KR20130102066A - 금속 착체 양자 결정의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라스몬 금속 양자점을 내포한 착체 결정 양자 결정을 형성하는 방법을 제공한다. 본 발명은 금, 은, 동, 니켈, 아연, 알루미늄 또는 백금으로부터 선택되는 플라스몬 금속과 배위자로 구성된 플라스몬 금속 착체 수용액을 준비하고, 플라스몬 금속보다 전극 전위가 낮은 금속 혹은 금속 합금 또는 플라스몬 금속보다 낮은 전극 전위를 갖게 한 금속으로 구성된 담체와 접촉시켜 플라스몬 금속 착체를 석출시켜며, 플라스몬 증강효과를 가지는 양자 결정을 상기 금속 담체상에 배열하는 것을 특징으로 하는 양자 결정의 제조방법에 관한 것이며, 금속 착체 결정은 금속 양자점을 내포해, 양자 사이즈 효과로서 표면 플라스몬 여기/전기장 증강효과가 뛰어날 뿐만 아니라, 피검출체의 흡착능력도 뛰어나다.

Description

금속 착체 양자 결정의 제조 방법{Method for producing metal complex quantum crystals}
본 발명은 금속 착체 수용액을 이용해 금속 나노 클러스터(Cluster)의 양자점을 내포하는 금속 착체의 양자 결정을 제조하는 방법 및 그 용도에 관한 것이다.
금속 원자를 나노 레벨로 형태, 크기를 제어해 나노 클러스터를 형성한 표면 수식 나노 입자가 나노 테크놀로지에 있어서의 차세대의 대표적인 물질로서 주목을 받고 있다. 나노 미터 영역에서 발견될 양자 사이즈 효과에 의해 새로운 전자 물성이 설계되기 때문이다. 여기서, 「나노 클러스터」란, 몇 개에서 수백 개의 원자· 분자가 모여 형성된 집합체로, 그 크기는 수 나노에서 수십 나노 미터 사이즈이다. 이것들은, 분자보다 크고 나노 결정보다는 작다고 알려지고 있다. 나노 클러스터는 원자, 분자, 벌크(Bulk) 고체와는 다른 독특한 기능을 발휘하는 물질이다. 구성 원자의 사이즈나 수를 제어하는 것에 의해 여러가지 기능을 발휘하는 것으로부터, 상(相)전이, 결정 성장, 화학반응, 촉매 작용 등에 대한 새로운 지식이나 발견이 기대된다. 그 하나가 금속 표면에서의 표면 플라스몬 공명이다. 일반적으로 금속 중의 전자는 빛과의 상호작용을 하지 않지만, 금속 나노 입자 중의 전자는 특별한 조건 하에서 빛과 상호작용해, 국한표면 플라스몬 공명을 일으킨다. 특히 은 나노 입자에 대해서 2련구(Dimers of Silver Nanospheres)의 이론적 고찰에서는 소정의 입자간 거리에 있어서 파장 400nm 부근의 전기장 증강도가 대단히 높았고, 그 이하에서는, 파장 300nm 부근에 피크가 존재한다고 생각된다. 또, 입자직경과의 관계는 입자직경이 커지는 것에 따라 피크의 위치가 높아지고, 피크가 장파장 측으로 이동하며, 입자가 커지는 것에 따라 피크폭이 커지므로, 광역의 파장에 대응하는 전기장 증강효과를 기대할 수 있다고 생각되고 있다.
거기서, 표면증강라만(Raman)산란(SERS)을 측정하는 기판에 있어서, 현재, 수십nm정도의 크기를 가진 은이나 금 등의 귀금속의 미립자를 유리 기판 위에 축적하기 위해, 증착법이나 용액 중에서 은 혹은 금의 콜로이드 입자를 합성해, 리신(Lysine)이나 시안(Cyan)으로 수식한 유리 기판 상에 고정하는 방법이 제안되고 있으나(비특허 문헌 1, 2, 3, 특허 문헌 1), 기판의 양산법으로서는 증착법을 채용하지 않으면 안 되는 현상태에 있다.
