JP6401675B2 - Raman spectroscopy substrate - Google Patents
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Description
本発明は、多孔質材料を用いたラマン分光用基板に関する。 The present invention relates to a Raman spectroscopic board using a porous material.
分子及び分子結晶の振動エネルギーから材料の組成や状態を評価する手法としてラマン分光測定がある。近年、ラマン分光測定を用いて微小な分子結晶を評価し、製薬などへ応用することが行われている（非特許文献１）。微小な分子結晶を評価する際には分子結晶の凝集を抑制する母体が必要であり、その母体としてこれまで均一な空孔径を有する多孔質材料が用いられてきた（特許文献１）。 Raman spectroscopy is a method for evaluating the composition and state of materials from vibrational energy of molecules and molecular crystals. In recent years, minute molecular crystals have been evaluated using Raman spectroscopy and applied to pharmaceuticals and the like (Non-patent Document 1). When evaluating a minute molecular crystal, a base material that suppresses aggregation of the molecular crystal is necessary, and a porous material having a uniform pore diameter has been used as the base material (Patent Document 1).
しかし、これまで用いられてきた多孔質材料は粉末状であるため取扱いが難しいという課題がある。粉末状の多孔質材料は、粒径が微小であるため静電気等の影響を受け易い。よって、測定の為に粉末を容器に封入するのに長い時間を要する場合がある。また、粒径が微小なため、取り扱う際の空気の流れの影響も受け易い。 However, since the porous material used so far is powdery, there is a problem that it is difficult to handle. Powdered porous materials are susceptible to static electricity and the like because of their small particle size. Therefore, it may take a long time to enclose the powder in a container for measurement. In addition, since the particle size is very small, it is easily affected by the air flow during handling.
本発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、ラマン分光測定において多孔質材料の取り扱いを容易にしたラマン分光用基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of this problem, and an object of the present invention is to provide a Raman spectroscopic substrate that facilitates handling of a porous material in Raman spectroscopic measurement.
本発明のラマン分光用基板は、空孔の孔径が均一である粉末をタブレットに成形し、前記タブレットの一面は、当該一面に照射される光の焦点深度に対応する凹凸量よりも小さい表面粗さの測定領域と、前記測定領域を囲むように形成され、該測定領域の表面粗さよりも粗く且つ面積の大きい非測定領域とを含むことを要旨とする。 The substrate for Raman spectroscopy of the present invention forms powder with uniform pore diameter into a tablet, and one surface of the tablet has a surface roughness smaller than the amount of unevenness corresponding to the focal depth of light irradiated on the one surface. And a non-measurement region that is formed so as to surround the measurement region and is rougher than the surface roughness of the measurement region and has a larger area .
本発明によれば、空孔の孔径が均一である粉末（多孔質材料）をタブレットに成形するので、その取扱いが容易なラマン分光用基板を提供することができる。 According to the present invention, since a powder (porous material) having a uniform pore diameter is formed into a tablet, a Raman spectroscopic substrate that can be easily handled can be provided.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。複数の図面中同一のものには
同じ参照符号を付し、説明は繰り返さない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same reference numerals are given to the same components in a plurality of drawings, and the description will not be repeated.
〔第１実施形態〕
図１に、第１実施形態のラマン分光用基板１の外観の一例を示す。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。
[First Embodiment]
In FIG. 1, an example of the external appearance of the board | substrate 1 for Raman spectroscopy of 1st Embodiment is shown. 1A is a plan view and FIG. 1B is a side view.
本実施形態のラマン分光用基板１は、空孔の孔径が均一である粉末をタブレット（錠剤）に成形した基板であり、ラマン分光測定に用いる。多孔質材料の粉末が、タブレットに成形されるので、その取扱いが容易である。 The substrate for Raman spectroscopy 1 of the present embodiment is a substrate in which a powder having a uniform pore diameter is formed into a tablet, and is used for Raman spectroscopy measurement. Since the porous material powder is molded into a tablet, it is easy to handle.
また、タブレットの一面は、当該一面に照射される光の焦点深度に対応する凹凸量よりも小さい表面粗さの測定領域１０を含む。なお、ラマン分光測定で用いる光は、励起レーザーである。 In addition, one surface of the tablet includes a measurement region 10 having a surface roughness smaller than the unevenness amount corresponding to the depth of focus of light irradiated on the one surface. The light used in the Raman spectroscopic measurement is an excitation laser.
