CN113631565A - 生物高分子的浓缩方法、晶化方法以及纳米结构基板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供生物高分子的浓缩方法、晶化方法以及纳米结构基板。通过利用电磁波在受光面侧容易集中于尖锐的部分的性质使电磁波均衡地分散，使放射面侧的表面面积(SA)大于受光面侧的背面面积(SB)(SA/SB＞1)，由此形成平稳的电场区域。使还原金微粒群(平均粒径20nm)自组装于透明的聚酯树脂膜上，并使其没入一半而固定。将该基材反复浸渍于非电解镀金液，使金粒子析出于金微粒体上。向该纳米结构基板滴加10微升的蛋白质溶液，使用悬滴蒸气扩散法进行晶化。

Description

生物高分子的浓缩方法、晶化方法以及纳米结构基板
技术领域
本发明涉及生物高分子的浓缩方法、晶化方法以及浓缩或晶化用纳米结构基板，特别是涉及蛋白质的浓缩和晶化方法等。
背景技术
生物高分子有细胞、蛋白质、多糖类、配体、细胞、抗体、抗原、细胞器、脂质、分裂球、细胞聚合体、微生物、肽、脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)以及它们的片段等那样的生物高分子。这样的生物高分子的浓缩和晶化对于包括诊断、治疗、细胞生物学以及蛋白质组学在内的数量膨大的生物医学用途而言至关重要。例如蛋白质的晶化特别是膜蛋白质的晶体被期待应用于基于X射线的构造分析、基因组分析、生物传感器、医药品等广泛的用途。
生物高分子的粒径一般为数纳米至数10纳米的大小，连结力为从数皮牛顿至数百皮牛顿的力。这样生物高分子的结合力非常弱，因此以往也提出了使用各种方法浓缩或晶化生物高分子的方法，还提出了包括金属微粒体的各种纳米结构基板。代表性的晶体生长方法有坐滴法、悬滴法、大批量(日语：バルクバッチ)法、微批量(日语：マイクロバッチ)法等。
生物高分子结构的有力的分析法之一为X射线晶体结构分析，为了获得高级结构，需要优质的晶体。但是很多生物高分子难以晶化，特别是蛋白质在蛋白质分子具有各向异性，溶解度会因溶液的温度、缓冲液的种类、pH、晶化剂的种类等而变化，因此难以晶化。
蛋白质分为水溶性蛋白质和膜蛋白质。在细胞质中流动那样的蛋白质是水溶性蛋白质，埋在生物膜内或一部分与生物膜相接或进入生物膜的蛋白质是膜蛋白质。已知膜蛋白质以埋在细胞膜中的形式存在，因此晶化特别困难。
以往也存在很多使用各种方法成功实现了膜蛋白质的晶化的事例，这些成功事例能够应用于生物高分子的晶化。初期有使用表面活性剂溶解膜蛋白质并通过盐析使溶解了的膜蛋白质凝聚的晶化方法。
例如，日本特开2007-230841号公报的权利要求1公开了“一种蛋白质晶体生成方法，是从蛋白质溶液的液滴生成蛋白质晶体的蛋白质晶体生成方法，其特征在于：包括通过加速所述蛋白质溶液的液滴的蒸气扩散速度来形成结晶核的工序(A)”，记载了悬滴法(a)、坐滴法(b)、夹滴法(c)这些放置方法都能使用(该专利公报第104段)。该方法通过使用溶剂的吸附剂等，从液滴蒸发水，其结果是，使蛋白质的浓度连续增大。
但是如图12所示，该方法容易在蛋白质的单分子间析出盐成分，难以进行纯净的蛋白质的晶化。
日本特开2014-172833号公报的权利要求1公开了“一种膜蛋白质的晶化方法，其特征在于：包括制备工序和析出工序，在所述制备工序中，制备包括膜蛋白质、脂质、具有有光致异构基的疏水性部和亲水性部的表面活性剂以及水的组合物；在所述析出工序中，在所述组合物中析出膜蛋白质晶体”。该方法因膜蛋白质以埋在细胞膜内的形式存在，所以使用表面活性剂使膜蛋白质的晶化变得容易。
但是如图13所示，该方法使表面活性剂成分容易进入蛋白质的单分子间，难以进行纯净的蛋白质的晶化。
此外还提出了若干使用表面等离子体共振等照射电磁波的方法。此处，表面等离子体共振是指当对与光的波长相比足够小的金、银等的金属纳米粒子照射光时因光的电场使得存在于金属纳米粒子表面的自由电子集体振动而出现电极化的现象。2010年7月21日发行的美国化学会志(后述的非专利文献1)的图2中记载有，当3个金纳米粒子同为L字形时，因由1个金纳米粒子所致的局域表面等离子体共振，在长波长侧观察到新的局域表面等离子体共振峰。在2014年发行的日本油化学会志(后述的非专利文献2)的图2中说明了，观察金纳米粒子胶体凝聚后的吸收光谱，在短波长侧看到一维链状聚集体的横向的等离子体共振，在长波长侧出现纵向的等离子体共振。
作为使用表面等离子体共振的基板，例如在日本特开2013-177665号公报(后述的专利文献1)的权利要求5中公开了“一种金属系粒子聚集体膜层叠基板，具备基板与包括金属系粒子聚集体的膜，所述金属系粒子聚集体是层叠于所述基板上的30个以上金属系粒子相互分开、二维配置而成的粒子聚集体，所述金属系粒子的平均粒径在200～1600nm的范围内，平均高度在55～500nm的范围内，用所述平均粒径与所述平均高度之比定义的长径比在1～8的范围内，所述金属系粒子聚集体以所述金属系粒子与其相邻的金属系粒子之间的平均距离在1～150nm的范围内的方式配置”。
日本专利5224306号公报(专利文献2)的权利要求中公开了“一种生物高分子的晶化用基板，其特征在于：在基板的整个一面或一面的一部分具有在500～1000nm的波长范围具有吸收的贵金属的蒸镀膜，所述贵金属的蒸镀膜的在波长600nm的吸光度为0.08～0.5，所述贵金属的蒸镀膜的平均厚度为0.1～60nm，所述贵金属的蒸镀膜为连续的膜，并且在所述基板的一部分具有被所述连续的膜围起、通过蒸镀形成的凹陷”。
还有通过施加作为一种电磁波的电场来使蛋白质晶化的方法。例如在日本特开2008-137961号公报(后述的专利文献3)的权利要求1中公开了“一种蛋白质的晶化方法，是在蛋白质溶液中添加蛋白质的晶化所需的试剂来生成样本溶液并使该样本溶液在规定环境下使样本溶液内的蛋白质晶化，其特征在于：一边对该样本溶液施加所析出的晶体的X射线衍射的分辨率较高的电压一边晶化蛋白质”。
当施加电场时，会发生极化作用(电场极化)，如图1中(b)所示，蛋白质的单分子变性。因此蛋白质单分子的彼此间的接合变得容易，具有促进由蛋白质单分子聚集而成的蛋白质群的聚类的效果。