(선행 기술 문헌)
특허 문헌1: 일본공개특허공보 평11-61209호
비특허 문헌 1: S. Nie and S. R. Emory, Science. 275, 1102(1997)
비특허 문헌 2: K. C. Grabar, P. C. Smith, M. D. Musick, J. A. Davis, D. G. Walter, M. A. Jackson, A. P. Guthrie and M. J. Natan, J. Am. Chem, Soc., 118, 1148(1996)
비특허 문헌 3: R. M. Bright, M. D, Musick and M. H. Natan, Langmuir, 14, 5695(1998)
그러나, 증착법으로 형성된 기판에는 시료를 흡착시키는 기능이 없고, 시료를 도포 건조해 기판으로 하는 이른바 drop & dry법이 채용되지만, 즉시 검출이 어렵고, 시료의 열화 등을 수반하는 결점이 있다. 게다가, 측정결과의 재현성이 부족하다는 최대의 난점이 있어, SERS법의 각종 적용에 큰 장벽이 되고 있다.
거기서, 원점에 돌아가 생각하면, 플라스몬(plasmon) 현상에 있어서의 증강의 크기는 금속 표면에 있어서의 전자장에 관한 흡착 분자 중에 존재하는 다양한 결합의 위치 및 배향을 포함한 다수의 파라미터에 의존한다고 하므로, SERS법에 있어서의 최적 기판을 제공하고 재현성을 확보하기 위해서는 SERS 현상이 발생하는 메커니즘에 관여하는 (i) 입사광의 국소적 강도를 증강하는 금속 중의 표면 플라스몬 공명의 최적 물리적 상황의 달성과, (ii) 금속 표면과 라만 활성 분자와의 사이의 전하 이동 착체의 형성 및 그 후의 전이라고 하는 최적 화학적 상황의 달성이 필요하고, 최적 물리적 상황의 달성을 위해서는 최적 상태로의 입자 사이즈 및 배열의 제어가 어렵기는 하여도 증착법의 채용이 가능한데, 증착법으로는 동시에 전하 이동 착체의 형성이라고 하는 최적 화학적 상황을 달성할 수 없는 관점에 이르렀다.
그런데, 최근에 나노 입자를 구성요소로 하는 2차원, 3차원의 인공적인 입자결정의 작성에 효고현립 대학 키무라 박사가 성공했고, 더욱이 Si클러스터를 이용해 세계에서 처음으로 4족원소의 클러스터 결정을 수용액으로부터 작성하는데에 성공했다고 보고하고 있다. 이 입자의 결정은 나노미터의 주기 구조를 가지는 양자점 결정이라고 할 수 있는 것이며, 21 세기에 기대되는 나노 테크놀로지의 키 물질로 되는 것이다. 이러한 성과를 근거로 해 예의 연구한 결과, 본 발명자들은 증착법에 대신해 금속 착체 수용액을 이용해 기판상에 금속 양자점을 결정화시키는 것을 목적으로 하여 예의 연구한 결과, 플라스몬 금속이 배위결합해, 수용액 중에서 금속 착체를 형성하는 경우, 금속 기판 상에 금속 착체 결정으로서 석출하면 양자 결정이 되어, 금속 나노 클러스터가 양자점을 형성해 전하 이동 착체로서 기능하기 때문인지 지금까지 볼 수 없던 강한 플라스몬 증강 효과를 얻을 수 있는 것을 발견하였다.
본 발명은 상기 지식에 근거하여 이루어진 것으로, 금, 은, 동, 니켈, 아연, 알루미늄 또는 백금으로부터 선택되는 플라스몬 금속과 배위자로 구성된 플라스몬 금속 착체 수용액을 준비해, 플라스몬 금속보다 전극 전위가 낮은 금속 혹은 금속 합금 또는 플라스몬 금속보다 낮은 전극 전위를 갖게 한 금속으로 구성된 담체와 접촉시켜 플라스몬 금속 착체를 석출시키고, 플라스몬 증강효과를 가지는 양자 결정을 상기 금속 담체 상에 배열하는 것을 특징으로 하는 양자 결정의 제조 방법에 있다.