ここで、空孔の孔径が均一である粉末とは、例えばメソポーラスシリカの粉末である。メソポーラスシリカは、二酸化ケイ素（シリカ）を材料として、均一で規則的な細孔（メソ孔）を持つ物質である。メソポーラスシリカの他に、メソポーラスカーボンやメソポーラスアルミナ等の直径が2〜50nmの微細孔を持つメソポーラス材料を用いてもよい。 Here, the powder having a uniform pore diameter is, for example, a powder of mesoporous silica. Mesoporous silica is a substance having uniform and regular pores (mesopores) using silicon dioxide (silica) as a material. In addition to mesoporous silica, mesoporous materials having fine pores with a diameter of 2 to 50 nm, such as mesoporous carbon and mesoporous alumina, may be used.
ラマン分光用基板１は、メソポーラスシリカの粉末を、例えば直径5mm、厚み3mmのタブレットに成形したものである。なお、タブレットの形状はどのような形状で有ってもよい。 The substrate for Raman spectroscopy 1 is obtained by molding mesoporous silica powder into a tablet having a diameter of 5 mm and a thickness of 3 mm, for example. Note that the shape of the tablet may be any shape.
また、励起レーザーの焦点深度に対応する凹凸量とは、ラマン分光測定で用いる励起レーザーでタブレットの一面を顕微する際に、当該一面上の像が鮮鋭に見える前後の範囲に対応する凹凸の大きさのことである。よって、測定領域１０の範囲内の像は、一度焦点を合わせれば再調整することなく鮮鋭に観測することが可能である。 In addition, the amount of unevenness corresponding to the focal depth of the excitation laser is the size of the unevenness corresponding to the range before and after the image on the one surface is sharp when the one surface of the tablet is viewed with the excitation laser used in Raman spectroscopy. That's it. Therefore, the image within the range of the measurement region 10 can be observed sharply without being readjusted once focused.
従来の多項質材料は粉末状であるため、高倍率な集光を行うラマン分光測定では、焦点が測定位置によって異なるという課題があった。本実施形態のラマン分光用基板１によれば、その従来の課題も解決することができる。詳しくは後述する。 Since the conventional polycrystalline material is in the form of powder, the Raman spectroscopic measurement that condenses light at a high magnification has a problem that the focal point differs depending on the measurement position. According to the Raman spectroscopic substrate 1 of the present embodiment, the conventional problem can be solved. Details will be described later.
（メソポーラスシリカの作製）
タブレットの成形方法を説明する前に、メソポーラスシリカの作製方法について簡単に説明する。図２に、メソポーラスシリカの作製過程を示す。
(Preparation of mesoporous silica)
Before describing the method for molding a tablet, a method for producing mesoporous silica will be briefly described. FIG. 2 shows a process for producing mesoporous silica.
最初に、ブロック共重合体EO100-PO065-EO0100（EO:エチレンオキシド、PO:プロピレンオキシド）(F127)を希塩酸に溶解する（ステップＳ１）。得られた溶液を40℃の溶解温度において攪拌し、シリカ前駆体であるTEOS（テトラエチルオルトシリケート）を加えて沈殿物を生成する（ステップＳ２）。 First, the block copolymer EO100-PO065-EO0100 (EO: ethylene oxide, PO: propylene oxide) (F127) is dissolved in dilute hydrochloric acid (step S1). The obtained solution is stirred at a dissolution temperature of 40 ° C., and a silica precursor TEOS (tetraethylorthosilicate) is added to form a precipitate (step S2).
その沈殿物を含む溶液を80℃で24時間放置する（ステップＳ３）。次に、沈殿物を濾過して乾燥させる（ステップＳ４、Ｓ５）。最後に穏やかに焼成することでメソポーラスシリカの粉末を得る（ステップＳ６）。 The solution containing the precipitate is left at 80 ° C. for 24 hours (step S3). Next, the precipitate is filtered and dried (steps S4 and S5). Finally, it is calcined gently to obtain mesoporous silica powder (step S6).
図３に、ステップＳ６の焼成過程の温度プロファイルの例を示す。焼成は、室温から450℃まで8時間かけた昇温した後、450℃で6時間放置し、450℃から100℃まで8時間かけて冷却し、最後に自然冷却によって室温に戻すことで行う。 In FIG. 3, the example of the temperature profile of the baking process of step S6 is shown. Firing is carried out by raising the temperature from room temperature to 450 ° C. over 8 hours, allowing to stand at 450 ° C. for 6 hours, cooling from 450 ° C. to 100 ° C. over 8 hours, and finally returning to room temperature by natural cooling.
図４に、上記の方法で作製したメソポーラスシリカ２０の外観を示す。メソポーラスシリカ２０は、直径0.3nm〜100nmのナノサイズのメソ孔２１と、直径0.1nm〜1.0nmのサブナノサイズのマイクロ孔２２との均一な細孔を有する。 In FIG. 4, the external appearance of the mesoporous silica 20 produced with said method is shown. The mesoporous silica 20 has uniform pores of nano-sized mesopores 21 having a diameter of 0.3 nm to 100 nm and sub-nanosized micropores 22 having a diameter of 0.1 nm to 1.0 nm.
