(57)【要約】【課題】化学剤（化学兵器用剤）の迅速検知方法、特にルイサイトやマスタードガスなどのびらん剤及びルイサイトの加水分解物である２-クロロビニル亜ヒ酸などのヒ素化合物の迅速検知方法を提供する。【解決手段】被検体と、貴金属ナノ粒子のコロイド液と、コロイドを凝集させる無機塩類の水溶液と、を接触させて、被検体を含む貴金属ナノ粒子の自己集合体を形成させて、測定試料を調製し、当該測定試料をラマン分光器にかけて、表面増強ラマン散乱スペクトルを測定し、Ｃ−Ｃｌ結合、Ａｓ（ＩＩＩ）又はＡｓ（Ｖ）の特定ラマンシフトの発現により、化学剤を検出する、化学剤の検知方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体と、貴金属ナノ粒子のコロイド液と、コロイドを凝集させる無機塩類の水溶液と、を接触させて、被検体を含む貴金属ナノ粒子の自己集合体を形成させて、測定試料を調製し、
当該測定試料をラマン分光器にかけて、表面増強ラマン散乱スペクトルを測定し、Ｃ−Ｃｌ結合、Ａｓ（ＩＩＩ）又はＡｓ（Ｖ）の特定ラマンシフトの発現により、化学剤を検出する、化学剤の検知方法。
【請求項２】
前記化学剤は、マスタードガス、ルイサイト及び窒素マスタードガスから選択される少なくとも１種のびらん剤である、請求項１に記載の化学剤の検知方法。
【請求項３】
前記化学剤がルイサイトであり、前記貴金属ナノ粒子は金ナノ粒子である、請求項１に記載の化学剤の検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学剤（化学兵器用剤）の検知方法に関し、特に、ルイサイトやマスタードガスなどのびらん剤及び亜ヒ酸などのヒ素化合物の迅速検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学剤（化学兵器用剤）は、微量で致死量、行動不能性を示す即効性の薬剤である。化学剤を用いたテロが発生した場合の危機管理対応として、原因物質の迅速な検知・特定が最重要となる。化学剤は、毒性作用や強さ、発現時間、毒性に関して様々であるが、一般的に不安定であり、水中で分解して毒性作用を失う。環境中の化学剤の特定方法としては、現場で捕集した空気試料をガスクロマトグラフィー（ＧＣ−ＭＳ）分析することが標準的な分析方法として位置付けされており、現場分析法としてはガス検知管が用いられている。しかし、マスタードガスや窒素マスタードガスは、現場で捕集しても吸着が強く、実験室で検出される可能性は低い。ルイサイト１は不安定であり、現場大気試料の直接捕集は不可能であるため、ジメルカプト化合物を含む溶液に捕集吸収して、実験室のガスクロマトグラフィー（ＧＣ）分析で２−クロロビニル亜ヒ酸の誘導体化物を検出する。ガス検知管としては、マスタードガスに対して「チオエーテル用」、ルイサイトに対して「アルシンと有機ヒ素化合物用」など専用検知管があるが、空気吸引後さらに管内で反応液と混合させる操作が必要なものもあり、検知確定までに数分程度を要し、感度はおおむね数１００μｇ／ｍ３である。ＧＣ−ＭＳ法及びガス検知管は、化学剤の検知・特定に求められる迅速性の観点からは検知確定までに時間がかかり、煩雑な操作が必要となる。
【０００３】
科警研は、ガス性化学剤の検知に関して、テープ光電光度法（試薬を浸み込ませた多孔性の試験紙に、試料ガスを拡散させて反応させ、試験紙上の発色痕強度を光電光度法により測定する）を用いて、塩素、ホスゲン、アルシン、青酸ガス、塩化シアン、ルイサイト１の迅速且つ高感度（３０秒測定でサブｍｇ／ｍ３濃度）な特異的検知法を開発している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第4172779号公報
【特許文献２】特許第4739859号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】佐藤貴史,關岡亮二,瀬戸康雄,松宮宏幸,中川秀樹,「ポータブルラマン分光計による化学兵器用剤の分析」,分析化学,65(9),1-7(2016)
【非特許文献２】Analysis of localized surface plasmon resonance by elastic light-scattering spectroscopy of individual Au nanoparticles for surface-enhanced Raman scattering, T. Itoh, T. Uwada, T. Asahi,Y. Ozaki, and H. Masuhara, Canad. J. Anal. Sci. Spectrosc., 52(3), 130-141(2007)
【非特許文献３】表面プラズモンの分光学II、表面増強ラマン散乱、伊藤民武、分光研究、64(2)、1-16(2015)
【非特許文献４】Controlled nucleation for the regulation of the particle size in monodisperse gold suspensions, G. Frens, Nature Phys. Sci., 241, 20-22(1973)
