(57)【要約】      （修正有）【課題】大気中の浮遊粒子を捕集できる小型のサンプル捕集装置を提供する。【解決手段】基板上に第１錐体を形成し、該第１錐体上にナノワイヤを形成、又は第１錐体上に第１錐体より小さな第２錐体を形成し、更に前記第２錐体上に少なくともナノワイヤを形成することで、サンプル捕集装置表面に水分を保持又は大気中の水分を捕集することができ、そしてサンプル捕集装置表面の水分に大気中の浮遊粒子が付着することで大気中の浮遊粒子を捕集できること、を新たに見出した。【選択図】図３
2016200412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、該基板上に形成された第１錐体、該第１錐体上に形成されたナノワイヤを含む大気中のサンプル捕集装置。
【請求項２】
前記第１錐体より小さな第２錐体が前記第１錐体上に形成され、前記第２錐体上にナノワイヤが形成されている請求項１に記載の大気中のサンプル捕集装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のサンプル捕集装置を含む分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンプル捕集装置、及びサンプル捕集装置を含む分析装置に関し、特に、サンプル捕集装置の表面に形成したナノワイヤに保持した水分を利用し、空気中を浮遊している微小サンプルを捕集できるサンプル捕集装置、及びサンプル捕集装置を含む分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気中に浮遊するＰＭ２．５、ウィルス、花粉、菌、毒素等の有害・危険物質は、ヒトなどの生体の健康状態に影響を与える可能性が指摘されている。そのため、ヒトが安全で快適な生活を送るために、大気中のこれら有害・危険物質を正確に分析する必要がある。
【０００３】
例えば、ＰＭ２．５を分析する装置・方法としては、フィルタに捕集したＰＭ２．５をＸ線蛍光分析法により測定する方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、大気に含まれる粒子を測定する他の方法としては、測定粒子と反応する薬が含浸又は塗布されているフィルタを通して大気を吸引し、フィルタが測定粒子を捕捉した後も大気を吸引し続けて、大気中の水分によって測定粒子を湿らせることで薬と反応させて固定する粒子捕捉方法が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６１７１２号公報
【特許文献２】特開２００７−７１６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２に記載されている発明は、何れも大気中の粒子を吸引手段で吸引してフィルタに捕捉していることから、吸引手段及び吸引手段を駆動するための電源等が必要となり、装置が大型化する問題がある。身の回りの有害・危険物質を誰もが簡単に測定するためには、装置を小型化・モバイル化する必要がある。そのためには、大気中のサンプルを捕集できる微小なサンプル捕集装置が望まれるが、現状ではそのようなサンプル捕集装置は知られていない。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされた発明であり、鋭意研究を行ったところ、（１）基板上に第１錐体を形成し、該第１錐体上にナノワイヤを形成、又は（２）第１錐体上に第１錐体より小さな第２錐体を形成し、更に前記第２錐体上に少なくともナノワイヤを形成することで、（３）サンプル捕集装置表面に水分を保持又は大気中の水分を捕集することができ、そしてサンプル捕集装置表面の水分に大気中の浮遊粒子が付着することで大気中の浮遊粒子を捕集できること、を新たに見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下に示す、サンプル捕集装置、及びサンプル捕集装置を含む分析装置に関する。
【０００９】
（１）基板、該基板上に形成された第１錐体、該第１錐体上に形成されたナノワイヤを含む大気中のサンプル捕集装置。
（２）前記第１錐体より小さな第２錐体が前記第１錐体上に形成され、前記第２錐体上にナノワイヤが形成されている上記（１）に記載の大気中のサンプル捕集装置。
