JP6941344B2 - Substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、表面増強ラマン分光法用の基板の製造方法等に関する。 The present invention relates to a method for producing a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy and the like.
表面増強ラマン分光法(surface-enhanced Raman spectroscopy: 以下、「SERS」と称する。)を始めとする表面分光法においては、金属ナノ構造の利用が不可欠である。例えば、液相において合成された貴金属コロイド、貴金属で被覆されたナノ構造、電子線描画システムにより作製された貴金属ナノ構造等、さまざまなナノ構造体が用いられている。 In surface-enhanced Raman spectroscopy (hereinafter referred to as "SERS") and other surface-enhanced Raman spectroscopy, the use of metal nanostructures is indispensable. For example, various nanostructures are used, such as noble metal colloids synthesized in the liquid phase, noble metal-coated nanostructures, and noble metal nanostructures produced by an electron beam drawing system.
また、近年においては生物に見られるナノ構造の活用も報告されている(非特許文献1参照)。一つの具体例として、図1(a)に示すような、蝶Xの翅103の鱗粉の利用が挙げられている。蝶の翅の鱗粉表面には複雑な三次元構造が形成されている。その表面をコロイドや薄膜状の貴金属等で被覆することで、SERS効果が発揮されることが確認されている。
In recent years, the utilization of nanostructures found in living organisms has also been reported (see Non-Patent Document 1). As one specific example, the use of scales of the
以上のように、蝶鱗粉はSERS基板としての潜在的な可能性を有している。
しかしながら、翅に一体化された状態で用いるには以下のような課題が存在する。図1(b)は、翅の断面を模式的に示した図である。図1(b)に示すように、スライドグラス101などの基板上に、蝶の翅103から得られる鱗粉103a、103b、103cを載せる。それぞれの鱗粉は、傾斜しているが故に、同一鱗粉内においても、異なる高さに励起レーザー光のピントを合わせる必要がある。さらに離れた鱗粉に励起レーザー光105aと105bを照射する際には、なおさらピント位置の調整が必要になる。
As described above, butterfly scale powder has potential as a SERS substrate.
However, there are the following problems in using it in a state of being integrated with the wing. FIG. 1B is a diagram schematically showing a cross section of a wing. As shown in FIG. 1 (b),
この場合の問題点(第1の課題)は、翅103の平坦性の問題である。翅103は、数十ミクロンの範囲内でうねっており、さらに鱗粉103a、103b、103cは翅103に対して平行ではない。従って、励起レーザ光105a、105bの焦点を場所ごとに調整する必要があるという問題がある。
The problem (first problem) in this case is the problem of flatness of the
図1(c)は、鱗粉表面のナノ構造を示す図である。
第2の課題は、以下の通りである。
すなわち、図1(c)に示すように、鱗粉の裏表によって構造が異なる。依って、裏表によってSERS効果も異なるため、所望のSERS効果を得るためには、表側もしくは裏側のいずれかを選択的に上向きにして転写することが好ましい。その際、表面のナノ構造に損傷を与えないようにすることである。
FIG. 1 (c) is a diagram showing nanostructures on the surface of scales.
The second issue is as follows.
That is, as shown in FIG. 1 (c), the structure differs depending on the front and back of the scales. Therefore, since the SERS effect differs depending on the front and back, it is preferable to selectively turn either the front side or the back side upward for transfer in order to obtain the desired SERS effect. At that time, it is necessary not to damage the nanostructure on the surface.
第3の課題として、例えば、蝶の分泌物が影響し、鱗粉自体がラマン活性物質を有することがあり、その際その信号を抑制することである。
本発明は、上記のような課題を解決することを目的とする。
A third challenge is, for example, that the secretions of butterflies may have an effect and the scales themselves may have a Raman active substance, in which case the signal is suppressed.
An object of the present invention is to solve the above problems.