플라스몬 금속의 착체 수용액이 금속 기판 상에서 석출 응집해 SERS 현상이 발생하는 메커니즘에 관여하는 (i) 입사광의 국소적 강도를 증강하는 금속중의 표면 플라스몬 공명의 최적 물리적 상황을 달성하고, 또한 (ii) 금속 표면과 라만 활성분자 사이의 전하 이동 착체의 형성이라고 하는 최적 화학적 상황을 달성할 수가 있었다는 것은 놀랄만한 일이다.
상기 양자 결정을 형성하는 담체로서는 각종 용도에 따라 금속 기판, 금속입자, 금속바늘, 모세관(Capillary)내 금속막이 선택된다. 금속 기판은 예를 들면 플라스몬 금속이 은일 경우, 기판으로서 동, 황동, 인청동으로 구성되는 은보다 전극 전위가 낮은 금속이 선택되어 시료 적하가 가능한 기판(도 7)이 채용되며 시료를 수용액 상태로 적하하여 SERS 검사를 실시하기 위해서 이용된다. 금속 입자는 태양전지의 광입사측의 광투과를 진행하는 전극 구성 소재로서 이용하는 경우에 사용된다. 금속바늘은 온열 요법에 이용하기 위한 것으로, 환부에 직접 삽입해 레이저 조사에 의해 환부를 플라스몬 효과에 의한 발열에 의해 치료를 실시하게 한다. 모세관은 시료의 오염을 줄이고 소량의 시료를 흡인하는 모세관를 이용하는 측정법에서 활용하기 위해 이용되는 것으로, 모세관 내에 화학 도금 또는 매입에 의해 담체로서 금속막 또는 금속조각을 형성해, 그곳에 본 발명의 양자 결정을 형성해 이용할 수가 있다.
금속 착체는 금속 담체 상에 양자 결정이 플라스몬 금속의 나노 클러스터를 내포해 형성된다(도 2, 도 3의 (a) 및 (b) 참조). 강한 플라스몬 증강효과로부터 플라스몬 금속이 평균 수 나노에서 수십 나노미터 사이즈의 나노 클러스터 상태로 응집해, 나노 사이즈의 양자점을 형성해 규칙적으로 간격을 두고 배열되고 있는 것이라고 생각되며, 그 작용 효과로부터 (i) 입사광의 국소적 강도를 증강하는 금속중의 표면 플라스몬 공명의 최적 물리적 상황을 갖춘 것이라고 추측된다.
금속 착체가 금속 담체 상에서 결정하기 때문에, 나노 클러스터를 형성하는 플라스몬 금속의 적어도 일부는 금속 담체 상에 금속으로서 결합함과 동시에 금속 착체로서 플라스몬 금속의 적어도 잔부는 배위자와 이온 결합 상태에 있다고 생각되어, 이 금속 착체를 형성하는 플라스몬 금속은 시료 용액의 적하에 의해 이온화 해 피검출 시료를 흡착하므로, (ii) 플라스몬 금속 표면과 라만 활성분자와의 사이의 전하 이동 착체를 형성해, 그 결과, 수용액 상태에서 즉시 SERS검사를 실시할 수가 있는 것이라고 추측된다.
본 발명에 있어서의 플라스몬 금속은 금속 담체 상에서 각종 배위자가 배위해 금속 착체를 형성할 수가 있다. 선택되는 배위자의 종류는 수용액 중의 금속 착체의 안정도 정수, 배위자와의 착체 구조 등이 금속 착체의 양자 결정을 형성하는 중요한 파라미터를 고려해 결정되지만, 적어도 양자점을 형성하는 플라스몬 금속과 배위자가 전하 이동 착체를 형성하는 것이 중요하여, 현재로서는 배위자로서 아미노산 이온, 암모니아 이온, 티오 황산(thiosulfate) 이온 및 초산 이온은 배위자로서 금속 착체를 형성해, 플라스몬 금속의 양자점에 배위해 SERS법에 의해 검출되고 있다. 그 결과, (i) 입사광의 국소적 강도를 증강하는 금속 중의 표면 플라스몬 공명의 최적 물리적 상황과 (ii) 금속 표면과 라만 활성 분자와의 사이의 전하 이동 착체의 형성 및 그 후의 천이라고 하는 최적 화학적 상황이 플라스몬 금속 착체의 양자 결정에 의해 동시에 달성되고 있다고 생각되어, 시료의 표면 증강 라만 산란(SERS) 검출에는 플라스몬 금속 입자와 전하로 이온 결합하는 것이 바람직하다고 하는 지식을 얻을 수 있었다.