【非特許文献５】Adsorption and Surface-Enhanced Raman of Dyes on Silver and Gold Sols, P. C. Lee and D. Meisel, J. Phys. Chem., 86(17), 3391-3395(1982)
【非特許文献６】オプトフルイディクスへの統合化を指向したSERS活性三次元構造体、福岡隆夫、内海裕一、レーザー研究、40(12), 931-937(2012)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、化学剤（化学兵器用剤）の迅速検知方法、特にルイサイトやマスタードガスなどのびらん剤及びルイサイトの加水分解物である２-クロロビニル亜ヒ酸などのヒ素化合物の迅速検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
表面増強ラマン散乱（Surface Enhanced Raman Scattering：ＳＥＲＳ）とは、貴金属ナノ構造体中の電子が集団振動して生じる局在プラズモンによって、ナノ構造体近傍のラマン活性分子のラマン散乱が著しく増強される現象である。本発明者らは、貴金属ナノ粒子自己集合体と表面増強ラマン散乱を利用して、微量のびらん剤やヒ素化合物を簡易迅速に検出できることを知見し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明によれば、被検体と、貴金属ナノ粒子のコロイド液と、コロイドを凝集させる無機塩類の水溶液と、を接触させて、被検体を含む貴金属ナノ粒子の自己集合体を形成させて、測定試料を調製し、当該測定試料をラマン分光器にかけて、表面増強ラマン散乱スペクトルを測定し、Ｃ−Ｃｌ結合、Ａｓ（ＩＩＩ）又はＡｓ（Ｖ）の特定ラマンシフトの発現により、化学剤を検出する、化学剤の検知方法が提供される。
【０００９】
前記化学剤は、マスタードガス、ルイサイト及び窒素マスタードガスから選択される少なくとも１種のびらん剤であることが好ましい。
前記化学剤がルイサイトであり、前記貴金属ナノ粒子は金ナノ粒子であることが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特にルイサイトやマスタードガスなどのびらん剤及び亜ヒ酸などのヒ素化合物の迅速検知方法が提供される。
特に、超小型携帯型の現場分析に適するラマン分析装置を用いて、被検体を貴金属ナノ粒子（コロイド）と混合して形成される自己集合体を分析することによって、簡易迅速で高感度の現場分析を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】金ナノ粒子の自己集合体の写真であり、（ａ）は一次元鎖状集合体、（ｂ）はナノロッド状連結構造の二次元アレイ、（ｃ）は三次元的に規則配列させた三次元自己集合体である。
【図２】実施例１で得られたＳＥＲＳスペクトルである。
【図３】実施例２で得られたＳＥＲＳスペクトルである。
【図４】実施例３で得られたＳＥＲＳスペクトルである。
【図５】実施例４で得られたＳＥＲＳスペクトルである。
【図６】比較例１で得られたＳＥＲＳスペクトルである。
【図７】実施例５で得られたルイサイトのＳＥＲＳスペクトルである。
【図８】比較例２で得られたＳＥＲＳスペクトルである。
【図９】実施例６で得られた窒素マスタード（ＮＨ３）のＳＥＲＳスペクトルである。
【図１０】実施例７で得られた窒素マスタード（ＮＨ３）のＳＥＲＳスペクトルである。
【図１１】実施例８で得られた窒素マスタード（ＮＨ３）のＳＥＲＳスペクトルである。
【図１２】実施例９で得られた窒素マスタード（ＮＨ３）のＳＥＲＳスペクトルである。
【図１３】実施例１０で得られた亜ヒ酸のＳＥＲＳスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
本発明は、化学剤の簡易迅速な検出方法を提供する。
本発明の化学剤の検出方法は、被検体を貴金属ナノ粒子（コロイド）と混合し、次いで、コロイドを凝集させる無機塩類の水溶液を添加して、被検体を含む貴金属ナノ粒子を自己集合させて測定試料を調製し、測定試料をラマン分光分析に供して、表面増強ラマン散乱スペクトルを得て、化学剤を同定することを特徴とする。
【００１３】
被検体は、現場で採取した空気などの気体、液体、固体、拭き取り資料などである。現場で採取した被検体は、本発明の検出方法に供するため、貴金属ナノ粒子（コロイド）及びコロイドを凝集させる無機塩類の水溶液と混合して、液体の測定試料を調製する。コロイドを凝集させる無機塩類の水溶液としては、塩析作用を有する物質であれば特に限定されないが、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸カルシウムなどの無機塩類の水溶液を好適に用いることができる。
【００１４】
