專利名稱：物質(zhì)的分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在振動(dòng)分光法中利用表面增強(qiáng)效果的所有的分析方法。特別是涉及需要進(jìn)行蛋白質(zhì)在水溶液中的功能分析等生物成分的分析的生命科學(xué)領(lǐng)域、及需要進(jìn)行環(huán)境中的有害物質(zhì)等的分析的地球·環(huán)境領(lǐng)域里的分析方法。
背景技術(shù)：
弄清蛋白質(zhì)·核酸等生物功能性物質(zhì)的生理功能是非常重要的課題，但是在實(shí)現(xiàn)生物反應(yīng)器、生物傳感器、DNA芯片、及不久將來(lái)的生物元件等的過(guò)程中，更不可缺少的是其物理化學(xué)性質(zhì)的控制和設(shè)計(jì)。因此，人們期望生物功能性物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)的測(cè)定方法或用于測(cè)定的分析用試劑得到發(fā)展。
生物功能性物質(zhì)在生物體中具有活性，且該生物體是以水為介質(zhì)的。因此其物理化學(xué)性質(zhì)的解析也有必要在水溶液中實(shí)施。作為在水中考察生物功能性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和與基質(zhì)分子間的相互作用的分析方法，有振動(dòng)分光法之一的拉曼分光法。
然而，由于通常由拉曼分光法得到的信號(hào)強(qiáng)度非常低，靈敏度差，因此需要試樣的濃度達(dá)數(shù)％以上。為此，當(dāng)采用生物功能性物質(zhì)時(shí)，必須進(jìn)行試樣的濃縮操作，從而會(huì)帶來(lái)成本問(wèn)題及在操作中發(fā)生試樣的損失或變性等危險(xiǎn)的問(wèn)題。
另一方面，已知在拉曼分光法中，當(dāng)試樣與金屬微粒相互作用時(shí)，具有信號(hào)強(qiáng)度放大的表面增強(qiáng)效果(“Surface Enhanced RamanScattering”，ed.by R.K.Chang and T.E.Furtak，(Plenum Publishing，N.Y.，1982))。該增強(qiáng)靈敏度通常被認(rèn)為是1萬(wàn)倍至100萬(wàn)倍。
以凝聚狀態(tài)使用上述的金屬微粒時(shí)，表面增強(qiáng)效果非常明顯。利用表面增強(qiáng)效果的測(cè)定法作為生物工程學(xué)的研究手段也是較為重要的(K.Kneipp，H.Kneipp，I.Itzkan，R.R.Dasari，and M.S.Feld，BiomedicalApplications of Lasers，77(7)，915-924(1999)；Surface-enhanced RamanscatteringA new tool for biomedical spectroscopy)。
在最近的利用貴重金屬微粒的凝聚的實(shí)驗(yàn)中，確認(rèn)出可檢測(cè)出一分子的高達(dá)100兆倍的表面增強(qiáng)效果(K.Kneipp，H.Kneipp，R.Manoharan，E.Hanlon，I.Itzkan，R.R.Dasari，and M.S.Feld，Applied Spectroscopy，52(12)，1493-1497(1998)；Extremely large enhancement factors in surface-enhanced Raman scattering for molecules on colloidal gold clusters)。這種金屬微粒被稱為表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)。鎵或鎵砷等半導(dǎo)體同樣也可以成為基質(zhì)。