但是电磁波具有彼此弱化或彼此强化的性质，而且具有容易集中于尖锐的部分的性质。并且已知当在施加了电场的状态下2个或3个金属纳米粒子靠近时，会产生被称为热点(热空间)的局部性的高温区域。
因此当将复杂的纳米结构基板放置于均匀的电场内时，有时会因不规则的电磁场而产生局部性的高温区域。而且当蛋白质单分子进入该高温区域时，如图14中(a)所示，蛋白质单分子会热变性。另一方面，众所周知，伸长了的蛋白质单分子还具有因波长较短的光而容易变性的性质。这是因为天然的生物高分子是稳定的，但溶解了的蛋白质单分子具有容易产生光变性的性质。当这样变性了的蛋白质单分子混入聚集出的蛋白质群中时，如图14中(b)所示，不会发生蛋白质群的聚类。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：关于表面增强拉曼光谱法用的金纳米粒子二聚体和三聚体中的结构活性，美国化学会志，2010年7月21日发行，132卷31号10903-10910页
非专利文献2：福冈孝雄·森康夫著，金纳米粒子自组装体的表面增强拉曼散射的超高灵敏度分析，日本油化学会志，2014年发行，14卷1号5-10页
专利文献
专利文献1：日本特开2013-177665号公报
专利文献2：日本专利5224306号公报
专利文献3：日本特开2008-137961号公报
发明内容
发明所要解决的问题
如上所述，以往没有控制电磁波的极化作用(电场极化)的技术。因此在生物高分子的单分子结合时，外部的电磁波等使得单分子本身变质、单分子的聚集体变质或者无法进行生物高分子的浓缩、晶化等。即，因电场极化而产生局部性的高温区域等而存在各种问题。
本发明为了解决上述问题而完成。本发明成功地利用电磁波在受光面侧容易集中于尖锐的部分的性质使电磁波均衡分散。另一方面，本发明通过使放射面侧的表面面积(SA)大于受光面侧的背面面积(SB)(SA/SB＞1)，成功地形成更加平稳的电场区域。本发明的目的在于提供温和条件下的生物高分子的浓缩方法或晶化方法。本发明的目的还在于提供生物高分子容易浓缩或晶化的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板。
用于解决问题的方法
本发明具有以下构成。
(1)一种生物高分子的浓缩方法，是将纳米结构基板一边照射电磁波一边含浸在含有生物高分子的溶液中来浓缩生物高分子的浓缩方法，其特征在于：该纳米结构基板包括基材、固定于该基材的基体群以及析出于该基体群的金属层群，该基体群分离而固定于该基材，该金属层群的总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)与总受光面侧的几何学的背面面积(SB)之比(SA/SB)大于1。
(2)一种生物高分子的晶化方法，是将纳米结构基板一边照射电磁波一边含浸在含有生物高分子的溶液中来晶化生物高分子的晶化方法，其特征在于：该纳米结构基板包括基材、固定于该基材的基体群以及析出于该基体群的金属层群，该基体群分离而固定于该基材，该金属层群的总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)与总受光面侧的几何学的背面面积(SB)之比(SA/SB)大于1。
(3)一种生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，是被照射电磁波的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：该纳米结构基板包括基材、固定于该基材的基体群以及析出于该基体群的金属层群，该基体群分离而固定于该基材，该金属层群的总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)与总受光面侧的几何学的背面面积(SB)之比(SA/SB)大于1。
本发明的实施方式项如下。
(4)根据(1)或(2)所述的方法，其特征在于：所述金属层具有山谷结构。
(5)根据(1)或(2)所述的方法，其特征在于：所述基体群是金属微粒群。
(6)根据(1)或(2)所述的方法，其特征在于：所述金属层群包括所还原析出的金属或合金。
(7)根据(1)或(2)所述的方法，其特征在于：所述金属层群或所述金属层群和所述基体群显示等离子体特性。
(8)根据(1)或(2)所述的方法，其特征在于：所述生物高分子是膜蛋白质。
(9)根据(3)所述的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：所述金属层具有山谷结构。
(10)根据(3)所述的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：所述基体群是金属微粒群。
(11)根据(3)所述的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：所述金属层群或所述金属层群和所述基体群显示等离子体特性。
(12)根据(3)所述的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：所述基材是吸光度大于等于0.05的树脂膜。
(原理)
以下参照附图说明本发明的原理。本发明中的蛋白质的晶化的原理基本上以图1的(a)～(f)的步骤示出。
(a)步骤
(a)所示的图示意性地将在过饱和溶液中游离出的蛋白质作为1个单位的分子进行图示。存在电场极化，即随着相邻的析出层间相邻距离靠近，蛋白质单分子连续地更强地变质下去。因此吸附在一方析出层的表面的蛋白质分子向相邻距离较窄的谷移动。
(b)步骤
(b)所示的图示出蛋白质分子位于电场极化最强的区域时的状态。因为夹在相邻的析出层间的蛋白质分子受到强力的电场极化，因此在水平方向上受到较强的极化作用而变质。
另一方面，蛋白质分子的侧链部分因极性不同，不受到电场极化。即，蛋白质分子的长边方向即使受到强力的电场极化，蛋白质分子的侧链部分也处于被激活了的状态。由此能够在下1个蛋白质分子的侧链部分进行接合。
(c)步骤