ラマン分光分析に供する測定試料の必要量は１〜１００μＬ、好ましくは１〜５μＬと極微量でよい。
測定試料の調製後ラマン分光分析が完了するまでの時間は短時間であるほど好ましく、３分以内が好ましく、通常は１分程度でよい。
【００１５】
本発明の検出方法により検知可能な化学剤としては、ルイサイト（Ｌ１）、マスタードガス（ＨＤ）、窒素マスタードガス（ＨＮ１、ＨＮ２、ＨＮ３）、ホスゲンオキシム（ＣＸ）が挙げられる。また、これらの化学剤の分解物や誘導体である亜ヒ酸、ヒ酸、フェニルアルソン酸、カコジル酸などのヒ素化合物の検知を行うこともできる。
【００１６】
【化１】
2018066708.tif 000002
【００１７】
【化２】
2018066708.tif 000003
【００１８】
【化３】
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【００１９】
【化４】
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【００２０】
【化５】
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【００２１】
【化６】
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【００２２】
これらの化学剤はラマン分光分析において、分子末端のＣ−Ｃｌ結合に由来する７００ｃｍ−１付近のラマンシフト、Ａｓ（ＩＩＩ）に由来する７２０ｃｍ−１付近のラマンシフト、及びＡｓ（Ｖ）に由来する７８０ｃｍ−１付近のラマンシフトを発現する。本発明においては、貴金属ナノ粒子（コロイド）を用いて、表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）分析を行うことにより、上記の特徴的なラマンシフトを増強させて、微量な化学剤の検知及び特定を行うことができる。特に、超小型携帯型の現場分析に適するラマン分析装置を用いて、被検体を貴金属ナノ粒子（コロイド）と混合させて塩化ナトリウムなどの無機塩類を加えて形成される自己集合体を分析することによって、簡易迅速で高感度の現場分析を可能とすることができる。
【００２３】
本発明において用いる貴金属ナノ粒子（コロイド）は、Frensの方法（非特許文献４）、LeeおよびMeiselの方法（非特許文献５）、移流集積法、キャスト法移流集積法（特許文献２、非特許文献６）などの公知の手法によって調製することができる。特に、本発明者らが提案した、一次元鎖状集合体（図１（ａ））、動的斜め蒸着法によるナノロッド状連結構造の二次元アレイ（図１（ｂ））、キャスト法移流集積法による三次元自己集合体（図１（ｃ））、及び局所的に積層させるキャスト法移流集積法をさらに制御して製造することができる嵩高く高活性な三次元貴金属ナノ粒子自己集合体を用いることが好ましい。表面増強ラマン散乱を得るためには、貴金属ナノ粒子と被験体とがより多く接触して、被験体が貴金属ナノ粒子により濃縮されて担持されることが望ましいため、嵩高く高活性な三次元貴金属ナノ粒子自己集合体を用いることがより好ましい。本発明において、非特許文献２及び３の知見から類推される構造を有するナノ構造体であれば表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）分析に好ましく利用することができ、特に限定されるものではない。
【００２４】
貴金属ナノ粒子（コロイド）として用いることができる貴金属ナノ粒子としては、特に金ナノ粒子及び銀ナノ粒子が好ましい。ただし、ルイサイトは、銀ナノ粒子（コロイド）を用いた場合に検出できないため、金ナノ粒子を用いる。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を詳細に説明する。
［実施例１］金ナノ粒子（コロイド）自己集合体の合成例
Frensの方法に準じて、０．０１％の四塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）水溶液５０ｍｌを加熱して沸騰させ、１％のクエン酸三ナトリウム（Ｎａ３（Ｃ３Ｈ５Ｏ（ＣＯＯ）３））水溶液０．５ｍｌを添加し、四塩化金酸を還元して、粒子径がおおよそ４０ｎｍの金ナノ粒子（コロイド）を合成した。この金ナノ粒子（コロイド）は赤色であった。使用する器具はすべて王水で洗浄したものを用い、操作はクリーンベンチを備えた実験室で行った。
【００２６】
この金ナノ粒子（コロイド）の５４μＬに、４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）を濃度が５０ｎＭとなるように加え、塩化ナトリウム水溶液で凝集させて、全量が６０μＬとなるようにして測定試料液を調製した。測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。またバックグラウンドの大きさを調べるために、４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）の代わりに超純水を加えてブランク試料液を調製した。測定試料液及びブランク試料液は共に、塩化ナトリウムで自己集合させたときに赤色から赤紫色に変化した。
