(57)【要約】      （修正有）【課題】炭素ベースでラマン散乱増強効果の良好な基板を提供する。【解決手段】支持基材上に、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料により柱状または塊状のポーラス炭素素子を複数配列してラマン散乱増強基板とする。この基板は、例えば、陽極性の酸化アルミニウムによって柱状またはキューブ状の複数の孔が配列してなるテンプレート（Ｓ１００）にモノマーとしてのピロールを充填して重合させてポリピロールナノアレイを形成し（Ｓ１１０）、ポリピロールナノアレイの全体を直径１０〜５０ｎｍの多孔質として（Ｓ１２０）ポーラスポリピロールナノアレイとし（Ｓ１３０）、これを焼成する（Ｓ１４０）ことにより製造する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラマン散乱増強効果を有するラマン散乱増強基板であって、
支持基材上に、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料により柱状または塊状あるいは球状のポーラス炭素素子が複数配列してなる、
ことを特徴とするラマン散乱増強基板。
【請求項２】
請求項１記載のラマン散乱増強基板であって、
前記ポーラス炭素素子は、直径が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの円柱形状または一辺が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの角柱形状に形成されている、
ラマン散乱増強基板。
【請求項３】
請求項１または２記載のラマン散乱増強基板であって、
前記ポーラス炭素素子は、硫黄がドープされている、
ラマン散乱増強基板。
【請求項４】
ラマン散乱増強効果を有するラマン散乱増強基板の製造方法であって、
陽極性の酸化アルミニウムによって柱状またはキューブ状の複数の孔が配列してなるテンプレートにモノマーとしてのピロールを充填して重合させてポリピロールナノアレイを形成するアレイ形成工程と、
前記ポリピロールナノアレイの全体を直径１０〜５０ｎｍの多孔質としてポーラスポリピロールナノアレイとする多孔質化工程と、
前記ポーラスポリピロールナノアレイを焼成してポーラスカーボンナノアレイとしてのラマン散乱増強基板とする焼成工程と、
を備えることを特徴とするラマン散乱増強基板の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載のラマン散乱増強基板の製造方法であって、
前記アレイ形成工程は、直径が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの円柱状または一辺が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの角柱状の複数の孔が配列しているテンプレートを用いる、
ラマン散乱増強基板の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５記載のラマン散乱増強基板の製造方法であって、
前記アレイ形成工程は、前記テンプレートにモノマーとしてのピロールをアセトニトリルおよび／または水に溶解した溶液を充填し、重合させてポリピロールナノアレイとする、
ラマン散乱増強基板の製造方法。
【請求項７】
請求項４ないし６のうちのいずれか１つの請求項に記載のラマン散乱増強基板の製造方法であって、
前記多孔質化工程は、前記ポリピロールナノアレイを硫黄クラスターが含まれるジメチルスルホキシドに浸漬して８０℃〜１２０℃としてポーラスポリピロールナノアレイとする、
ラマン散乱増強基板の製造方法。
【請求項８】
請求項４ないし７のうちのいずれか１つの請求項に記載のラマン散乱増強基板の製造方法であって、
前記焼成工程は、アルゴン雰囲気で６００〜１０００℃で焼成する、
ラマン散乱増強基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラマン散乱増強基板およびその製造方法に関し、詳しくは、ラマン散乱増強効果を有するラマン散乱増強基板およびこの基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、 被験物質の光学応答を増強させる表面増強ラマン分析用基板としては、基材と、基材の表面に位置するスラブ材と、少なくともスラブ材上に位置する金属材料とを含み、基材は、少なくともスラブ材と接する表面層を備え、スラブ材は、表面層の屈折率よりも高い屈折率を有する材料からなり、スラブ材の表面から基材の表面層に達する、周期的に配列した複数の穴を有し、金属材料は、スラブ材の表面、および、複数の穴のそれぞれを介した前記基材の表面層上に位置し、相補的な金属構造を有し、複数の穴の直径および周期によって決定される複数の共鳴を有するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。基材としては、ＳｉＯ２層と接合したＳｉ基板を用いている。スラブ材としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＩＩ−ＶＩ属半導体、ＩＩＩ−Ｖ属半導体およびＴｉＯ２からなる群から選択される材料を用いて、２以上の屈折率を有し、１００ｎｍ以上２μｍ以下の範囲の厚さを有するように形成されている。金属材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｆｅおよびそれらの合金からなる群から選択される材料を用い、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さを有するように形成されている。スラブ材の表面から基材の表面層に達する周期的に配列した複数の穴は、その直径が１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲となるように、複数の穴の周期が３００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲となるように形成されている。この基板では、表面増強ラマン散乱の強度を増大し、かつ、均一な信号分布を再現性良く測定できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１７３０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の技術では、Ｓｉ、Ｇｅなどのスラブ材とＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属材料を用いているため、構造が複雑なものとなる。また、金属材料は加熱しやすいため、ヒートスポットが生じ、生物適合性が乏しいものとなる。また、再現性も低いものとなる。一方、ＧｅやＳｉ，Ｃなどの材料により構成すると、加熱しにくいため生物適合性が良好となり、応答性も良く、再現性も良好となるが、ラマン散乱増強効果は、１０〜１００倍程度であり、金属材料による１０9〜１０11倍程度に比して効果が極めて小さくなってしまう。