(c)所示的图示意性地示出在最下方的区域中蛋白质分子向纸面的进深方向连结下去时的样子。连结起来的多个蛋白质分子的簇整体作为1个单位的分子发挥作用。由于随着向纸面的进深方向前进，电场极化变弱，因此适当数量的蛋白质分子的簇因布朗运动从最下方的区域断开。
(d)(e)步骤
(d)所示的图示出适当数量的蛋白质分子的簇刚从最下方的区域断开后新的蛋白质分子掉落下来的情况。新的蛋白质分子的足与断开下来的蛋白质分子的足通过相互作用而成对。新的蛋白质分子如上述的(c)步骤所示，构成适当数量的后面的蛋白质分子的簇，最终前面的蛋白质分子的簇与后面的蛋白质分子的簇成对。需要说明的是，在新的蛋白质分子的簇的足与断开下来的蛋白质分子的簇的足在(e)步骤中不成对的情况下，可以考虑在后述的(f)步骤中，前后的蛋白质分子的簇成对。
(f)步骤
(f)所示的图是示出在被析出层的山围起的存积处蛋白质分子的簇对与游离的蛋白质单分子自动重排从而形成了大量蛋白质片段的样子的示意图。该蛋白质分子的簇对由于受到电场极化，因此容易变质，能够自动向最佳的蛋白质片段的位置重排。重排了的蛋白质片段具有活性，因此具有能够浓集而形成更高活性的活性位点的效果。
在本发明中，在基材上构成析出层的山的排列、数量、表面形态能够适当地选择。因此在不易晶化的膜蛋白质、易变质的生物高分子等情况下，通过增大或减小(f)步骤中的山谷结构的存积处的容积、增大或减小存积处的数量，能够适当地促进它们的晶化。
以下解说本发明的术语。
(含有生物高分子的溶液)
在本发明中，生物高分子也包括生物高分子的单分子。还包括在含有生物高分子的溶液中生物高分子保持原样地离析的情况和生物高分子以离子形式溶解的情况。即，意思是在本发明中，含有生物高分子的溶液既可以是生物高分子作为聚集体存在于溶液中，也可以是生物高分子溶解作为单分子存在于溶液中。优选为过饱和溶液。生物高分子的(重量平均)分子量优选为大于等于1000，更优选为大于等于1000且小于等于100万。
作为生物高分子，具体而言能够例示出多肽例如在大肠菌、酵母、动物细胞中发现得到后使用常规方法离析出的多肽；蛋白质；合成多肽和合成蛋白质等合成物；核酸(例如DNA等)以及它们的衍生物例如糖蛋白质、DNA偶联体等。这些之中，作为生物高分子，优选多肽、蛋白质以及它们的衍生物，更加优选蛋白质及其衍生物、特别是膜蛋白质。蛋白质也包括酶。
例如，生物高分子的溶解度会因溶液的温度、缓冲液的种类、pH、晶化剂、表面活性剂等而变化。pH优选为4～8。这是因为生物高分子的单分子容易受到电磁波的影响。生物高分子中的蛋白质也可以是在细胞质中流动那样的蛋白质、埋在生物膜内或一部分与生物膜相接或进入生物膜那样的蛋白质。蛋白质的情况下，优选使用准稳定区域的过饱和溶液。
本发明能够使用的生物高分子为了能够更加容易地制成晶体，优选其纯度和均质性较高。因此本发明的生物高分子晶体的浓缩方法优选在制造晶体之前包括提纯生物高分子的工序。晶化前的生物高分子的提纯能够使用已知方法实施，优选使用例如亲和层析法、常规色谱法、rpHPLC、FPLC等实施。
在制造核酸的晶体的情况下，优选在使用已知的离析法进行离析后，在通过提纯提高纯度后使之晶化。关于蛋白质，优选使用已知方法提高纯度，使用等电聚焦电泳法或者光散射法等确认纯度后使之晶化。除了生物高分子、溶剂、晶化剂以外，还可以根据需要，在生物高分子的溶液中添加已知的添加剂。该添加既可以一次实施，也可以分多次实施。
在本发明的生物高分子的浓缩和晶化方法中，包括浸渍本发明的纳米结构基板使之与生物高分子的溶液接触的接触工序。这里如上所述，生物高分子的溶液只要是包含生物高分子和溶解所述生物高分子的溶剂的液体即可。优选为完全溶解了生物高分子的溶液。用于生物高分子的溶液的溶剂能够根据所使用的生物高分子分别独立地选择，能够例示出水、有机溶剂或者水和与水混合的有机溶剂(水性有机溶剂)的混合物等。优选对生物高分子作用范德华力的水。
生物高分子的溶液中的生物高分子的浓度并不特别限制，例如能够例示饱和浓度为1～100％的溶液或者过饱和的溶液。优选饱和浓度为大于等于80％，更优选为大于等于90％，特别优选为饱和浓度或过饱和。为了维持溶液浓度，可以补充作为溶质的生物高分子、降低温度或者追加沉淀剂等。
本发明中的生物高分子的溶液还可以含有晶化剂。这里，晶化剂是指生物高分子，优选为发挥降低生物高分子的溶解度的作用的化合物，可以举出沉淀剂、pH缓冲剂、其他用于高分子的晶化的添加剂等化合物。作为晶化剂，可以例示盐类、有机溶剂、水溶性高分子等，能够使用已知的晶化剂。所使用的晶化剂的种类只要根据所使用的生物高分子适当地选择即可。
作为盐类，能够使用硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、有机酸盐以及碱金属或碱土金属的卤化物等，具体而言能够例示出硫酸铵、氯化钠以及柠檬酸钠。作为有机溶剂，能够例示出水溶性的有机溶剂。具体而言，能够使用例如2-甲基-2,4-戊二醇(MPD)、乙醇、丙醇二恶烷等。作为水溶性高分子，能够例示出聚乙二醇、聚丙二醇等。晶化剂的添加量并不特别限制，只要根据所使用的生物高分子和所使用的晶化剂的种类适当地设定即可。
(山谷结构)
在本发明中，优选从金属层群的总放射面侧观察纳米结构基板时，金属层群具有山谷结构。更优选基体群为金属微粒群。进一步优选金属层群或金属层群和基体群的复合粒子群显示等离子体特性。山谷结构优选在金属层群的总放射面侧为平滑的连续膜。在没有所析出的金属层群、仅包括相邻的金属微粒分离固定于基材的基体群的纳米结构基板的情况下，总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)与总受光面侧的几何学的背面面积(SB)之比(SA/SB)为1。
具体而言，金属层群的山谷结构是从表面显微镜观察纳米结构基板时在金属层间的边界观察到黑色的槽图案的状态。形成金属层的析出粒子的凝聚力较强，因此当稍微延长析出时间时，析出粒子向填埋谷结构使之水平的方向析出。这样较薄地水平析出的层以往在镀敷行业都被称为均匀的薄层或极薄层。在这样的情况下，金属层群的总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)与总受光面侧的几何学的背面面积(SB)之比(SA/SB)小于1。本发明将达成该极薄层之前的至膜厚300nm为止的金属层群的构造称为山谷结构。