本発明の一観点によれば、鱗翅類の翅の鱗粉における微小構造体を利用した表面増強分光法用基板の製造方法であって、第1の基板の表面上に前記鱗粉を並べる工程と、少なくとも一方の表面側に前記第1の基板の表面よりも高い粘着性を有する第2の基板を前記第1の基板の表面と対向させた状態で近づけていくことにより前記微小構造体を前記第2の基板の表面に転写する工程と、を有することを特徴とする表面増強分光法用基板の製造方法が提供される。
当該方法によれば、鱗粉の裏面に揃えた表面増強分光法用基板を得ることができる。
According to one aspect of the present invention, there is a method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy using microstructures in lepidopteran scales, which comprises a step of arranging the scales on the surface of the first substrate and at least. The microstructure is brought closer to one surface side by bringing a second substrate having a higher adhesiveness than the surface of the first substrate to the surface of the first substrate so as to face the surface of the first substrate. Provided is a method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a step of transferring to the surface of the substrate of the above.
According to this method, it is possible to obtain a substrate for surface-enhanced spectroscopy aligned on the back surface of scales.
尚、鱗粉自体のサイズは50〜100μm程度であり、その表面に存在するナノ構造の寸法は、1nm〜1μm程度である。 The size of the scale itself is about 50 to 100 μm, and the size of the nanostructure existing on the surface thereof is about 1 nm to 1 μm.
また、本発明は、鱗翅類の翅の鱗粉における微小構造体を利用した表面増強分光法用基板の製造方法であって、第1の基板の表面上に前記鱗粉を並べる工程と、少なくとも一方の表面側に前記第1の基板の表面よりも高い粘着性を有する転写用の基板を前記第1の基板の表面と対向させた状態で近づけていくことにより前記微小構造体を前記転写用の基板の表面に転写する第1の転写工程と、前記転写用の基板の表面に前記転写用の基板の表面よりも高い粘着性を有する第2の基板を前記転写用の基板の表面と対向させた状態で近づけていくことにより前記微小構造体を前記第2の基板の表面に転写する第2の転写工程と、を有することを特徴とする表面増強分光法用基板の製造方法である。
当該方法によれば、鱗粉の表面に揃えた表面増強分光法用基板を得ることができる。
Further, the present invention is a method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy using a microstructure in lepidopteran wing scales, which is a step of arranging the scales on the surface of a first substrate and at least one surface. By bringing a transfer substrate having a higher adhesiveness than the surface of the first substrate to the side in a state of facing the surface of the first substrate, the microstructure is brought closer to the transfer substrate. A state in which the first transfer step of transferring to the surface and a second substrate having a higher adhesiveness to the surface of the transfer substrate than the surface of the transfer substrate are opposed to the surface of the transfer substrate. This is a method for manufacturing a substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a second transfer step of transferring the microstructure to the surface of the second substrate by bringing the microstructures closer to each other.
According to this method, a substrate for surface-enhanced spectroscopy can be obtained that is aligned with the surface of scales.
さらに、前記鱗粉が転写された前記第2の基板の表面を、貴金属で被覆する工程を含むことができる。或いは、さらに、前記鱗粉が転写された前記第2の基板の表面を、貴金属ナノ構造体で被覆する工程を含んでも良い。 Further, a step of coating the surface of the second substrate on which the scales are transferred with a noble metal can be included. Alternatively, a step of coating the surface of the second substrate on which the scales have been transferred with a noble metal nanostructure may be further included.
また、本発明は、鱗翅類の翅の鱗粉における微小構造体を利用した表面増強分光法用基板の製造方法であって、第1の基板の表面上に、前記鱗粉を並べる工程と、前記第1の基板の表面上に固定された前記鱗粉に、前記鱗粉よりも目の細かい孔を有する平坦なフィルター又は多孔質物質を押し付ける工程と、例えば、0.01MPaから0.2MPaの負圧により前記鱗粉を第2の基板に押し付けた後に吸引を停止し、前記鱗粉を前記第2の基板に転写する工程と、を有することを特徴とする表面増強分光法用基板の製造方法である。 Further, the present invention is a method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy using microstructures in scales of lepidopteran wings, wherein the scales are arranged on the surface of the first substrate, and the first. A step of pressing a flat filter or a porous substance having finer pores than the scales against the scales fixed on the surface of the substrate, and the scales, for example, by a negative pressure of 0.01 MPa to 0.2 MPa. Is a method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a step of stopping suction after pressing the scales onto the second substrate and transferring the scales to the second substrate.
