JP2014190909A5

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Publication number: JP2014190909A5
Application number: JP2013068252A
Authority: JP
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2033-03-28

Description

一方特許文献３にて用いられるチオール系シラカップリング剤では、揮発性有機分子（ＶＯＣ）を捕捉できる１０ｎｍ以下のサイズの規則的な空孔は実現不可能である。特許文献３で想定されている空孔サイズについては１０ｎｍ〜１００μｍとの記載があり（００６０）、ＶＯＣを捕捉するには大きすぎて、満足な検出感度は得られない。また、特許文献３の多孔質高分子膜は金属表面が露出する完全な貫通空孔を備えていない。この点から言えば、特許文献３も他の従来技術と同様に、金属表面から離れた位置での増強電場ホットサイトは減衰しているので、検出能力の向上に限界がある。

（６）本発明の一態様では、前記複数のビルディングブロック分子は、トリメシル分子、メレム分子またはメラミン分子のいずれか１種類を含み、もしくは前記メレム分子及び前記メラミン分子を含むことができる。これらのビルディングブロック分子が６個結合することでハニカム構造が得られる。また、これらのビルディングブロック分子は金属粒子上にて自己組織化膜となるため、膜剥がれ等を防止することができる。

Ｘ方向に偏光した入射光を、Ｘ−Ｙ平面と直交するＺ軸から基板１２上の金属ナノ構造１６に向けて入射したときの、金属粒子１４間でのＸ方向の電場Ｅｘ分布が図６に示されている。入射光の波長よりも小さな１〜５００ｎｍの金属粒子１４に対して入射光を照射する場合、入射光の電場は、金属粒子１４の表面に存在する自由電子に作用し、共鳴を引き起こす。これにより、自由電子による電気双極子が金属粒子１４内に励起され、入射光の電場よりも強い増強電場が形成される。これが局在表面プラズモン共鳴（ＬＳＰＲ）である。表面増強ラマン散乱(ＳＥＲＳ)では検出感度は電場の４乗に比例することが報告されている。そこで、Ｘ方向の増強電場Ｅｘが感度に寄与する電場強度を｜Ｅｘ｜^４、Ｙ方向の増強電場Ｅ_Ｙが感度に寄与する電場強度を｜Ｅ_Ｙ｜^４と表す。

一般的に吸着点が多いほど、分子間相互作用が働くため結果的により強く吸着されることとなる。よって、１点吸着では物理吸着力が弱くすぐに脱離してしまうＶＯＣ分子等の標的分子であって、多点吸着により金属粒子１４の表面上に標的分子を止めておくことが可能となる。なお、本実施形態の標的分子はＶＣＯ分子に限らない。どのような分子でも多点吸着により吸着力が増大するからである。

検出部１３０の構成について説明する。図２０（Ａ）（Ｂ）に示すように、検出部１３０は、センサー室１１４と検出室１１５とに分けられている。センサー室１１４は、腕から放散された生体ガスが収容される空間であって、内部にセンサー部１３１が配置されている。センサー部１３１は、ラマン散乱光を増強する光学デバイス１０を含む。

電力供給部１９０としては、１次電池、２次電池などが利用できる。１次電池の場合には、規定の電圧以下になったことを、ＣＰＵ１８１がＲＯＭに格納されている情報と得られた１次電池の電圧情報とを比較して規定以下であれば、表示部２３０に電池交換の指示を表示する。２次電池の場合には、規定の電圧以下になったことを、ＣＰＵ１８１がＲＯＭに格納されている情報と得られた２次電池の電圧情報を比較して規定以下であれば、表示部２３０に充電指示を表示する。被験者は、その表示を見て、接続部（図示せず）に充電器を接続して規定の電圧になるまで、充電をすることで繰返し使用することができる。

チューブポンプは、手動で回転させる構造であってもモーターで駆動する構造であってもよい。なお、採取試料排出手段としてはチューブポンプ以外の気体排出手段を適宜選択して用いることが可能である。また、生体ガスをセンサー室１１４から排出する排出口は、生体ガスを素早く排出させるために複数個所に設ける構造にすればなお好ましい。

Claims

基板と、
前記基板上に形成される複数の金属粒子を含む金属ナノ構造と、
前記金属ナノ構造上に形成される有機分子膜と、
を有し、
前記複数の金属粒子は、前記有機分子膜の膜厚方向から平面視して粒子径が１〜５００ｎｍであり、
前記有機分子膜は、膜厚方向にて貫通する複数の空孔を含み、
前記複数の空孔は、前記金属粒子の表面上で二次元方向に沿って配列され、
前記複数の空孔のサイズａは０．５ｎｍ≦ａ≦５ｎｍを満たし、前記複数の空孔の周期ＰはＰ≦１０ｎｍを満たし、
前記有機分子膜の膜厚ｔは、ｔ≦１ｎｍを満たすことを特徴とする光学デバイス。
請求項１において、
前記複数の金属粒子は、隣り合う金属粒子の間隔が０．１〜２０ｎｍ以下であることを特徴とする光学デバイス。
請求項１または２において、
前記有機分子膜の膜厚ｔは、ｔ≦０．５ｎｍを満たすことを特徴とする光学デバイス。
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記有機分子膜は、ハニカム構造を有していることを特徴とする光学デバイス。
請求項４において、
前記有機分子膜は、隣り合う２つが結合される複数のビルディングブロック分子を含み、
前記複数のビルディングブロック分子の各々は、高次の化合物を形成する基本分子として、前記有機分子膜の膜厚方向から平面視して分子中心に３回回転軸を有し、前記分子中心に対して回転対称な位置にある３つの末端部が官能基であることを特徴とする光学デバイス。
請求項５において、
前記複数のビルディングブロック分子は、トリメシル分子、メレム分子またはメラミン分子のいずれか１種類を含み、もしくは前記メレム分子及び前記メラミン分子を含むことを特徴とする光学デバイス。
光源と、
前記光源からの光が入射される請求項１乃至６のいずれか１項記載の光学デバイスと、
前記光学デバイスから出射される光を検出する光検出器と、
を有することを特徴とする検出装置。
請求項７に記載の検出装置と、
前記検出装置からの検出情報に基づいて健康医療情報を演算する演算部と、
健康医療情報を記憶する記憶部と、
前記健康医療情報を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とする電子機器。