当对山谷结构的纳米结构基板实施小于等于200℃的低温热处理时，能够实施例如利用湿镀的析出粒子群的消除应力热处理、所谓的金属的回复热处理。通过该回复热处理，析出粒子群的暴露面重组。当观察重组了的析出粒子群的山谷结构时，山部和谷部的轮廓明显。
(金属层)
在本发明中，金属层是从液相或气相析出的金属的层。是所谓的实施了湿镀或干镀的金属的层。优选为液相，更优选从水溶液还原析出例如湿镀。湿镀能够使用置换镀、化学镀、非电解镀、电镀等各种镀敷方法。进一步优选利用置换镀、化学镀、非电解镀等湿镀形成的金属层，特别是优选自催化式析出的非电解镀。这是因为容易获得包括高度不一致的金属层的复合粒子群。能够将这样的复合粒子群的活性面用于生物高分子的吸附和脱离作用。需要说明的是，湿镀尤其优选使用析出速度极慢的自催化剂式非电解镀液或者置换镀液实施镀敷作业。
金属层的金属优选金、银、铂、钯或者它们的合金。特别是优选金和银。这是因为由于会发现等离子体，因此能够确认最佳的山谷结构。合金能够进行共析镀敷。例如可以在非电解镀液中添加炭黑、氧化硅、氧化钛的气雾剂等非金属。
在包括金析出粒子的金属层中，即使山谷结构的形状不同，在大致530nm附近也会示出等离子体吸收。在基体群为金属微粒群的情况下，构成小的半球体与大的半球体接合的形状。等离子体吸收的波长取决于析出粒子群的金属种类。由本发明的金析出粒子群形成的不倒翁形状的等离子体的强度依赖于镀敷时间的增加即析出粒子群的总重量而红移。
(微粒体)
在本发明的浓缩或晶化用纳米结构基板中，设定为微粒体离散而固定于基板是为了使射入的电磁波均衡地分散于基体群。微粒体的材质并不特别限定。能够使用金属、陶瓷、玻璃、塑料等所有材料。微粒体能够利用喷墨打印机、3D打印机在水平方向上空开间隔地排列。在使用喷墨打印机等形成小的半球的情况下，构成大的半球体接合在小的半球体上的形状。还能够通过真空蒸镀那样的干镀形成微粒体。并且还能够在对可见光具有透过性的基材设置V槽、凹陷的凹部来排列微粒体。
微粒体优选为金属或者合金。因为能够将电磁波吸收入微粒体内部，从微粒体表面释放出新的电磁波。微粒体的材质优选使用与金属层的金属相同种类的金属。微粒体优选从溶液中特别是水溶液中湿式还原。
微粒体可以是例如球体、长球体、立方体、截角四面体、双角锥、正八面体、正十面体、正二十面体等各种形状。固定化了的端部优选埋设于半球状。当使用适当的分散剂时，能够以规定的间隔使微粒体自组装化。例如，日本特表2017-524829号公报中例示了自组装化。记载有向溶解有金属离子的水溶液投入还原剂，具有5～200nm范围的直径的球状的金属微粒体(氧化状态＝0)被还原。在该公报0077～0081段，为了防止金属微粒体凝聚而使用各种表面活性剂等稳定剂。当使用这样的表面活性剂等时，能够使微粒体较均匀地分散，因此能够将各自分离了的粒体的一部分容易地固定在基材上。
在为固定于基板的微粒体的端部被还原了的微粒体的情况下，微粒体的平均粒径优选为10～200nm。更优选为5～50nm。进一步优选为下限值大于等于10nm。这是因为如果小于10nm，则纳米粒子群不成为金属层群的核的情况减少。特别是优选下限值大于等于15nm。另一方面，当微粒体的平均粒径的上限值大于50nm时，有时生物高分子难以吸附。更优选上限值小于等于40nm。微粒体的间隔优选小于等于40nm。进一步优选小于等于30nm。当使还原金属的微粒体自组装化时，通常小于等于10nm。
微粒体的暴露面成为析出粒子群的析出核。因此优选微粒体和金属层为同种金属。金属的微粒体更优选为在水相中还原了的微粒体。特别是优选为自组装化了的微粒体。
(电磁波的照射)
在本发明中，向纳米结构基板照射电磁波。这是因为射入了的电磁波会使得从复合粒子产生电场极化，该电场极化会作用于生物高分子。当使用本发明的纳米结构基板时，由于电磁波的极化作用得到缓和，因此生物高分子变质、劣化的情况减少。能够减小电磁波产生装置的输出。也能够使表面面积(SA)与背面面积(SB)之比(SA/SB)大于等于1.05。
这里，半球体换算的几何学的表面面积(SA)是指在溶液中从纳米结构基板溶解金属层并基于从该溶液求得的金属层的总重量形成了几何学的形状相同的半球体的情况下的半球体群的总表面面积(SA)。另一方面，半球体换算的几何学的背面面积(SB)是指在基体群为金属微粒群的情况下将根据分散在溶液中的金属微粒群的平均粒径求得的半球体换算的几何学的背面面积(SB)与基材上的数量相乘并将该值进一步与基材的非固定部分的面积相加所得的值。不是实际的表面面积。
在电磁波照射工序中照射的光的波长并不特别限制，但是优选为比400nm长的波长，更优选为450～2000nm，进一步优选为600～1500nm，特别是优选为600～1200nm。在上述电磁波照射工序中照射的光既可以是单色光也可以是连续光。优选圆偏振光波、直线偏振光波。只要波长增长，就能相对地增大固定于基材的微粒体的粒径。
在本发明中，在可见光的情况下，优选波长为400nm～780nm。使用近红外光的情况下，优选波长大于780nm且小于等于2500nm，更优选波长大于780nm且小于等于2000nm。所照射的光的强度能够适当地选择，但是通常能够使用强度在数μW至数100W的范围的光。
电磁波照射既可以是驻波，也可以是脉冲波。也能够根据需要，改变照射强度、每1脉冲的能量、脉冲间隔等。电磁波照射优选连续照射定常光，但也可以间歇地或者中途中断地进行照射。照射时间并不特别限制，可以连续或间歇地照射至晶体生成。
作为电磁波照射机构，能够由例如光源和用于将光引导至上述溶液的光学系统构成。被用于将光从光源引导至照射试料的光路的透镜、反光镜等光学部件优选使用使光高效地透过或反射的部件。光源能够优选使用上述的定常点亮光源、激光光源。上述光学系统能够适当地使用反射镜、聚光透镜、滤光器、红外截止滤光器、光纤、导光板、非线性光学元件等光学部件。
例如，能够向生物高分子的过饱和溶液照射纳米秒的近红外脉冲激光。还能够以聚光近红外激光的光压补充生物高分子的单分子。在照射电磁波的情况下，也能够对脂质立方相添加以光致异构的偶氮苯为骨架的光功能性表面活性剂。
