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METHOD OF MANUFACTURING METAL NANO-PARTICLE MODIFIED SUBSTRATE, AND METAL NANO-PARTICLE MODIFIED SUBSTRATE

Patent code P140010432
File No. H23-8
Posted date Apr 8, 2014
Application number P2012-053563
Publication number P2013-186080A
Patent number P6037624
Date of filing Mar 9, 2012
Date of publication of application Sep 19, 2013
Date of registration Nov 11, 2016
Inventor
  • (In Japanese)秋山 毅
Applicant
  • (In Japanese)公立大学法人滋賀県立大学
Title METHOD OF MANUFACTURING METAL NANO-PARTICLE MODIFIED SUBSTRATE, AND METAL NANO-PARTICLE MODIFIED SUBSTRATE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a metal nano-particle modified substrate which can significantly improve production efficiency although the method is simple.
SOLUTION: A method of manufacturing a metal nano-particle modified substrate 10 in which plural metal nano-particles 12, each having a predetermined particle diameter, are arranged on the surface of a substrate 11 at predetermined intervals, includes an A step for preparing the substrate 11 having an amino group on its surface, and a metal nano colloid solution containing the metal nano-particles 12, a B step for immersing the substrate 11 in the metal nano colloid solution for a predetermined time of period, and a C step for taking the substrate 11 out of the metal nano colloid solution for drying.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

特定物質の定性分析・定量分析を行う方法の一つとして、表面増強ラマン散乱(Surface Enhanced Raman Scattering:SERS)を用いた分光法が知られている。表面増強ラマン散乱とは、金属ナノ構造体に特定波長の光を照射することで発生する表面プラズモン共鳴により、当該金属ナノ構造体の表面に存在する分子のラマン散乱光強度が著しく増強する現象をいう。表面増強ラマン散乱を用いれば、条件次第で、一分子からのラマン散乱光をも検出可能であり、従来のラマン散乱分光法に比べて大幅な高感度化を実現できる。表面増強ラマン散乱を利用した分析手法は、例えば、分子挙動などに関する基礎分析から、その場分析や超微量分析などの応用分析に至るまで幅広い分野での応用が期待されている。

下記特許文献1に、表面増強ラマン散乱を発現させる銀ナノ粒子層が表面に形成された表面増強ラマン散乱活性基板を簡便に作成する方法が開示されている。かかる方法によれば、アミノシランコート処理されたガラス基板を水中に浸漬し、真空蒸発法により生成された銀ナノ粒子を水中に混入して静置することで、ガラス基板の表面上に銀ナノ粒子層を形成することができる。さらに、ガラス基板を水中から取り出して真空中で乾燥させることにより、所望の表面増強ラマン散乱活性基板が得られる。

銀ナノ粒子層は、水中で自己組織化した多数の銀ナノ粒子から成り、各銀ナノ粒子は、ガラス基板の表面に修飾されたアミノ基との相互作用によりガラス基板の表面上に固着している。したがって、表面増強ラマン散乱活性基板を用いて表面増強ラマン散乱を一様に発現させるためには、銀ナノ粒子層を構成する各銀ナノ粒子が、ガラス基板の表面上において均一に分散している必要がある。ラマン散乱光強度の増強効果を一様に得る場合においても、これと同様である。

しかしながら、上述した表面増強ラマン散乱活性基板の作成方法では、銀ナノ粒子をガラス基板の表面上に均一に分散させるために、そのガラス基板を水中に浸漬した状態で数日間も静置しておかなければならず、作成に要する時間の短縮等に関し改善すべき点も見受けられる。今後、多種多様な分野において表面増強ラマン散乱に関する研究開発が進むに従い、表面増強ラマン散乱活性基板の更なる需要拡大が予測される。したがって、量産性に優れた表面増強ラマン散乱活性基板の製造方法の開発が望まれている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、金属ナノ粒子修飾基板の製造方法及び金属ナノ粒子修飾基板に関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
表面にアミノ基を有する基板と
定の粒径を有する複数の金属ナノ粒子と、
を備え、
前記複数の金属ナノ粒子、金ナノ粒子及び銀ナノ粒子から成り、前記基板が、2.5×10-4mol/Lの塩化金酸を含有する塩化金酸水溶液を還流させて得られた金ナノ粒子のコロイド溶液、及び10.6×10-4mol/Lの硝酸銀を含有する硝酸銀水溶液を還流させて得られた銀ナノ粒子のコロイド溶液、を前記金ナノ粒子のコロイド溶液:前記銀ナノ粒子のコロイド溶液が50:50から25:75の所定の体積比で混合させて得られた金属ナノコロイド溶液中に浸漬された後、前記金属ナノコロイド溶液中から取り出されて乾燥されることにより、当該複数の金属ナノ粒子が当該基板の表面に所定間隔を隔てて配置され、
前記金ナノ粒子と前記銀ナノ粒子が、前記基板の表面上に混在していることを特徴とする、金属ナノ粒子修飾基板。

【請求項2】
 
前記金属ナノ粒子の粒径が、略均一であることを特徴とする、請求項1に記載の金属ナノ粒子修飾基板。

【請求項3】
 
前記金属ナノ粒子は、その表面を所定の膜厚を有する酸化チタン被膜で被覆されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の金属ナノ粒子修飾基板。

【請求項4】
 
所定の粒径を有する複数の金属ナノ粒子が基板の表面に所定間隔を隔てて配置された金属ナノ粒子修飾基板の製造方法であって、
表面にアミノ基を有する基板と、前記金属ナノ粒子を含有する金属ナノコロイド溶液とを準備するA工程と、
前記基板を前記金属ナノコロイド溶液中に所定時間浸漬するB工程と、
前記基板を前記金属ナノコロイド溶液中から取り出して乾燥させるC工程と、
を備え
前記複数の金属ナノ粒子が、金ナノ粒子及び銀ナノ粒子から成り、
前記金属ナノコロイド溶液は、2.5×10-4mol/Lの塩化金酸を含有する塩化金酸水溶液を還流させて得られる金ナノ粒子のコロイド溶液、及び10.6×10-4mol/Lの硝酸銀を含有する硝酸銀水溶液を還流させて得られる銀ナノ粒子のコロイド溶液を、前記金ナノ粒子のコロイド溶液:前記銀ナノ粒子のコロイド溶液が50:50から25:75の所定の体積比で混合して得られることを特徴とする、金属ナノ粒子修飾基板の製造方法。

【請求項5】
 
前記塩化金酸水溶液及び前記硝酸銀水溶液の各々は、還流中に、クエン酸三ナトリウム溶液を加えられることを特徴とする、請求項4に記載の金属ナノ粒子修飾基板の製造方法

【請求項6】
 
さらに、前記金属ナノ粒子の表面に酸化チタン被膜を表面ゾル‐ゲル法により成膜するD工程を備える、請求項4又は5に記載の金属ナノ粒子修飾基板の製造方法
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012053563thum.jpg
State of application right Registered


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