作為將金屬微粒用作表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)時(shí)的狀態(tài)，至今已有報(bào)告的是金屬微粒膠體、將金屬微粒以島狀沉積在表面上的薄膜、用溶膠凝膠法將金屬微粒分散在其內(nèi)部的玻璃基質(zhì)、將金屬微粒分散在其內(nèi)部的聚合物基質(zhì)等。另外，本發(fā)明人也在特開(kāi)平11-61209號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了在分散有溶脹性層狀硅酸鹽等板狀微粒的分散液中，通過(guò)由還原反應(yīng)生成貴重金屬微粒，從而得到穩(wěn)定的貴重金屬微粒分散體的技術(shù)。
在這些基質(zhì)中，實(shí)用上最方便的是水溶液中的納米金屬微粒的膠體。其理由是具有1)可用液相法合成微粒，操作簡(jiǎn)便；2)可適用于連續(xù)流動(dòng)分析體系；3)可以控制微粒的尺寸和形狀；4)可以簡(jiǎn)單地確定表面積；5)可以為了理論上的分析而改變形態(tài)等優(yōu)點(diǎn)。(M.Kerker，D.S.Wang，H.Chew.O.Siiman，and L.A.Bumm，“Surface EnhancedRaman Scattering”，ed.by R.K.Chang and T.E.Furtak，(Plenum Publishing，N.Y.，1982)，pp.109-128；Enhanced Raman scattering by molecules adsorbed atthe surface of colloidal particles)。
無(wú)論如何，若要將金屬微粒用作表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)，需要穩(wěn)定地保持分散狀態(tài)。以往作為控制分散狀態(tài)的方法，基于金屬微粒是疏液性微粒，提出了1)在液相中添加穩(wěn)定劑；2)沉積于固相上(包括涂布)；3)含于上述的玻璃、聚合物等基質(zhì)內(nèi)；4)如上述的特開(kāi)平11-61209號(hào)公報(bào)上所述，使溶脹性層狀硅酸鹽與金屬微粒共存的方法等。
在這些控制方法中，作為用于液相中的穩(wěn)定劑，己知的有十二烷基硫酸鈉等表面活性劑、聚乙烯醇、聚乙烯吡啶、聚乙二醇、N-乙烯吡咯烷酮、牛血清蛋白、γ-球蛋白、明膠等保護(hù)膠體。另外，在特開(kāi)平09-070527“膠體凝聚的防止方法”中，公開(kāi)了三羥甲基胺基甲烷等緩沖劑的穩(wěn)定化作用。
另外，作為沉積于固相上的方法，常用的是把微粒沉積于玻璃板上時(shí)在到達(dá)一定程度之后停止凝聚的方法。根據(jù)該方法，可以將由液相法合成的納米微粒沉積于玻璃上，并產(chǎn)生尺寸及形態(tài)不同的凝聚。
但是，如在水溶液中的納米貴重金屬微粒的膠體，在以液體為分散介質(zhì)的疏液性微粒的分散相中，即使使用了穩(wěn)定劑，在保持微粒的功能性的狀態(tài)下使之以凝聚狀態(tài)滯留于溶液中而不沉淀，也是極其困難的。其結(jié)果，依賴于疏液性微粒的凝聚狀態(tài)的表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)的制法，缺乏再現(xiàn)性及穩(wěn)定性，而且其性能也不夠充分。
此外，以往的穩(wěn)定劑是通過(guò)附著在微粒表面，抑制微粒之間的靠近而防止其凝聚的，因此失去了作為金屬微粒的重要功能的表面活性。即使將金屬微粒沉積于固相上，凝聚尺寸分布的分散及偏差也較大，缺乏制法的再現(xiàn)性，而且不太穩(wěn)定，因此用硫醇等的有機(jī)單分子層涂布之后，也只維持了數(shù)日左右的穩(wěn)定性。在含于基質(zhì)中時(shí)，會(huì)產(chǎn)生由基質(zhì)引起的金屬微粒表面活性的喪失、基質(zhì)中的物質(zhì)移動(dòng)速度的下降，因此無(wú)法得到表面增強(qiáng)效果優(yōu)異的基質(zhì)。另外，在特開(kāi)平11-61209號(hào)公報(bào)中所記載的技術(shù)中，因?yàn)樵诜稚⒂邪鍫钗⒘５姆稚⒁褐猩山饘傥⒘?，所以金屬微粒的生成需要很長(zhǎng)的時(shí)間，除了增加成本之外，因?qū)⑷菀追纸獾囊阴６人嵊米鬟€原劑，操作不太方便。
