соединения в воде (штриховая линия) и немеченого пестицидного продукта (штрихпунктирная линия).
При сравнении спектров становится очевидным, что существуют несколько пиков в спектре меченого продукта, которые соответствуют индикатору или продукту, и что эти пики могут быть использованы для определения относительного количества индикатора в продукте.
ПРИМЕР 2
Активное для комбинационного рассеяния индикаторное химическое соединение, выбранное из действующего списка химических соединений, одобренных для добавления в продукты питания, было использовано для мечения имеющейся в продаже
агрохимической композиции. Был подготовлен раствор, заключающий в себе 100 мг/л активного для комбинационного рассеяния индикаторного химического соединения в деионизированной воде. Части упомянутого раствора использовали для мечения образцов агрохимического продукта при концентрациях активного для комбинационного рассеяния химического соединения в агрохимической композиции, находящихся в диапазоне от 0 мг/л до 5 мг/л.
Перед анализом образцы меченого и немеченого агрохимического продукта были разбавлены деионизированной водой до концентрации по меньшей мере 1/10. Разбавленный агрохимический продукт (менее 10 мкл) был добавлен к воде (130 мкл) в стеклянной пробирке объемом 2 мл с винтовой крышкой. Был добавлен коллоид (130 мкл) серебра, а затем был также добавлен спермин (10 мкл, 0,01 М) в качестве агрегирующего агента. Пробирка была подвергнута тщательному встряхиванию. Спектры комбинационного рассеяния были регистрируемыми на спектрометре комбинационного рассеяния Sierra при длине волны 532 нм от компании Snowy Range Instruments Inc., причем время регистрации составляло 0,5 секунды, а также усреднены по 50-кратному сканированию при мощности лазера 4 0 мВт.
Был получен спектр немеченого агрохимического продукта, и было записано положение сигналов комбинационного рассеяния продукта. Кроме того, были получены спектры меченых агрохимических продуктов, а также были записаны те сигналы, которые происходили от индикатора. Вертикальные линии на фиг. 2 показывают положение сигналов индикатора (если он присутствует) в спектрах. Спектры были искусственно смещены друг относительно друга для иллюстративных целей.
Соотношение высоты пика индикатора и высоты пика агрохимического продукта графически представлено в качестве функции от концентрации индикатора на фиг. 3. Упомянутое соотношение варьируется линейно наряду с концентрацией индикатора. Зная взаимоотношение между соотношением сигналов и концентрацией индикатора, оператор имеет средство установления концентрации индикатора в образце агрохимического продукта
неопределенного происхождения. ПРИМЕР 3
Активное для комбинационного рассеяния индикаторное химическое соединение было использовано для мечения имеющейся в продаже матовой белой краски. Был подготовлен раствор, заключающий в себе 4 мг/л активного для комбинационного рассеяния химического соединения в деионизированной воде. Части упомянутого раствора были использованы для мечения образцов краски при концентрациях активного для комбинационного рассеяния химического соединения в краске, находящихся в диапазоне от 0 мг/л до 50 мг/л.
Перед анализом тестируемый образец краски был разбавлен деионизированной водой до концентрации, составляющей 1/10. Разбавленная краска (30 мкл) была добавлена к коллоидному золоту (500 мкл, 0,01 мас./об.%) с частицами 90 нм в стеклянной пробирке объемом 2 мл с винтовой крышкой. Пробирка была подвергнута тщательному встряхиванию, а затем был добавлен раствор соли (500 мкл, 10 мас./об.%). Образец был центрифугирован в течение пяти минут при скорости 2500 об/мин. Спектры комбинационного рассеяния были регистрируемыми на спектрометре комбинационного рассеяния QE65000 при длине волны 785 нм от компании Ocean Optics Inc., при времени регистрации 1 секунда и мощности лазера 180 мВт.
Фиг. 4 сравнивает спектра комбинационного рассеяния меченой и немеченой краски. Соотношение высоты каждого из двух пиков индикатора по отношению к пику краски (за пределами диапазона волновых чисел, показанного на фиг. 4) представлено графически в качестве функции концентрации индикатора на фиг. 5. Соотношение сигналов варьируется линейно наряду с концентрацией индикатора. Зная взаимоотношение между соотношением сигналов и концентрацией индикатора, оператор имеет средство установления концентрации индикатора в образце краски неопределенного происхождения.
ПРИМЕР 4
Образец жидкости для очистки дизельных выхлопных газов, заключающий в себе 32,5 мас.% мочевины в водном растворе,
представлял собой продукт, подлежащий мечению. Активное для комбинационного рассеяния индикаторное химическое соединение было добавлено в жидкость для очистки дизельных выхлопных газов таким образом, чтобы обеспечить конечную концентрацию индикатора 1,1"10~6 М. Жидкость для очистки дизельных выхлопных газов была использована в последующем анализе без какого-либо предварительного разбавления.
