(57)【要約】【課題】カーボン蛍光体において、発光効率を向上させ、発光ピークの長波長化および発光ピークの半値幅の狭小化が可能となり、分散安定性や湿熱耐性などの耐久性を向上させる手段を提供する。【解決手段】マトリックス材料により複数のグラフェンナノシートが内包されており、前記複数のグラフェンナノシートの平均層間距離が０．３５〜２ｎｍである、グラフェンナノシート集積体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス材料により複数のグラフェンナノシートが内包されており、前記複数のグラフェンナノシートの平均層間距離が０．３５〜２ｎｍである、グラフェンナノシート集積体。
【請求項２】
内包されている前記グラフェンナノシートの平均サイズは１〜１０ｎｍである、請求項１に記載のグラフェンナノシート集積体。
【請求項３】
内包されている前記グラフェンナノシートの平均層間距離が０．３５〜１．５ｎｍである、請求項１または２に記載のグラフェンナノシート集積体。
【請求項４】
平均アスペクト比が１．５〜５である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のグラフェンナノシート集積体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラフェンナノシート集積体を複数含有する、グラフェンナノシート集積体の集合体。
【請求項６】
基材と、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラフェンナノシート集積体または請求項５に記載のグラフェンナノシート集積体の集合体を含む波長変換層と、
を含む波長変換フィルム。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のグラフェンナノシート集積体または請求項５に記載のグラフェンナノシート集積体の集合体を含む、蛍光プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラフェンナノシート集積体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特定波長の光等によって励起される蛍光材料を、各種照明装置の波長変換層や、特定の生体物質を蛍光標識するための標識プローブ等に用いることが知られている。このような蛍光材料としては、有機色素が一般的である。しかしながら、有機色素は耐光性が低く、長時間に亘る励起光の照射により劣化して、蛍光強度が低下する等の課題があった。
【０００３】
これに対し、無機の半導体材料である量子ドットを蛍光材料とすることが検討されている。量子ドットは、耐光性に優れ、長期間励起光を照射しても蛍光強度が低下し難いという利点がある。ただし、このような量子ドットのうち、高い量子収率を示すものはカドミウムやインジウムを含むことが多く、生体に対する影響や、環境への配慮という観点で課題があった。
【０００４】
そこで、炭素ナノ粒子（炭素ドット）やグラフェンナノシート等のカーボン蛍光体を蛍光体材料とすることも検討されている。カーボン蛍光体は、カドミウムやインジウム等を含まず、生体や環境に対して影響を及ぼし難い。また、カーボン蛍光体は、耐光性が高いとの利点もある。ただし、カーボン蛍光体は、その発光寿命や量子収率が十分でないことがあり、これらの改善が求められている。
【０００５】
このようなカーボン蛍光体の性能改善を目的として、たとえば、特許文献１では、単層または多層の窒素含有グラフェンナノシートからなるカーボン蛍光体が開示されている。また、特許文献２では、単層または多層のグラフェンナノシートを含む基材と、前記基材の表面を被覆する被覆材と、を備えた発光体が開示されている。さらに、特許文献３では、単層または多層のグラフェンシートからなり、シートの端部にアームチェア型端面部を含むシート部と、前記アームチェア型端面部と１辺のみを共有して結合している末端６員環と、前記末端６員環を構成する炭素原子の内、前記アームチェア型端面部と結合していない炭素原子、および前記シート部を構成する炭素原子から選ばれるいずれか１以上の炭素原子に結合している窒素含有官能基と、を備えた窒素含有グラフェン構造体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１３６５６６号公報
【特許文献２】特開２０１２−１３６５６７号公報
【特許文献３】特開２０１３−６７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１〜３に記載のカーボン蛍光体では、発光ピークの半値幅が広く、発光効率が十分ではなく、また分散安定性や湿熱耐性などの耐久性も不十分であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、カーボン蛍光体において、発光効率を向上させ、発光ピークの長波長化および発光ピークの半値幅の狭小化が可能となり、分散安定性や湿熱耐性などの耐久性を向上させる手段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】
【０００９】
本発明者は鋭意研究を行った。その結果、マトリックス材料により複数のグラフェンナノシートが内包されており、前記複数のグラフェンナノシートの平均層間距離が０．３５〜２ｎｍである、グラフェンナノシート集積体により、上記課題が解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、カーボン蛍光体において、発光効率を向上させ、発光ピークの長波長化および発光ピークの半値幅の狭小化が可能となり、分散安定性や湿熱耐性などの耐久性を向上させる手段が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１の（Ａ）および（Ｂ）は、グラフェンナノシート集積体の製造に用いられるマイクロリアクターの例を示す模式図である。
【図２】図２は、グラフェンナノシート集積体を適用した波長変換フィルムの一実施形態の概略断面図である。
【図３】図３は、グラフェンナノシート集積体を適用した蛍光プローブのイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態によるグラフェンナノシート集積体について説明する。本実施形態のグラフェンナノシート集積体は、マトリックス材料により複数のグラフェンナノシートが内包されており、前記複数のグラフェンナノシートの平均層間距離は０．３５ｎｍ〜２ｎｍである。