（３）上記（１）又は（２）に記載のサンプル捕集装置を含む分析装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のサンプル捕集装置は表面に水分を保持できる。そのため、水分を保持した状態で大気中に晒すことで、浮遊している微小サンプルを捕集できる。したがって、本発明のサンプル捕集装置を分析装置と組み合わせて用いることで、分析装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明のサンプル捕集装置１の斜視図である。
【図２】図２は、本発明のサンプル捕集装置１の他の実施形態を示す図である。
【図３】図３は、水分を捕集する原理を説明するための図で、図３Ａはサンプル捕集装置１及び第２錐体４上の水滴の流れる方向を示す図、図３Ｂは第２錐体４が大気中に含まれている水分を捕集する原理を説明する図である。
【図４】図４は、公知の分析装置１０と図１に示す第１錐体３上にナノワイヤを形成したサンプル捕集装置１を組み合わせた際の使用方法を説明するための断面図である。図４Ａは大気中の微小サンプルを捕集している状態を示す図、図４Ｂはサンプル捕集装置１を分析装置２０に押し込んだ図である。
【図５】図５は図面代用写真で、図５Ａは実施例１で作製したサンプル捕集装置１の写真、図５ＢはＳＥＭ写真である。
【図６】図６は図面代用写真で、図６Ａは実施例２で作製したサンプル捕集装置１の写真、図６Ｂは比較例１で作製したサンプル捕集装置１の写真、図６Ｃは比較例２で作製したサンプル捕集装置１の写真である。
【図７】図７は図面代用写真で、図７Ａ−１は実施例３で第１錐体３の頂部を下に向けた側面写真、図７Ａ−２は第１錐体３の頂部を横に向けた写真である。図７Ｂ−１は実施例４で第１錐体３の頂部を下に向けた側面写真、図７Ｂ−２は第１錐体３の頂部を横に向けた写真である。図７Ｃ−１は比較例３で第１錐体３の頂部を下に向けた側面写真、図７Ｃ−２は第１錐体３の頂部を横に向けた写真である。図７Ｄ−１は比較例４で第１錐体３の頂部を下に向けた側面写真、図７Ｄ−２は第１錐体３の頂部を横に向けた写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明のサンプル捕集装置、及び該サンプル捕集装置を含む分析装置について詳しく説明する。
【００１３】
図１は、本発明のサンプル捕集装置１の斜視図である。図１に示すサンプル捕集装置１は、基材２、基材２の上に形成された第１錐体３、第１錐体３上に形成された図示しないナノワイヤを含んでいる。
【００１４】
第１錐体３は、基板２上に先端に行くほど細く形成されていれば形状に特に制限は無い。例えば、円錐、多角錐等が挙げられる。また、第１錐体３は先端に向かって線状で形成してもよいし、階段状に形成してもよい。本発明のサンプル捕集装置１は図１に示すように、第１錐体１の頂部を下向きにして用いられる。そのため、表面に保持された水分は重力により下方に集まりやすくなるので、後述する分析装置にサンプルを投入し易くなる。
【００１５】
第１錐体３の頂部の角度Ｒは特に制限は無いが、角度Ｒが小さいと第１錐体３が針状になり、大気に接触する表面積が少なくなると共に、表面に水分を保持しにくくなる。逆に、大き過ぎても第１錐体３が平面に近い形状となり、大気との接触面が少なくなると共に、後述する分析装置内に第１錐体３を挿入し難くなるので好ましくない。第１錐体３の大きさは特に制限はなく、分析装置のサンプル投入口の大きさを考慮し、適宜設定すればよい。
【００１６】
サンプル捕集装置１は、上記の形状に作製できれば材料及び製造方法に特に制限は無い。例えば、汎用プラスチックを切削加工等により作製すればよい。なお、後述するように、第１錐体３上に第２錐体を形成する場合、微細な第２錐体を切削加工で形成することは困難である。その場合は、３Ｄプリンターを用いて基板２、第１錐体３、第２錐体を一体的に作製すればよい。３Ｄプリンターを用いてサンプル捕集装置１を作製する場合は、用いる３Ｄプリンターの種類に応じて好適な樹脂を用いればよい。例えば、熱溶解積層型の場合はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリ乳酸等の樹脂を用いればよい。また、光造形型の場合はポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、エポキシ樹脂等の光硬化性樹脂を用いればよい。また、粉末焼結型の場合はナイロンなどの粉末樹脂を用いればよい。勿論、第２錐体を形成しない場合でも、３Ｄプリンターを用いてサンプル捕集装置１を作製してもよい。
【００１７】