即，在高度維持疏液性微粒的表面活性的前提下，可以以良好的再現(xiàn)性制造，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定且響應(yīng)迅速的表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)至今沒(méi)有出現(xiàn)。
發(fā)明目的因此，本發(fā)明的目的在于提供一種將如凝聚那樣成群而存在的疏液性微粒作為分散相含有，并可將所得分散復(fù)合體作為實(shí)用的表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)使用的分析方法。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的分析方法具有如下特征。即，在成群存在的疏液性微粒的分散相中，通過(guò)使分散性高于疏液性微粒的微粒(以下稱為“分散性微粒”)以足以包覆疏液性微粒群周圍的濃度共存于其中，獲得分散復(fù)合體。由此獲得的分散復(fù)合體可以被用作表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)。之后，使分散復(fù)合體和含測(cè)定對(duì)象物質(zhì)的液體相接觸，并利用由測(cè)定對(duì)象物質(zhì)靠近于疏液性微粒群而獲得的表面增強(qiáng)效果，用光學(xué)計(jì)測(cè)方法測(cè)定測(cè)定對(duì)象物質(zhì)的濃度或性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，由于利用分散性微粒維持疏液性微粒的集團(tuán)狀態(tài)，因此可以抑制過(guò)度凝聚或發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。其結(jié)果，可以長(zhǎng)時(shí)間維持作為表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)的性能，可以簡(jiǎn)便地實(shí)施利用表面增強(qiáng)效果的分析。
在本發(fā)明中，分散復(fù)合體通常由包括下述(a)-(d)的工序的方法制造。
(a)將疏液性微粒分散于液相中的工序。
(b)添加凝聚劑等開(kāi)始凝聚，獲得疏液性微粒群的工序。
(c)(b)工序之后，添加分散性微粒使其達(dá)到足以包覆疏液性微粒群的周圍的濃度的工序。
(d)將所獲得的疏液性微粒群作為分散復(fù)合體回收的工序。
作為疏液性微粒，沒(méi)有特殊的限定，可以使用粒徑接近原子尺寸的1-100nm的以選自金、銀、銅、鉑、鎳、銦、鈀中的至少1種以上金屬為主成分的金屬微粒或鎵、鎵砷等半導(dǎo)體微粒。但是也并不限于這些，可以表達(dá)不同于主體的功能的微粒皆可使用。
對(duì)于這些疏液性微粒沒(méi)有特殊的限定，用液相法合成之后可以直接提供于(b)工序中。另外，也可以將由其它方法獲得的微粒添加到溶液中之后進(jìn)行攪拌等而使之分散于液相中。
對(duì)于開(kāi)始凝聚而得到疏液性微粒群的方法沒(méi)有特殊的限定，可以選擇提高粒子濃度；加入像氯化鈉或硫酸鋁等那樣可帶來(lái)鹽析現(xiàn)象的電解質(zhì)，提高離子強(qiáng)度；用聚合物進(jìn)行交聯(lián)；提高溫度；降低分散介質(zhì)的極性等方法。
溶液中的微粒分散相的穩(wěn)定性可用DLVO理論進(jìn)行說(shuō)明。下面以金微粒為例，進(jìn)行根據(jù)DLVO理論的解釋，但其它疏液性微粒同樣也可以解釋。在經(jīng)過(guò)化學(xué)還原之后的金微粒中，附著有還原劑陰離子或配位化合物的金屬陰離子，因此帶負(fù)電荷(M.A.HayatEd.“Colloidal Gold”vol.1and vol.2，Academic Press Inc.1984)。該靜電排斥勢(shì)和依賴于范德瓦爾斯力等的引力勢(shì)的相對(duì)大小達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶鈺r(shí)，在總勢(shì)能的曲線中表面為最大。如果微粒的動(dòng)能不比該最大值大，則微粒無(wú)法超過(guò)該最大值而互相靠近，從而不會(huì)出現(xiàn)凝聚，因此體系較穩(wěn)定。另一方面，如果由于抗衡離子的吸附等或離子強(qiáng)度的增加，使靜電排斥勢(shì)發(fā)生變化，則總勢(shì)能曲線中的最大值會(huì)減小，粒子會(huì)克服能量障礙會(huì)凝聚在一起。而另一方面，由可交聯(lián)多個(gè)微粒的聚合物的存在，會(huì)發(fā)生交聯(lián)凝聚。