【００１３】
特許文献１〜３には、単層または多層のグラフェンナノシートを含むカーボン蛍光体が開示されている。特許文献１〜３に記載の単層のグラフェンナノシートは、発光ピーク波長を可視光領域に長波長化する場合、サイズ（長径）を大きくする必要がある。しかし、サイズ（長径）を大きくした場合、外部から吸収したエネルギーがグラフェンナノシート内で拡散して、酸化状態の異なるサイトがグラフェンナノシート内に多くでき、多様な発光中心ができてしまうため、発光ピークの半値幅が広くなるといった問題があった。また、特許文献１〜３に記載の多層のグラフェンナノシートは、単層のグラフェンナノシートが複数互いに接触している状態であるため、外部から吸収したエネルギーが接触しているグラフェンナノシート間に分散してしまい、発光効率が低下するという問題があった。
【００１４】
一方、本実施形態のグラフェンナノシート集積体によれば、発光効率が向上し、発光ピークの長波長化および発光ピークの半値幅の狭小化が可能となり、分散安定性や湿熱耐性などの耐久性が向上する。かような効果が得られる詳細な理由は不明であるが、以下のようなメカニズムが考えられる。すなわち、複数のグラフェンナノシートがマトリックス材料により内包されていることにより、分散安定性や湿熱耐性などの耐久性が向上する。また、本実施形態のグラフェンナノシート集積体は、単層のグラフェンナノシートが、適度な距離を保って離間しているため、グラフェンナノシート間の相互作用により、エネルギーギャップを狭くして発光波長の長波長化が可能になる。それとともに、外部から吸収したエネルギーがグラフェンナノシート間で分散することが抑制され、発光効率が向上し、発光ピークの半値幅も狭くすることができる。
【００１５】
また、本実施形態のグラフェンナノシート集積体は、サイズや厚さを調節することにより、発光ピーク波長を容易に制御することができる。
【００１６】
なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本発明は上記メカニズムに何ら制限されるものではない。
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみには限定されない。
【００１８】
本明細書において、範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０〜２５℃）／相対湿度４０〜５０％ＲＨの条件で測定する。
【００１９】
［グラフェンナノシート集積体］
＜グラフェンナノシート＞
グラフェンとは、炭素原子が形成する六角形の骨格を平面状に延ばした結晶構造を有する炭素材料である。グラフェンはグラファイト結晶の一原子面を取り出したものであり、電気的、機械的または化学的性質に驚異的な特徴を有することから、高移動度の電界効果トランジスタや高感度のセンサ、高効率な太陽電池、次世代向けの透明導電膜など、様々な分野での応用が期待され、注目を浴びている。
【００２０】
本明細書において、グラフェンナノシートとは、ナノオーダーの大きさを有する単層のグラフェンのシートをいう。グラフェンナノシートの構成材料としては、上記グラフェンの他、グラフェンを酸化することにより得られる、ヒドロキシ基、エポキシ基、カルボキシル基等を有する酸化グラフェン、前記酸化グラフェンを還元することにより得られる還元型酸化グラフェン、窒素原子等のヘテロ原子を有するヘテロ原子含有グラフェン等が挙げられる。本実施形態のグラフェンナノシート集積体において、グラフェンナノシートの構成材料は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。
【００２１】
グラフェンナノシートは、市販品を用いてもよいし、合成品を用いてもよい。グラフェンナノシートの合成方法としては、従来公知の方法が適宜採用されうる。酸化グラフェンは、グラファイトを層状に剥離することで得られる炭素材料である。たとえば、安価で大量に供給可能なグラファイトを酸化剤（濃硝酸、塩素酸ナトリウム／発煙硝酸、過マンガン酸カリウム／濃硫酸、重クロム酸カリウム／濃硫酸、オゾン、過酸化水素等）で酸化し、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基、カルボニル基等の酸素官能基をグラファイトの層間に導入後、水やアルコール等の極性溶媒中で加熱処理、超音波照射または遠心分離を行うことにより、酸素官能基に親和性のある溶媒分子をグラファイトの層間に浸透させ、積層された酸化グラフェン層を剥離する方法により得ることができる。加熱処理する場合は、オートクレーブ内で１００〜２００℃で処理することが好ましい。
【００２２】
また、窒素含有グラフェンナノシートは、たとえば、窒素含有化合物を溶解させた水溶液に酸化グラファイトまたは酸化グラフェンを分散させた後、前記水溶液をオートクレーブ内で１００〜２００℃で加熱処理することにより得ることができる。窒素含有化合物としては、尿素、アンモニア、チオ尿素、ヒドラジン、硝酸エステル、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、ヒドロキシルアミン、ピリジンＮ−オキシド、Ｎ−ヒドロキシルアルキレンイミン、アジ化ナトリウム、ナトリウムアミド、カルボン酸アジド；メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、ｎ−ペンチルアミン、ｎ−ヘキシルアミンなどのアルキルアミンやそのハロゲン酸塩；エチレンジアミン、プロパンジアミンなどのジアミン類等が挙げられる。
【００２３】
グラフェンナノシートの平均サイズは、１〜５０ｎｍであることが好ましく、１〜１０ｎｍであることがより好ましい。この範囲であれば、発光効率が向上しうる。このグラフェンナノシートの平均サイズは、１０００個以上のグラフェンナノシートのシート平面の長径（長さが最大となる方向の長さ）を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により測定し、その平均値を算出することにより求めることができる。また、この平均サイズは、たとえば上記の加熱処理の温度を調節することにより制御することができる。より具体的には、たとえば加熱処理の温度を上げることにより、平均サイズを小さくすることができる。
【００２４】
＜グラフェンナノシート集積体＞