第１錐体３上に形成するナノワイヤは、公知の方法により作製すればよく、例えば、ナノワイヤ形成用粒子又は触媒を塗布し公知の方法でナノワイヤを成長させればよい。ナノワイヤ形成用粒子としては、例えば、ＺｎＯが挙げられる。ＺｎＯ微粒子を用いたナノワイヤは、水熱合成方法を用いて作製することができる。具体的には、先ず、ＺｎＯ粒子をサンプル分離流路１１上に塗布する。次いで、硝酸亜鉛六水和物（Ｚｎ（ＮＯ3）2・６Ｈ2Ｏ）、ヘキサメチレンテトラミン（Ｃ6Ｈ12Ｎ4）を脱イオン水に溶解した前駆体溶液に、加熱した基板を浸漬させることで、ＺｎＯナノワイヤを成長させることができる。
【００１８】
ナノワイヤ作製用の触媒としては、例えば、金、プラチナ、アルミニウム、銅、鉄、コバルト、銀、錫、インジウム、亜鉛、ガリウム、クロム、チタン等が挙げられる。触媒を用いたナノワイヤは、次の手順で作製することができる。
（ａ）触媒を第１錐体３上に堆積する。
（ｂ）ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＯ、ＴｉＯ2、Ｍｎ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｇａ2Ｏ3、ＳｒＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、Ｓｍ2Ｏ3、ＥｕＯ等の材料を用い、パルスレーザーデポジション、ＶＬＳ（Ｖａｐｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ−Ｓｏｌｉｄ）法等の物理蒸着法でコアナノワイヤを形成する。
（ｃ）必要に応じてＳｉＯ2、ＴｉＯ2等を用い、スパッタリング、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）蒸着、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の一般的な蒸着法により、コアナノワイヤの周囲に被覆層を形成する。なお、触媒を用いて作製するナノワイヤは、分岐鎖を有しないナノワイヤであってもよいし、分岐鎖を有するナノワイヤであってもよい。
【００１９】
第１錐体３上にナノワイヤを形成することで水分を保持し易くなる。したがって、水等を第１錐体３上に塗布し、塗布された水分が第１錐体３上に保持されることで、大気中の微小サンプルを捕集することができる。
【００２０】
図２は、本発明のサンプル捕集装置１の他の実施形態を示す図である。図２に示す実施形態は、第１錐体３上に微細な第２錐体４を複数形成し、前記第２錐体４上にも図示しないナノワイヤが形成されている。第２錐体４は、上記のとおり３Ｄプリンターを用いて基板２及び第１錐体３と一体的に形成すればよい。ナノワイヤは上記と同様の手順で形成すればよい。図２に示す実施形態は、第１錐体３と比較して表面積が増えるので、図１に示す実施形態と比較してより水分を保持し易くなる。
【００２１】
また、図２に示す実施形態は水分を保持するだけでなく、大気中に含まれている水分を捕集することもできる。図３は水分捕集の概要を説明するための図で、図３Ａは第１錐体３及び第２錐体４上の水滴の流れる方向を示す図、図３Ｂは第２錐体４が大気中に含まれている水分を捕集する原理を説明する図である。
【００２２】
図３Ａに示すように、第２錐体４の頂部に向かうほどナノワイヤの密度を高くすると、表面エネルギー差＋ラプラス圧差により、第２錐体４で捕集した水分は矢印で示す第１錐体３方向に移動する。そして、第１錐体３に到達した水分は重力により第１錐体３の頂部の方向に移動することで、大気中の水分を捕集することができる。
【００２３】
図３Ｂは、水分捕集原理をより詳しく説明するための図である。表面エネルギー差Ｆは、下記式（１）で表わすことができる。また、ラプラス圧力差ΔＰは、下記式（２）で表わすことができる。
【００２４】
【数１】
2016200412.tif 000003
【００２５】
上記式（１）中、θAは根元部の接触角を表し、θRは先端部の接触角を表す。
【００２６】
【数２】
2016200412.tif 000004
【００２７】
上記式（２）中、Ｒは任意位置における水滴と第２錐体４の中心距離(すなわち、その位置における第２錐体４の半径)を表し、Ｒ１は水滴の下端と第２錐体４の中心距離(水滴の下端部における第２錐体４の半径)を表し、Ｒ２は水滴の上端と第２錐体４の中心距離（水滴の上端部における第２錐体４の半径）を表し、Ｒ0は水滴の半径を表す。
【００２８】
また、表面が均一であるが幾何学的に不均一で粗さの存在する場合、見かけの接触角と真の接触角との間にはＷｅｎｚｅｌの式が成立する。
【００２９】
【数３】
2016200412.tif 000005
【００３０】
