DE60034029T2

DE60034029T2 - Verfahren zur herstellung von festphasen-matrizen für ramanspektroskopie unter verstärkender oberflächenmitwirkung (sers)

Info

Publication number: DE60034029T2
Application number: DE60034029T
Authority: DE
Inventors: Steven Ernest Bell
Original assignee: Avalon Instruments Ltd
Current assignee: Avalon Instruments Ltd
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 2000-04-05
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2020-04-06
Also published as: ATE357288T1; GB9907688D0; WO2000059624A1; US6649683B2; US20030149153A1; EP1169120A1; EP1169120B1; DE60034029D1; AU3974500A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine feste Matrix zur Verwendung mit oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie und auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Matrix.
Spontane Raman-Streuung von chemischen Verbindungen ist von Natur aus ein schwacher Effekt; lediglich ein sehr kleiner Anteil aller Photonen auf einer normalen nicht absorbierenden Probe werden Raman-gestreut. Durch die Verwendung des „Resonanz-Raman-Effekts", wo die Wellenlänge der Lichtquelle gewählt wird, um auf oder in die Nähe einer elektronischen Bandbreite der Probe, in der Licht absorbiert wird, zu fallen, können erhöhte Streuungswahrscheinlichkeiten induziert werden. Die Resonanz-Raman-Effekte können jedoch nur für Proben verwendet werden, bei denen die Verbindung von Belang eine elektronische Bandbreite, in der Licht absorbiert wird, bei einer der Anregungswellenlängen, die dem Experimentator zur Verfügung stehen, aufweist.
Ein zweites Verfahren zum Erhöhen der Signale der Raman-Streuung ist die Verwendung der „Oberflächenverstärkung" in der so genannten „oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (SERS)". Unter Bedingungen, wo sowohl die Oberflächen- als auch die Resonanzverstärkung ablaufen, wird die Technik als „oberflächenverstärkte Resonanz-Raman-Spektroskopie (SERRS)" bezeichnet. Die Oberflächenverstärkung von Raman-Signalen wird beobachtet, wenn die Art von Belang auf oder in der Nähe einer mikroskopisch rauen Metalloberfläche absorbiert wird. Nicht alle Metalle lassen den Effekt aufkommen; die zwei Metalle, die am häufigsten verwendet werden, sind Silber und Gold. Eine sehr breite Palette an Verfahren ist verwendet worden, um diese Metalle zu behandeln, um Oberflächen zu bieten, die Raman-Signale von chemischen Verbindungen (d. h. die SER(R)S-aktiv sind) verstärken. Diejenigen, die am häufigsten verwendet werden, sind die, in denen elektrochemisches oder chemisches Aufrauen von Metalloberflächen, die Ablagerung des Metalls auf dem Substrat (zum Beispiel durch die Bereitung von Metallinselfilmen) und die Bereitung von kolloidalen Suspensionen der Metalle, normalerweise in wässrigen Lösungen, und hiernach als Sols bezeichnet, involviert ist.
SER(R)S kann eine sehr empfindliche Technik sein (in letzter Zeit sind Nachweise einzelner Moleküle veröffentlicht worden) und weist eine gute Abgrenzung auf, da es Schwingungsspektren von Verbindungen hervorbringt, die charakteristisch für jede einzelne Verbindung sind. Die Kombination von Empfindlichkeit und Abgrenzung macht SER(R)S eine offensichtliche Technik für die Analyse einer sehr breiten Palette an chemischen Substanzen. Obwohl das Potential der Technik deutlich ist, gab es jedoch eine sehr geringe Verwertung der Technik für routinemäßige analytische Aufgaben. Das Haupthindernis für die routinemäßige Analyse ist das der Signalreproduzierbarkeit. Es gibt zwei Quellen dieser Nichtreproduzierbarkeit:

1 Die Nichtreproduzierbarkeit der Präsentation der Probe an das optische System der Raman-Anregung/Raman-Sammlung. Dies ist ein rein mechanisches Problem und wird hier nicht weiter betrachtet.