本実施形態のグラフェンナノシート集積体は、マトリックス材料により複数のグラフェンナノシートが内包されており、前記複数のグラフェンナノシートの平均層間距離は０．３５ｎｍ〜２ｎｍである。上記のような構成を有する本実施形態のグラフェンナノシート集積体は、発光効率が向上し、発光ピークの長波長化および発光ピークの半値幅の狭小化が可能となり、分散安定性や湿熱耐性などの耐久性が向上したものとなる。
【００２５】
グラフェンナノシート集積体が有するマトリックス材料としては、具体的には、例えば、パーヒドロポリシラザン、オルガノポリシラザン、シルセスキオキサン、テトラメチルシラン、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、１，１−ジメチル−１−シラシクロブタン、トリメチルビニルシラン、メトキシジメチルビニルシラン、トリメトキシビニルシラン、エチルトリメトキシシラン、ジメチルジビニルシラン、ジメチルエトキシエチニルシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジメトキシメチル−３，３，３−トリフルオロプロピルシラン、３，３，３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、アリールトリメトキシシラン、エトキシジメチルビニルシラン、アリールアミノトリメトキシシラン、Ｎ−メチル−Ｎ−トリメチルシリルアセトアミド、３−アミノプロピルジメトキシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、メチルトリビニルシラン、ジアセトキシメチルビニルシラン、メチルトリアセトキシシラン、アリールオキシジメチルビニルシラン、ジエチルビニルシラン、ブチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、テトラビニルシラン、トリアセトキシビニルシラン、テトラアセトキシシラン、３−トリフルオロアセトキシプロピルトリメトキシシラン、ジアリールジメトキシシラン、ブチルジメトキシビニルシラン、トリメチル−３−ビニルチオプロピルシラン、フェニルトリメチルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、フェニルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ジメチルイソペンチロキシビニルシラン、２−アリールオキシエチルチオメトキシトリメチルシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−アリールアミノプロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ジメチルエチキシフェニルシラン、ベンゾイロキシトリメチルシラン、３−メタクリロキシプロピルジメトキシメチルシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ジメチルエトキシ−３−グリシドキシプロピルシラン、ジブトキシジメチルシラン、３−ブチルアミノプロピルトリメチルシラン、３−ジメチルアミノプロピルジエトキシメチルシラン、２−（２−アミノエチルチオエチル）トリエトキシシラン、ビス（ブチルアミノ）ジメチルシラン、ジビニルメチルフェニルシラン、ジアセトキシメチルフェニルシラン、ジメチル−ｐ−トリルビニルシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、ジエチルメチルフェニルシラン、ベンジルジメチルエトキシシラン、ジエトキシメチルフェニルシラン、デシルメチルジメトキシシラン、ジエトキシ−３−グリシドキシプロピルメチルシラン、オクチロキシトリメチルシラン、フェニルトリビニルシラン、テトラアリールオキシシラン、ドデシルトリメチルシラン、ジアリールメチルフェニルシラン、ジフェニルメチルビニルシラン、ジフェニルエトキシメチルシラン、ジアセトキシジフェニルシラン、ジベンジルジメチルシラン、ジアリールジフェニルシラン、オクタデシルトリメチルシラン、メチルオクタデシルジメチルシラン、ドコシルメチルジメチルシラン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、１，３−ジビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシラザン、１，４−ビス（ジメチルビニルシリル）ベンゼン、１，３−ビス（３−アセトキシプロピル）テトラメチルジシロキサン、１，３，５−トリメチル−１，３，５−トリビニルシクロトリシロキサン、１，３，５−トリス（３，３，３−トリフルオロプロピル）−１，３，５−トリメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、１，３，５，７−テトラエトキシ−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルジメトキシメチルシラン等のケイ素化合物；ポリ無水マレイン酸−ａｌｔ−１−オクタデセン（無水マレイン酸−１−オクタデセン交互共重合体）、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を結合させたポリ乳酸、ＰＥＧを結合させた乳酸−グリコール酸共重合体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン等の両親媒性ポリマー；ゼラチン、グアーゴム、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、カラヤゴム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、スチレン−アクリル酸共重合体、酢酸ビニル系共重合体等の親水性ポリマー；等のポリマー材料などが挙げられる。これらマトリックス材料は、単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
なお、上記ポリシラザンについては、そのままマトリックス材料として用いてもよいし、ポリシラザンの一部または全部を、酸化ケイ素、窒化ケイ素、または酸窒化ケイ素等へ転化させる反応を行う改質を行ってもよい。改質は、例えば加熱処理、紫外線照射処理、およびプラズマ処理のうち少なくとも１つの処理によって行うことができる。
【００２７】
これらマトリックス材料の中でも、耐久性の観点から、３−アミノプロピルジメトキシラン、３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルジメトキシメチルシランが好ましい。