【００２７】
各試料を調製して約1分後に、堀塲Jobin-Yvon製の顕微ラマン分光器LabRAM 1Bを用い、測定試料液及びブランク試料液にそれぞれ７８５ｎｍ（１０ｍＷ）のレーザーを１０倍の対物レンズで１秒間照射し、表面増強ラマン散乱（ＳＥＲＳ）スペクトルを取得した。測定は１０回行い、その平均を取った。
【００２８】
図２は金ナノ粒子（コロイド）と堀塲Jobin-Yvon製顕微ラマン分光器LabRAM 1Bを用い、５０ｎＭの４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）測定試料液に７８５ｎｍ（１０ｍＷ）のレーザーを１０倍の対物レンズで１秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。通常のラマン分光では検出できない５０ｎＭという極低濃度の４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）の定ピークが、ブランク試料液のＳＥＲＳであるバックグラウンド（点線）に対して強く観察された。
【００２９】
図２から、合成した金ナノ粒子（コロイド）の自己集合体は、試料濃度５０ｎＭの６０μＬ量の試料溶液、すなわち３ｐｍｏｌという極微量の試料分子から１０秒程度で明瞭なＳＥＲＳスペクトルを取得できる優れた金ナノ構造体であることが示された。
【００３０】
［実施例２］金ナノ粒子（コロイド）自己集合体の合成例
実施例1と同様にして、粒子径がおおよそ４０ｎｍの金ナノ粒子（コロイド）を合成した。この金ナノ粒子（コロイド）は赤色であった。
【００３１】
この金ナノ粒子（コロイド）の５４μＬに、４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）を濃度が２．５μＭとなるように加え、塩化ナトリウムで凝集させて、全量が６０μＬとなるようにして測定試料液を調製した。測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。またバックグラウンドの大きさを調べるために、４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）の代わりに超純水を加えてブランク試料液を調製した。測定試料液及びブランク試料液は共に、塩化ナトリウムで自己集合させたときに、赤色から赤紫色に変化した。
【００３２】
試料を調製して約１分後に、超小型携帯型のハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを１秒間照射し、ＳＥＲＳスペクトルを取得した。
【００３３】
図３は金ナノ粒子（コロイド）とハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、２．５μＭの４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを１秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。ハンドヘルドラマン分光器では検出できない２．５μＭという低濃度の４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）のＳＥＲＳスペクトルが、ブランク試料液のバックグラウンド（点線）に対して極めて強く観察された。
【００３４】
図３から、合成した金ナノ粒子（コロイド）の自己集合体を用いると、試料濃度２．５μＭの６０μＬ量の試料溶液、すなわち１５０ｐｍｏｌという極微量の試料分子の明瞭なＳＥＲＳスペクトルを、ハンドヘルドラマン分光器を用いて、数分で分析できることが示された。
【００３５】
［実施例３］銀ナノ粒子（コロイド）自己集合体の合成例
LeeおよびMeiselの方法に準じて、９０ｍｇ／５００ｍｌの硝酸銀水溶液を加熱して沸騰させ、１％のクエン酸三ナトリウム（Ｎａ３（Ｃ３Ｈ５Ｏ（ＣＯＯ）３））水溶液１０ｍｌを添加して沸騰状態を1時間維持して、粒子径がおおよそ８０ｎｍの銀ナノ粒子（コロイド）を合成した。この銀ナノ粒子（コロイド）は透過光で観察すると黄色であった。
【００３６】
この銀ナノ粒子（コロイド）の５４μＬに、４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）を濃度が２．５μＭとなるように加え、塩化ナトリウムで凝集させ、全量が６０μＬとなるようにして測定試料液を調製した。測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。またバックグラウンドの大きさを調べるために、４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）の代わりに超純水を加えてブランク試料液を調製した。測定試料液及びブランク試料液は共に、塩化ナトリウムで自己集合させると、黄色から灰緑色に変化した。