(基材)
在本发明的纳米结构基板中，基材优选为在600nm波长的吸光度为0.01～1.0的树脂膜或玻璃。更优选为吸光度大于等于0.05的树脂膜。这是因为与玻璃相比，树脂膜更方便。例如能够举出聚酰亚胺树脂、聚酰胺酸树脂、芴树脂、聚硅氧烷树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯醚树脂、环氧树脂、氟树脂、乙烯基树脂、酚醛树脂等、离子交换树脂等。该树脂材料既可以由单一的树脂构成，也可以将多种树脂混合使用。
(晶化容器)
本发明的晶化容器为具备本发明的纳米结构基板的晶化容器。本发明的晶化容器既可以将容器本身与本发明的纳米结构基板物理或者化学地结合，也可以不结合。具体而言，例如可以在本发明的晶化容器中粘合本发明的纳米结构基板的盖，也可以单纯地将本发明的纳米结构基板放入容器中。本发明的晶化容器可以仅具有1个本发明的纳米结构基板，也可以具有2个以上本发明的纳米结构基板。具有2个以上本发明的纳米结构基板的情况下，特别是在设置有多个纳米结构基板的情况下，能够将样本同时并行处理。
本发明的晶化容器的形状只要是能够使本发明的纳米结构基板中的上述山谷结构与含有实施晶化的物质的溶液接触的形状的容器就不特别限制，只要是所希望的形状即可。本发明的晶化容器为了抑制晶化时含有实施晶化的物质的溶液蒸发，优选为能够封闭的容器。本发明的晶化容器优选至少一部分是透明的。本发明的晶化容器的大小并不特别限制，只要根据需要适当地选择即可。
(保管工序)
本发明的生物高分子的浓缩方法能够进一步包括在阴凉处保管浓缩了的生物高分子群的溶液的保管工序。可以与电磁波照射工序同时实施保管工序。也可以例如在实施电磁波照射的同时静置生物高分子群的溶液，生成晶体。
保管时间能够在生物高分子群充分生长的条件下适当地选择，只要考虑例如生物高分子群、晶化剂、所使用的溶剂的种类、晶体生成的有无、所生成的晶体的大小等适当地决定即可。保管时的温度只要不是妨碍生物高分子群的晶化的温度就不特别限制。保管时的温度可以保持为恒定温度，也可以变化，但温度变化优选在1℃以内。
保管工序中的生物高分子群的溶液既可以放入封闭容器保管，也可以放入非封闭容器保管。在容器内外，气氛中的溶剂量例如湿度能够根据需要适当地设定。容器内外的气氛只要根据所使用的生物高分子群的种类适当地选择即可，例如可以是在大气气氛下，也可以是在氮气氛下，还可以是在氩气氛下。
在保管工序中，可以静置保管，也可以一边搅拌一边保管，还可以连续地、间歇地或者暂时地给与振动。能够一边搅拌一边保管。通过在保管工序给与微振动，能够获得大粒的晶体。保管工序中的搅拌的振动频率优选为大于等于10rpm且小于等于300rpm，更加优选为大于等于20rpm且小于等于100rpm，进一步优选为大于等于30rpm且小于等于60rpm。
作为振动机构，能够使用已知的振动、搅拌、超声波产生机构等。作为振动机构中的振子，可以举出压电振子、吸引力、电磁力等各种构成的振子，只要是给与振动的振子就不特别限制。作为对生物高分子溶液给与微振动的方法，可以举出例如使装有溶解有生物高分子的溶液的容器与振动中的振动机构接触的方法、将装有溶解有生物高分子的溶液的容器固定于板并使整个板振动的方法等。
作为保管机构，例如只要是能够对接触了的上述贵金属膜与生物高分子溶液进行保管的机构就不特别限制，但优选为能够将接触了的上述贵金属膜与生物高分子溶液静置的机构，更加优选为能够在封闭空间中将接触了的上述贵金属膜与生物高分子溶液静置的机构。
作为温度调节机构，能够例示出已知的加热机构、冷却机构以及它们的组合，温度的检测既可以检测生物高分子溶液、混合液等的内部温度，也可以检测周围的环境温度。温度调节机构还可以具备实施必要的温度调节的程序电路。
(其他)
本发明的生物高分子的浓缩方法中的晶化的形式并不特别限制，能够使用已知方法。特别是在实施生物高分子的晶化的情况下，能够优选使用例如悬滴蒸气扩散法、坐滴蒸气扩散法、夹滴蒸气扩散法、微透析法、自由界面扩散法、保管批量法等方法。其他促进生物高分子的晶化的条件能够参见日本生化学会编、新生化学实验讲座1“蛋白质I-分离·提纯·性质-”、高野常弘执笔、第14章“晶化”以及A.McPherson著的“Preparation andAnalysis of Protein Crystals”(John Wiley&Son，Inc.)等。
作为能够用于本发明的生物高分子的浓缩方法的装置并不特别限制，可以组合已知的机构、装置。能够用于本发明的生物高分子的浓缩方法的装置优选具备对上述贵金属膜照射光的电磁波照射机构，根据需要，能够具备溶液制备机构、温度调节机构、湿度调节机构、搅拌机构、振动机构、保管机构、晶体有无的判定机构、添加剂添加机构等各种机构。本发明的生物高分子的浓缩方法既可以将具有1个以上必要机构的装置组合2个以上进行使用，也可以使用具备必要的全部机构的单个装置。
能够用于本发明的生物高分子的浓缩方法的装置可以根据需要具备用于对上述溶液中的结晶核的生成、溶液的pH等进行检测并对这些进行控制的装置、电路、程序。为了检测和控制结晶条件，优选采用将多个结晶条件检测用单元单芯片化了的装置。这样的检测芯片如日本特开2001-213699号公报中记载的那样，能够通过半导体装置的一般制造工序制造。能够用于本发明的晶化、特别是生物高分子的浓缩方法的装置也能够具备日本特开平6-116098号公报中记载的那样的使用虽然无助于结晶核的生成或晶体生长但用于检查结晶核的生成状况且生物高分子不吸收的长波的激光的机构。
通过本发明的生物高分子的浓缩方法得到的生物高分子晶体不仅作为X射线晶体结构分析用的试料使用，还因为通常保存稳定性极高，而能够作为预防用或治疗用剂型用于医药组合物，生物高分子为晶体型，因此能够进行特别有利的给用。生物高分子晶体适合例如经口、皮下、皮内、腹腔内、静脈内、肌肉内等的给用。利用本发明的生物高分子的浓缩方法得到的生物高分子晶体能够作为活性物质优选用于根据晶化了的生物高分子的药理学上的有效量和需要而包括1种或2种以上常规的药学上可接受的载体的医药组合物。