【０００５】
本発明のラマン散乱増強基板は、炭素ベースでラマン散乱増強効果の良好な基板を提供することを主目的とする。また、本発明のラマン散乱増強基板の製造方法は、炭素ベースでラマン散乱増強効果の良好な基板の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のラマン散乱増強基板およびその製造方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のラマン散乱増強ナノ基板は、
ラマン散乱増強効果を有するラマン散乱増強基板であって、
支持基材上に、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料により柱状または塊状或いは球状のポーラス炭素素子が複数配列してなる、
ことを特徴とする。
【０００８】
ラマン散乱増強効果は、電磁的効果と化学的効果との相互作用によると考えられている。電磁的効果としては、ポーラス炭素柱の側表面の細孔のエッジに局所的に電磁場が生じることにより促進されていると考えられており、化学的効果としては、基板と分子との間の電荷移動遷移の促進によると考えられている。炭素（Ｃ）やケイ素（Ｓｉ），ゲルマニウム（Ｇｅ）などのＩＶ属は高い電荷移動遷移効率を有している。このため、本発明のラマン散乱増強基板では、電磁的効果および化学的効果を良好に得るために、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料により柱状または塊状のポーラス炭素素子が複数配列してなるものとした。この結果、本発明のラマン散乱増強基板では、良好なラマン散乱増強効果を得ることができる。
【０００９】
ここで、柱状のポーラス炭素素子としては、直径が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの円柱形状または一辺が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの角柱形状に形成されているものとしてもよい。塊状のポーラス炭素素子としては、形状は不定であるが、立方体のときには一辺が５μｍ以下であることが好ましい。また、ポーラス炭素素子は、硫黄がドープされているものとしてもよい。
【００１０】
本発明のラマン散乱増強基板の製造方法は、
ラマン散乱増強効果を有するラマン散乱増強基板の製造方法であって、
陽極性の酸化アルミニウムによって柱状またはキューブ状の複数の孔が配列してなるテンプレートにモノマーとしてのピロールを充填して重合させてポリピロールナノアレイを形成するアレイ形成工程と、
前記ポリピロールナノアレイの全体を直径１０〜５０ｎｍの多孔質としてポーラスポリピロールナノアレイとする多孔質化工程と、
前記ポーラスポリピロールナノアレイを焼成してポーラスカーボンナノアレイとしてのラマン散乱増強基板とする焼成工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
この本発明のラマン散乱増強基板の製造方法では、まず、陽極性の酸化アルミニウムによって柱状またはキューブ状の複数の孔が配列してなるテンプレートにモノマーとしてのピロールを充填して重合させてポリピロールナノアレイを形成する。続いて、ポリピロールナノアレイの全体を直径１０〜５０ｎｍの多孔質としてポーラスポリピロールナノアレイとする。そして、ポーラスポリピロールナノアレイを焼成してポーラスカーボンナノアレイとしてのラマン散乱増強基板とする。これにより、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料により柱状または塊状のポーラス炭素素子が複数配列してなるラマン散乱増強基板を製造することができる。
【００１２】
こうした本発明のラマン散乱増強基板の製造方法において、前記アレイ形成工程は、直径が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの円柱状または一辺が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの角柱状の複数の孔が配列しているテンプレートを用いるものとしてもよい。
【００１３】
また、本発明のラマン散乱増強基板の製造方法において、前記アレイ形成工程は、前記テンプレートにモノマーとしてのピロールをアセトニトリルおよび／または水に溶解した溶液を充填し、重合させてポリピロールナノアレイとするものとしてもよい。
【００１４】
本発明のラマン散乱増強基板の製造方法において、前記多孔質化工程は、前記ポリピロールナノアレイを硫黄クラスターが含まれるジメチルスルホキシドに浸漬して８０℃〜１２０℃としてポーラスポリピロールナノアレイとするものとしてもよい。
【００１５】
本発明のラマン散乱増強基板の製造方法において、前記焼成工程は、アルゴン雰囲気で６００〜１０００℃で焼成するものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の構成を模式的に示す模式構成図である。
【図２】実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の一部を撮影した電子顕微鏡写真と共にサイズを示す説明図である。
【図３】ポーラス炭素素子４０の構成を模式的に示す模式構成図である。
【図４】実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の製造工程の一例を示す工程図である。