【００２８】
グラフェンナノシート集積体におけるマトリックス材料の使用量は、グラフェンナノシート１００質量部に対して、１，０００〜２０，０００質量部が好ましく、５，０００〜１５，０００質量部が好ましい。この範囲であれば、グラフェンナノシート間の距離が好適なものとなり、エネルギーギャップを狭くして発光波長の長波長化が可能になる。それとともに、外部から吸収したエネルギーがグラフェンナノシート間で分散することが抑制され、発光効率が向上し、発光ピークの半値幅も狭くすることができる。
【００２９】
本実施形態のグラフェンナノシート集積体の平均サイズは、２〜５０ｎｍであることが好ましく、５〜２０ｎｍであることがより好ましい。また、本実施形態のグラフェンナノシート集積体の平均厚さは、１〜１０ｎｍであることが好ましく、２〜５ｎｍであることがより好ましい。
【００３０】
さらに、グラフェンナノシート集積体の平均アスペクト比は、１．５〜５であることが好ましく、２〜４であることが好ましい。このような範囲であれば、外部から吸収したエネルギーがグラフェンナノシート間で分散することが抑制され、発光効率が向上し、発光ピークの半値幅も狭くすることができる。
【００３１】
このグラフェンナノシート集積体の平均サイズ、平均厚さおよび平均アスペクト比は、１０００個以上のグラフェンナノシート集積体の厚さおよびサイズ（長さが最大となる方向の長さ、長径とも称する）を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により測定し、その平均値を算出することにより求めることができる。平均アスペクト比は、グラフェンナノシート集積体の平均サイズ／平均厚さを算出することにより求められる。このグラフェンナノシート集積体の平均サイズ、平均厚さ、および平均アスペクト比は、後述のグラフェンナノシート集積体の製造方法におけるグラフェンナノシート溶液およびマトリックス材料溶液の流量、グラフェンナノシートとマトリックス材料との使用比率、製造時の加熱処理条件等を調節することにより制御することができる。
【００３２】
本実施形態のグラフェンナノシート集積体においては、複数のグラフェンナノシートの平均層間距離が０．３５〜２ｎｍで内包されている。複数のグラフェンナノシートの平均層間距離が０．３５ｎｍ未満である場合（複数のグラフェンナノシートが同一平面上に配置されている形態である場合も含む）、エネルギーギャップが広くなり、発光波長の長波長化ができない。また、外部から吸収したエネルギーがグラフェンナノシート間で分散し、発光効率が低下し、発光ピークの半値幅が広くなる。グラフェンナノシートの平均層間距離が２ｎｍを超える場合、集積することによって得られる複数のグラフェンナノシート間の相互作用の効果がなくなり、単体のグラフェンナノシートとの性能差が発現しない。
【００３３】
ここで、「複数のグラフェンナノシートの平均層間距離」は、上記グラフェンナノシートの平均サイズと同様に、集積体内の１０００個以上のグラフェンナノシートの断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察し、グラフェンナノシート間の平均距離を算出することによって特定することができる。
【００３４】
複数のグラフェンナノシートの平均層間距離は０．３５〜１．５ｎｍであることが好ましい。このような平均距離であれば、上記効果がより効率的に得られる。
【００３５】
上記のようにして得られる、グラフェンナノシート集積体は、蛍光体としての機能を損なわない限り、例えば、屈折率調整のための金属酸化物や、拡散剤、フィラー、粘度調整剤、紫外線吸収剤等、他の成分を含んでいてもよい。
【００３６】
本実施形態のグラフェンナノシート集積体の製造方法は、特に制限されないが、下記の製造方法により、効率よく得ることができる。以下、好ましい一実施形態によるグラフェンナノシート集積体の製造方法について説明する。
【００３７】
〔グラフェンナノシート集積体の製造方法〕
グラフェンナノシート集積体の製造方法としては、特に制限されないが、たとえば、図１の（Ａ）および（Ｂ）に示すようなＹ字型の混合流路を有するマイクロリアクターを用い、グラフェンナノシート溶液とマトリックス材料溶液とを混合し混合溶液を得た後加熱処理し、さらに溶媒を乾燥（好ましくは真空乾燥）する方法が好ましい。長い反応路を有するマイクロリアクター（一例として、図１の（Ａ））を用いた場合、グラフェンナノシート溶液とマトリックス材料溶液とを混合した後の反応時間を長くすることができる。たとえば、集積体に内包するグラフェンナノシートの数を増やした構成や集積体の厚みを厚くした構成を得る場合、長い反応路を有するマイクロリアクターを用いることが好ましい。反応路の長さは適宜選択して、集積体形状を制御することができる。
【００３８】
このようなマイクロリアクターを用いてグラフェンナノシートとマトリックス材料とを混合すれば、平板状のグラフェンナノシートは、流体中でほぼ同一の方向に配向するため、本実施形態のようなマトリックス材料により複数のグラフェンナノシートが一定の層間距離を保って内包されているグラフェンナノシート集積体を得ることができる。
【００３９】
以下、図１の（Ａ）および（Ｂ）に示すようなＹ字型の混合マイクロ流路を有するマイクロリアクターを用いる、グラフェンナノシート集積体の製造方法について、説明する。
【００４０】
グラフェンナノシート溶液およびマトリックス材料溶液に用いることができる溶媒としては、たとえば、水、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素等の炭化水素系溶媒；脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル系溶媒；アルコール系溶媒等が挙げられる。より具体的に、炭化水素溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターペン、塩化メチレン、トリクロロエタン等が挙げられる。また、エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等が挙げられる。これらの溶媒は単独でも、または２種以上を混合しても用いることができる。
【００４１】
グラフェンナノシート溶液中のグラフェンナノシートの濃度は、０．０５〜１質量％が好ましく、マトリックス材料溶液中のマトリックス材料の濃度は、１〜２０質量％が好ましい。