上記式（３）中、θＷは粗い表面におけるみかけの接触角、θは滑らかな表面における接触角、ｒは表面粗さの比、を表す。
【００３１】
したがって、第２錐体４の頂部に向かうほどナノワイヤの密度を高くすることで表面粗さが大きくなり、θR＞θAとなる。そのため、表面エネルギー差Ｆ＋ラプラス圧差ΔＰが大きくなり、ナノワイヤに吸着した水分が第２錐体４上を第１錐体３方面に移動し易くなる。なお、表面エネルギー差＋ラプラス圧差により捕集した水分が移動する原理は既に公知であり、例えば、以下の非特許文献を参照すればよい。
・Ｊｉｅ  Ｊｕ  ｅｔ．ａｌ，“Ａ  ｍｕｌｔｉ−ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  ａｎｄ  ｍｕｌｔｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｆｏｇ  ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍ  ｉｎ  ｃａｃｔｕｓ”，Ｎａｔ  Ｃｏｍｍｕｎ，２０１２，３，１２４７
・Ｚｈｅｎｇ  Ｙ.  ｅｔ．ａｌ，“Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｗａｔｅｒ  ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｏｎ  ｗｅｔｔｅｄ  ｓｐｉｄｅｒ  ｓｉｌｋ”，Ｎａｔｕｒｅ，２０１０  Ｆｅｂ  ４，４６３（７２８１），ｐ６４０−３
【００３２】
なお、第２錐体４上に頂部に向かうほどナノワイヤを密集した状態で形成するためには、上記のナノワイヤ形成用の微粒子又は触媒の内、ＺｎＯを用いればよい。ＺｎＯは均一に成長することから、第２錐体４の頂部に向かうほどナノワイヤの密度を高くすることができる。
【００３３】
第２錐体４で大気中の水分を捕集する場合は、水分の捕集に好適な形状となるように適宜設計すればよい。第２錐体４の本数は特に制限は無く、形成したナノワイヤが干渉しない間隔となるように適宜設定すればよい。なお、第２錐体４で大気中の水分を捕集しない場合は錐体形状にする必要は無く、任意の微小な形状の突起物を設け第１錐体３の表面積を増やせばよい。
【００３４】
以上の説明のとおり、図２に示す実施形態のサンプル捕集装置１は、表面エネルギー差＋ラプラス圧差により大気中から捕集した水分は第１錐体３面上に移動し、次いで、第１錐体３面上を重力により頂部方面に移動する。したがって、図２に示す実施形態の場合、予めサンプル捕集装置１の表面に水を塗布・保持し、保持している水分で大気中を浮遊している微小サンプルを吸着しても良いし、予め水を塗布せず大気中から捕集した水分に微小サンプルを吸着することもできる。
【００３５】
サンプル捕集装置１は必要に応じて親水化処理、及び疎水化処理を行ってもよい。例えば、サンプル捕集装置１を単に水分の保持のみに使用し、大気中のサンプルを吸着した後は分析装置のサンプル移動液に浸漬する場合は、サンプル捕集装置１全体を親水化処理すればよい。また、サンプル捕集装置１で大気中の水分を捕集しサンプルを吸着した水滴を分析装置に滴下する場合は、第１錐体３の頂部付近は第２錐体４やナノワイヤを形成しないと共に疎水化処理し、その他の部分を親水化処理すればよい。第１錐体３の頂部以外を親水化処理することで大気中の水分を捕集し、頂部を疎水化することで重力により流れてきた水滴は表面張力により保持し難くなり、分析装置に滴下し易くなる。
【００３６】
親水化処理方法としては、プラズマ処理、界面活性剤処理、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）処理、光触媒等が挙げられ、例えば、サンプル捕集装置１を１０〜３０秒間プラズマ処理することで、表面に水酸基を導入することができる。また、酸化亜鉛、酸化チタン等で金属酸化膜を形成してもよい。一方、疎水化処理としては、フッ素化合物等を含有している撥水性インクの塗布等が挙げられる。
【００３７】