상기 플라스몬 금속 착체를 형성하는데 있어서는 플라스몬 금속으로서 금, 은 또는 동이 선택되는 것이 바람직하다.
플라스몬 금속 착체의 수용액은 금속 농도로 500ppm에서 5000ppm, 특히 500ppm에서 2000ppm의 농도가 바람직하다. 은의 경우, 소정량의 염화은을 암모니아, 티오 황산나트륨 등의 수용액에 첨가하는 것에 의해 조제할 수가 있다. 금속 착체 수용액은 금속 담체 상에서는 통상 전극 전위차로 금속 착체를 석출 응집시켜 적절한 금속 점 간격을 형성시키지만, 500ppm 미만에서는 적절한 점 간격을 달성하는 것이 불가능하거나 시간이 너무 걸리므로 부적당하고, 2000ppm 이상에서는 적절 점 간격을 응집으로 달성하는 시간이 짧아 제어가 곤란하게 되는 난점이 있다. 수용액 중에서의 금속 착체 또는 그 이온의 응집이 진행되지 않도록, 측정 결과를 저해하지 않는 범위에서 분산제가 첨가되면, 금속 착체 수용액의 보존성을 높일 수 있다.
은 나노 클러스터(10~20nm에서는 은 원자가 20개에서 40개 집합되어 있다고 생각된다)에 대한 분산제의 몰 분율은 은 원자량 환산으로 1/50~1/150인 것이 적당하다. 티오 황산 은 착체, 은 암민(ammine)착체, 질산은 착체, 은 아미노산 착체의 은 환산으로 500~2000ppm의 수용액에서 양호한 국한 플라스몬 증강 효과를 얻을 수 있다.
배위자로서 또는 배위자의 일부에 대신해 항체를 이용하면 금속 플라스몬 금속과 전하를 개입시켜 흡착하기 때문인지 본 발명을 이용해 항원 항체 반응을 검출할 수가 있다(도 6의 (a), (b)를 참조).
1) 각종 배위자와 배위 결합하는 금속이면 금속 담체 상에 금속 나노 클러스터를 내포하는 금속 착체를 전위차를 이용해 환원해 석출시킬 수가 있어, 금속 착체의 양자 결정은 내포하는 금속 나노 클러스터가 적정한 양자 사이즈 및 배열로 제어되어 형성되고, 최적 물리적 상태를 달성하는 결과, 바람직한 양자효과를 발휘하게 된다. 특히 금, 은, 동의 금속 나노 클러스터는 양자점을 형성해 표면 플라스몬 공명 여기 소자로서 유용한 소자 재료를 제공할 수 있다.
2) 또, 금속 착체는 금속 성분이 이온화하기 쉬운 상태에 있고, (ii) 이온화 금속 표면에 라만 활성 분자가 흡착해 전하 이동 착체를 형성하기 때문에, 최적 화학 상태를 달성해 재현성의 좋은 결과를 초래한다.
3) 금속 착체는 전하의 조정에 의해 단백질인 바이러스 등을 흡착하기 쉬운 전하를 가질 수가 있어, 예를 들면 양자점에 단백질 아비딘(Avidin) 또는 생체물질 비오틴(biotin)을 결합시킨 양자점을 합성해, 단백 검출에 매우 적합한 SERS기판도 형성시킬 수가 있다.
4) 금속 착체 수용액에 항체를 분산시켜 금속 착체와 함께 담체상에 석출시키면, 항체의 선택에 의해 적절한 항원만을 흡착해 항원 항체 반응을 검출할 수 있다.