分散性高于疏液性微粒的微粒是指，在開(kāi)始凝聚的狀態(tài)下，由上述的DLVO理論的總勢(shì)能曲線中所表現(xiàn)的最大值位置所示的粒子間距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于功能性微粒的最大值位置所示的粒子間距離的微粒?；蛘?，分散性高于疏液性微粒的微粒是指，具有在疏液性微粒的總勢(shì)能曲線的最大值逐漸消失的狀態(tài)下，在表示足夠的粒子間距離的位置表現(xiàn)足夠大的最大值的總勢(shì)能曲線的微粒。總勢(shì)能曲線形狀主要取決于Hamaker常數(shù)和Stem電位值，因此在其定義中并不是特別限定疏液性微粒的種類。
作為這種分散性微粒的具體例，可舉出綠土(smectite)等溶脹性層狀硅酸鹽。
作為分散性微粒的例子而特別舉出溶脹性層狀硅酸鹽的理由是，其表面上帶有負(fù)電荷，在疏液性微粒發(fā)生凝聚而沉積的狀態(tài)下，也可以繼續(xù)充分地分散。進(jìn)而，在苛刻的條件下進(jìn)行沉積也可以保持一定程度的緩和的凝聚狀態(tài)，用攪拌等的剪切力可以很容易地進(jìn)行再分散。另外，因粒徑較小，用少量的重量濃度也可以以充分的數(shù)量存在于分散液中，包覆疏液性微粒的周圍。此外，由于其形狀為平板狀，因此粒子間的相互作用容易發(fā)生，可以提高分散介質(zhì)的表觀粘度，降低粒子的擴(kuò)散速度，從而防止疏液性微粒的凝聚。
層狀硅酸鹽不論是合成物還是天然物皆可使用，優(yōu)選合成物。精制天然物之后所得到的溶脹性粘土礦物也可適用。合成物不同于天然物，化學(xué)上均勻，雜質(zhì)少，不含凝聚性的離子，溶脹性高，而且層間不含有鐵等有色金屬，透明度高，因此更能適用于光學(xué)計(jì)測(cè)方法。
這種溶脹性層狀硅酸鹽已有市售品。
本發(fā)明中的分散相的分散介質(zhì)，可以是水、乙醇、烴等液體或氣體等，無(wú)特殊的限定，但優(yōu)選使用水。此時(shí)，本發(fā)明的分散復(fù)合體為以水為分散介質(zhì)的溶膠被予以回收。另外，本發(fā)明的分散復(fù)合體可以用干燥等方法作為凝膠回收。
對(duì)本發(fā)明中的分散性微粒的濃度沒(méi)有特殊的限定，只要是足以包覆需要控制的疏液性微粒周圍的濃度即可。在此，包覆周圍這一概念是指，單位空間內(nèi)所存在的分散性高的微粒的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于疏液性微粒的數(shù)目，并作為其結(jié)果而足以抑制所需控制的疏液性微粒的凝聚或沉淀即可。例如，當(dāng)l000cc中的疏液性微粒的數(shù)目濃度約為10的12次方個(gè)時(shí)，分散性微粒的個(gè)數(shù)只要能達(dá)到10的15次方，就可以認(rèn)為其比較充分。作為具體例，實(shí)施分析所需的疏液性微粒的優(yōu)選濃度為0.01nM-4M，包覆該濃度范圍的疏液性微粒所需的分散性微粒的濃度為，當(dāng)采用溶脹性層狀硅酸鹽時(shí)通常在0.1g/L以上。另一方面，由溶脹性層狀硅酸鹽組成的分散性微粒的可調(diào)整的最高濃度通常為250g/L，濃縮時(shí)為300g/L。但并不限于此，隨疏液性微粒的種類和濃度、開(kāi)始凝聚的方法、及分散必微粒自身的性質(zhì)有所不同。
根據(jù)本發(fā)明可以控制疏液性微粒的分散狀態(tài)。至今尚無(wú)像本發(fā)明這樣對(duì)集團(tuán)狀態(tài)的疏液性微粒進(jìn)行控制以使之穩(wěn)定的例子。另外，也沒(méi)有像本發(fā)明可穩(wěn)定化1個(gè)月以上的例子。根據(jù)本發(fā)明可以獲得分散狀態(tài)得到控制的疏液性微粒的分散復(fù)合體。在該分散復(fù)合體中，以利于表達(dá)功能的狀態(tài)存在疏液性微粒的集團(tuán)，可利用于光學(xué)元件、傳感器、催化劑等中。