2 Die Nichtreproduzierbarkeit in den SER(R)S-aktiven Oberflächen. Dies ist ein wesentliches Problem. Falls geraute Elektroden verwendet werden, muss der Aufrauungsvorgang zwischen den Messungen exakt wiederholt werden, und selbst wenn dies möglich ist, ist es schwierig, die Verunreinigung der Oberfläche durch hoch streuende Verbindungen zu eliminieren. Das Problem der Verunreinigung kann beseitigt werden, falls für jede Messung eine komplett frische Oberfläche verwendet wird. Die einfachste Art und Weise, frische Oberflächen für die Messung sicherzustellen, ist, kleine aliquote Teile von kolloidalen Lösungen (die kostengünstig bereitet werden können) zu verwenden und diese dann zu verwerfen. Es ist jedoch weithin anerkannt, dass die Bereitung von kolloidalen Lösungen mit identischen oberflächenverstärkenden Eigenschaften äußerst schwierig ist. Darüber hinaus sind die Lösungen von Natur aus instabil und können mit der Zeit oder aufgrund des Vorhandenseins von Spuren chemischer Unreinheiten zerfallen.

WO9724297 offenbart, dass ein gemischtes Keramik-Zwischenprodukt, das eine Mischung aus dem Keramik-Polymer und den Metallteilchen im Nanobereich beinhaltet, bereitet werden kann, indem eine stabile kolloidale Dispersion von Metallteilchen in einer organischen Lösungsmittellösung des Keramik-Präkursor-Poylmers oder -Oligomers gebildet wird, das dazu dient, die Teilchen zu stabilisieren, gefolgt von der Verdampfung des Lösungsmittels.
US5609907 offenbart die Bildung einer sich selbst organisierten monomolekularer Schicht aus Metallkolloidmetallteilchen auf einem Polymer-immobilisierten Substrat zur SERS-Bioermittlung, bei der ein Polymer-derivatisiertes Substrat, das z. B. aus einer makroskopischen Glassscheibe gebildet ist, die mit polymerisiertem 3-Aminopropyltrimethoxysilan (APTMS) beschichtet ist, in eine Lösung aus kolloidalen Metallteilchen (z. B. Au, Ag) getaucht wird. Die Metallteilchen weisen eine Affinität zu bestimmten organischen funktionellen Gruppen der polymerisierten organischen Filme auf, so dass die Teilchen an solchen Stellen immobilisiert werden, wobei danach der Film getrocknet wird.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die niedrigen Produktionskosten von kolloidalen Suspensionen mit der Fähigkeit, eine große Anzahl an identischen und stabilen SER(R)S-aktiven Materialien zu produzieren, zu kombinieren. Darüber hinaus sollten diese Materialen in Formen präsentiert werden, die zweckmäßig zu behandeln und zu manipulieren, aber ausreichend kostengünstig sind, damit sie einmal verwendet und dann verworfen werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Verfahren zum Bilden einer festen Matrix zur Verwendung mit oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie bereitgestellt, wie in den Patentansprüchen definiert ist.
Das polymere Trägermedium umgibt die Teilchen in der kolloidalen Metalllösung (Sol), was in der Tat eine Polymer-/Sol-Suspension ergibt. Wenn in dieser Form, sind die Sol-Teilchen gegen Aggregation und Abscheidung beständig, sind jedoch immer noch für jeden in einem Lösungsmittel getragenen Analyten zugänglich. In der Tat ist herausgefunden worden, dass derartige Suspensionen stabil sind, insofern sie über mehrere Monate keine wahrnehmbaren spektralen Veränderungen zeigen.
Der Begriff „Suspension", wie hierin verwendet, bedeutet jede feste und/oder flüssige Form der Kombination aus den Komponenten, einschließlich Gelen und Emulsionen.
Vollständiges Trocknen lässt einen mechanisch harten, transparenten oder lichtdurchlässigen Film zurück. In den trockenen Filmen werden die Metallteilchen nicht nur davon abgehalten, zu aggregieren, sondern sie werden auch vor Umweltschäden geschützt. Die Filme zeigen nach mehreren Monaten Lagerung keine wahrnehmbare Veränderung. Eine inerte Matrix ist aus den Metallteilchen und dem trockenen polymeren Trägermedium gebildet worden, obwohl zwischen diesen Substanzen keine aktive Bindung gebildet worden ist. Eine derartige Matrix kann dann als eine Trägeroberfläche zur Analyse durch SER(R)S verwendet werden.
