(57)【要約】      （修正有）【課題】ＳＥＲＳ基板を用いた検出対象物質の検出方法において、ＳＥＲＳ基板の繰り返し使用を可能にする。【解決手段】包接化合物１０７を有するＳＥＲＳ基板１０２をもちいて、検出対象物質１０５を検出する方法であって、捕集溶媒１０６中に気相中の検出対象物質を捕集する捕集工程（ａ）と、ＳＥＲＳ基板上の包接化合物に計測対象物質を補足させる捕捉工程（ｂ）と、測定溶媒１０８中でＳＥＲＳ計測により検出対象物質を測定する測定工程（ｃ）と、洗浄溶媒１０９中でＳＥＲＳ基板上の包接化合物から検出対象物質を放出する洗浄工程（ｄ）と、を有し、工程（ａ）〜（ｄ）が繰り返し実施されることを特徴とする検出対象物質の検出方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
包接化合物を有するＳＥＲＳ基板をもちいて、検出対象物質を検出する方法であって、
捕集溶媒中に気相中の前記検出対象物質を捕集する捕集工程（ａ）と、
前記ＳＥＲＳ基板上の包接化合物に前記計測対象物質を補足させる捕捉工程（ｂ）と、
測定溶媒中でＳＥＲＳ計測により前記検出対象物質を測定する測定工程（ｃ）と、
洗浄溶媒中で前記ＳＥＲＳ基板上の包接化合物から前記検出対象物質を放出する洗浄工程（ｄ）と、
を有し、
前記工程（ａ）〜（ｄ）が繰り返し実施される、
検出対象物質を検出する方法。
【請求項２】
前記捕集溶媒と前記測定溶媒とが液―液界面を形成する組成であり、かつ
前記測定溶媒と前記洗浄溶媒とが液―液界面を形成する組成である
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記包接化合物がシクロデキストリン誘導体である、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記捕集溶媒が水であり、
前記測定溶媒がフルオラス溶媒であり、かつ
前記洗浄溶媒が有機溶媒である、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
検出対象物質を捕捉するための包接化合物を有するＳＥＲＳ基板と、
前記検出対象物質を気相中から捕集するための捕集溶媒と、
前記ＳＥＲＳ基板上に捕捉された前記検出対象物質を測定するための測定溶媒及びＳＥＲＳ検出機構と、
前記ＳＥＲＳ基板上の包接化合物から前記検出対象物質を放出するための洗浄溶媒と、
を備える検出装置。
【請求項６】
前記包接化合物がシクロデキストリン誘導体である、
請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
前記捕集溶媒が水であり、
前記測定溶媒がフルオラス溶媒であり、かつ
前記洗浄溶媒が有機溶媒である、
請求項４に記載の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、気相中の検出対象物質を検出するための検出方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、検出対象物質を分析する方法において、ＳＥＲＳ基板上に検出対象物質を捕捉するためにシクロデキストリンを利用する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５０１９０４号公報
【特許文献２】特開２００５−２３３６３７号公報
【特許文献３】特開２００１−３１６３０１号公報
【特許文献４】特表２０１４−５３０３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、ＳＥＲＳ基板を用いた検出対象物質の検出方法において、ＳＥＲＳ基板の繰り返し使用を可能にする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
包接化合物を有するＳＥＲＳ基板をもちいて、検出対象物質を検出する方法であって、捕集溶媒中に気相中の前記検出対象物質を捕集する捕集工程（ａ）と、前記ＳＥＲＳ基板上の包接化合物に前記計測対象物質を補足させる捕捉工程（ｂ）と、測定溶媒中でＳＥＲＳ計測により前記検出対象物質を測定する測定工程（ｃ）と、洗浄溶媒中で前記ＳＥＲＳ基板上の包接化合物から前記検出対象物質を放出する洗浄工程（ｄ）と、を有し、前記工程（ａ）〜（ｄ）が繰り返し実施されることを特徴とする検出対象物質の検出方法。
【０００６】