作為本發(fā)明中的測(cè)定對(duì)象物質(zhì)，可以舉出水溶液中的氨基酸、堿、蛋白質(zhì)、核酸。另外，可舉出環(huán)境中的芳香族氯化合物等。但并不限于這些。
作為本發(fā)明中的光學(xué)計(jì)測(cè)方法，可以使用拉曼分光法、紅外分光法等振動(dòng)分光法。已知的利用表面增強(qiáng)效果的光學(xué)計(jì)測(cè)方法有RAS(Reflection absorption spectroscopy)、SEWS(Surface electromagnetic wavespectroscopy)、SEIRA(Surface-enhanced infrared spectroscopy)、SERS(Surface-enhanced Raman spectroscopy)、SERRS(Surface-enhancedresonance Raman spectroscopy)、SEHRS(Surface-enhanced hyper Ramanscattering)等。
在本發(fā)明的分析方法中，作為疏液性微粒優(yōu)選使用已確認(rèn)可以在用于振動(dòng)分光法的波長(zhǎng)范圍內(nèi)顯示表面增強(qiáng)效果的金、銀、銅、鉑、鎳、銦、鈀等金屬微粒，或者鎵、鎵砷等半導(dǎo)體微粒。在本發(fā)明的分析方法中，作為分散性微粒，可以優(yōu)選使用透光性良好的合成綠土。
在本發(fā)明的分散復(fù)合體中，金屬微粒不會(huì)吸附在流動(dòng)體系的管壁或容器壁上，至少在數(shù)個(gè)月的時(shí)間內(nèi)可以發(fā)揮作為表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)的作用，因此可以實(shí)施在流動(dòng)體系中的分析。當(dāng)分散復(fù)合體為溶膠時(shí)，可作為表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)流入于流動(dòng)體系內(nèi)，并使之與含有測(cè)定對(duì)象物質(zhì)的試樣溶液相接觸，用光學(xué)計(jì)測(cè)方法進(jìn)行測(cè)定。作為這種流動(dòng)體系的例子，已知的有毛細(xì)管電泳、各種色譜。
另外，當(dāng)分散復(fù)合體為凝膠時(shí)，可如傳感器，與含有測(cè)定對(duì)象物質(zhì)的試樣溶液相接觸而使用。優(yōu)選的是，將該分散復(fù)合體作為一次性傳感器使用。當(dāng)然該傳感器也可以構(gòu)成流動(dòng)體系的一部分。
在本發(fā)明的分散復(fù)合體中，可使合成綠土具有修飾選自配位化合物、抗體、抗原、酶、酶基質(zhì)、核酸、核酸補(bǔ)體中的一種以上物質(zhì)，并由此識(shí)別或定向測(cè)定對(duì)象物質(zhì)的功能。此時(shí)，由于離疏液性微粒表面相距一定距離時(shí)表面增強(qiáng)效果的靈敏度將會(huì)明顯下降，因此只有所識(shí)別的物質(zhì)或定向的一部分官能團(tuán)貢獻(xiàn)于表面增強(qiáng)效果，從而可以利用于選擇性物質(zhì)的測(cè)定方法。


圖1是含有金微粒群及合成綠土的溶膠的吸收光譜。
圖2是同一溶膠在20天之后的吸收光譜。
圖3是含有金微粒群及蒙脫石(montmorillonite)的溶膠的吸收光譜。
圖4是含有合成綠土及金微粒群的干燥凝膠的吸收光譜。
圖5是含有吡啶及金微粒群的溶膠的拉曼光譜。
圖6是含有吡啶及金微粒群的溶膠的拉曼信號(hào)強(qiáng)度的經(jīng)時(shí)變化。
圖7是含有分散復(fù)合體和吡啶的水溶液的校正曲線。
具體實(shí)施例方式