5) 금속바늘을 담체로서 본 발명의 양자 결정을 바늘 끝에 형성하면 환부에 직접 금속바늘을 삽입해 레이저빛을 조사하는 것으로써 플라스몬 효과를 이용해 온열요법을 실시할 수가 있다.
티오 황산은 착체는 티오 황산 이온이 배위해 착체를 구성해, 100~200nm의 판 모양 결정을 형성하여, 뛰어난 표면 플라스몬 공명 여기, 전기장 증강 효과를 나타낸다. 이것은 아마 육각 판 모양 결정중에 은 나노 클러스터가 양자점을 형성하고 있는 결과라고 추측된다(도 3의 (a) 및 (b)).
도 1은 본 발명의 방법으로 조제된 SERS 기판을 이용해 100nm의 4,4'-비피리딘의 라만 산란 스펙트럼을 측정했을 때의 그래프이고, 뛰어난 표면 플라스몬 공명 여기 효과를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 방법으로 황동상에 조제된 은착체 결정이 육각 판 모양 결정을 형성하고 있는 상태를 나타내는 주사형 전자현미경 사진(2만배)이다.
도 3의 (a)는 본 발명 방법으로 인 청동상에 조제된 은착체 결정이 양자점을 형성하고 있는 상태를 나타내는 주사형 전자현미경 사진(5만배)이다.
도 3의 (b)는 본 발명 방법으로 인 청동상에 조제된 은착체 결정이 양자점을 형성하고 있는 상태를 나타내는 주사형 전자현미경 사진(20만배)이다.
도 4의 (a)는 질산 은 수용액으로 은 착체를 형성한 인 청동 기판상의 순수한 물의 라만 산란 스펙트럼을 측정했을 때의 그래프이다.
도 4의 (b)는 질산 은 수용액으로 은 착체를 형성한 인 청동 기판상의 100nm의 4,4'-비피리딘의 라만 산란 스펙트럼을 측정했을 때의 그래프이다.
도 5는 티오 황산 은 수용액으로 인 청동 기판상에 형성한 은착체에서의 로다민 6G 1μM의 라만 산란 스펙트럼을 측정했을 때의 그래프이다.
도 6의 (a)는 티오 황산 은 수용액에 항체를 첨가해, 인 청동 기판상에 형성한 항체의 라만 산란 스펙트럼을 측정했을 때의 그래프이다.
도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 기판상에 항원을 떨구어, 항원-항체의 라만 산란 스펙트럼을 측정했을 때의 그래프이다.
도 7은 SERS 기판의 작성 방법을 나타내는 공정 설명도이다.
이하 도면을 참조해, 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다.
본 발명에 있어서 도 7의 (a)~(c)에 나타내듯이, 유리 또는 플라스틱판(1) 위에 원형 펀칭 성형해 접시 모양의 0.1 mm정도의 얇은 금속판(2)을 붙여 제조할 수가 있다. 이 기판은 금속 부분(2)이 접시 모양으로 형성되므로, 상기 분산액을 적하하면, 액체방울(3)이 되어 부풀어 오른다(도 7의 (b)). 그 후 액체방울을 질소 블로우(blow)등으로 날려 버리면, 금속 착체가 석출해 응집역(4)이 금속표면 위에 형성되어 금속 나노 클러스터를 양자점으로 하는 측정 기판이 작성된다(도 7의 (c)). 얇은 금속판(2)에 대신해 금속막을 화학 도금, 증착에 의해 형성해도 된다.