検出対象物質を捕捉するための包接化合物を有するＳＥＲＳ基板と、前記検出対象物質を気相中から捕集するための捕集溶媒と、前記ＳＥＲＳ基板上に捕捉された前記検出対象物質を測定するための測定溶媒及びＳＥＲＳ検出機構と、前記ＳＥＲＳ基板上の包接化合物から前記検出対象物質を放出するための洗浄溶媒と、を備えることを特徴とする検出装置。
【発明の効果】
【０００７】
本開示は、ＳＥＲＳ基板を用いた検出対象物質の検出方法において、ＳＥＲＳ基板の繰り返し使用を可能にする方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における検出装置の概略構成を示す図
【図２】実施の形態１における検出方法を示す図
【図３】実施の形態１における検出装置の動作の一例を示す図
【図４】実施の形態２における検出装置の概略構成を示す図
【図５】実施の形態２における検出方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれらの実施の形態に限定されない。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における検出装置１００の概略構成を示す図である。検出装置１００は、測定セル１０１とＳＥＲＳ基板１０２と光源１０３と検出器１０４を有する。また、測定セル１０１は、捕集溶媒１０６、測定溶媒１０８、洗浄溶媒１０９を有する。
【００１１】
図２は、実施の形態１における検出方法を示す図である。
【００１２】
実施の形態１における検出方法は、検出装置１００を用いた検出方法である。
【００１３】
図２に示されるように、実施の形態１における検出方法は、捕集工程（ａ）と、捕捉工程（ｂ）と、測定工程（ｃ）と、洗浄工程（ｄ）と、を包含し、工程（ａ）〜（ｄ）が繰り返し実施される。
【００１４】
図３に、工程（ａ）〜（ｄ）を実施している際の検出装置１００の動作の一例を示す。なお、図３では一部検出装置１００の構成要素が省略されている。
【００１５】
捕集工程（ａ）は、気相中の検出対象物質１０５を、捕集溶媒１０６中に捕集する工程である。
【００１６】
捕捉工程（ｂ）は、捕集工程（ａ）の後に、実行される工程である。捕捉工程（ｂ）は、捕集溶媒１０６中の検出対象物質１０５を、ＳＥＲＳ基板１０２上の包接化合物１０７に捕捉させる工程である。
【００１７】
測定工程（ｃ）は、捕捉工程（ｂ）の後に、実行される工程である。測定工程（ｃ）は、測定溶媒１０８中で、ＳＥＲＳ基板１０２上の包接化合物１０７に捕捉された検出対象物質１０５を、ＳＥＲＳ計測により測定する工程である。
【００１８】
洗浄工程（ｄ）は、測定工程（ｃ）の後に、実行される工程である。洗浄工程（ｄ）は、ＳＥＲＳ基板１０２上の包接化合物１０７に捕捉された検出対象物質１０５を、洗浄溶媒１０９中に放出させる工程である。
【００１９】
以上の構成によれば、ＳＥＲＳ基板を繰り返し使用することができる。これにより、例えば、複数回の測定を実施する場合にも、装置中にＳＥＲＳ基板が１つあればよく、検出装置の構成を簡略化、小型化できる。例えば、複数のＳＥＲＳ基板やＳＥＲＳ基板交換機構を検出装置中に備える必要がなくなる。
【００２０】
図３に示されるように、実施の形態１における検出方法において、捕集溶媒１０６と測定溶媒１０８とは、液―液界面を形成する組成であってもよい。また、測定溶媒１０８と洗浄溶媒１０９とは、液―液界面を形成する組成であってもよい。
【００２１】
以上の構成によれば、各溶媒（測定溶媒、捕集溶媒、洗浄溶媒）が混合することなく、複数回利用することができる。これにより、例えば、測定セル中の各溶媒を再利用することができ、検出装置の構成を簡略化、小型化できる。例えば、各溶媒の補充機構や排出機構を検出装置中に備える必要がなくなる。
【００２２】
（実施の形態２）
以下、実施の形態１の具体的な構成例として、実施の形態２が説明される。
【００２３】
＜構成＞
図４は、実施の形態２における検出装置１００の概略構成を示す図である。検出装置１００は、測定セル１０１と可動できるＳＥＲＳ基板１０２と光源１０３と検出器１０４を有する。
【００２４】
測定セル１０１は、気相中から検出対象物質１０５を捕集する捕集窓１１０と計測を行うための測定窓１１１を有する。測定セル１０１中には、捕集窓１１０と接している捕集溶媒１０６と測定窓１１１と接している測定溶媒１０８と洗浄溶媒１０９で満たされており、捕集溶媒１０６と測定溶媒１０８及び、測定溶媒１０８と洗浄溶媒１０９はそれぞれ液―液界面を形成している。
【００２５】