Um die feste Matrix (neu) zu aktivieren, kann sie dann mit einem geeigneten Lösungsmittel behandelt werden, oder noch geläufiger, einer Lösung aus Analyten, wobei zu diesem Zeitpunkt die Matrix aufgrund des Eindringens des Lösungsmittels aufquillt und die darin enthaltenen Teilchen dann wieder frei sind, um mit der chemischen Substanz, die analysiert werden soll, zusammenzuwirken. Am wichtigsten ist, dass die Matrix ihre Fähigkeit wiedererlangt, Oberflächenverstärkung zu produzieren, nachdem sie wieder solvatisiert wurden.
In der vorliegenden Erfindung kann jedes geeignete polymere Trägermedium verwendet werden, das fähig ist, eine Suspension mit Sols zu bilden, die zur Verwendung in SER(R)S gebildet wurden, und das ihre Eigenschaften der Oberflächenverstärkung nicht reduziert. Im Allgemeinen werden Sols aufgrund der sehr kleinen Teilchen darin als „instabil" bezeichnet, die folglich sehr empfindlich für jegliche Veränderung, insbesondere jegliche Veränderung in der Umwelt, sind. Das polymere Trägermedium stellt sowohl in jeder flüssigen Form oder auch in jeder festen Form einen Träger für die Sol-Metallteilchen bereit.
Geeignete polymere Trägermedien umfassen alle bekannten Absorbentia oder hydrophile aufquellende Polymere, wie diejenigen mit Carboxylseitenketten, einschließlich Polymere wie etwa Polycarbophil, Copolymere, wie etwa Hydroxyethylmethacrylat mit Methacrylsäure („HEMA"), Polyvinylmethyl-Maleinsäureanhydridester und auf Cellulose basierende Substanzen, wie etwa Hydroxyethylcellulose.
Das polymere Trägermedium kann fest oder flüssig sein.
Wo das polymere Trägermedium gänzlich oder im Wesentlichen eine Flüssigkeit oder ein Gel etc. ist, d. h. die gebildete Suspension ist zumindest kein Feststoff, wird die Suspension auf eine Oberfläche aufgetragen oder auf einer Oberfläche abgelagert, z. B. über einem Träger ausgebreitet, und dann in Luft oder unter einem Vakuum etc. getrocknet. Während des Trocknens schrumpf die Polymer-/Sol-Suspension, da das polymere Trägermedium in einen wasserfreien Zustand zurückkehrt.
Die Oberflächen, auf die die Polymer-/Sol-Suspension aufgetragen werden kann, umfassen jede Form, Gestaltung oder Gestalt. Eine herkömmliche Form ist eine im Allgemeinen aus Klarglas flache Platte. Alternativ dazu wird die Suspension auf mehrfache Platten oder Löcher angewendet, z. B. eine (Standard)Mikrolochplatte. Die Suspension könnte z. B. auch auf die Innenseite von Kapillarröhren oder Pipetten hinzugefügt werden, wobei die Röhren oder Pipetten verwendet werden können, um sehr kleine Proben von Analyt direkt aufzusetzen.
Vorzugsweise weist jede flüssige Suspension zumindest etwas Viskosität auf, um ihre Auftragung auf eine Oberfläche zu erleichtern. Eine Gel-Suspension kann im Allgemeinen einfach auf einer Oberfläche einen Schirm bildend aufgetragen werden.
Wo das polymere Trägermedium gänzlich oder im Wesentlichen ein festes, z. B. ein vernetzteres Carbon-hydrophiles-Polymer oder -Copolymer ist, wie etwa HEMA, kann die kolloidale Metalllösung direkt dazu hinzugefügt werden, um die Suspension zu bilden. Das Trägermedium kann aufquillen, wird jedoch auf seine Bemessung zurückkehren, sobald die Suspension z. B. in Luft oder unter Vakuum etc. getrocknet ist. Ein derartiges Trägermedium könnte in der Form einer dünnen Lage bereitgestellt sein, die in eine Vielzahl von geeigneten Matrizen (jede einzelne für anschließende erneut durchführbare Analyse) geteilt werden könnte, sobald die kolloidale Metalllösung dadurch absorbiert oder suspendiert ist.
Während alle Metallteilchen, die in der Raman-Spektroskopie verwendet werden könnten, in der kolloidalen Metalllösung der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnten, sind derartige Metallteilchen im Allgemeinen entweder Silber oder Gold.
Im Allgemeinen ist die feste Matrix eine flache dünne Lage oder ein Film oder befindet sich auf einer flachen Oberfläche, wie etwa einer Platte, oder auf einer einzelnen oder mehrfachen Lochplatte.