本発明の他の観点によれば、鱗翅類の翅の鱗粉における微小構造体が配置された表面を有する表面増強分光法用基板であって、表面が上向きに揃っていることを特徴とする表面増強分光法用基板が提供される。 According to another aspect of the present invention, a surface-enhanced spectroscopic substrate having a surface on which microstructures in lepidopteran scales are arranged, characterized in that the surfaces are aligned upward. A spectroscopic substrate is provided.
また、鱗翅類の翅の鱗粉における微小構造体が配置された表面を有する表面増強分光法用基板であって、表面が下向きに揃っていることを特徴とする表面増強分光法用基板も提供することができる。 Also provided is a surface-enhanced spectroscopy substrate having a surface on which microstructures in lepidopteran scales are arranged, characterized in that the surfaces are aligned downward. Can be done.
さらに、前記第2の基板の表面を被覆する貴金属層を有するようにすると良い。或いは、さらに、前記第2の基板の表面を被覆する貴金属ナノ粒子層を有していても良い。 Further, it is preferable to have a noble metal layer that covers the surface of the second substrate. Alternatively, it may further have a noble metal nanoparticle layer that covers the surface of the second substrate.
また、本発明は、鱗翅類の翅の鱗粉における微小構造体が配置された表面を有する表面増強分光法用基板であって、表面が上向きに揃っており、前記微小構造体の上に形成される誘電体層と、前記誘電体層上に形成される貴金属層と、を有することを特徴とする表面増強分光法用基板である。 Further, the present invention is a surface-enhanced spectroscopy substrate having a surface on which microstructures in lepidopteran scales are arranged, and the surfaces are aligned upward and formed on the microstructures. A substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a dielectric layer and a noble metal layer formed on the dielectric layer.
また、本発明は、鱗翅類の翅の鱗粉における微小構造体が配置された表面を有する表面増強分光法用基板であって、表面が下向きに揃っており、前記微小構造体の上に形成される誘電体層と、前記誘電体層上に形成される貴金属層と、を有することを特徴とする表面増強分光法用基板である。 Further, the present invention is a surface-enhanced spectroscopy substrate having a surface on which microstructures in lepidopteran scales are arranged, and the surfaces are aligned downward and formed on the microstructures. A substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a dielectric layer and a noble metal layer formed on the dielectric layer.
前記貴金属層は、鱗粉由来物質のSERS信号の影響を抑制する厚さであることが好ましい。 The noble metal layer preferably has a thickness that suppresses the influence of the SERS signal of the scale-derived substance.
本発明によれば、表裏で構造が異なる微小構造体を表面に有する基板において、表裏のいずれか一方のみに制御することができる。また、表裏で構造が異なる微小構造体を表面に有する基板において、分泌物等に起因するラマン活性物質の信号を抑制することができる。 According to the present invention, in a substrate having microstructures having different structures on the front and back surfaces, it is possible to control only one of the front and back surfaces. Further, in a substrate having microstructures having different structures on the front and back surfaces, it is possible to suppress signals of Raman active substances caused by secretions and the like.
鱗粉とは、昆虫のはねや体の表面を覆う微小で平たい葉状物をいい、柄状の一端で表面についている。典型的なものは鱗翅類に属するチョウやガのはねにみられ、その表面を瓦状に覆い、色模様をつくっている。鱗粉は鱗片ともいうが、円板状から毛状のものまで形は多様で、細長くて毛に近い形のものは鱗毛とよばれる。発生学的には剛毛と相同で、上皮細胞層に生じた鱗原細胞が分裂後に棍棒状突起を出し、これが平たく広がって内部に空洞が生じ、表面には多数の平行した隆条ができる。 Scales are small, flat leaf-like objects that cover the surface of insects and the surface of the body, and are attached to the surface at one end of the stalk. Typical ones are found in the splashes of butterflies and moths belonging to the lepidoptera, and the surface is covered with tiles to create a color pattern. Scales are also called scales, but they vary in shape from discs to hairs, and those that are elongated and close to hairs are called scales. Embryologically homologous to bristles, scaly cells in the epithelial cell layer produce club-like processes after division, which spread flat and form internal cavities, with numerous parallel ridges on the surface.