図４では、空間中から検出対象物質１０５を捕集する機構として、捕集窓１１０における気液界面での検出対象物質１０５の捕集溶媒１０６への溶解反応を利用しているが、空間中の検出対象物質を液中に捕集する際に一般的に用いられる他の手法を用いてもよい。例えば、インピンジャーを用いたバブリングにより、捕集溶媒への溶解反応をより効率的に実現してもよい。また、例えば、液体サイクロンエアーサンプラーを用いてもよい。
【００２６】
ＳＥＲＳ基板１０２は、検出対象物質１０５を捕捉するための包接化合物１０７を有する。包接化合物１０７として、シクロデキストリン誘導体を用いることができる。また、クラウンエーテル誘導体、カリックスアレーン誘導体、ククルビツリル誘導体、等を用いることもできる。ただし、本実施形態はこれらの包接化合物の材料に限定されない。
【００２７】
光源１０３としては公知の技術を用いることができる。例えば、レーザー、ＬＥＤ等をもちいることができる。ただし、本実施形態はこれらの光源の種類に限定されない。
【００２８】
検出器１０４としては、検出対象物質１０５をＳＥＲＳにより検出するための検出器として公知の技術を用いることができる。例えば、分光器で受光しても、適切なフィルターと受光素子を組み合わせて受光してもよい。ただし、本実施形態はこれらの光学系に限定されない。
【００２９】
＜動作＞
次に図４に示した検出装置を用いた検出方法について図５を用いて説明する。図５では一部検出装置１００の構成要素が省略されている。
【００３０】
捕集工程（ａ）：まず、検出対象物質１０５は空間中より捕集溶媒１０６中に捕集される。この際、空間中の夾雑物１１２も同様に捕集溶媒１０６中に捕集される。
【００３１】
捕捉工程（ｂ）：捕集工程（ａ）の後に実施される。包接化合物１０７を有するＳＥＲＳ基板１０２を、捕集溶媒１０６に接するように配置する。これにより、捕集溶媒１０６中の検出対象物質１０５は、ＳＥＲＳ基板１０２上の包接化合物１０７に捕捉される。なお、捕集溶媒１０６中の夾雑物１１２はＳＥＲＳ基板１０２上の包接化合物１０７に捕捉されない。
【００３２】
測定工程（ｃ）：捕捉工程（ｂ）の後に実施される。捕捉工程（ｂ）で検出対象物質１０５を捕捉したＳＥＲＳ基板１０２を、測定溶媒１０８に接するように配置する。なお、測定溶媒１０８は、検出対象物質１０５及び包接化合物１０７に対し不活性である。このため、測定溶媒１０８中では、検出対象物質１０５は包接化合物１０７に捕捉された状態が保たれる。光源１０３及び検出器１０４を用い、ＳＥＲＳ計測を実施することで、検出対象物質１０５を測定する。
【００３３】
洗浄工程（ｄ）：測定工程（ｃ）の後に実施される。検出対象物質１０５を捕捉したＳＥＲＳ基板１０２を、洗浄溶媒１０９に接するように配置する。これにより、ＳＥＲＳ基板１０２上の包接化合物１０７に捕捉された検出対象物質１０５は、洗浄溶媒１０９中に放出される。
【００３４】
なお、捕集溶媒１０６としては水を、測定溶媒１０８としてはテトラデカフルオロヘキサン等のフルオラス溶媒を、洗浄溶媒としてはクロロホルム等の有機溶媒１０９を用いることができる。ただし、本実施形態は、これらの溶媒の種類に限定されない。捕集溶媒１０６としては、気相中より検出対象物質１０５を溶解させることができ、かつ、その捕集溶媒１０６中で包接化合物１０７が検出対象物質１０５を捕捉可能な溶媒であればよい。測定溶媒１０８としては、検出対象物質１０５及び包接化合物１０７に対し不活性であり、その測定溶媒１０８中で、検出対象物質１０５が包接化合物１０７に捕捉された状態を保つことができる溶媒であればよい。洗浄溶媒１０９としては、その洗浄溶媒１０９中で検出対象物質１０５が包接化合物１０７より放出される溶媒であればよい。さらに上記に加え、捕集溶媒１０６と測定溶媒１０８とは、液―液界面を形成する組成であり、かつ、測定溶媒１０８と洗浄溶媒１０９とは、液―液界面を形成する組成であればよい。
【００３５】
＜効果＞
このように、本実施の形態２によれば、ＳＥＲＳ基板を繰り返し使用することができる。また、各溶媒（捕集溶媒、測定溶媒、洗浄溶媒）を繰り返し使用することできる。これらの結果、検出装置の構成を簡略化、小型化できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本開示にかかる検出方法及び検出装置は、例えば、気相中の低分子の検出において有用である。例えば、空気中のにおいの種類を検出するセンサー等の用途に応用できる。
【００３７】
上記の開示内容から導出される発明が、以下、列挙される。
１．ゲスト物質を検出する方法であって、以下を具備する：