Die vorliegende Erfindung stellt deutlich die Fähigkeit dar, eine Anzahl an identischen und stabilen SER(R)S-aktiven Trägeroberflächen zu bereiten, die über einen relativ langen Zeitraum gespeichert werden können und die ein aktives Medium zur Verwendung zu jedem Zeitpunkt bereitstellen können und dessen Variation ausreichend minimal sein sollte, um von demselben Analyten gänzlich oder im Wesentlichen ähnliche Raman-Spektren bereitzustellen. Folglich ist nun eine Reproduzierbarkeit von Spektren über viel längere Zeitdauern als zuvor möglich, und es sollte viel weniger Zeit und Aufwand involviert sein beim Versuch, jedes Mal, wenn ein Raman-Spektrum gewünscht wird, die Analyt-Trägerbedingungen zu wiederholen.
Es wird in Betracht gezogen, dass die vorliegende Erfindung ermöglichen könnte, dass die Verwendung der Raman-Spektroskopie viel schneller und breit gefächerter als zuvor verwendet werden kann, z. B. außerhalb forensicher Labore und viel näher an der Quelle von Analyten. Ihre örtliche Verwendung in der forensischen und/oder medizinischen Diagnostik ist klar möglich.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen;
1a eine schematische Zeichnung von zwei Verfahren zum Bilden einer festen Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
1b ist eine Anordnung standardisierter Probennahme in Mehrlochplatten. Jedes Loch in der Platte enthält eine getrocknete Polymer-/Sol-Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung, die durch das Hinzufügen des Analyten in der Lösung aktiviert wird.
2 zeigt die oberflächenverstärkten Raman-Spektren des vermeintlichen Anti-Krebs-Medikaments AQ4N, aufgenommen bei zwei unterschiedlichen Anregungswellenlängen in Noveon-/Silberfilmen.
3 zeigt die oberflächenverstärkte Raman-Spektren des vermeintlichen Anti-Krebs-Medikaments AQ4N, aufgenommen über einen 500x-Konzentrationsbereich in Noveon-/Silberfilmen.
4 zeigt die oberflächenverstärkte Raman-Spektren des vermeintlichen Anti-Krebs-Medikaments AQ4N, aufgenommen in einem Gantrez-/Silberfilm.
5 zeigt die Wiederholungsmessungen der oberflächenverstärkten Raman-Spektren des vermeintlichen Anti-Krebs-Medikaments AQ4N, aufgenommen von acht unterschiedlichen Noveon-/Silberfilmen. Der interne Standard war Kristallviolett.
6-11 zeigen die oberflächenverstärkten Raman-Spektren (aufgenommen in Noveon-/Silberfilmen) einer Palette an chemisch unterschiedlichen Verbindungen, wobei die Palette an Verbindungen, auf die diese Erfindung aufgetragen werden kann, und der Bereich an Anregungswellenlängen, die schon verwendet worden sind, dargestellt sind.
Materialien und Verfahren
Wässrige Silber- und Gold-Sols, wie in 1a gezeigt, wurden nach den Verfahren der Standardliteratur bereitet und wurden entweder direkt verwendet oder worden durch Zentrifugieren unter der Verwendung zuvor erwähnter Verfahren konzentriert.
In einer Anordnung wurden dann durch das Hinzufügen eines der flüssigen hydrophilen aufquellenden Polymere (siehe unten) zu dem wässrigen Sol viskose Polymer-/Sol-Lösungen bereitet, wie in dem linken Teil von 1a gezeigt ist. Die Mischung wurde für mehrere Stunden bei gelegentlichem Umrühren stehen gelassen, um vor einer letzen gründlichen Mischungsphase die Hydratation des Polymers zu erlauben. Die Viskosität der Polymer-/Sol-Lösungen kann einfach durch das Ändern der Konzentration des Polymers in der Lösung variiert werden.