-分散復(fù)合體溶膠的調(diào)制例-利用向0.6mM的氯金酸水溶液120cc中添加檸檬酸鈉至達(dá)1.6mM的化學(xué)還原法，在水溶液中合成了金微粒。用小角X射線散射法測(cè)定了金微粒的平均粒徑，結(jié)果約為40nm。測(cè)定了所得到的含金微粒水溶液的吸光度，之后分到4個(gè)容器內(nèi)，并在各個(gè)容器中作為凝聚劑添加氯化鈉至達(dá)50mM/L，并開(kāi)始凝聚。
此時(shí)，在第1容器內(nèi)，金微粒的溶液的色調(diào)從當(dāng)初的紅色逐漸變成紅紫色、藍(lán)紫色、紅褐色、褐色、黑色，最后產(chǎn)生沉淀。在第2-第4容器中，在經(jīng)過(guò)各個(gè)所定時(shí)間之后，添加了合成綠土(Laporte社制)料漿。此時(shí)色調(diào)的變化被停止，得到了根據(jù)合成綠土的點(diǎn)火時(shí)期而顯示不同色調(diào)的分散復(fù)合體。從添加氯化鈉至添加合成綠土所經(jīng)過(guò)的時(shí)間的順序?yàn)榈?容器(以下稱為凝聚狀態(tài)A)＜第3容器(以下稱為凝聚狀態(tài)B)＜第4容器(以下稱為凝聚狀態(tài)C)。圖1表示的是添加氯化鈉之前(＝凝聚前)、凝聚狀態(tài)A、凝聚狀態(tài)B及凝聚狀態(tài)C的吸收光譜。還有，作為對(duì)比，測(cè)定了只有合成綠土?xí)r的吸光度。
在粒徑相同時(shí)，金膠體的色調(diào)取決于粒子的凝聚狀態(tài)(N.G.Khlebtsov，V.A.Bogatyrev，L.A.Dykman，and A.G.Melnikov，J.ColloidInterface Sci.，180(2)，436-445(1996)；Spectral Extinction of Colloidal Gold andIts Biospecific Conjugates.)，因此由圖1中所示的結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明可以制造可控制金微粒的集團(tuán)狀態(tài)的分散復(fù)合體。
-分散復(fù)合體溶膠的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)1-圖2中分別示出了上述調(diào)制例中的第1容器內(nèi)溶液的吸收光譜、及凝聚狀態(tài)A-C的分散復(fù)合體經(jīng)過(guò)20天之后的吸收光譜。由圖2可知，在含有合成綠土的分散復(fù)合體中，可以保持金微粒集團(tuán)得到控制的狀態(tài)，使之長(zhǎng)期處于穩(wěn)定狀態(tài)。
-分散復(fù)合體溶膠的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)2-用蒙脫石(クニ氵礻工業(yè)株式會(huì)社制)代替合成綠土之外，與上述調(diào)制例的凝聚狀態(tài)A相同地調(diào)制了分散復(fù)合體。在室溫放置數(shù)分鐘之后也沒(méi)有觀察到色調(diào)的變化，但數(shù)日之后顏色逐漸變淡。但是沒(méi)有產(chǎn)生沉淀。剛調(diào)制之后的1分鐘后及20天后的吸收光譜示于圖3中。由圖3可知，在含有蒙脫石的分散復(fù)合體中也可以保持金微粒集團(tuán)得到控制的狀態(tài)，以使之處于穩(wěn)定化。
-分散復(fù)合體凝膠的調(diào)制例和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)-準(zhǔn)備通過(guò)紫外線照射使表面親水化的聚苯乙烯制板，將由上述溶膠調(diào)制例所調(diào)制的凝聚狀態(tài)A-C的分散復(fù)合體滴至該板上，并經(jīng)干燥使之凝膠化。為了進(jìn)行比較，在板上同樣滴加了不含有合成綠土的含金微粒溶液，在含有合成綠土的凝膠中，金微粒在保持紅褐色至褐色的色調(diào)的條件下均勻擴(kuò)散在板上。其狀態(tài)至少可以穩(wěn)定保持6個(gè)月。另一方面，源于不含有合成綠土的溶液的金微粒作為黑色的沉淀物不均勻地?cái)U(kuò)散在板上。為了便于確認(rèn)，圖4中示出了從板上所獲得的固體分散復(fù)合體的吸收光譜。由圖4可知，因合成綠土的存在，可以保持金微粒集團(tuán)得到控制的狀態(tài)，從而使之穩(wěn)定化。