(실시예 1)
본 실시 형태에 있어서, 상용방법에 의해 티오 황산나트륨 수용액에 염화은을 용해해, 적당히 순수한 물로 희석해 은농도 500~2000ppm로 하고, 아미노산(L-알라닌) 10~20ppm를 첨가한 은 나노 클러스터(은착체)수용액(무색 투명)을 작성한다. 그 다음에, 표면이 청정한 황동(Cu60;Sn40) 기판상에, 은 나노 클러스터 수용액 한방울(10μL)씩 간격을 두고 적하하고, 3분 후 질소 블로우해 물방울을 비산 건조시켜, 표면 플라스몬 공명 여기 SERS 기판을 조제했다. 그 기판상에 형성된 표면 상태의 주사형 전자현미경사진(2만배)을 도 2에 나타낸다. 100~150nm의 육각 판 모양의 결정이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 또, 인 청동판상에 형성한 결정을 주사형 전자현미경 사진(5만배 및 20만배)으로 보면 결정 내에 다수의 점이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다(도 3의 (a), (b) 참조). 이와 같이 작성한 3분 응집의 표면 플라스몬 공명 여기 황동 기판(도 2) 상에서 4,4'-비피리딘을 10mM, 1μM, 100nM로 순수한 물로 희석해 적하하고, 주식회사 PerKinElmer Japan 제조의 Raman Station400 측정기를 이용해 785nm의 파장의 레이저(분해능 4.0cm-1, 레이저 출력 300mmW, 스포트 사이즈 100μφ)를 여기빛으로서 이용해, 표면 플라스몬의 증강 효과를 측정했다. 100nM까지 라만 스펙트럼을 확인할 수 있다(도 1 참조). 이것은 종래의 포포닌(Popnin) 박사가 증착 기술에 의해 조제한 기판을 사용해 확인한 100μM의 라만 산란 스펙트럼에 비교해 1000배의 증강 효과가 인정되었다고 할 수가 있어, 황동 기판상에 형성된 육각 판 모양 결정중에 은 나노 클러스터가 양자점을 형성하고 있는 결과라고 추측할 수 있다.
(실시예 2)
상용방법에 의해 질산은의 1000ppm(은중량 환산)의 은착체 용액을 조제해, 인 청동판상에 적하해 3분 후 적하 용액을 질소 가스를 분무해 응집을 정지시키고, 각 기판에 순수한 물 및 4,4'-비피리딘을 100nM로 순수한 물로 희석해 적하하고, 주식회사 LAMBDA VISION사 제품의 라만 분광기를 이용해 785nm의 파장의 레이저(레이저 출력 80mmW, 스폿 사이즈 50μφ)를 여기빛으로 이용해, 표면 플라스몬의 증강 효과를 측정했다. 100nM까지 라만 스펙트럼을 확인할 수 있었다(도 4의 (a) 및 (b) 참조).
(실시예 3)
피검출 시료를 로다민 6G(R6G)로 대신했다. 아미노산을 사용하지 않고 상용방법으로 조정한 티오 황산 은착체 수용액 1000ppm을 이용해 인 청동판상에 실시예 1과 같이 측정 기판을 조제해, 이것에 로다민 6G(R6G) 수용액을 적하하여 측정을 실시한 결과, Kaiser사 제품의 라만 분광기로 여기 파장 514nm의 레이저를 조사하여 1μM의 라만 스펙트럼을 확인했다(도 5). 종래의 포포닌 박사가 증착 기술에 의해 조제한 기판을 사용해 확인한 라만 산란 스펙트럼에서는 100μM의 라만 스펙트럼만을 확인하고 있는 것에 불과하므로 100배의 증강 효과가 인정된다고 할 수 있다.
(실시예 4)
항체 lgE 단일클론 항체(항체 농도 1.23mg/ml) (mikuri 면역 연구소 주식회사 제품의 Lot.No. 214-01-002: 용액 PBS: 0.09% 아지화 나트륨을 포함한다)를 순수한 물로 10배 희석해, 아미노산을 첨가하지 않는 티오 황산은 1000ppm 수용액에 용량 1대 1로 혼합해, 인 청동판상에 실시예 1과 같이 적하하여 SERS 측정 기판을 조제했다. 그곳에 인간 lgE 항원(항체 농도 1.70mg/mL: 용액 PBS: 0.09% 아지화 나트륨을 포함한다)을 순수한 물로 10배 희석해, 실시예 1과 같이 적하하여 측정을 실시했다. Kaiser사제 라만 분광기로 여기 파장 514nm의 레이저를 조사하여 항체를 혼합해 형성한 측정 기판의 라만 스펙트럼을 확인한 후(도 6의 (a)), 항원을 적하해 라만 스펙트럼을 확인했다(도 6의 (b)). 양자를 비교하면 1350cm-1 부근에 피크가 나타난 결과, 항원 항체 반응을 검출할 수 있는 것을 확인했다.