【００３７】
測定試料液及びブランク試料液を調製して約１分後に、それぞれSerstech製のハンドヘルドラマン分光器Indicatorを用い、７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射し、ＳＥＲＳスペクトルを取得した。
【００３８】
図４は銀ナノ粒子（コロイド）とハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、２．５μＭの４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。ハンドヘルドラマン分光器では検出できない２．５μＭという低濃度の４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）のＳＥＲＳスペクトルが、ブランク試料液のバックグラウンド（点線）に対して極めて強く観察された。
【００３９】
図４から、合成した銀ナノ粒子（コロイド）の自己集合体は、試料濃度２．５μＭの６０μＬ量の試料溶液、すなわち１５０ｐｍｏｌという極微量の試料分子から、ハンドヘルドラマン分光器を用いて４秒程度で明瞭なＳＥＲＳスペクトルを取得できる優れたナノ構造体であることが示された。また、合成した銀ナノ粒子（コロイド）の自己集合体を用いると、試料濃度２．５μＭの６０μＬ量の試料溶液、すなわち１５０ｐｍｏｌという極微量の試料分子の明瞭なＳＥＲＳスペクトルを、ハンドヘルドラマン分光器を用いて、数分で分析できることが示された。
【００４０】
［実施例４］金ナノ粒子が自己集合した三次元金ナノ粒子自己集合体の合成例
非特許文献６に開示されている方法を用いて、金ナノ粒子（ＡｕＮＰ）とポリスチレン微粒子の混合分散液をコーヒーリング（coffee-ring）状に移流集積させ、ジクロロメタンでポリスチレンのみを溶解除去して、金ナノ粒子のハニカム状自己集合からなる金ナノ構造体基板を合成した。
【００４１】
【化７】
2018066708.tif 000008
【００４２】
この三次元金ナノ粒子自己集合体を１００ｎＭの４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）水溶液に浸漬し、浸漬後ただちに、堀塲Jobin-Yvon製の顕微ラマン分光器LabRAM 1Bを用い、７８５ｎｍ（１ｍＷ）のレーザーを１０倍の対物レンズで１秒間照射し、ＳＥＲＳスペクトルを取得した。測定は１０回行い、その平均を取った。
【００４３】
図５は堀塲Jobin-Yvon製顕微ラマン分光器LabRAM 1Bを用い、三次元金ナノ粒子自己集合体に７８５ｎｍ（１ｍＷ）のレーザーを１０倍の対物レンズで１秒間照射して取得した１００ｎＭの４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）測定試料液のＳＥＲＳスペクトルである（実線）。通常のラマン分光では検出できない１００ｎＭという極低濃度の４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）のラマンスペクトルが強く観察された。
【００４４】
図５から、三次元金ナノ粒子自己集合体は、試料濃度１００ｎＭの試料溶液に短時間浸漬するだけで、１０秒程度で明瞭なＳＥＲＳスペクトルを取得できる優れた金ナノ構造体であることが示された。
【００４５】
［比較例１］
逆ピラミッド状の凹部を持つ英国レニショー・ダイアグノーシス製のナノ構造基板Klariteを、１ｍＭの４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）水溶液に１０分以上浸漬し、浸漬したまま、堀塲Jobin-Yvon製の顕微ラマン分光器LabRAM 1Bを用い、７８５ｎｍ（１５ｍＷ）のレーザーを１０倍の対物レンズで１秒間照射し、ラマンスペクトルを取得した。測定は１０回行い、その平均を取った。
【００４６】
図６は従来のナノ構造基板Klariteと堀塲Jobin-Yvon製顕微ラマン分光器LabRAM 1Bを用い、７８５ｎｍ（１５ｍＷ）のレーザーを１０倍の対物レンズで１秒間照射して取得した１ｍＭの４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）測定試料液のＳＥＲＳスペクトルである（実線）。バックグラウンド（点線）に対してかろうじて区別できる程度の４，４’−ビピリジン（4,4’-Bipyridine）のラマンスペクトルが観察された。従来の基板型ナノ構造体では、迅速且つ高感度なＳＥＲＳ測定は困難であるといえる。
【００４７】
［実施例５］金ナノ粒子（コロイド）を用いたルイサイトの測定
アルミ製容器に１００ｐｐｍのルイサイト溶液３μＬを入れ、実施例１で調製した金ナノ粒子（コロイド）５４μＬを加えてよく混合し、１Ｍの塩化ナトリウム水溶液３μＬを加えて自己集合させた。ルイサイトの最終濃度は５ｐｐｍであった。この測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。