ゲスト物質を含有する液体または気体を、表面上にホスト化合物を具備している基板に接触させ、前記ゲスト物質および前記ホスト化合物からなる包摂化合物を形成する第１工程、
前記第１工程の後に、前記包摂化合物に含まれる前記ゲスト物質を分光法により検出する第２工程、および
２．項目１に記載の方法であって、
前記第１工程および前記第２工程の間に、前記基板の表面を溶媒で被覆する工程をさらに具備し、
前記第２工程においては、前記基板の表面が前記溶媒によって被覆された状態で、前記ゲスト物質が前記分光法により検出される。
３．項目２に記載の方法であって、
前記溶媒がフルオラス溶媒である。
４．項目３に記載の方法であって、
前記フルオラス溶媒が、
1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-Decafluoro-3-methoxy-4-(trifluoromethyl)-pentane、
2H,3H-Decafluoropentane、
Eicosafluorononane、
Perfluorotributylamine、
Perfluoro-n-octyl Bromide、
1,1,2,2,3,3,4-Heptafluorocyclopentane、
Hexacosafluorododecane、
Hexadecafluoro(1,3-dimethylcyclohexane)、
Hexadecafluoroheptane、
Hexafluorobenzene、
Perfluorodecalin、
Perfluorooctane、
Perfluorocyclopentene、
Perfluorotoluene、
Perfluorotriethylamine、
Perfluoro(2-butyltetrahydrofuran)、
Perfluorotriamylamine、
Perfluorohexane、
Perfluoromethylcyclohexane、および
Perfluoroisohexane
からなる群から選択される少なくとも１種である。
５．項目１に記載の方法であって、
前記分光法が、ラマン分光法である。
６．項目１に記載の方法であって、
前記ラマン分光法が、表面増強ラマン分光法である。
７．項目１に記載の方法であって、
前記ホスト化合物が、シクロデキストリンおよびクラウンエーテルからなる群から選択される少なくとも１種である。
８．項目１に記載の方法であって、さらに以下の工程を具備する：
前記第２工程の後に、前記基板の表面を洗浄し、前記ゲスト物質を前記基板の表面から除去する第３工程。
９．項目８に記載の方法であって、
前記光学的分光法が、ラマン分光法であり、
前記ラマン分光法が、表面増強ラマン分光法であり、
前記ホスト化合物が、シクロデキストリンおよびクラウンエーテルからなる群から選択される少なくとも１種であり、
前記第３工程において、有機溶媒を用いて前記基板の表面が洗浄される。
１０．項目９に記載の方法であって、
前記有機溶媒が、ハロゲン化炭化水素である。
１１．項目８に記載の方法であって、
前記第１工程〜前記第３工程が繰り返される。
特許文献２は、段落番号００１２において、表面増強ラマン分光法において、基板を洗浄して再利用することを開示している。
特許文献３は、段落番号００１７において、包摂化合物からゲスト分子を抽出するために有機溶媒を用いることを開示している。さらに、特許文献３は、当該有機溶媒が、ジクロロエタンのようなハロゲン化炭化水素であることが望ましいことも開示している。
特許文献４は、基板上に液体をカバーした状態で表面増強ラマン分光法により基板の表面を測定することを開示している。
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【００３８】
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【００３９】
2017211227.tif 000005
【符号の説明】
【００４０】
１００  検出装置
１０１  測定セル
１０２  ＳＥＲＳ基板
１０３  光源
１０４  検出器
１０５  検出対象物質
１０６  捕集溶媒
１０７  包接化合物
１０８  測定溶媒
１０９  洗浄溶媒
１１０  捕集窓
１１１  測定窓
１１２  夾雑物
【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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