以下において、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、蝶の翅の鱗粉を利用する例について説明するが、蛾などを用いても良い。また、発明者が行った蝶の例としては、オオムラサキ、アオスジアゲハ、モルフォ蝶、モンシロ蝶などであるが、これらに限定されない。以下では、オオムラサキを例にして説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, an example of using scales of butterfly wings will be described, but moths and the like may also be used. Examples of butterflies performed by the inventor include, but are not limited to, the Japanese emperor butterfly, the bluebottle butterfly, the morpho butterfly, and the cabbage white butterfly. In the following, a description will be given using the Japanese emperor as an example.
(第1の実施の形態)
鱗粉の平坦性に関する問題は、個々の鱗粉を平坦基板に転写させることにより解決できる可能性がある。
(First Embodiment)
The problem of scale flatness may be solved by transferring individual scales to a flat substrate.
まず、本発明の第1の実施の形態について説明する。図2は、本発明の第1の実施の形態による表面増強ラマン分光法用の基板の製造方法の一工程例を示す図である。 First, the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of one step of a method for manufacturing a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy according to the first embodiment of the present invention.
図2(a)に示すように、平坦なスライドグラス(第1の基板)1上に、例えば100μm程度のサイズの鱗粉3a、3b、3cを載せる。ここで、鱗粉3cは、表面側3c−1、裏面側3c−2で、異なるナノ構造を有している微小構造体である。鱗粉3cの、表面側3c−1、裏面側3c−2の構造は、模式的に示している。
As shown in FIG. 2A, scales 3a, 3b, and 3c having a size of, for example, about 100 μm are placed on a flat slide glass (first substrate) 1. Here, the
翅3の平坦性の問題で解決するために、図2(b)に示すように、少なくとも表面側11aに粘着性を有するテープ又はスライドグラス(第2の基板)11をスライドグラス1と対向させたて状態で近づけていく。すると、図2(c)に示すように、スライドグラス1側より粘着性の強いテープ又はスライドグラス11側に鱗粉3a、3b、3cが付着する。図2(d)に示すように、テープ又はスライドグラス11の表面11a上に、鱗粉3a、3b、3cが付着したナノ構造基板とすることができる。この際、スライドグラス11に転写された全ての鱗粉の高さは一定であり、また、鱗粉の平面は第2の基板であるテープ又はスライドグラス11に対して平行である。
In order to solve the problem of flatness of the wing 3, as shown in FIG. 2B, a tape or a slide glass (second substrate) 11 having adhesiveness at least on the
尚、上記の工程では、鱗粉3cの裏面側3c−2が表面側に揃う。このようにして形成したナノ構造基板の表面を、後述するように貴金属等で覆うことで、表面増強ラマン分光法用の基板を製造することができる。
In the above step, the
本実施の形態によれば、また、鱗粉の平面は第2の基板であるテープ又はスライドグラス11に対して平行であり、かつ、基板表面に鱗粉の裏面側3c−2のみが揃った表面増強分光法用基板を製造することができる。
According to the present embodiment, the plane of the scales is parallel to the tape or
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図3は、本発明の第2の実施の形態による表面増強ラマン分光法用の基板の製造方法の一工程例を示す図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of one step of a method for manufacturing a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy according to the second embodiment of the present invention.