【００４８】
試料を調製して約１分後に、Serstech社製のハンドヘルドラマン分光器Indicatorを用い、測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射し、ラマンスペクトルを取得した。
【００４９】
図７は、ハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、ルイサイト測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。ラマンシフト７０５ｃｍ−１、８０５ｃｍ−１、１１５０ｃｍ−１、１２７５ｃｍ−１の位置に強いピークが観察された。検出下限値は３００ｐｐｂ程度であった。
【００５０】
図７から、合成した金ナノ粒子（コロイド）の自己集合体を用いると、ハンドヘルドラマン分光器を用いても、数分でルイサイトに特徴的なＳＥＲＳスペクトルを取得でき、ルイサイトの迅速な検出に利用できることが示された。
【００５１】
［比較例２］銀ナノ粒子（コロイド）を用いたルイサイトの測定
アルミ製容器に１００ｐｐｍのルイサイト溶液３μＬを入れ、実施例３で調製した銀ナノ粒子（コロイド）５４μＬを加えてよく混合し、１Ｍの塩化ナトリウム水溶液３μＬを加えて自己集合させた。ルイサイトの最終濃度は５ｐｐｍであった。この測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。
【００５２】
試料を調製して約１分後に、Serstech社製のハンドヘルドラマン分光器Indicatorを用い、測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射し、ラマンスペクトルを取得した。
【００５３】
図８は、ハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、ルイサイト測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射して取得したスペクトルである（実線）。有意なラマンピークはまったく観察されなかった。
【００５４】
図７と図８から、金ナノ粒子（コロイド）を用いたときにのみ、ルイサイトに特徴的なＳＥＲＳスペクトルを取得でき、ルイサイトの迅速な検出に利用できることが確認された。
【００５５】
［実施例６］金ナノ粒子（コロイド）を用いたマスタードの測定
アルミ製容器に１００ｐｐｍのマスタード溶液３μＬを入れ、実施例１で調製した金ナノ粒子（コロイド）５４μＬを加えてよく混合し、１Ｍの塩化ナトリウム水溶液３μＬを加えて自己集合させた。マスタードの最終濃度は５ｐｐｍであった。この測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。
【００５６】
試料を調製して約１分後に、Serstech社製のハンドヘルドラマン分光器Indicatorを用い、測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射し、ラマンスペクトルを取得した。
【００５７】
図９は、ハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、マスタード測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。ラマンシフト６２０ｃｍ−１、６６０ｃｍ−１、７３０ｃｍ−１の位置に強いピークが観察された。検出下限値は１０ｐｐｍ程度であった。
【００５８】
図９から、合成した金ナノ粒子（コロイド）の自己集合体を用いると、ハンドヘルドラマン分光器を用いても、数分でマスタードに特徴的なＳＥＲＳスペクトルを取得でき、マスタードの迅速な検出に利用できることが確認された。
【００５９】
［実施例７］銀ナノ粒子（コロイド）を用いたマスタードの測定
アルミ製容器に１００ｐｐｍのマスタード溶液３μＬを入れ、実施例３で調製した銀ナノ粒子（コロイド）５４μＬを加えてよく混合し、１Ｍの塩化ナトリウム水溶液３μＬを加えて自己集合させた。マスタードの最終濃度は５ｐｐｍであった。この測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。
【００６０】
試料を調製して約１分後に、Serstech社製のハンドヘルドラマン分光器Indicatorを用い、測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射し、ラマンスペクトルを取得した。
【００６１】
図１０は、ハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、マスタード測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。ラマンシフト６２８ｃｍ−１、６７２ｃｍ−１、７２２ｃｍ−１の位置に強いピークが観察された。