-實(shí)施例1-在調(diào)制上述溶膠調(diào)制例的分散復(fù)合體(凝聚狀態(tài)B)之后，取其570μl，與0.05M的吡啶水溶液30μl充分混合，作成第1混合液。另外，取570μl的純水，與0.05M的吡啶水溶液30μl充分混合，作成第2混合液。對(duì)于這2種混合液，采用具有拉曼模件的傅立葉變換紅外分光裝置NicoletMagna 650，在激發(fā)波長(zhǎng)1064nm下測(cè)定了拉曼光譜。
其結(jié)果，在第1混合液中，強(qiáng)烈地表現(xiàn)出了2.5mM的吡啶的環(huán)呼吸振動(dòng)(約1010cm-1)。另一方面，在第2混合液中(通常的拉曼分光)，完全沒(méi)有觀察到該濃度的吡啶。因此，可以看出上述分散復(fù)合體可以用作用市售的拉曼分光器可簡(jiǎn)便地進(jìn)行利用表面增強(qiáng)效果的分析的表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)。
另外，在綠土等硅酸化合物中通常如485cm-1Si-O-Si rocking/bending of hydrated silicate809cm-1SiO2silicate chain mode976cm-1Si-O stretch of bulk chain等拉曼峰，但在第1混合液中這些沒(méi)有出現(xiàn)。因此，確認(rèn)不存在硅酸化合物的干擾。這一點(diǎn)明顯不同于例如以往所作出的在溶膠凝膠玻璃的拉曼光譜中出現(xiàn)源于硅酸化合物的拉曼峰，而成為背景的報(bào)告(F.Akbarian，B.S.Dunn，and J.I.Zink，J.Raman Spectrosc.，27(10)，775-783(1996)Porous sol-gel silicates containing gold particles as matrixes for surface-enhanced Raman spectroscopy)。
-實(shí)施例2-在調(diào)制上述溶膠調(diào)制例的分散復(fù)合體(凝聚狀態(tài)B)之后，經(jīng)過(guò)一日后取其570μl，與0.05M的吡啶水溶液30μl充分混合，作成第3混合液。同樣，在調(diào)制不含有合成綠土的金微粒凝聚液并過(guò)一天之后，取其570μl，與0.05M的吡啶水溶液30μl充分混合，作成第4混合液。對(duì)于這2種混合液，采用具有拉曼模件的傅立葉變換紅外分光裝置Nicolet Magna 650，在激發(fā)波長(zhǎng)1064nm下測(cè)定了拉曼光譜，并將其結(jié)果示于圖5中。
由圖5可知，在含有合成綠土的第3溶液中，強(qiáng)烈地表現(xiàn)出了2.5mM的低濃度吡啶的環(huán)呼吸振動(dòng)(約1010cm-1)。另一方面，在不含有合成綠土的第4溶液中，基本上沒(méi)有觀察到這些。由此可知，可以看出上述分散復(fù)合體經(jīng)過(guò)一天之后也可以用作用市售的拉曼分光儀可簡(jiǎn)便地進(jìn)行利用表面增強(qiáng)效果的分析的表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)。
-實(shí)施例3-在室溫保存上述溶膠調(diào)制例的分散復(fù)合體(凝聚狀態(tài)B)，經(jīng)過(guò)所定天數(shù)之后，用實(shí)施例1的方法測(cè)定了吡啶的拉曼光譜，并將環(huán)呼吸振動(dòng)的信號(hào)強(qiáng)度的變化相對(duì)于分散復(fù)合體的保存期間進(jìn)行標(biāo)繪(圖中的●印)，從而得到了圖6。作為對(duì)比，使用了實(shí)施例2的第4混合液(圖中的×印)。由圖6可知，上述分散復(fù)合體在將近2個(gè)月的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可以作為表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)發(fā)揮作用。
