(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210460829.4 (22)申请日 2022.04.28 (71)申请人 苏州大学 地址 215000 江苏省苏州市吴中区石湖西 路188号 (72)发明人 袁亚仙　吴千　印璐　杨青　 (74)专利代理 机构 苏州市中南伟业知识产权代 理事务所(普通 合伙) 32257 专利代理师 夏苏娟 (51)Int.Cl. G01N 21/65(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 测定胶体稳定性及胶体粒子间碰撞强度的 装置和方法 (57)摘要 本发明属于胶体检测技术领域， 涉及一种测 定胶体稳定性及胶体粒子间碰撞强度的装置和 方法， 该装置包括控温仪、 样品池、 加液器和激光 拉曼仪； 所述样品池放置于所述温控仪上， 样品 池包括池体、 设置在所述池体顶部的透明窗口和 连接在所述池体底部的硅片基板。 本发明测定装 置结构简单， 操作简便， 基于SERS技术本身高灵 敏度、 无损、 快速、 可原位监测等优势， 可以动态 实时地监测胶体的稳定性， 并且具有通用性。 同 时， 通过粒子 单层膜单个 “热点”的拉曼强度与粒 子间碰撞行为的关系定量分析胶体稳定性， 其单 个粒子间碰撞强度的计算方法新颖、 简单、 快速 。 权利要求书1页 说明书7页 附图3页 CN 115032183 A 2022.09.09 CN 115032183 A 1.一种测定胶体稳定性的装置， 其特征在于， 包括控温仪、 样品池、 加液器和激光拉曼 仪； 所述样品池放置于所述 温控仪上， 样品池包括池体、 设置在所述池体顶部的透明窗口和 连接在所述池体底部的基板； 所述加液器连通所述样品池， 样品通过所述加液器注入所述 样品池， 所述样品为表面修饰有探针分子的胶体粒子溶液； 所述激光拉曼仪的物镜设置于 所述透明窗口 的正上方。 2.如权利要求1所述的测定胶体稳定性的装置， 其特征在于， 所述探针分子为对巯基苯 甲酸分子、 对氨基苯硫酚或对硝基苯硫酚。 3.如权利要求1所述的测定胶体稳定性的装置， 其特征在于， 所述温控仪的设定温度为 20‑30℃。 4.如权利要求1所述的测定胶体稳定性的装置， 其特征在于， 所述加液器为弯型加液 器。 5.一种测定胶体稳定性的方法， 其特征在于， 采用权利要求1 ‑4中任一项所述的装置， 包括以下步骤， S1： 将胶体粒子与探针分子溶 液混合吸附， 得到表面 修饰有探针分子的胶体粒子溶 液； S2： 通过激光拉曼仪观测所述表面修饰有探针分子的胶体粒子溶液并采集拉曼信号， 根据拉曼信号判断所述表面 修饰有探针分子的胶体粒子溶 液的稳定性。 6.如权利要求5所述的测定胶体稳定性的方法， 其特征在于， 所述探针分子溶液的浓度 为0.1‑10mM。 7.一种测定胶体粒子间碰撞强度的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤， SS1： 制备探针分子修饰的胶体粒子单层膜， 并转移至基板表面进行SERS测试； SS2： 根据SERS测试 结果， 计算单个热点的拉曼强度； SS3： 根据步骤SS2中所得拉曼强度和胶体粒子间的碰撞时间， 计算得到单个胶体粒子 间碰撞的强度。 8.如权利要求7所述的测定胶体粒子间碰撞强度的方法， 其特征在于， 所述步骤SS1中， 探针分子修饰的胶体粒子单层膜通过 液‑液组装制备 得到。 9.如权利要求7所述的测定胶体粒子间碰撞强度的方法， 其特征在于， 所述步骤SS1中， SERS测试 前还包括SEM定位的操作。 10.