(비교예)
실시예 1에서 사용한 은 나노 콜로이드 용액에 대신해 5000ppm의 은 나노 콜로이드 용액(분산제; 2-피로리돈(Pyrrolidone) 100~150ppm)을 사용한 것 이외는 실시예 1과 같이 기판의 조제를 시도했지만, 은 나노 클러스터는 기판상의 몇 점인가에 굳어져 응집해, 표면 플라스몬 공명 여기 효과는 인정되지 않았다.
(산업상의 이용 가능성)
따라서, 본 발명의 방법을 이용하는 것으로써, 금속 착체 용액으로부터 금속 착체의 결정 석출과 동시에 금속 나노 클러스터가 석출되어, 나노 사이즈의 양자점을 내포 또는 표면에 석출한 금속 착체 결정을 형성할 수 있다. 본 발명에서 조제되는 금속 착체 결정은 수용액으로부터 조제된 아마도 세계 최초의 나노 사이즈 착체 결정이고, 금속이 금, 은, 동 또는 백금인 경우, 증착 등의 물리적 방법으로 형성한 나노 점에 비교해 1000배라고 하는 표면 플라스몬 공명 여기 효과를 얻을 수 있으므로, SERS 검출용 기판, 태양전지의 광전 변환 소자, 근접장 광학 현미경 소자, 온열 요법용 금속바늘 등 표면 플라스몬 공명을 이용한 소자로서 유용하다. 덧붙여 기판 금속으로서 인 청동, 황동을 사용했지만, 나노 클러스터의 금속 종류에 따라 각종 금속판이 사용된다. 나노 클러스터의 금속보다 전극 전위가 낮은 금속 기판이 바람직하고, 은의 경우에는 황동 이외에, 동판, 인청동판을 사용할 수 있다. 기판은 통상 판 모양을 이루지만, 입자모양, 바늘모양, 모세관 모양으로 형성해, 그 표면에 금속 착체 결정을 석출시켜, 금속 나노 클러스터를 내포하는 양자 결정을 형성시키는 것이 바람직하다.

Claims (10)

  1. 금, 은, 동, 니켈, 아연, 알루미늄 또는 백금으로부터 선택되는 플라스몬 금속과 배위자로 이루어진 플라스몬 금속 착체 수용액을 준비하고, 플라스몬 금속보다 전극 전위가 낮은 금속 또는 금속 합금 또는 플라스몬 금속보다 낮은 전극 전위를 갖게 한 금속으로 이루어진 담체와 접촉시켜 플라스몬 금속 착체를 석출시켜, 플라스몬 증강 효과를 가진 양자 결정을 상기 금속 담체상에 배열하는 것을 특징으로 하는 플라스몬 증강효과를 가지는 금속 착체 양자 결정의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 담체가 금속 기판, 금속 입자, 금속바늘, 모세관내 금속막인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    양자 결정이 플라스몬 금속의 나노 클러스터를 내포해 상기 금속 담체상에 배열되며, 나노 클러스터가 평균 수 나노에서 수십 나노미터 사이즈의 클러스터인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 담체상에서 형성된 금속 착체의 양자 결정 중의 나노 클러스터를 형성하는 플라스몬 금속의 적어도 일부가 배위자와 이온 결합상태에 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    플라스몬 금속 착체가 아미노산 이온, 암모니아 이온, 티오황산 이온 및 초산 이온의 1종을 배위자로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 플라스몬 금속이 금, 은 또는 동으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    플라스몬 금속 착체 수용액이 500ppm에서 5000ppm의 농도인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    플라스몬 금속 착체 수용액이 500ppm에서 2000ppm의 농도인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    은 나노 클러스터에 대한 분산제의 몰 분율이 은 원자량 환산으로 1/50~1/150인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    플라스몬 금속 착체 수용액에 항체를 첨가하고, 금속 기판상에 항체와 함께 금속 착체를 석출시켜, 대응하는 항원에 특이적으로 반응하는 항원-항체반응용 측정 기판으로 하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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