利用本发明的生物高分子的浓缩方法得到的生物高分子晶体在原理上能够使用与关于许多生物高分子已知的方法相同的方法，在医药制剂中作为用于以例如药理学上有效的生物高分子0.001μg/kg体重～100mg/kg体重这一日用量进行给用的长效制剂使用。因此广泛的各种生物高分子都能够以基于本发明晶化了的形态，作为例如治疗剂长效制剂、抗原长效制剂、DNA长效制剂或者糖长效制剂使用。晶体中含有的晶化辅助剂还能够作为佐剂(在疫苗接种中)使用。
本发明的生物高分子的浓缩方法中能够使用的装置根据需要能够具备溶液制备机构、保管机构、温度调节机构、湿度调节机构、搅拌机构、振动机构、晶体有无的判定机构、添加剂添加机构等各种机构。既可以将具有1个以上这些必要机构的装置组合2个以上进行使用，还可以使用具备必要的全部机构的单个装置。
发明的效果
采用本发明的生物高分子的浓缩方法，具有在山谷结构遍及的部位平稳地浓缩生物高分子、在纳米结构基板上形成生物高分子的浓缩层的效果。可以认为在山谷结构遍及的部位会产出生物高分子的簇。并且采用本发明的生物高分子的晶化方法，具有在纳米结构基板上的水平面形成的这样的浓缩层成为生物高分子的结晶核从而能够使生物高分子群的晶体在纳米结构基板上平稳地生长的效果。
另一方面，采用本发明的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，射入的电磁波均衡地分散，因此具有能够放射均质的电磁波的效果。由于总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)大于总受光面侧的几何学的背面面积(SB)，因此具有所放射的电磁波比射入的电磁波弱的效果。并且由于在大量的山谷结构遍及的部位会产生生物高分子的簇，因此具有不会受到山谷结构的差别的影响的效果。因此具有能够选择对生物高分子最佳的纳米结构基板的效果。并且具有能够选择适合该最佳的纳米结构基板的准稳定溶液以及能够选择适合该最佳的纳米结构基板的波长的电磁波的效果。
并且采用本发明的纳米结构基板，具有能够根据射入的电磁波的种类调整固定于基板的微粒体的大小、间隔的效果。还具有能够根据生物高分子的准稳定溶液适当地变更山谷结构的金属种类、表面形态的效果。在山谷结构为利用湿镀形成的析出粒子群的情况下，还具有即使纳米结构基板为从1μm2到100cm2范围较大的面积也能够简单地量产的效果。
附图说明
图1是说明本发明的原理的概念图。
图2是示出比较例的微粒群的图。
图3是示出实施例的图。
图4是示出实施例的图。
图5是示出实施例的图。
图6是示出实施例和比较例的电场极化的图。
图7是用于说明实施例的简图。
图8是实施例的显微镜照片。
图9是实施例的显微镜照片。
图10是实施例的显微镜照片。
图11是实施例的显微镜照片。
图12是用于说明以往例的概念图。
图13是用于说明以往例的概念图。
图14是用于说明以往例的概念图。
具体实施方式
接下来，参照附图与比较例和以往例一起详细示出本发明的实施例。但是本发明并不局限于这些实施例。在本发明的技术思想范围内，本发明的金属片能够进行各种变更来实施。
(比较例)
使还原金微粒群(平均粒径20nm)自组装于透明的半固化性的聚酯树脂膜(玻璃化转变温度(实测值)140℃，吸收光谱曲线为图6的最下方的曲线)上，实施规定的热处理，使该还原金微粒群没入一半而固定。这示出于图2。吸收光谱曲线为图6的下数第二条曲线。几何学的表面面积(SA)与背面面积(SB)之比(SA/SB)为1。除了使用该纳米结构基板以外，都与后述的第一实施例相同地实施了蛋白质的晶化实验。经过7天后，也没有析出晶体。
(第一实施例)
接下来，将透明的基材浸渍在60℃的非电解镀金液(日本电镀工程株式会社制PRECIOUSFAB(日语：プレシャスファブ)ACG3000WX的改良浴)中15秒钟，作为1个周期。将该工序反复实施6个周期，形成了金金属层。也就是在固定的金微粒体上析出有金粒子的复合粒子群。这示出于图4。显而易见图4所示的金属层群的总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)比总受光面侧的几何学的背面面积(SB)大。
如图4所示，观察到无数的山谷结构。在山部的各处形成有L字形块结构。在该L字形块依然能看到多个复合粒子的山谷结构。看到了该纳米结构基板的吸收光谱分布。该吸收光谱曲线示出于图6的上数第二个实施例的曲线。该第一实施例的增径效果是因水平方向的电场极化所产生的等离子体的峰值从大致530nm红移至大致580nm附近。即，该偏移表示表观的长径比增大了。在曲线的右方向的870nm附近能够看到因垂直方向的电场极化所产生的等离子体。该等离子体的峰曲线与纳米棒的等离子体的峰曲线相同。
＜蛋白质的晶化＞
蛋白质使用了鸡蛋清溶菌酶。蛋白质的浓度为15mg/mL，制备了NaCl 0.5/M的溶液作为沉淀剂。该溶液的过饱和度为1.25，是过饱和却不会主动地发生晶化的准稳定状态的溶液。
使用图7所示那样的悬滴蒸气扩散法实施了晶化。将10微升的蛋白质溶液滴加于图4所示的纳米结构基板的山谷结构。将该纳米结构基板翻过来，封闭在腔室，避免发生蛋白质溶液的蒸发。在腔室内浸入含有与所滴加的蛋白质溶液相同浓度的氯化钠的池液。在经由切断小于600nm的波长的截止滤波器，照射氙气灯的光1小时后，静置于20℃的恒温培养器中。
在实验开始1天后观察，出现了图8所示那样的细小的晶体。出现细小的晶体证明形成了更多的结晶核。也就是表明经由通过在金微粒群上还原析出的金金属层的电场极化使蛋白质单分子浓缩从而形成更多的结晶核这一系列步骤，促进了晶化。
(第二实施例)
除了通过偏振器使氙气灯的光为直线偏振光以外，都与第一实施例相同地实施了蛋白质的晶化实验。与第一实施例比较，出现了约4倍的晶体。由该结果可知，通过图4所示的纳米结构基板的电场极化，吸附和排列在金表面的蛋白质被浓缩，结晶核的形成在较大范围同时进行。
(第三实施例)
除了将镀金工序反复实施9个周期形成金金属层以外，都与第一实施例相同。这示出于图5。吸收光谱曲线是图6的最上方的曲线。除了使用该纳米结构基板以外，都与第一实施例相同地实施了晶化实验。显而易见几何学的表面面积(SA)与背面面积(SB)之比(SA/SB)大于1。在实验开始1天后观察，如图9所示，出现了大量细小的晶体。