Die flüssige oder gallertartige Polymer-/Sol-Lösung wurde dann auf einer der Anzahl an unterschiedlichen Substraten, einschließlich Trägern aus Metall, Kunststoff, Glas und Quarz (z. B. flache Glasplatte, wie in 1a gezeigt ist), den Löchern von Mikrolochplatten (wie in 1b gezeigt ist), den inneren Oberflächen von hohlen Kapillarröhren und auf den Spitzen von Lichtleitfasern abgelagert. Die abgelagerten Schichten wurden dann zu einem Film getrocknet (wobei die Trocknungszeiten von der Dicke der Schicht abhing und von 2 Stunden, für Schichten, die < 100 μm dick waren, bis zwei Tage, für Schichten, die – 5 mm dick waren, reichte). Die getrockneten Filme wurden in einer ausgetrockneten Umwelt gelagert. Alternativ dazu könnten die Filme nach dem Trocknen von dem Träger geschabt und dann pulverisiert werden. Wenn dieses Pulver neu aufgelöst wurde, bildete es eine SER(R)S-aktive Lösung.
In einer anderen Anordnung und wie in dem rechten Teil von 1a gezeigt ist, wurde das Sol direkt zu einem festen hydrophilen aufquillenden Polymer, wie etwa HEMA, hinzugefügt, um eine feste Suspension zu bilden. Diese wurde getrocknet, um eine feste Matrix zu geben, die vor der Verwendung ebenfalls in einer ausgetrockneten Umwelt gelagert wurde. Als diese Matrix mit einer wässrigen Analyt-Lösung in Kontakt gebracht wurde, wurde festgestellt, dass sie SER(R)S-aktiv ist.
Das feste hydrophile aufquellende Polymer könnte entweder vor oder nach dem Hinzufügen des Sols geteilt werden, um im Einsatz zur erneut durchführbaren Leistung aus demselben Sol eine Anzahl an gänzlich oder im Wesentlichen identischen festen Matrizen bereitzustellen. Auf ähnliche Art und Weise könnte aus einer flüssigen Suspension eine Anzahl an Ablagerungen hergestellt werden, um gleichzeitig eine Anzahl an Matrizen bereitzustellen oder eine dadurch gebildete feste Matrix könnte anschließend unterteilt werden. Folglich können mit Leichtigkeit große Anzahlen an identischen und stabilen festen Matrizen gebildet werden.
Die Raman-Spektren wurden unter der Verwendung einer Anregung bei 458, 488, 514, 633 oder 785 nm aufgezeichnet (Spectra-Physics 2020 Ar⁺-Laser oder Spectra-Physics Ti/Saphir-Laser gepumpt von einem Spectra-Pysics 2020 Ar⁺-Laser, typischerweise 10-100 mW bei der Probe), unter Verwendung einer 180° Rückstreuungs-Geometrie. Gestreutes Licht wurde gesammelt, durch einen holographischen Kerbfilter von Kaiser Optical System geführt und dann durch ein einstufiges (single stage) HR640 Spektrogramm von Jobin-Yvon auf einen LN1152 CCD-Detektor mit flüssigem N₂ von Princeton Instruments dispergiert. Die Spektren wurden typischerweise für 120 s angesammelt und wurden für die Verarbeitung und die Präsentation zu dem Spektral-Manipulations-Programmpacket „LabCalc" exportiert. Der Spektrometer wurde unter der Verwendung einer Standardmischung 50/50 aus Toluen und Acetonitril kalibriert.
Ergebnisse
Die Raman-Signale, die von den Polymer-/Sol-Matrizen (entweder vor oder nach dem Trocknen/Rehydrieren) erhalten wurden, waren von vergleichbarer Intensität mit denen, die von den einfachen Sols erhalten wurden, zu denen dieselben Analyten hinzugefügt worden waren. Die Raman-Signale aufgrund des Polymer-Trägermediums gaben unerhebliche Interferenz und es gab keinen bedeutende Erhöhung der Hintergrundlumineszenzintensität. Die rehydrierten Filme agierten in genau derselben Art und Weise wie die herkömmlicheren Sols, aus denen sie bereitet worden waren. Es besteht kein Grund zu glauben, dass die Palette an Analyten, die durch herkömmliche SER(R)S studiert werden kann, nicht auch unter der Verwendung der Polymer-/Sol-Systeme, die hierin beschrieben sind, studiert werden kann.