【図５】実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の製造の様子の一例を説明する説明図である。
【図６】実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とポーラスポリピロールナノアレイのラマンシフトと散乱強度との関係の比較を示す説明図である。
【図７】実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とポーラスポリピロールナノアレイの印加した電圧と電流との関係の比較を示す説明図である。
【図８】実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とポーラスポリピロールナノアレイの成分の比較を示す説明図である。
【図９】１０μＭのローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）に対するラマンスペクトルを示すグラフである。
【図１０】ローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）の濃度に対する実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０のラマンスペクトルを示すグラブである。
【図１１】ローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）の濃度とラマンシフトにおけるピークの散乱強度との関係を示すグラフである。
【図１２】、同一濃度のローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）に対する異なる実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とラマンシフトにおけるピークの散乱強度との関係を示すグラフである。
【図１３】β-ラクトグロブリンに対する実施例のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とシリコン基板と金属基板におけるラマンシフトと散乱強度を示すグラフである。
【図１４】β-ラクトグロブリンに対するラマン散乱増強基板上の異なるポジションにおけるラマンスペクトルを示すグラフである。
【図１５】β-ラクトグロブリンに対するラマン散乱増強基板上の異なるポジションにおけるラマンスペクトルの散乱強度の変動率を示すグラフである。
【図１６】アミロイド−β（amyloid-β）に対するシリコン基板と実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とを用いた場合のラマンスペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を実施するための形態について説明する。図１は、実施形態のラマン散乱増強基板としてのポーラスカーボンナノアレイ基板２０の構成を模式的に示す模式構成図である。図２は、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の一部を撮影した電子顕微鏡写真と共にサイズを示す説明図である。実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０は、支持基材３０の上に略円柱状のポーラス炭素素子４０が複数配列されて構成されている。
【００１８】
支持基材３０としては、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）や、二酸化チタン（ＴｉＯ2），シリコン，金属ガラス，ポリマー，金属などを用いることができる。
【００１９】
図３は、ポーラス炭素素子４０の構成を模式的に示す模式構成図である。ポーラス炭素素子４０は、直径が１０〜５０ｎｍの細孔４２が多数形成された多孔質カーボン（ポーラスカーボン）により、直径が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの略円柱状に形成されている。このポーラス炭素素子４０は、図２に示すように、支持基材３０上に比較的密に立設するように配置されている。
【００２０】
図４は、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の製造工程の一例を示す工程図である。図５は、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の製造の様子の一例を説明する説明図である。図５中の数値は実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の性能を評価する際に用いたポーラスカーボンナノアレイ基板の製造の際の値である。実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の製造では、まず、金（Ａｕ）により形成された電極層上に陽極性の酸化アルミニウム（Anodic Aluminum Oxide：ＡＡＯ）により形成されたテンプレート（ＡＡＯテンプレート）を準備する（工程Ｓ１００）。テンプレートは、図５に示すように、直径が５０〜２００ｎｍで長さが５〜２０μｍの円柱状の孔が複数整列するように構成されている。次に、モノマーとしてのピロールをアセトニトリルおよび／または水に溶解した溶液をテンプレートに形成された複数の孔に充填し、電極層にプラスの電圧を印加してピロールを重合させてポリピロールナノアレイを形成する（工程Ｓ１１０）。続いて、ポリピロールナノアレイが形成されたテンプレートを硫黄クラスターが含まれるジメチルスルホキシドに浸漬して８０〜１２０℃とし、電極層にマイナスの電圧を印加して電気劣化によりポリピロールナノアレイに直径が１０〜５０ｎｍの孔を多数有する多孔質としてポーラスポリピロールナノアレイを形成する（工程Ｓ１２０）。ポーラスポリピロールナノアレイは、図５に示すように、テンプレート内で直径が１０〜５０ｎｍの孔を多数有する多孔質になっている。次に、ポーラスポリピロールナノアレイと共にテンプレートを数Ｍ（例えば５Ｍや６Ｍ）の水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液に浸漬してポーラスポリピロールナノアレイからテンプレートを取り外す（工程Ｓ１３０）。そして、ポーラスポリピロールナノアレイをアルゴン雰囲気で６００〜１０００℃で焼成することによりポーラスカーボンナノアレイとして実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を完成する（工程Ｓ１４０）。