本発明のサンプル捕集装置１は、公知の微粒子の分析装置と組み合わせて用いることができる。分析装置としては、例えば、シリコン等の基板上に形成した細孔（マイクロポア）にサンプルを通過させ、細孔に印加した電圧によって細孔の内部を流れる定常電流の変化を測定する分析装置（Ｗａｓｅｅｍ  Ａ．ｅｔ  ａｌ．，Ｌａｂ  ｏｎ  ａ  Ｃｈｉｐ，  Ｖｏｌ．１２，  ｐｐ．２３４５−２３５２，２０１２，参照。）や、マイクロ流路を形成した基板を横置きにすることで細孔部分を蛍光顕微鏡で観察できるようにし、定常電流の測定に加え細孔の周りの事象を直接観察する分析装置（Ｎａｏｙａ．Ｙ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｓｉｎｇｌｅ−ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｄｙｎａｍｉｃｓ  ｖｉａ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｓｅｎｓｉｎｇ”，  ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ  ＲＥＰＯＲＴＳ，  Ｖｏｌ．３，  ｐｐ．１−７,２０１３,参照。）等が挙げられる。
【００３８】
図４は、公知の分析装置１０と図１に示す第１錐体３上にナノワイヤを形成したサンプル捕集装置１を組み合わせた際の使用方法を説明するための断面図である。図４Ａは大気中の微小サンプルを捕集している状態を示す図である。図４Ａに示すように、分析装置１０の上面は蓋体２０で覆われており、蓋体２０にはサンプル捕集装置１で捕集した大気中の微小サンプルを分析装置１０内に投入するためのサンプル投入孔２１が形成されている。そして、サンプル捕集装置１は、例えば、バネ等のスペーサー２２により蓋２０から離れる方向に付勢されている。
【００３９】
先ず、図４Ｂに示すようにサンプル捕集装置１を分析装置１０に押し込むと、第１錐体３がサンプル投入孔２１を通過して分析装置１０内の導電性のサンプル移動液に接触し、第１錐体３の表面に水分を保持する。次に、サンプル捕集装置１の押圧を解除するとサンプル捕集装置１は図４Ａの位置に戻る。第１錐体３の表面には水分が保持されていることから、大気中を浮遊する微小サンプルはスペーサー２２の間をとおり第１錐体３の表面に付着する。そして、所定時間経過した後、図４Ｂに示す位置にサンプル捕集装置１を押し込むことで第１錐体３に付着した微小サンプルを分析装置１０内に投入することができ、次いで、分析装置１０のサンプルが移動する流路に電圧を印加することで微小サンプルを測定部に移動し、測定部で測定することができる。
【００４０】
なお、図４はサンプル捕集装置１で捕集した微小サンプルを分析装置１０に投入する一例を示したもので、サンプル捕集装置１で捕集した微小サンプルを分析装置１０に投入できれば特に制限はない。例えば、図２に示す第２錐体４を含むサンプル捕集装置１を用いた場合、微小サンプルに加え大気中の水分も捕集する。そのため、捕集した水分量が多くなると重力により落下し、捕集した微小サンプルを含む液滴はサンプル投入孔２１を通り分析装置１０内に滴下する。したがって、バネ等の付勢手段でスペーサー４２を形成する必要はなく、サンプル捕集装置１を所定の間隔で固定しても良い。
【００４１】
また、サンプル投入孔２１の下方に電極を形成又は噴霧ノズルを形成し、サンプル移動液を蒸発又は噴霧させることで第１錐体３の表面に積極的に水分を供給し、捕集した微小サンプルを含む液滴を落下し易くする、つまり、水分の循環系を形成しても良い。水分の循環系を形成することで、測定時間を短縮及び測定を自動化することができる。
【００４２】
一方、分析装置１０の未使用時には、分析装置１０に充填したサンプル移動液が漏れず、また、サンプル移動液が蒸発しないことが好ましい。そのため、図４Ｂに示す位置にサンプル捕集装置１を押し込んだ状態でロックできるロック機構を形成しても良い。ロック機構は、例えば、サンプル捕集装置１を押し込んだ後に回転することで係止する機構等を形成すればよい。
【００４３】
以下に実施例を掲げ、本発明を具体的に説明するが、この実施例は単に本発明の説明のため、その具体的な態様の参考のために提供されているものである。これらの例示は本発明の特定の具体的な態様を説明するためのものであるが、本願で開示する発明の範囲を限定したり、あるいは制限することを表すものではない。
【実施例】
【００４４】
［サンプル捕集装置１の作製］
＜実施例１＞
以下の手順により第１錐体３上にナノワイヤを形成したサンプル捕集装置１を作製した。
（１）第１錐体３の作製
材料は光硬化性のポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、３ＤプリンターとしてＶｉｓｉｏｎ  Ｒｅａｌｉｚｅｒ（ＲＶＳ−Ｒ１，  Ｒｅａｌ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．）を用い、以下の条件で第１錐体３を形成したチップを作製した。
（ａ）造形条件：ＸＹ  Ｐｉｘｅｌ  Ｓｉｚｅ  ６０μｍ×６０μｍ、