図3(a)に示すように、例えば、両面テープ1aを表面に貼り付けたスライドグラス1の上に、鱗粉3a、3b、3c(蝶の翅の片)を固定する。
As shown in FIG. 3A, for example, scales 3a, 3b, and 3c (pieces of butterfly wings) are fixed on a
次に、図3(b)に示すように、例えば、厚さ1mmから10mmのゴムシート21もしくはゴム棒の一面21aを翅に押し付ける。
Next, as shown in FIG. 3B, for example, a
図3(c)に示すように、スライドグラス1とゴムシート21とを注意深く引き離す。すると、鱗粉3a、3b、3cは、スライドグラス1よりも表面における粘着力を高くしたゴムシート21の表面21aに転写される。この際、鱗粉3a、3b、3cが平坦化される。
As shown in FIG. 3C, carefully separate the
図3(d)に示すように、別に用意した、例えば両面テープ11aが貼られたスライドグラス11の表面に、ゴムシート21の表面21aを押し付ける。
As shown in FIG. 3D, the
図3(e)に示すように、ゴムシート21をスライドグラス11から離していくと、より粘着力が高いスライドグラス11の表面側に鱗粉3a、3b、3cを転写することができる。
As shown in FIG. 3E, when the
この際、鱗粉3a、3b、3cの向きは、翅の表面と同じように、上向きに固定することができる。スライドグラス11に転写された全ての鱗粉3a、3b、3cの高さは略一定となり、また鱗粉3a、3b、3cの平面はスライドグラス11に対して平行であるため高さも一定となる。
At this time, the directions of the
このようにして、1)蝶の翅を緩やかな起伏に基づく翅の部位により鱗粉の高さの違いが存在し、2)しかも鱗粉は翅に対して傾斜しているので同一の鱗粉でも高さは一定でないという課題を解決することができる。さらに、第1の実施の形態とは異なり、鱗粉の表面側のみを利用することができる。 In this way, 1) there is a difference in the height of the scales depending on the part of the wing based on the gentle undulations of the butterfly wing, and 2) the scales are inclined with respect to the wing, so even the same scales have the same height. Can solve the problem of not being constant. Further, unlike the first embodiment, only the surface side of the scales can be used.
すなわち、第1の実施の形態による方法では鱗粉の裏面側のみを、第2の実施の形態による方法では鱗粉の表面側のみを利用することができ、目的等に応じて、表側又は裏側に揃った任意の表面構造を得ることができる。 That is, only the back side of the scales can be used in the method according to the first embodiment, and only the front side of the scales can be used in the method according to the second embodiment. Any surface structure can be obtained.
図4は、図3に続く工程を示す図である。
図4(a)に示すスライドグラス11を、図示しない真空蒸着装置又はスパッタリング装置内に装填し、例えば、厚さ5nmから500nm程度の金、銀等の貴金属31を表面にコーティングする(図4(b))。或いは、図4(c)に示すように、貴金属ナノ粒子33を表面に添加して付着させても良い。
これにより、表面増強ラマン分光法用の基板を形成することができる。
FIG. 4 is a diagram showing a process following FIG.
The
This makes it possible to form a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy.
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
図5は、本発明の第3の実施の形態による転写工程の一例を示す図であり、図3(b)〜(d)に対応する図である。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a transfer step according to the third embodiment of the present invention, and is a diagram corresponding to FIGS. 3 (b) to 3 (d).
まず、平坦なポリカーボネート性多孔質基板31(孔31a)を準備する。
図3(a)の状態、すなわち、スライドグラス1に固定された蝶の翅3に、例えばサイズが0.1μmから80μmの孔31a(鱗粉よりも小さい孔)を有する平坦なフィルター(多孔質物質)32を有する吸引用治具41を押し付ける。このように、一方側に鱗粉(翅)3a、3b、3cを配置し、他方側から吸引装置41等で吸引(51)を行う。例えば、0.01MPaから0.2MPaの負圧により鱗粉3a、3b、3cを翅3から剥離する。鱗粉3a、3b、3cをスライドグラス11(図3(d))に押し付けてから、吸引を停止する。これにより、鱗粉3a、3b、3cをスライドグラス11の表面に転写することができる。
First, a flat polycarbonate porous substrate 31 (hole 31a) is prepared.
The state of FIG. 3A, that is, a flat filter (porous material) having holes 31a (pores smaller than scales) having a size of, for example, 0.1 μm to 80 μm, in the butterfly wing 3 fixed to the slide glass 1. ) 32 is pressed against the
(評価結果)
以下に、鱗粉を利用した表面増強ラマン分光法用の基板によるラマン分析結果の例を示す。
(Evaluation results)
The following is an example of the results of Raman analysis using a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy using scales.