(第四实施例)
除了采用非电解镀银以外，都与第一实施例相同，形成了银金属层。除了使用该纳米结构基板以外，都与第一实施例相同，实施了4阱的同时晶化实验。在实验开始1天后观察，在4阱中的1阱出现了大量细小的晶体。
(第五实施例)
培育极端嗜盐菌嗜盐杆菌(Halobacterium salinarum)，得到浓缩至19mg/mL的溶解菌视紫红质，作为膜蛋白质。将该溶液与含水率40％w/w的单油酸酯混合，形成了立方相。使用pH＝5.5且3摩尔的Na/磷酸缓冲液作为盐溶液，使盐浓度为2.0M。
除了使用该膜蛋白质溶液以外，都与第一实施例相同，实施了4阱的同时晶化实验。在28天后观察发现，在4阱中的1阱出现了晶体。这示出于图10。
(第六实施例)
在7天后，除了将经由截止滤波器的氙气灯的光照射1小时以外，都与第一实施例相同，实施了4阱的同时晶化实验。在14天后观察发现，在4阱中的2阱出现了晶体。而且在28天后，在4阱中的3阱出现了膜蛋白质的晶体。
14天后的膜蛋白质的晶体为与图10相同的大小。28天后的膜蛋白质的晶体照片如图11所示，为大于50μm的大小。从图10和图11所示的显微镜照片可知，膜蛋白质的晶体因氙气灯的光照射的次数而变得粗大。即，图10和图11示出，通过图4所示的纳米结构基板的电场极化，由此膜蛋白质浓缩，聚类被促进，结晶核的网络化在较大的面积进行下去。
(第七实施例)
除了将镀金工序反复实施4个周期形成了金金属层以外，都与第一实施例相同。这示出于图3。吸收光谱曲线是图6的下数第三条曲线。显而易见几何学的表面面积(SA)与背面面积(SB)之比(SA/SB)大于1。在7天后观察发现，出现了晶体。
由上述的第一到第七实施例与比较例的结果可知，当将本发明的纳米结构基板含浸在含有生物高分子的溶液中时，生物高分子晶化。可知在本发明的纳米结构基板，通过照射电磁波而析出生物高分子的晶体。这表明通过电场极化，在大量位点形成生物高分子簇，该结晶核构成平面的网络从而晶化。不难理解当使照射条件为最佳时，能够进一步增强该生物高分子的晶化效果。
工业上的使用可能性
本发明的生物高分子的浓缩方法或晶化方法是对生物高分子的晶体生长有效的方法。本发明的生物高分子的浓缩和晶体生长装置能够用于环境有害物质的检测、病毒等的检测。本发明的生物高分子的浓缩和晶体生长方法等具有应用于化学传感器、生物传感器等化学和生物计测产业等的可能性。

Claims (12)

1.一种生物高分子的浓缩方法，是将纳米结构基板一边照射电磁波一边含浸在含有生物高分子的溶液中来浓缩生物高分子的浓缩方法，其特征在于：
该纳米结构基板包括基材、固定于该基材的基体群以及析出于该基体群的金属层群，该基体群分离而固定于该基材，该金属层群的总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)与总受光面侧的几何学的背面面积(SB)之比(SA/SB)大于1。
2.一种生物高分子的晶化方法，是将纳米结构基板一边照射电磁波一边含浸在含有生物高分子的溶液中来晶化生物高分子的晶化方法，其特征在于：
该纳米结构基板包括基材、固定于该基材的基体群以及析出于该基体群的金属层群，该基体群分离而固定于该基材，该金属层群的总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)与总受光面侧的几何学的背面面积(SB)之比(SA/SB)大于1。
3.根据权利要求1或2所述的生物高分子的浓缩方法或晶化方法，其特征在于：
所述金属层具有山谷结构。
4.根据权利要求1或2所述的生物高分子的浓缩方法或晶化方法，其特征在于：
所述基体群是金属微粒群。
5.根据权利要求1或2所述的生物高分子的浓缩方法或晶化方法，其特征在于：
所述金属层群包括所还原析出的金属或合金。
6.根据权利要求1或2所述的生物高分子的浓缩方法或晶化方法，其特征在于：
所述金属层群或所述金属层群和所述基体群显示等离子体特性。
7.根据权利要求1或2所述的生物高分子的浓缩方法或晶化方法，其特征在于：
所述生物高分子是膜蛋白质。
8.一种生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其是被照射电磁波的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：
该纳米结构基板包括基材、固定于该基材的基体群以及析出于该基体群的金属层群，该基体群分离而固定于该基材，该金属层群的总放射面侧的半球体换算的几何学的表面面积(SA)与总受光面侧的几何学的背面面积(SB)之比(SA/SB)大于1。
9.根据权利要求8所述的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：
所述金属层具有山谷结构。
10.根据权利要求8所述的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：
所述基体群是金属微粒群。
11.根据权利要求8所述的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：
所述金属层群或所述金属层群和所述基体群显示等离子体特性。
12.根据权利要求8所述的生物高分子的浓缩或晶化用纳米结构基板，其特征在于：
所述基材是吸光度大于等于0.05的树脂膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2019088592A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 株式会社三洋物産 遊技機
JP7013810B2 (ja) * 2017-11-15 2022-02-01 株式会社三洋物産 遊技機
JP7074217B2 (ja) * 2021-02-10 2022-05-24 株式会社三洋物産 遊技機

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101137898A (zh) * 2005-03-07 2008-03-05 3M创新有限公司 具有金属纳米颗粒涂层的热塑性薄膜