【００４２】
また、グラフェンナノシート溶液の流量は１〜１０ｍｌ／秒であることが好ましく、マトリックス材料溶液の流量は、１〜１０ｍｌ／秒であることが好ましい。
【００４３】
混合時の温度は、２０〜４０℃であることが好ましい。混合させた後の加熱処理温度は、８０〜２５０℃であることが好ましく、加熱処理時間は、１〜６０分であることが好ましい。
【００４４】
加熱処理後、真空乾燥を行う際の圧力は２００〜７００Ｐａが好ましく、乾燥温度は４０〜２００℃が好ましく、乾燥時間は４〜２０時間が好ましい。
【００４５】
なお、マトリックス材料としてポリシラザンを用いた場合、さらにポリシラザンの改質を行うこともできる。改質とは、ポリシラザンの一部または全部を、酸化ケイ素、窒化ケイ素、または酸窒化ケイ素等へ転化させる反応を意味する。改質は、例えば加熱処理、紫外線照射処理、およびプラズマ処理の少なくとも１つの処理によって行う。
【００４６】
［グラフェンナノシート集積体の集合体］
本実施形態のグラフェンナノシート集積体を複数含有する集合体（以下、単に集合体とも称する）も、蛍光体として好適に用いることができる。集合体とすることにより、発光効率および耐久性をさらに向上させることができる。
【００４７】
集合体に含まれるグラフェンナノシート集積体は、１種単独であってもよく、異なる２種以上を組み合わせたものであってもよい。ここで、グラフェンナノシートの形成材料、グラフェンナノシートの平均サイズ、グラフェンナノシート集積体中のグラフェンナノシートの数、グラフェンナノシート集積体のマトリックス材料、グラフェンナノシート集積体の平均アスペクト比、およびグラフェンナノシート集積体の平均サイズのうち少なくとも１つが異なっている２種以上のグラフェンナノシート集積体の組み合わせであれば、すべて、異なる２種以上のグラフェンナノシート集積体を組み合わせた集合体に包含されるものとする。
【００４８】
本実施形態の集合体は、複数のグラフェンナノシート集積体がそれ自体で互いに集合して形成される集合体であってもよいが、グラフェンナノシート集積体同士のより強固な集合を形成するという観点から、複数のグラフェンナノシート集積体がマトリックス材料を介して互いに集合した集合体であることが好ましい。すなわち、本実施形態の集合体は、複数のグラフェンナノシート集積体全体を被覆するマトリックス材料をさらに備えることが好ましい。
【００４９】
ここで、マトリックス材料としては、グラフェンナノシート集積体を被覆することができれば特に制限されず、無機物質、有機物質のいずれも用いることができる。発光効率や容易に集合体を作製できる等の観点から、ケイ素を含有する材料またはポリマー材料を含むことが好ましい。ケイ素を含有する材料およびポリマー材料の具体的な例は、上記グラフェンナノシート集積体の項で説明した材料と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５０】
本実施形態の集合体は、蛍光体としての機能を損なわない限り、例えば、屈折率調整のための金属酸化物や、拡散剤、フィラー、粘度調整剤、紫外線吸収剤等、他の成分を含んでいてもよい。
【００５１】
〔グラフェンナノシート集合体の製造方法〕
本実施形態の集合体は、上記グラフェンナノシート集積体を、適当な方法により複数凝集させて凝集体を形成することにより得ることができる。本実施形態の製造方法により製造した、複数のグラフェンナノシート集積体が凝集した状態の凝集体を、マトリックスの構築を行うことなくそのまま集合体として用いてもよい。しかしながら、より強固な集積体を得る観点から、グラフェンナノシート集積体を複数凝集させて凝集体を作製した後、液相法などの方法によって凝集体全体を被覆するマトリックスの形成をさらに行うことが好ましい。
【００５２】
マトリックスを形成せずにグラフェンナノシート集積体を凝集させ集合体を作製する方法としては、特に制限されないが、グラフェンナノシート集積体を溶解しないような貧溶媒中で、攪拌混合する方法が挙げられる。貧溶媒としては、例えば、アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノール等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン等）等を用いることができる。混合時の温度は２０〜８０℃が好ましく、混合時間は１０〜４０時間が好ましい。
【００５３】
また、マトリックスを形成してグラフェンナノシート集積体を凝集させ集合体を作製する方法としては、例えば、グラフェンナノシート集積体とマトリックス材料とを、溶媒中で反応させる方法が挙げられる。マトリックス材料としてポリシラザンを用いた場合は、さらに改質を行い、マトリックスとすることができる。
【００５４】
用いることができる上記溶媒としては、例えば、水、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素等の炭化水素系溶媒；脂肪族エーテル、脂環式エーテル等のエーテル系溶媒；極性溶媒等が挙げられる。より具体的に、炭化水素溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、ソルベッソ、ターペン、塩化メチレン、トリクロロエタン等が挙げられる。また、エーテル系溶媒としては、ジブチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等が挙げられる。極性溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等が挙げられる。これらの溶媒は単独でも、または２種以上を混合しても用いることができる。
【００５５】
［用途］
本実施形態のグラフェンナノシート集積体または集合体は、例えば、太陽電池、液晶表示装置用のバックライト、カラーホイール、白色ＬＥＤ等の各種照明装置が備える波長変換部材に含まれる波長変換層；発光装置の封止材；光電変換材料；微量の生体物質を蛍光標識するための蛍光プローブ等に好適に用いられる。
【００５６】
また、本実施形態のグラフェンナノシート集積体やグラフェンナノシート集積体の集合体は、樹脂バインダー等と混合することにより、容易にフィルム状やシート状に加工することができ、上記以外の様々な分野にも、好適に用いることができる。
【００５７】
フィルム状やシート状に加工する方法としては、たとえば、基材上に紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等の樹脂バインダーに分散させたグラフェンナノシート集積体やグラフェンナノシート集積体の集合体を塗布し、必要に応じて乾燥する方法が挙げられる。