【００２１】
次に、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の性能について説明する。図６〜８は、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の性能をポーラスポリピロールナノアレイとの比較により示す説明図である。図６は、ラマンシフトと散乱強度との関係の比較を示す説明図であり、図７は、印加した電圧と電流との関係の比較を示す説明図であり、図８は、成分の比較を示す説明図である。実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０は、図６に示すように、カーボナイズすることにより、ポーラスポリピロールナノアレイに比して不要なピークが小さくなっている。また、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０は、図７に示すように、電流電圧特性がリニアなものとなっている。実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０は、図８に示すように、炭素（Ｃ）が８９．９１重量％、窒素（Ｎ）が５．０２重量％、酸素（Ｏ）が２．０４重量％、硫黄（Ｓ）２．２９重量％、ナトリウム（Ｎａ）が０．７４重量％であり、ポーラスポリピロールナノアレイの炭素（Ｃ）が７７．７４重量％、窒素（Ｎ）が９．１５重量％、酸素（Ｏ）が１１．６９重量％、ナトリウム（Ｎａ）が１．４２重量％に比して、炭素（Ｃ）以外の含有率が小さくなり、炭素（Ｃ）の含有率が大きくなっている。また、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０は、ポリピロールナノアレイを多孔質化する際に硫黄クラスターが含まれるジメチルスルホキシドを用いることにより、硫黄（Ｓ）が若干量（図８では２．２９重量％）だけドープされた状態となっている。
【００２２】
次に、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０の性能について説明する。図９は、１０μＭのローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）に対するラマンスペクトルを示すグラフである。横軸はラマンシフトであり、縦軸は散乱強度である。図中、上から実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０（ポーラスカーボンナノアレイ：図中、「ＰＣＮ」と表示）を用いた場合、多孔質化していないカーボンナノアレイ基板（図中、「ＣＮ」と表示）を用いた場合、ポーラスポリピロールナノアレイ基板（図中、「ＰＰｙ」と表示）を用いた場合、シリコン基板（図中、「Ｓｉ」と表示）を用いた場合を示す。各場合、励起強度が１ｍＷで積分時間が３０秒とした。実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いた場合には、他の基板を用いた場合に比して、ラマンシフトの全領域でラマン散乱増強効果が顕著に現われている。
【００２３】
図１０は、ローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）の濃度に対する実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０のラマンスペクトルを示すグラブである。横軸はラマンシフトであり、縦軸は散乱強度である。図中、上からローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）の濃度が０．１ｍＭ、１０μＭ、１μＭ、１０ｎＭ、０．１ｎＭの場合である。各場合、励起強度が１ｍＷで積分時間が３０秒とした。実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いた場合、ローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）が１０μＭの濃度で良好なラマンスペクトルを得ることが解る。
【００２４】
図１１は、ローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）の濃度とラマンシフトにおけるピークの散乱強度との関係を示すグラフである。図中、ラマンシフトピークは、濃度が１０-6Ｍにおいて、下から１１８５ｃｍ-1（丸印）、１６５０ｃｍ-1（菱形印）、１３０９ｃｍ-1（上向き三角印）、１５０７ｃｍ-1（下向き三角印）、１３６１ｃｍ-1（四角印）である。
【００２５】
図１２は、同一濃度のローダミン６Ｇ（Ｒ６Ｇ）に対する異なる実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とラマンシフトにおけるピークの散乱強度との関係を示すグラフである。図中、ラマンシフトピークは、重なって良く判別できないが、１１８５ｃｍ-1（丸印）、１３０９ｃｍ-1（上向き三角印）、１３６１ｃｍ-1（四角印）、１５０７ｃｍ-1（下向き三角印）、１６５０ｃｍ-1（菱形印）である。２０個のポーラスカーボンナノアレイ基板２０に対して各ピークにおける散乱強度はプラスマイナス１０％の範囲内であった。これは実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０が再現性に優れていることを示している。
【００２６】