図6は、鱗粉の表面(左図)、裏面(右図)からのSERS信号の一例を示す図である。左図に示すように鱗粉の表面(おもてめん)が揃った表面増強ラマン分光法用の基板を用いると、ラマン散乱光強度が高くなる。但し、蛍光バックグラウンドも高くなる。右図に示すように、鱗粉の裏面(うらめん)が揃った表面増強ラマン分光法用の基板を用いると、ラマン散乱光強度が左図のものより低くなる。但し、蛍光バックグラウンドも低くなる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of SERS signals from the front surface (left figure) and the back surface (right figure) of the scale powder. As shown in the figure on the left, when a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy in which the surface (front noodles) of scales is aligned is used, the Raman scattered light intensity is increased. However, the fluorescent background is also high. As shown in the right figure, when a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy in which the back surfaces (uramen) of scales are aligned is used, the Raman scattered light intensity is lower than that in the left figure. However, the fluorescent background is also low.
尚、表面と裏面の関係は、全ての種においてこの様な傾向を示すわけではなく、オオムラサキの場合についての例示的な説明である。但し、基本的に全ての種において表面と裏面の構造が異なることから、SERS効果についても何らかの違いがあることは明らかである。 It should be noted that the relationship between the front surface and the back surface does not show such a tendency in all species, and is an exemplary explanation of the case of Japanese emperor. However, since the front and back structures are basically different in all species, it is clear that there are some differences in the SERS effect.
以上のように、本実施の形態によれば、表面増強ラマン分光法において、強度と蛍光バックグラウンドが異なる2種類のSERS基板を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide two types of SERS substrates having different intensities and fluorescence backgrounds in surface-enhanced Raman spectroscopy.
(第4の実施の形態)
図7は、本発明の第4の実施の形態であって、図2、図3の工程に続くさらなる工程を示す図である。
(Fourth Embodiment)
FIG. 7 is a fourth embodiment of the present invention and is a diagram showing a further step following the steps of FIGS. 2 and 3.
図7(a)に示すスライドグラス11を、図示しない真空蒸着装置又はスパッタリング装置内に装填し、例えば、厚さ5nmから500nm程度の金、銀等の貴金属31を表面にコーティングする(図7(b))。或いは、図7(c)に示すように、貴金属ナノ粒子33を表面に添加して付着させても良い。
The
鱗粉に直接貴金属を真空蒸着したり、貴金属ナノ粒子を吸着したりすると、分泌物質等の鱗粉表面に吸着した物質からのSERS信号が検出されてしまう。 When precious metals are vacuum-deposited directly on scales or when precious metal nanoparticles are adsorbed, SERS signals from substances adsorbed on the surface of scales, such as secretory substances, are detected.
そこで、本実施の形態では、鱗粉表面をまず誘電体35、例えば、SiO2などで被覆し(図7(b))、さらに貴金属を被覆する。ラマン活性物質が貴金属ナノ構造の近接場領域外に存在することになり、測定対象物以外からのラマン散乱光を抑制できる。尚、誘電体の膜厚は、5nmから1μmの範囲であり、好ましくは、20nmから100nm程度である。 Therefore, in the present embodiment, the scale surface is first coated with a dielectric 35, for example, SiO 2 (FIG. 7 (b)), and further coated with a noble metal. The Raman active substance exists outside the near-field region of the noble metal nanostructure, and Raman scattered light from other than the measurement target can be suppressed. The film thickness of the dielectric is in the range of 5 nm to 1 μm, preferably about 20 nm to 100 nm.
真空蒸着の代わりに、貴金属ナノ構造体を表面に付着しても良い(図7(c))。
これにより、表面増強ラマン分光法用の基板における分泌物等の影響を抑制することができる。
Instead of vacuum deposition, noble metal nanostructures may be attached to the surface (FIG. 7 (c)).
This makes it possible to suppress the influence of secretions and the like on the substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy.