【００５８】
基材としては、透光性を有するものが用いられる。好ましく用いられる材料は、例えば、ガラス、石英、樹脂フィルム等が挙げられるが、特に好ましくはフィルムやシートにフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
【００５９】
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール（エチレン−ビニルアルコール共重合体）、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン（登録商標）、ポリメチルメタクリレート、アクリルまたはポリアリレート類等の樹脂を含むフィルムや、アートン（登録商標、ＪＳＲ株式会社製）またはアペル（登録商標、三井化学株式会社製）といったシクロオレフィン樹脂フィルム等が挙げられる。
【００６０】
上記グラフェンナノシート集積体および集合体は、波長変換部材が備える波長変換層の構成材料として好適に用いられる。すなわち、好ましい一実施形態として、基材と、本実施形態のグラフェンナノシート集積体または集合体を含む波長変換層と、を備える波長変換フィルムが挙げられる。この際、グラフェンナノシート集積体は、基材に対して同一面方向に配置されることが好ましい。このような構成であることにより、量子収率が向上するという利点が得られる。ここで、グラフェンナノシート集積体が基材に対して同一面方向に配置されているとは、より具体的には、波長変換フィルムの断面から、グラフェンナノシート集積体の１０００個以上を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により観察し、グラフェンナノシート集積体の総数の９０％以上のグラフェンナノシート集積体の配置角度が基材に対して１０°未満である場合、同一面方向に配置されていると定義する。図２に、グラフェンナノシート集積体１をシート状のマトリックス２に分散させた波長変換層３と、基材４と、を積層した波長変換フィルム１０の模式的な断面図を示す。
【００６１】
また、上記グラフェンナノシート集積体および集合体は、微量の生体物質を標識する蛍光プローブとして好適に用いることができる。該蛍光プローブは、微量の生体物質を感度良く、定量的に検出することができる。蛍光プローブは、図３のイメージ図に示されるように、標的生体分子（抗原）１１に特異的に結合するための標的指向性リガンド１２と、当該標的指向性リガンド１２に結合したグラフェンナノシート集積体１３と、を有するものとすることができる。
【実施例】
【００６２】
以下、具体的な実施例および比較例について説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
【００６３】
＜単層グラフェンナノシートの作製＞
（比較例１：発光体１の作製）
グラファイト粉末７．５ｇを、濃硝酸３６０ｍｌおよび硝酸１２０ｍｌの混合溶液中に加え、この溶液を２５℃で３時間、超音波処理して酸化グラファイトとした。得られた酸化グラファイト１．５ｇを脱イオン水７５ｍＬに分散させたのち、テフロン（登録商標）製のオートクレーブ用容器に移した。続いて、オートクレーブ用容器を金属製オートクレーブに密閉し、１５０℃で２４時間加熱処理を行った。反応終了後、室温まで冷却し、十分に洗浄を行い、平均サイズ１０ｎｍの単層の酸化グラフェンナノシート（発光体１）を分離して得た。
【００６４】
（比較例２：発光体２の作製）
オートクレーブ内での加熱処理を１７０℃で行うこと以外は、上記（発光体１の作製）と同様の方法で、平均サイズ５ｎｍの単層の酸化グラフェンナノシート（発光体２）を分離して得た。
【００６５】
（比較例３：発光体３の作製）
オートクレーブ内での加熱処理を２００℃で行うこと以外は、上記（発光体１の作製）と同様の方法で、平均サイズ１ｎｍの単層の酸化グラフェンナノシート（発光体３）を分離して得た。
【００６６】
（比較例４：発光体４の作製）
酸化グラファイト１．５ｇを０．２ｍｏｌ／Ｌの尿素水溶液７５ｍＬに分散させ、得られた水溶液を、上記（発光体１の作製）と同様にオートクレーブ内で、１５０℃で２４時間加熱処理を行い、平均サイズ１０ｎｍの単層の窒素含有酸化グラフェンナノシート（発光体４）を分離して得た。
【００６７】
（比較例５：発光体５の作製）
オートクレーブ内での加熱処理を２００℃で行うこと以外は、上記（発光体４の作製）と同様の方法で、平均サイズ１ｎｍの単層の窒素含有酸化グラフェンナノシート（発光体５）を分離して得た。
【００６８】
＜多層グラフェンナノシートの作製＞
（比較例６：発光体６の作製）
オートクレーブ内での加熱処理時間を１０時間にすること以外は、上記（発光体４の作製）と同様の方法で、平均サイズ１０ｎｍ、厚さ２ｎｍ、層間平均距離が０．１ｎｍ以下の多層（５〜９層）の窒素含有グラフェンナノシート（発光体６）を分離した。
【００６９】
（比較例７：発光体７の作製）
オートクレーブ内での加熱処理条件を８０℃、１０時間にすること以外は、上記（発光体４の作製）と同様の方法で、平均サイズ２００ｎｍ、厚さ１０ｎｍ、層間平均距離が０．１ｎｍ以下の多層（３０〜４０層）の窒素含有グラフェンナノシート（発光体７）を分離した。
【００７０】
＜グラフェンナノシート集積体の製造方法＞
（実施例１：集積体１の作製）
上記で得られた発光体１を０．１質量％になるようにエタノールに分散した酸化グラフェン分散液と３−（２−アミノエチルアミノ）プロピルジメトキシメチルシラン（以下、「アミノシラン１」とも称する）の１０質量％エタノール溶液とを、図１（Ｂ）に示す構造の１００μｍ径のＹ字型混合マイクロ流路にて、それぞれ５ｍｌ／秒の流速で混合した後、回収した混合溶液を２２０℃で１０分間加熱した。続いて、４００Ｐａの圧力で、５０℃の温度で、１０時間真空乾燥させることで粉末状である集積体１を作製した。
【００７１】
（実施例２：集積体２の作製）
発光体１の代わりに、上記で得られた発光体２を用いたこと以外は、上記（集積体１の作製）と同様の方法で、集積体２を作製した。
【００７２】
（実施例３：集積体３の作製）
発光体１の代わりに、上記で得られた発光体３を用いたこと以外は、上記（集積体１の作製）と同様の方法で、集積体３を作製した。
【００７３】
（実施例４：集積体４の作製）
発光体１の代わりに、上記で得られた発光体４を用いたこと以外は、上記（集積体１の作製）と同様の方法で、集積体４を作製した。