-實(shí)施例4-采用與實(shí)施例1相同的方法，并改變吡啶水溶液的濃度，分析了以本發(fā)明的分散復(fù)合體作為表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)的吡啶水溶液。由分析結(jié)果作出校正曲線之后將其結(jié)果示于圖7中。由圖7可知，本發(fā)明的分散復(fù)合體可以使用對(duì)應(yīng)于濃度測(cè)定的表面增強(qiáng)效果的基質(zhì)發(fā)揮作用。
如上所述，本發(fā)明的物質(zhì)分析方法可利用于微量物質(zhì)或低濃度物質(zhì)的分析。
權(quán)利要求
1.一種物質(zhì)的分析方法，其特征在于，該方法包括在成群存在且可發(fā)揮表面增強(qiáng)效果的疏液性微粒的分散相中，使分散性高于該疏液性微粒的微粒以足以包覆該疏液性微粒群周圍的濃度共存于其中而成的分散復(fù)合體上，接觸含有測(cè)定對(duì)象物質(zhì)的流體，并利用光學(xué)計(jì)測(cè)方法分析測(cè)定對(duì)象物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其中，所述疏液性微粒通過(guò)凝聚體的作用所群體化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其中，所述光學(xué)計(jì)測(cè)方法選自由拉曼分光法、紅外分光法組成的組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分析方法，其中，所述疏液性微粒以選自金、銀、銅、鉑、鎳、銦、鈀中的至少1種以上金屬為主成分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分析方法，其中，分散性高于疏液性微粒的微粒選自由合成綠土等溶脹性層狀硅酸鹽組成的組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其中，分散復(fù)合體的性狀為以水為主要介質(zhì)的溶膠，且足以包覆該疏液性微粒群的周圍的高分散性微粒的濃度在0.1g/L以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其中，分散復(fù)合體的性狀為以水為主要介質(zhì)的溶膠，且足以包覆該疏液性微粒群的周圍的高分散性微粒的濃度在300g/L以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其中，分散復(fù)合體的性狀為由以水為主要介質(zhì)的溶膠獲得的凝膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其中，將含有測(cè)定對(duì)象物質(zhì)的流體與該分散復(fù)合體進(jìn)行接觸并分析測(cè)定對(duì)象的體系為流動(dòng)體系。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的物質(zhì)的分析方法，其中，由溶脹性層狀硅酸鹽修飾選自由配位化合物、抗體、抗原、酶、酶基質(zhì)、核酸、核酸補(bǔ)體組成的組中的一種以上物質(zhì)。
全文摘要
一種物質(zhì)的分析方法，其特征在于，在成群存在且可發(fā)揮表面增強(qiáng)效果的疏液性微粒的分散相中，使分散性高于疏液性微粒的微粒以足以包覆該疏液性微粒群周圍的濃度共存于其中而成的分散復(fù)合體上，接觸含測(cè)定對(duì)象物質(zhì)的流體，并用光學(xué)計(jì)測(cè)方法，分析測(cè)定對(duì)象物質(zhì)。本發(fā)明的分析方法可應(yīng)用于微量物質(zhì)或低濃度物質(zhì)的分析。
文檔編號(hào)G01N15/06GK1492995SQ0182301
公開(kāi)日2004年4月28日 申請(qǐng)日期2001年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月9日
發(fā)明者中村圭太郎, 森康維 申請(qǐng)人:福岡隆夫