Ｚ  積層厚  ３０μｍ
露光時間  ４．５ｓ／層
（ｂ）造形所要時間：１個につき約２時間
（ｃ）造形後の処理：７０％エタノール中で、未硬化の樹脂が除去できるまで浸漬
（２）第１錐体３上にナノワイヤを形成したサンプル捕集装置１の作製
上記（１）で作製した第１錐体３上に、以下の手順でナノワイヤを形成した。
（ｄ）第１錐体３上にＣｒをスパッタリング装置（ＳＣ−７０１ＭｋII  ＡＤＶＡＮＣＥ）にてスパッタリング（１．０Ｐａ、６分間）
（ｅ）ソフトプラズマエッチング装置（ＳＥＤＥ−ＰＦＡ  大口径ソフトプラズマエッチング装置）でプラズマを照射（０．８Ｐａ、９０秒間）
（ｆ）５０ｍＬビーカーにヘキサメチレンテトラミン０．２２５ｇと、硝酸亜鉛６水和物０．４７６ｇを入れて撹拌し、ナノワイヤ成長液を作製
（ｇ）スライドガラスに上記（１）で作製した第１錐体３を形成したチップをカーボンテープで接着
（ｈ）第１錐体３を形成したチップが下側になるようスライドガラスをナノワイヤ成長液のビーカーに立て掛けるように浸漬
（ｉ）ナノワイヤ成長液のビーカーの天井部をラップで多い、ビニールテープで固定
（ｊ）ナノワイヤ成長液のビーカーを、オーブンの中に入れ加熱（９５℃、３時間）
【００４５】
図５Ａは実施例１で作製したサンプル捕集装置１の写真である。第１錐体３は正二十錐で、第１錐体３の基板２との接触面の最も長い部分の長さは約２２．５ｍｍ、第１錐体３の高さは約７ｍｍであった。図５Ｂは実施例１で作製したサンプル捕集装置１のＳＥＭ写真で、第１錐体３上には、ナノワイヤが密集して形成していることが確認できた。
【００４６】
＜実施例２＞
第１錐体３上に第２錐体４（高さ約１ｍｍ、第１錐体３との接触部分の長さは約０．２ｍｍ）を形成した以外は、実施例１と同様の手順でサンプル捕集装置１を作製した。図６Ａは実施例２で作製したサンプル捕集装置１の写真である。
【００４７】
＜比較例１＞
実施例１において、ナノワイヤを形成していない第１錐体３を形成したチップを比較例１のサンプル捕集装置１とした。図６Ｂは比較例１で作製したサンプル捕集装置１の写真である。
【００４８】
＜比較例２＞
実施例２において、ナノワイヤを形成していない第１錐体３上に第２錐体４を形成したチップを比較例２のサンプル捕集装置１とした。図６Ｃは比較例２で作製したサンプル捕集装置１の写真である。
【００４９】
［水分保持の確認］
＜実施例３＞
実施例１で作製したサンプル捕集装置１に霧吹きで水を塗布した。図７Ａ−１は第１錐体３の頂部を下に向けた側面写真、図７Ａ−２は第１錐体３の頂部を横に向けた写真である。
【００５０】
＜実施例４＞
実施例２で作製したサンプル捕集装置１を用いた以外は、実施例３と同様に霧吹きで水を塗布した。図７Ｂ−１は第１錐体３の頂部を下に向けた側面写真、図７Ｂ−２は第１錐体３の頂部を横に向けた写真である。
【００５１】
＜比較例３＞
比較例１で作製したサンプル捕集装置１を用いた以外は、実施例３と同様に霧吹きで水を塗布した。図７Ｃ−１は第１錐体３の頂部を下に向けた側面写真、図７Ｃ−２は第１錐体３の頂部を横に向けた写真である。
【００５２】
＜比較例４＞
比較例２で作製したサンプル捕集装置１を用いた以外は、実施例３と同様に霧吹きで水を塗布した。図７Ｄ−１は第１錐体３の頂部を下に向けた側面写真、図７Ｄ−２は第１錐体３の頂部を横に向けた写真である。
【００５３】
図７の写真から明らかなように、実施例１及び２で作製したサンプル捕集装置１は霧吹きで水を塗布した後は表面全体が濡れており、第１錐体３の頂部を下に向けた際には重力により頂部方向に移動した水が表面張力により保持されていた。一方、比較例１及び２で作製したサンプル捕集装置１は、第１錐体３上に水が偏在していた。以上の結果より、第１錐体３上にナノワイヤを形成することで、第１錐体３上に水分を保持できることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のサンプル捕集装置１は、表面に水分を保持できることから、水分を保持した状態で大気に晒すことで、大気中を浮遊している微小サンプルを捕集できる。したがって、本発明のサンプル捕集装置１を分析装置と組み合わせて用いることで、分析装置を小型化できることから、モバイルタイプの分析装置の開発に有用である。
【図１】
2016200412.tif 000006
【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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