如权利要求7所述的测定胶体粒子间碰撞强度的方法， 其特征在于， 所述步骤SS2的 具体操作如下： 根据SERS测试 结果确定存在热点的区域和平均SERS强度； 根据拉曼测试镜头数值孔径和激发波长计算激光光斑直径大小， 结合胶体粒子的直 径， 得出存在热点的区域内的热点个数； 根据平均SERS强度和热点个数估算单个热点的拉曼强度。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115032183 A 2测定胶体稳定性及胶体粒子间碰撞强度的装 置和方法 技术领域 [0001]本发明属于胶体检测技术领域， 涉及一种测定胶体稳定性及胶体粒子间碰撞强度 的装置和方法， 具体来说， 是一种基于表面增强拉曼散射的胶体稳定性监测和定量分析 的 装置和方法。 背景技术 [0002]胶体科学发展至今历史悠久， “所有的生命过程都发生在胶体系统中 ”， 胶体在日 常生活、 医药卫生、 食品工业和环境保护等领域得到了广泛的研究， 并逐渐兴起了一门系统 性的新学科——胶体化学 的建立。 胶体系统一方面因其较小的尺寸而使得布朗运动剧烈， 在重力场中不易沉降， 即具有动力学稳定性； 另一方面又因粒子具有大 的比表面积和高表 面能， 使粒子间有相互聚集而降低表 面能的趋势， 从而破坏胶体的稳定， 即胶体是热力学不 稳定体系。 因此胶体粒子聚集与否， 是胶体稳定性的关键 。 [0003]七十多年前， Derjaguin， Lan dau， Verwey和Overbeek(DLVO)提出了一种用于解释 水介质中胶体稳定性的理论， 至今仍被用作 理解胶体科学 的重要模型之一。 他们指出胶体 在一定条件下能否稳定存在取决于胶体粒子间相互作用的势能， 该势能等于范德华吸引势 能(与胶体粒子间距离相关)与静电排斥势能(由双电层引起)之和， 其中范德华吸引力易引 起粒子聚集， 而静电双电层则产生排斥作用而阻止粒子聚集。 胶体稳定性与否即取决于这 两种相反作用力的大小。 [0004]在现实生活中， 胶体的稳定性往往与其应用的发展息息相关。 例如， 大多数大分子 药物， 如蛋白质 、 多肽、 DNA等， 因其本身易发生酶降解， 大多数情况下以上药物须通过注射 或药物传递系统(Drug  Delivery  System,DDS)给药(参考文献： Filipe  V.,HaweA.,Jisko otW.Pharmaceutical.Research,2010,27,796)。 其中DDS s大多是胶体粒子， 若其易发生聚 集， 将会导致给药效果不佳， 严重的甚至会威胁患者的生命安全。 在科学研究和痕量检测 中， 金属溶胶通常被用作表面增强拉曼光谱测试的基底， 在检测过程中为了提高灵敏度， 往 往会加入一些盐类物质促使溶胶粒子发生聚集， 但聚集剂的加入在某种程度上又会降低检 测信号的重现性。 因此， 有必要探索一种对胶体应用的动态过程进行长期稳定性监测的方 法， 确保胶体粒子的质量与性能。 [0005]目前， 对胶体稳定性动态监测的方法主要包括动态光散射法(Dynamic  Light  Scattering， DLS)和纳米 粒子追踪分析法(Nanoparticle  TrackingAnal ysis， NTA)， 它们都 是基于布朗运动的原理跟踪胶体粒子的粒径大小及分布等参数的变化， 从而反映出胶体的 稳定性。 [0006]DLS又称之为时间相关的光散射， 可测量光强的波动随时间的变化。 当光通过胶 体 时， 粒子将会发生光散射现象， 粒子的布朗运动会导致散射光强度的波动， 而波动的幅度与 粒子粒径相关。 DLS就是通过对这种波动幅度的测量和分析， 得到影响这种变化的粒子粒径 的信息， 从而判断粒子随时间聚沉的趋势。 该仪器有三个组成部 分——激光、 样品池和光探 测器。 样品池是由玻璃或光学半透明的一次性塑料制成的方形管。 (Bhattacharjee  说　明　书 1/7 页 3 CN 115032183 A 3