東京大學研究生院的Keisuke Goda 教授和LucasLand Co., Ltd. 的研究小組合成了類似於普魯士藍(也稱為葛飾北齋藍)和廣重藍(浮世繪印刷中使用的顏料)的納米顆粒,並使用傳統的顏料他們發現它可以作為表面增強拉曼光譜(SERS)的基底,其靈敏度比拉曼光譜(Ramanspectroscopy)高1億倍。
SERS 是一種高度靈敏的分析方法,迄今已使用局域表面等離子體共振 (LSPR) 在金屬奈米結構的間隙(熱點)中進行測量。然而,為了解決金屬SERS基底引起的生物相容性、耐久性、均勻性和再現性差的問題,人們提出了碳、半導體和電介質等非金屬材料。然而,存在一個問題,即難以控制 SERS 性能,該性能根據目標分子和各種底物的組合而變化。
研究團隊發現,普魯士藍的類似物普魯士藍是鐵和氰化物的配位金屬絡合物,添加了不同的金屬,由於產生的晶體缺陷而表現出優異的SERS性能。由於SERS性能會根據金屬類型而變化,因此可以透過晶體缺陷的產生來控制SERS性能。此外,此SERS基底表現出極高的增強率(108倍),有望應用於生物分子和其他物質的超高靈敏度分析。
使用普魯士藍類似物奈米粒子的SERS測量具有優異的再現性、均勻性、耐用性、多功能性和生物相容性,並且克服了傳統化學分析的設備尺寸、使用困難和高成本等問題。該公司表示,它有望在醫學、工業、環境安全等領域開拓「簡單、現場、低成本的化學分析,任何人都可以在任何地方進行」的新領域。