図8(a)は、鱗粉由来物質のSERS信号の一例を示す図であり、表面側の例である。図8(a)のオオムラサキ(オレンジ)からのSERSスペクトルにおいて破線で囲まれている二つピークは、ローダミン6G由来の信号ではなく、オレンジ鱗粉固有の物質の信号である。これらのピークの強度は5000程度である。図8(b)においては、誘電体であるフッ化マグネシウムを100nm蒸着し、さらに銀を形成した際に得られたスペクトルである。ローダミン6Gを滴下していないので、ローダミン6G由来のピークはないが、オレンジ鱗粉固有のピークは抑制されていることが分かる。 FIG. 8A is a diagram showing an example of the SERS signal of the scale-derived substance, which is an example on the surface side. In the SERS spectrum from the Japanese emperor (orange) in FIG. 8 (a), the two peaks surrounded by the broken line are not signals derived from rhodamine 6G but signals of a substance peculiar to orange scales. The intensity of these peaks is about 5000. In FIG. 8B, it is a spectrum obtained when magnesium fluoride, which is a dielectric, is vapor-deposited at 100 nm to further form silver. Since Rhodamine 6G was not added dropwise, there was no peak derived from Rhodamine 6G, but it was found that the peak peculiar to orange scales was suppressed.
以上のように、本実施の形態によれば、表面増強ラマン分光法において、鱗粉と貴金属層との間に絶縁膜等を設けることで、鱗粉由来物質のSERS信号を抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, in the surface-enhanced Raman spectroscopy, the SERS signal of the scale-derived substance can be suppressed by providing an insulating film or the like between the scale and the noble metal layer.
尚、分泌物視以外にも、噴霧された農薬が飛翔中の蝶に付着する可能性がある。従って、誘電体層の効果は噴霧された農薬にも及ぶ。噴霧された農薬は、洗浄により除去すると、鱗粉表面はデリケートで繊細であるため、好ましくない。 In addition to the secretion, sprayed pesticides may adhere to flying butterflies. Therefore, the effect of the dielectric layer extends to the sprayed pesticides. The sprayed pesticide is not preferable when it is removed by washing because the scale surface is delicate and delicate.
上記の各実施の形態により、蝶の鱗粉等、自然界に存在するナノ構造をSERS基板に活用できる。 According to each of the above embodiments, nanostructures existing in nature such as butterfly scales can be utilized for the SERS substrate.
特に、表裏で構造が異なる微小構造体を表面に有する基板において、表裏のいずれか一方のみに制御することができる。 In particular, in a substrate having microstructures having different structures on the front and back surfaces, it is possible to control only one of the front and back surfaces.
地球には多種多様の蝶が存在し、多くの場合、SERS基板の調製に適している。また典型的な鱗粉のサイズは100μm程度であり、一回のSERS測定に必要かつ十分な面積を有している。 There are a wide variety of butterflies on Earth, often suitable for preparing SERS substrates. The size of a typical scale is about 100 μm, which is necessary and sufficient for one SERS measurement.
そして、表面増強ラマン分光法用の基板における分泌物等の影響を抑制することができる。 Then, the influence of secretions and the like on the substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy can be suppressed.
上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In the above embodiment, the configuration and the like shown in the accompanying drawings are not limited to these, and can be appropriately changed within the range in which the effects of the present invention are exhibited. In addition, it can be appropriately modified and implemented as long as it does not deviate from the scope of the object of the present invention.
また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具
備する発明も本発明に含まれるものである。
In addition, each component of the present invention can be arbitrarily selected, and an invention having the selected configuration is also included in the present invention.
本発明は、表面増強ラマン分光法用の基板の製造方法として利用可能である。 The present invention can be used as a method for producing a substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy.
1…スライドグラス(第1の基板)、3a、3b、3c…鱗粉、3c−1…表面側、3c−2…裏面側、11…スライドグラス(第2の基板)、21…ゴムシート、32…ポリカーボネート性多孔質基板、33…貴金属ナノ粒子、35…誘電体層。 1 ... Slide glass (first substrate), 3a, 3b, 3c ... Scale powder, 3c-1 ... Front side, 3c-2 ... Back side, 11 ... Slide glass (second substrate), 21 ... Rubber sheet, 32 ... Polycarbonate porous substrate, 33 ... Precious metal nanoparticles, 35 ... Dielectric layer.