Um diesen Punkt zu demonstrieren, wurden Signale aus einem breiten Querschnitt an chemischen Verbindungen über den Wellenlängenbereich 457,9-785 nm aufgezeichnet. Exemplare von jeder Klasse an Verbindungen aufzuzeichnen, die unter der Verwendung der Polymer-/Sol-Kombinationen studiert werden könnten, oder sogar die enorme Palette an Verbindungen, die unter der Verwendung herkömmlicher SER(R)S schon studiert worden ist, zu duplizieren, wäre eine enorme Aufgabe. Die Spektren einer Anzahl an Proben, die durch die SER(R)S-aktiven Filme verstärkt wurden, die oben beschrieben wurden, sind jedoch hiermit gezeigt. Die Proben umspannen Porphyrine, Azo-Farbstoffe, Indikatoren, Metallkomplexe und therapeutische Medikamente. Gezeigt sind die Spektren von dem Zentrum und zwei Extremen des Wellenlängenbereichs, der untersucht wurde.
Die Spektren hiermit wurden hauptsächlich von den Filmen erhalten, die über eine flüssige Suspension bereitet wurden, mit einer vernetzten Polyacrylsäure (Polycarbophil, Handelsname Noveon AA1 von B. F. Goodrich), allerdings ist auch ein Beispiel gezeigt, das von einem Polyvinylmethylester-Maleinanhydrid (Handelsname Gantrez, I. S. P. Ltd.) erhalten wurde. Es sind viele Polymere unter verschiedenen Handelsnamen verfügbar, die den obigen ähnlich sind. Sie werden in pharmazeutischen Produkten, Kosmetikprodukten und Reinigungsprodukten umfangreich verwendet. Die Polymere, die im Handel erhältlich sind, (selbst ein einzelner Hersteller kann eine komplette Serie produzieren) unterscheiden sich in den rheologischen Eigenschaften, da sie unterschiedlich vernetzt sind, oder leicht unterschiedliche Hauptketten des Polymers aufweisen.
Die Spektren hiermit zeigen auch Daten, die von einem einzelnen Exemplar, dem vermeintlichen Anti-Krebs-Medikament AQ4N, über einen breiten Konzentrationsbereich und an zwei unterschiedlichen Anregungswellenlängen aufgenommen wurden. Die Reproduzierbarkeit der Filme, die gebildet wurden, ist ebenfalls dargestellt. Hierin sind wiederholte Spektren einer Probe von AQ4N gezeigt, wobei die Spektren von kleinen aliquoten Teilen der Probe sind, die zu unterschiedlichen dehydrierten Filmen hinzugefügt wurden. Die Spektren wurden durch das Hinzufügen eines internen Standards normalisiert. Unter diesen Bedingungen zeigt selbst eine grobe quantitative Analyse (Rationierung der Peak-Höhen der stärksten Bande in der Probe und des Standards) lediglich eine sehr kleine 3 %-Abweichung über das aufgenommene Probenset.

Claims

Ein Verfahren zum Bilden einer festen Matrix zur Verwendung mit oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie, das die folgenden Schritte beinhaltet: Vermengen einer kolloidalen Metalllösung mit einem polymeren Trägermedium, um eine Suspension zu bilden; und Trocknen der Suspension, um die Matrix zu bilden; wobei die Suspension vor dem Trocknen auf einer Oberfläche abgelagert wird und die Oberfläche eine Mikroloch-Platte ist oder die Oberfläche die Innenseite eines Kapillarrohrs oder einer Pipette ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei eine viskose Suspension gebildet wird.
Verfahren zum Bilden einer festen Matrix zur Verwendung mit oberflächenverstärkter Raman-Spektroskopie, das die folgenden Schritte beinhaltet: Vermengen einer kolloidalen Metalllösung mit einem polymeren Trägermedium, um eine Suspension zu bilden; und Trocknen der Suspension, um die Matrix zu bilden; wobei das polymere Trägermedium ein Dünnfilm oder eine dünne Lage ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das polymere Trägermedium ein Absorbens ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das polymere Trägermedium ein hydrophiles Polymer mit Carboxylseitenketten ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche gänzlich oder im Wesentlichen aus einem Material gebildet ist, das aus der Gruppe, bestehend aus Glas, Kunststoff, Metall und Quarz, ausgewählt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das polymere Trägermedium Polycarbophil oder Polyvinylmethyl-Maleinsäureanhydridester ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das polymere Trägermedium eine auf Cellulose basierende Substanz ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die auf Cellulose basierende Substanz Hydroxyethylcellulose ist.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das polymere Trägermedium ein Copolymer aus Hydroxyethylmethacrylat und Methacrylsäure ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metall in der Metalllösung Silber oder Gold ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehendem Ansprüche, wobei die feste Matrix anschließend pulverisiert wird.