【００７４】
（実施例５：集積体５の作製）
発光体１の代わりに、上記で得られた発光体５を用いたこと以外は、上記（集積体１の作製）と同様の方法で、集積体５を作製した。
【００７５】
（実施例６：集積体６の作製）
アミノシラン１の代わりに、３−アミノプロピルジメトキシシラン（以下、「アミノシラン２」とも称する）を用いたこと以外は、上記（集積体１の作製）と同様の方法で、集積体６を作製した。
【００７６】
（実施例７：集積体７の作製）
発光体１の代わりに、上記で得られた発光体２を用いたこと以外は、上記（集積体６の作製）と同様の方法で、集積体７を作製した。
【００７７】
（実施例８：集積体８の作製）
発光体１の代わりに、上記で得られた発光体３を用いたこと以外は、上記（集積体６の作製）と同様の方法で、集積体８を作製した。
【００７８】
（実施例９：集積体９の作製）
発光体１の代わりに、上記で得られた発光体４を用いたこと以外は、上記（集積体６の作製）と同様の方法で、集積体９を作製した。
【００７９】
（実施例１０：集積体１０の作製）
発光体１の代わりに、上記で得られた発光体５を用いたこと以外は、上記（集積体６の作製）と同様の方法で、集積体１０を作製した。
【００８０】
（実施例１１：集積体１１の作製）
発光体４の分散液およびアミノシラン２の溶液を、それぞれ２ｍｌ／秒の流速で、Ｙ字型混合マイクロ流路で混合すること以外は、上記（集積体９の作製）と同様の方法で、集積体１１を作製した。
【００８１】
（比較例８：集積体１２の作製）
０．１質量％の発光体３のエタノール分散液５ｇにアミノシラン１  ０．５ｇを添加し、この混合液を２２０℃で１０分間反応させた。これを１０時間真空乾燥することで、集積体１２を作製した。
【００８２】
（比較例９：集積体１３の作製）
発光体３の代わりに、上記で得られた発光体４を用いたこと以外は、上記（集積体１２の作製）と同様の方法で、集積体１３を作製した。
【００８３】
（比較例１０：集積体１４の作製）
発光体３の代わりに、上記で得られた発光体５を用いたこと以外は、上記（集積体１２の作製）と同様の方法で、集積体１４を作製した。
【００８４】
（比較例１１：集積体１５の作製）
アミノシラン１をアミノシラン２に変更したこと以外は、上記（集積体１３の作製）と同様の方法で、集積体１５を作製した。
【００８５】
（比較例１２：集積体１６の作製）
発光体１の分散液およびアミノシラン１の溶液を、それぞれ８ｍｌ／秒の流速で、Ｙ字混合マイクロ流路で混合すること以外は、上記（集積体１の作製）と同様の方法で、集積体１６を作製した。
【００８６】
（測定方法）
グラフェンナノシート集積体の断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察し、１０００個以上のグラフェンナノシートから平均サイズを算出した。また１０００個以上のグラフェンナノシート集積体についても同様にＴＥＭにより断面観察し、集積体の平均厚さ、および集積体の平均アスペクト比をそれぞれ算出した。また、集積体に包含されるグラフェンナノシートの平均層間距離も、ＴＥＭの断面画像から同様に算出した。
【００８７】
発光体１〜７および集積体１〜１６の形状を、下記表１に示す。
【００８８】
【表１】
2017165633.tif 000002
【００８９】
＜発光特性の評価＞
１．蛍光量子収率
発光体１〜７および集積体１〜１６の粉体試料について、絶対ＰＬ量子収率測定装置（Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ−ＱＹ  Ｃ１１３４７−０１、浜松ホトニクス株式会社製）を用いて蛍光量子収率測定を行い、下記の基準で評価した。◎〜○であれば実用可能である：
◎：６０％以上
○：４０％以上６０％未満
△：２０％以上４０％未満
×：２０％未満。
【００９０】
２．ピーク発光波長および半値幅
発光体１〜７および集積体１〜１６の粉体試料について、蛍光光度計（Ｆ−７０００、株式会社日立製作所製）を用いて、蛍光スペクトルの最大ピーク波長および最大ピークの半値幅（ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ａｔ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｍ（ＦＷＨＭ））を測定した。半値幅については、下記の基準で評価した。◎〜△であれば実用可能である。
【００９１】
なお、半値幅とは、蛍光スペクトル分布において、相対強度がピークにおける強度の５０％の値になる波長の幅であり、半値幅の値が小さいほど、ピークがシャープであることを意味する。
【００９２】
◎：半値幅が４０ｎｍ未満
○：半値幅が４０ｎｍ以上５０ｎｍ未満
△：半値幅が５０ｎｍ以上６０ｎｍ未満
×：半値幅が６０ｎｍ以上。
【００９３】
３．分散安定性
発光体１〜７および集積体１〜１６について、それぞれエタノールで０．０１質量％の濃度に希釈して１時間攪拌した後、蛍光光度計にて蛍光スペクトルの最大ピーク波長を測定した。希釈前の初期の最大ピーク波長と、希釈後に測定した最大ピーク波長との比較を行い、その差異について下記の基準で評価した。◎であれば実用可能である：
◎：初期との差異が±５ｎｍ未満
○：初期との差異が±５ｎｍ以上１０ｎｍ未満
△：初期との差異が±１０ｎｍ以上１５ｎｍ未満
×：初期との差異が±１５ｎｍ以上。
【００９４】
４．湿熱耐性評価
発光体１〜７および集積体１〜１６について、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿槽で１７０時間保管した。保管前の蛍光強度（初期値）に対する、保管後の蛍光強度の低下幅を算出し、以下の基準で評価した。なお、蛍光強度は蛍光光度計で計測した。◎であれば実用可能である：
◎：初期値からの低下が１０％未満
○：初期値からの低下が１０％以上１５％未満
△：初期値からの低下が１５％以上２０％未満
×：初期値からの低下が２０％以上。
【００９５】
発光特性の各評価結果を下記表２に示す。
【００９６】
【表２】
2017165633.tif 000003
【００９７】
上記表２から明らかなように、実施例のグラフェンナノシート集積体は、原料となる比較例の発光体と比較して発光効率（蛍光量子収率）が向上し、発光ピークの長波長化および発光ピークの半値幅の狭小化が可能となり、湿熱耐性が向上した。また、分散安定性も良好なものとあった。比較例８〜１２の集積体は、発光効率が低下し、発光ピークの長波長化および発光ピークの半値幅の狭小化が達成できず、分散安定性や湿熱耐性も低いものであった。