Меченая жидкость(30 мкл) для очистки дизельных выхлопных газов была добавлена в воду (130 мкл) в стеклянной пробирке объемом 2 мл с винтовой крышкой. После этого был добавлен коллоид (130 мкл) серебра, и содержимое было перемешано посредством инсонификации в течение 15 минут. В смесь был добавлен спермин (10 мкл, 0,01 М) , и заключающееся содержимое пробирки снова было перемешано посредством инсонификации. Спектры комбинационного рассеяния были регистрируемыми на спектрометре комбинационного рассеяния Sierra при длине волны 532 нм от компании Snowy Range Instruments(tm) Inc., причем время регистрации составляло 0,5 секунды, а также усреднены по 10-кратному сканированию при мощности лазера 4 0 мВт.
Был получен спектр комбинационного рассеяния немаркированной жидкости для очистки дизельных выхлопных газов, и было записано положение сигналов комбинационного рассеяния упомянутой жидкости. Кроме того, был получен спектр меченой жидкости для очистки дизельных выхлопных газов, и были записаны те сигналы, которые происходили от индикатора.
Соотношение пика от индикатора и пика от жидкости для
очистки дизельных выхлопных газов можно понимать таким образом,
чтобы узнавать количество индикатора в образце. Зная
взаимоотношение между соотношением сигнала индикатора и сигнала
мочевины и концентрацией индикатора, оператор имеет средство
установления концентрации индикатора в образце жидкости для
очистки дизельных выхлопных газов неопределенного
происхождения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ идентификации жидкого состава, содержащего по меньшей мере один исходный жидкий ингредиент, причем вышеупомянутый способ включает в себя этапы, на которых:
a. добавляют индикаторное химическое соединение к
известному жидкому составу, содержащему вышеупомянутый по
меньшей мере один исходный жидкий ингредиент, для формирования
меченого известного жидкого состава;
b. получают образец неидентифицированного жидкого состава;
c. необязательное разбавляют вышеупомянутый образец неидентифицированного жидкого состава посредством смешивания с жидкостью;
d. приводят вышеупомянутый необязательно разбавленный образца неидентифицированной жидкости в контакт с усиливающей спектроскопию поверхностью, содержащей золото, серебро или медь ;
e. получают спектр комбинационного рассеяния образца;
f. вычисляют из вышеупомянутого спектра концентрацию
индикатора по отношению к концентрации вышеупомянутого
исходного жидкого ингредиента в образце неидентифицированного
состава и
д. сравнивают относительную концентрацию, вычисленную на этапе (f), с соответствующей относительной концентрацией индикатора и исходного жидкого ингредиента меченого известного жидкого состава.
2. Способ по п. 1, в котором исходный жидкий ингредиент содержит функциональный ингредиент состава
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один спектр комбинационного рассеяния представляет собой спектр резонансного комбинационного рассеяния.
4. Способ по любому из п.п. 1-3, в котором концентрация вышеупомянутого исходного жидкого ингредиента оценивается посредством спектроскопического метода.
5. Способ по п. 4, в котором вышеупомянутое вычисление содержит этап сравнения по меньшей мере одной характеристики
2.
первого пика в спектре, атрибутивном для упомянутого индикаторного химического соединения, с по меньшей мере одной характеристикой второго пика в спектре, атрибутивном для упомянутого исходного жидкого ингредиента.
6. Способ по п. 5, в котором первый и второй пики имеют место в одном спектре.
7. Способ по п. 5, в котором первый и второй пики имеют место в первом и второй спектрах, которые представляют собой различные спектры.
8. Способ по п. 7, в котором упомянутые первый и второй спектры получают с использованием идентичного метода спектроскопии.
9. Способ по п. 7, в котором вышеупомянутые первый и второй спектры получают с использованием различных методов спектроскопии.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором жидкий состав содержит топливо, присадку к топливу, смазочный материал, продукт биологического происхождения, жидкость для очистки дизельных выхлопных газов, пестицид, краску, тушь или лекарственное средство.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором образец неидентифицированного жидкого состава разделяют на твердую часть и жидкую часть перед этапом(d).
12. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором агрегирующий агент добавляют к образцу неидентифицированного жидкого состава до, в течение или немедленно после этапа (d).
По доверенности
ФИГ.2
30000 :
о о
25000
20000
15000
10000
5000
Чистая - метка
4,3 частицы i •тна миллион метки 3,4 частицы на миллион метки 2,2 частицы "на миллион
метки ...1.6 частицы на миллион метки ."1,2 частицы на миллион " " метки 0,8 частицы -¦ ha миллио
метки ...0,4 частицьп i на миллион метки Отсутствие
метки
500
1000
Волновое число (см )
3000
3500
ФИГ.4
1200
1000
S00
о о
500
5 мг/л метки во влажной краске
Лемеченая влажная краска
400
200 fV\_
•> .Чл..*Ч
4NV
,
500
700 900 1100 1300 1500 1700 1900
Волновое число (см"')
ФИГ.5
го ш н о ф 3" Ф ш
о 18
ф ^
13-12 S s
х s о 410
Q. ф ГО Ф
^ 8
Ф э
н о о О
0 Г"
20 30 Концентрация метки(мг/л)
ФИГ.6
35000
2/4
2/4
2/4
2/4
2/4
2/4
3/4
3/4
3/4
3/4
3/4
3/4
3/4
3/4
3/4
3/4
3/4
3/4
4/4
4/4