Claims (8)
第1の基板の表面上に前記鱗粉を並べる工程と、
少なくとも一方の表面側に前記第1の基板の表面よりも高い粘着性を有する第2の基板を前記第1の基板の表面と対向させた状態で近づけていくことにより前記微小構造体を前記第2の基板の表面に転写する工程と
を有することを特徴とする表面増強分光法用基板の製造方法。 A method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy using microstructures in lepidopteran scales.
The process of arranging the scales on the surface of the first substrate,
The microstructure is brought closer to at least one surface side by bringing a second substrate having a higher adhesiveness than the surface of the first substrate to the surface of the first substrate so as to face the surface of the first substrate. 2. A method for manufacturing a substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a step of transferring to the surface of the substrate.
第1の基板の表面上に前記鱗粉を並べる工程と、
少なくとも一方の表面側に前記第1の基板の表面よりも高い粘着性を有する転写用の基板を前記第1の基板の表面と対向させた状態で近づけていくことにより前記微小構造体を前記転写用の基板の表面に転写する第1の転写工程と、
前記転写用の基板の表面に前記転写用の基板の表面よりも高い粘着性を有する第2の基板を前記転写用の基板の表面と対向させた状態で近づけていくことにより前記微小構造体を前記第2の基板の表面に転写する第2の転写工程と
を有することを特徴とする表面増強分光法用基板の製造方法。 A method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy using microstructures in lepidopteran scales.
The process of arranging the scales on the surface of the first substrate,
The microstructure is transferred by bringing a transfer substrate having a higher adhesiveness than the surface of the first substrate to at least one surface side in a state of facing the surface of the first substrate. The first transfer step of transferring to the surface of the substrate for
The microstructure is brought close to the surface of the transfer substrate by bringing a second substrate having a higher adhesiveness than the surface of the transfer substrate so as to face the surface of the transfer substrate. A method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a second transfer step of transferring to the surface of the second substrate.
前記鱗粉が転写された前記第2の基板の表面を、貴金属で被覆する工程を含む
請求項1又は2に記載の表面増強分光法用基板の製造方法。 Moreover,
The method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy according to claim 1 or 2, which comprises a step of coating the surface of the second substrate on which the scales are transferred with a noble metal.
前記鱗粉が転写された前記第2の基板の表面を、貴金属ナノ構造体で被覆する工程を含む
請求項1又は2に記載の表面増強分光法用基板の製造方法。 Moreover,
The method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy according to claim 1 or 2, which comprises a step of coating the surface of the second substrate on which the scales are transferred with a noble metal nanostructure.
第1の基板の表面上に、前記鱗粉を並べる工程と、
前記第1の基板の表面上に固定された前記鱗粉に、前記鱗粉よりも目の細かい孔を有する平坦なフィルター又は多孔質物質を押し付ける工程と、
負圧により前記鱗粉を第2の基板に押し付けた後に吸引を停止し、前記鱗粉を前記第2の基板に転写する工程と
を有することを特徴とする表面増強分光法用基板の製造方法。 A method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy using microstructures in lepidopteran scales.
The process of arranging the scales on the surface of the first substrate and
A step of pressing a flat filter or a porous substance having finer pores than the scales against the scales fixed on the surface of the first substrate.
A method for producing a substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a step of pressing the scales against a second substrate by a negative pressure, stopping suction, and transferring the scales to the second substrate.
表面が上向きに揃っており、
前記微小構造体の上に形成される誘電体層と、
前記誘電体層上に形成される貴金属層と
を有することを特徴とする表面増強分光法用基板。 A surface-enhanced spectroscopy substrate having a surface on which microstructures in lepidopteran scales are arranged.
The surface is aligned upwards,
A dielectric layer formed on the microstructure and
A substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a noble metal layer formed on the dielectric layer.
表面が下向きに揃っており、
前記微小構造体の上に形成される誘電体層と、
前記誘電体層上に形成される貴金属層と
を有することを特徴とする表面増強分光法用基板。 A surface-enhanced spectroscopy substrate with a surface on which microstructures of lepidopteran scales are placed, with the surfaces aligned downwards.
A dielectric layer formed on the microstructure and
A substrate for surface-enhanced spectroscopy, which comprises a noble metal layer formed on the dielectric layer.
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