【００９８】
＜蛍光シートの作製＞
発光体１〜７および集積体１〜１６を、それぞれトルエン溶媒に分散させた後、エポキシ樹脂（商品名：ビームセット４１１、荒川化学工業株式会社製）を加え、各集積体および発光体の含有量が１質量％の塗布液を調製した。これらの塗布液を、シート基板である、両面に易接着加工された厚さ１２５μｍのセルローストリアセテート（ＴＡＣ）フィルムの片面に、乾燥膜厚１００μｍになるようにバーコート法で塗布し、６０℃で３分間乾燥し、ＴＡＣフィルム上に集積体または発光体を含む層を１層有する蛍光シートを作製した。
【００９９】
＜蛍光シートの評価＞
作製した蛍光シートについて、以下の評価を実施した。
【０１００】
１．シート内配置
得られた透明基材蛍光シートの断面ＴＥＭ画像から、１０００個以上についてシート基板に対する配置角度を測定し、下記基準で評価した：
◎：９０％以上が基板に対する配置角度が５°未満（ほぼ平行に配置）
○：９０％以上が配置角度５°以上１０°未満
△：６０％以上９０％未満が配置角度５°以上１０°未満
×：６０％以上が配置角度１０°以上。
【０１０１】
２．蛍光量子収率
得られた蛍光シートについて、絶対ＰＬ量子収率測定装置（Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ−ＱＹ  Ｃ１１３４７−０１、浜松ホトニクス株式会社製）を用いて蛍光量子収率測定を行い、下記の基準で評価した。◎〜○であれば実用可能である：
◎：量子収率８０％以上
○：量子収率６０％以上８０％未満
△：量子収率２０％以上６０％未満
×：量子収率２０％未満。
【０１０２】
＜蛍光観察評価＞
（蛍光標識剤の作製）
発光体１〜７および集積体１〜１６を、それぞれ過剰のアンモニア水に加えた後、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）を２ｎＭ含有したＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）を用いて３ｍＭに調整し、この溶液に最終濃度１０ｍＭになるようにＳＭ（ＰＥＧ）１２（サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製、ｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｙｌ−〔（Ｎ−ｍａｌｅｏｍｉｄｏｐｒｏｐｉｏｎａｍｉｄ）−ｄｏｄｅｃａｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ〕ｅｓｔｅｒ）を混合し、１時間反応させた。この混合液を１０，０００Ｇで２０分間遠心分離を行い、上澄みを除去した後、ＥＤＴＡを２ｍＭ含有したＰＢＳを加え、沈降物を分散させ、再度遠心分離を行った。同様の手順による洗浄を３回行うことで、末端にマレイミド基が結合した発光体内包ナノ粒子を得た。
【０１０３】
一方、ストレプトアビジン（和光純薬工業株式会社製）をＮ−スクシンイミジル−Ｓ−アセチルチオアセテート（ＳＡＴＡ）を用いてチオール基付加処理を行ったのち、ゲルろ過カラムによるろ過を行い、発光体内包ナノ粒子が有するマレイミド基に結合可能なストレプトアビジン溶液を得た。
【０１０４】
上記の発光体内包ナノ粒子とストレプトアビジン溶液とを、ＥＤＴＡを２ｍＭ含有したＰＢＳ中で混合し、１時間反応させたのち、１０ｍＭメルカプトエタノールを添加し、反応を停止させた。得られた溶液を遠心フィルターで濃縮後、精製用ゲルろ過カラムを用いて未反応のストレプトアビジン等を除去することで、最終的にストレプトアビジンが結合した発光体内包ナノ粒子を得た。
【０１０５】
（免疫組織染色）
上記で調製した発光体内包ナノ粒子を用いて、ヒト乳房組織の免疫染色を行った。
【０１０６】
染色切片はコスモ・バイオ株式会社製の組織アレイスライド（ＣＢ−Ａ７１２）を用いた。組織アレイスライドを脱パラフィン処理後、水に置換洗浄し、１０ｍＭクエン酸緩衝液（ｐＨ６．０）中で１５分間オートクレーブ処理することで、抗原の賦活化処理を行った。その後、ＰＢＳ緩衝液を用いて洗浄後、１％ＢＳＡ含有ＰＢＳ緩衝液を用いて、湿潤箱中で１時間ブロッキング処理を行った。これを１％ＢＳＡ含有ＰＢＳ緩衝液で希釈したビオチン標識抗ウサギ抗体と３０分反応させ、さらに上記で調製した発光体内包ナノ粒子と２時間反応させ、その後洗浄を行うことにより得られた免疫組織化学染色切片を４％中性パラホルムアルデヒド水系バッファ溶液中に１０分間浸漬することにより、固定処理を行った。
【０１０７】
（形態染色）
上記のようにして固定処理した免疫組織化学染色切片に対してヘマトキシリン染色を行い、染色後の切片をエタノールに浸漬することにより脱水し、脱水切片をさらにキシレンに浸漬し風乾することにより、二重染色切片を得た。
【０１０８】
（１細胞あたりの輝点数）
上記の方法で固定処理を行った免疫組織化学染色切片について、蛍光顕微鏡（オリンパス株式会社製）を用いて、蛍光観察を行った。蛍光観察の写真を画像ソフトＩｍａｇｅＪで解析し、写真上の輝点をカウントした。一方、形態染色で得られた写真から、目視で細胞の数をカウントした。輝点のカウント数を細胞のカウント数で除して、１細胞あたりの輝点数の平均を算出し、下記の基準で評価した。輝点数が多いほど、鮮明に染色部位を観察できることを示している。
【０１０９】
◎：輝点数が３０以上
○：輝点数が２０以上３０未満
△：輝点数が２０未満
×：輝点を認識できずカウント不能。
【０１１０】
蛍光シートの評価結果および１細胞あたりの輝点数の評価結果を、下記表３に示す。
【０１１１】
【表３】
2017165633.tif 000004
【０１１２】
上記表３から明らかなように、実施例のグラフェンナノシート集積体は、発光効率に優れ、また蛍光観察時の１細胞当たりの輝度数が多くなるため、微量の生体物質を感度良く、定量的に検出することが可能なことが示唆された。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１３    グラフェンナノシート集積体、
２    マトリックス材料、
３    波長変換層、
４    基材、
１０    波長変換フィルム、
１１    標的生体分子（抗原）、
１２    標的指向性リガンド。
【図１】
2017165633.tif 000005
【図２】
2017165633.tif 000006
【図３】
2017165633.tif 000007