【００６２】
図１０から、合成した銀ナノ粒子（コロイド）の自己集合体を用いると、ハンドヘルドラマン分光器を用いても、数分でマスタードに特徴的なＳＥＲＳスペクトルを取得でき、マスタードの迅速な検出に利用できることが確認された。
【００６３】
［実施例８］金ナノ粒子（コロイド）を用いた窒素マスタードの測定
アルミ製容器に１００ｐｐｍの窒素マスタード（ＨＮ３）溶液３μＬを入れ、実施例１で調製した金ナノ粒子（コロイド）５４μＬを加えてよく混合し、１Ｍの塩化ナトリウム水溶液３μＬを加えて自己集合させた。窒素マスタードの最終濃度は５ｐｐｍであった。この測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。
【００６４】
試料を調製して約１分後に、Serstech社製のハンドヘルドラマン分光器Indicatorを用い、測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射し、ラマンスペクトルを取得した。
【００６５】
図１１は、ハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、窒素マスタード（ＨＮ３）測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。ラマンシフト６４６ｃｍ−１の位置に強いピークが観察された。検出下限値は１ｐｐｍ程度であった。
【００６６】
図１１から、合成した金ナノ粒子（コロイド）の自己集合体を用いると、ハンドヘルドラマン分光器を用いても、数分で窒素マスタードに特徴的なＳＥＲＳスペクトルを取得でき、窒素マスタードの迅速な検出に利用できることが示された。
【００６７】
［実施例９］銀ナノ粒子（コロイド）を用いた窒素マスタードの測定
アルミ製容器に１００ｐｐｍの窒素マスタード（ＨＮ３）溶液３μＬを入れ、実施例３で調製した銀ナノ粒子（コロイド）５４μＬを加えてよく混合し、１Ｍの塩化ナトリウム水溶液３μＬを加えて自己集合させた。窒素マスタードの最終濃度は５ｐｐｍであった。この測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。
【００６８】
試料を調製して約１分後に、Serstech社製のハンドヘルドラマン分光器Indicatorを用い、測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射し、ラマンスペクトルを取得した。
【００６９】
図１２は、ハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、窒素マスタード（ＨＮ３）測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。ラマンシフト６６６ｃｍ−１の位置に強いピークが観察された。検出下限値は１ｐｐｍ程度であった。
【００７０】
図１２から、合成した銀ナノ粒子（コロイド）の自己集合体を用いると、ハンドヘルドラマン分光器を用いても、数分で窒素マスタードに特徴的なＳＥＲＳスペクトルを取得でき、窒素マスタードの迅速な検出に利用できることが確認された。
【００７１】
［実施例１０］金ナノ粒子（コロイド）を用いた亜ヒ酸の測定
アルミ製容器に１００ｐｐｍの亜ヒ酸溶液３μＬを入れ、実施例１で調製した金ナノ粒子（コロイド）５４μＬを加えてよく混合し、１Ｍの塩化ナトリウム水溶液３μＬを加えて自己集合させた。亜ヒ酸の最終濃度は５ｐｐｍであった。この測定試料調製の操作には３０秒も要しなかった。
【００７２】
試料を調製して約１分後に、Serstech社製のハンドヘルドラマン分光器Indicatorを用い、測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射し、ラマンスペクトルを取得した。
【００７３】
図１３は、ハンドヘルドラマン分光器（Serstech社Indicator）を用い、亜ヒ酸測定試料液に７８４ｎｍ（３００ｍＷ）のレーザーを４秒間照射して取得したＳＥＲＳスペクトルである（実線）。ラマンシフト７２５ｃｍ−１の位置にピークが観察された。これはＡｓ（ＩＩＩ）の同定ピーク（Ａｓ−Ｏ伸縮）に相当する。
【００７４】
図１４から、合成した金ナノ粒子（コロイド）の自己集合体を用いると、ハンドヘルドラマン分光器を用いても、数分で亜ヒ酸に特徴的なＳＥＲＳスペクトルを取得でき、亜ヒ酸の迅速な検出に利用できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、微量の被検体から、びらん剤あるいはヒ素化合物を同定できる検出方法であり、迅速簡易な現場分析手法として有用である。
【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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