図１３は、β-ラクトグロブリンに対する実施例のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とシリコン基板と金属基板におけるラマンシフトと散乱強度を示すグラフである。図中、最上段は、ラマン散乱増強基板としてシリコン基板を用いて積分時間１２０秒、光強度４５ｍＷ、質量分率（Mass fraction）１００％とした場合であり、上から２段目は、シリコン基板を用いて積分時間１秒、光強度２ｍＷ、質量分率（Mass fraction）０．４％とした場合である。上から３段目（下から２段目）は、ラマン散乱増強基板として金属基板を用いて積分時間１秒、光強度２ｍＷ、質量分率（Mass fraction）０．４％とした場合である。最下段は、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いて積分時間１秒、光強度２ｍＷ、質量分率（Mass fraction）０．４％とした場合である。図示するように、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０は、他のラマン散乱増強基板に比して全シフト領域で良好な散乱強度を示す。特に、ラマンシフトが１４５０ｃｍ-1のピークでは、最上段のシリコン基板に比して約１０8倍の散乱強度を示した。また、図１３から、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０は生物適合性が良好であることが解る。
【００２７】
図１４は、β-ラクトグロブリンに対するラマン散乱増強基板上の異なるポジションにおけるラマンスペクトルを示すグラフである。図中、最上段から３段目までの３つはラマン散乱増強基板として金属基板を用いた場合におけるポジション１〜３のラマンスペクトルであり、４段目から最下段までの３つは実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いた場合におけるポジション１〜３のラマンスペクトルである。図１５は、β-ラクトグロブリンに対するラマン散乱増強基板上の異なるポジションにおけるラマンスペクトルの散乱強度の変動率を示すグラフである。ラマンシフトが９００〜１４００ｃｍ-1において変動率が大きい方が金属基板を用いた場合であり、変動率が小さい方が実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いた場合である。図１４および図１５に示すように、ラマン散乱増強基板の異なるポジションによるラマンシフトの散乱強度は、ラマンシフトのほぼ全領域で、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いた方が金属基板に比して変動率が小さい。これにより、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０では、どのポジションで測定しても良好なラマンスペクトルを得ることできるのが解る。
【００２８】
図１６は、アミロイド−β（amyloid-β）に対するシリコン基板と実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０とを用いた場合のラマンスペクトルを示すグラフである。図中、最上段は、ラマン散乱増強基板としてシリコン基板を用いて積分時間１８０秒、光強度２ｍＷ、濃度２．３ｍＭとした場合である。２段目は、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いて積分時間１８０秒、光強度８ｍＷ、濃度１１．５ｐＭとした場合である。３段目は、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いて積分時間１８０秒、光強度２ｍＷ、濃度１１．５ｐＭとした場合である。最下段は、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いて積分時間１８０秒、光強度２ｍＷ、濃度１．１５ｐＭとした場合である。各場合、アミロイド−β（amyloid-β）は溶媒としてジメチルスルホキシド（Dimethyl sulfoxide：ＤＭＳＯ）を用いた。図示するように、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０を用いた場合、アミロイド−βの濃度を１１．５ｐＭとした場合で良好なラマンスペクトルを得ることができる。なお、アミロイド−βは、これが脳内で異常沈着することによりアルツハイマー病が発症すると考えられている。
【００２９】
以上説明したように、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０では、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料により柱状に形成されたポーラス炭素素子４０を複数配列することにより、良好なラマン散乱増強効果を示すことができる。もとより、実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０は、生物適合性が良好であり、応答性も良く、再現性も良好なものとすることができる。
【００３０】
実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板の製造方法は、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料により柱状または塊状のポーラス炭素素子４０が複数配列してなるラマン散乱増強基板としてのポーラスカーボンナノアレイ基板２０を製造することができる。
【００３１】
実施形態のポーラスカーボンナノアレイ基板２０では、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料により柱状に形成されたポーラス炭素素子４０を複数配列するものとしたが、炭素による孔のサイズが直径１０〜５０ｎｍの多孔質材料によりキューブ状や球状、不定形の塊状に形成されたポーラス炭素素子を複数配列するものとしてもよい。
【００３２】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、ラマン散乱増強基板の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３４】
２０  ポーラスカーボンナノアレイ基板、３０  支持基材、４０  ポーラス炭素素子、４２  細孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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