CN102428359A (zh) * 2009-03-04 2012-04-25 长谷川裕起 表面增强拉曼散射活性测定基板
CN102947688A (zh) * 2010-05-28 2013-02-27 国立大学法人东京工业大学 金属微粒复合体及其制造方法
CN103348234A (zh) * 2011-02-09 2013-10-09 新日铁住金化学株式会社 金属微粒子分散复合物及其制造方法、以及产生局域表面等离子体共振的基板
US20150017702A1 (en) * 2012-01-31 2015-01-15 National University Corporation Gunma University Crystallization substrate, crystallization container, crystallization device, and crystal producing method
CN108291313A (zh) * 2016-09-23 2018-07-17 日本电镀工程股份有限公司 金属膜的层积构造

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5224306B2 (zh) 1973-10-19 1977-06-30
JPS5224306A (en) 1975-08-20 1977-02-23 Hitachi Ltd A closed motor compressor
JP2981484B2 (ja) 1991-12-09 1999-11-22 工業技術院長 タンパク質結晶作成方法
US5709943A (en) * 1995-05-04 1998-01-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Biological adsorption supports
JP2001213699A (ja) 2000-01-31 2001-08-07 Sumitomo Metal Ind Ltd 結晶調製用装置、結晶調製方法および該装置用キット
JP2003095800A (ja) 2001-09-27 2003-04-03 Sumitomo Metal Ind Ltd 有機高分子の結晶化チップおよび該結晶化チップを備えた結晶生成装置
JP2007230841A (ja) 2006-03-02 2007-09-13 Institute Of Physical & Chemical Research タンパク質結晶生成方法、タンパク質結晶化促進装置およびタンパク質結晶化促進システム
JP2008137961A (ja) 2006-12-04 2008-06-19 Univ Of Tokyo タンパク質結晶化方法
EP2479319A4 (en) * 2009-09-14 2013-10-09 Univ Gunma Nat Univ Corp CONTAINER FOR CRYSTALLIZATION, CRYSTALLIZATION APPARATUS, PROCESS FOR PRODUCING CRYSTAL, AND SUBSTRATE FOR CRYSTALLIZING
JP6018774B2 (ja) 2011-03-31 2016-11-02 住友化学株式会社 金属系粒子集合体
JP5773484B2 (ja) 2011-06-30 2015-09-02 新日鉄住金化学株式会社 金属微粒子複合体及びその製造方法
CN104093698A (zh) * 2011-10-11 2014-10-08 摩根州立大学 金属辅助和微波加速的蒸发结晶
JP2014172833A (ja) 2013-03-07 2014-09-22 Gunma Univ 膜タンパク質の結晶化方法及び膜タンパク質結晶化剤
WO2015196017A1 (en) 2014-06-20 2015-12-23 Rhodia Operations Stabilizing agent-free metal nanoparticle synthesis and uses of metal nanoparticles synthesized therefrom
WO2017169445A1 (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 国立大学法人大阪大学 重原子化化合物、膜タンパク質の結晶化を促進するための組成物、および該組成物を用いた膜タンパク質の構造解析方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101137898A (zh) * 2005-03-07 2008-03-05 3M创新有限公司 具有金属纳米颗粒涂层的热塑性薄膜
CN102428359A (zh) * 2009-03-04 2012-04-25 长谷川裕起 表面增强拉曼散射活性测定基板
CN102947688A (zh) * 2010-05-28 2013-02-27 国立大学法人东京工业大学 金属微粒复合体及其制造方法
CN103348234A (zh) * 2011-02-09 2013-10-09 新日铁住金化学株式会社 金属微粒子分散复合物及其制造方法、以及产生局域表面等离子体共振的基板
US20150017702A1 (en) * 2012-01-31 2015-01-15 National University Corporation Gunma University Crystallization substrate, crystallization container, crystallization device, and crystal producing method
CN108291313A (zh) * 2016-09-23 2018-07-17 日本电镀工程股份有限公司 金属膜的层积构造

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