このナノサイズのメソ孔２１は立方晶の周期構造を持ち、サブナノサイズのマイクロ孔２２はメソ孔２１の壁面にそれらを連結するように存在する。空孔径が均一であることから比表面積の大きい多孔質構造が作製される。このように作製されたメソポーラスシリカ２０の細孔表面には40％〜60％の有機ケイ素官能基もしくはシラノール官能基を含む。つまり、空孔の表面は、目的分子の吸着及び分子結晶の形成に適した官能基によって修飾されている。 The nano-sized mesopores 21 have a cubic periodic structure, and the sub-nanosized micropores 22 exist so as to connect them to the wall surface of the mesopores 21. Since the pore diameter is uniform, a porous structure having a large specific surface area is produced. The pore surface of the mesoporous silica 20 thus produced contains 40% to 60% of organosilicon functional groups or silanol functional groups. In other words, the surface of the vacancies is modified with functional groups suitable for adsorption of target molecules and formation of molecular crystals.
これらの官能基は水素結合等により様々な分子を吸着することができる。また、これらの官能基は、例えば硫酸過酸化水素水で処理することにより、増加させることができる。 These functional groups can adsorb various molecules by hydrogen bonding or the like. Moreover, these functional groups can be increased by, for example, treating with sulfuric acid hydrogen peroxide.
メソポーラスシリカ２０は、可視光から近赤外領域において光を透過する。よって、光に対して透過性を有するメソポーラスシリカ２０は、目的分子又は分子結晶を測定するための材料として好適である。 The mesoporous silica 20 transmits light from the visible light to the near infrared region. Therefore, the mesoporous silica 20 that is transparent to light is suitable as a material for measuring the target molecule or molecular crystal.
（タブレットの成形）
上記の方法で作製したメソポーラスシリカ２０の粉末を、直径5mmの円柱状の筒に入れ、上下に10kgf/cm2〜100kgf/cm2の力で圧縮するプレス加工で、厚さ2〜3mmのラマン分光用基板１を作製する。メソポーラスシリカ２０の粉末は、ポリエチレン等の接着媒体を用いることなく、加圧のみでタブレットに成形することが可能である。但し、圧縮力は、10kgf/cm2〜100kgf/cm2の範囲である必要がある。10kgf/cm2以下では、タブレットに成形することができない。また、100kgf/cm2以上では成形したタブレットが脆く崩れてしまう。
(Molding tablet)
The powder of the mesoporous silica 20 produced by the above method, was placed into a cylindrical tube having a diameter of 5 mm, vertically by press working to compress by the force of 10kgf / cm 2 ~100kgf / cm 2 , a thickness of 2~3mm Raman The spectroscopic substrate 1 is produced. The powder of mesoporous silica 20 can be formed into a tablet only by pressing without using an adhesive medium such as polyethylene. However, the compressive force should be in the range of 10kgf / cm 2 ~100kgf / cm 2 . If it is 10 kgf / cm 2 or less, it cannot be formed into a tablet. On the other hand, when it is 100 kgf / cm 2 or more, the molded tablet is fragile and collapses.
図５に、ラマン分光用基板１を製造する製造方法の一例を示す。図５は、ラマン分光用基板１を成形するプレス加工で用いる金型の構成を、断面で示す図である。金型は、筒３０と、上型３１と、下型３２とで構成される。 In FIG. 5, an example of the manufacturing method which manufactures the board | substrate 1 for Raman spectroscopy is shown. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a mold used in press working for forming the Raman spectroscopic substrate 1. The mold includes a cylinder 30, an upper mold 31, and a lower mold 32.
上型３１と下型３２とは、筒３０の内壁を上下方向に摺動する。筒３０の底を下型３２で塞いだ状態で、筒３０の内壁と下型３２とで形成される凹部に、所定の量のメソポーラスシリカ２０の粉末を入れ、下型３２を固定した状態で上型３１を下型３２の方向に10kgf/cm2〜100kgf/cm2の力で圧縮する。ここで所定の量とは、例えば50mg程度の量である。 The upper mold 31 and the lower mold 32 slide on the inner wall of the cylinder 30 in the vertical direction. In a state where the bottom of the cylinder 30 is closed with the lower mold 32, a predetermined amount of mesoporous silica 20 powder is put into a recess formed by the inner wall of the cylinder 30 and the lower mold 32, and the lower mold 32 is fixed. the upper die 31 is compressed with a force of 10kgf / cm 2 ~100kgf / cm 2 in the direction of the lower die 32. Here, the predetermined amount is, for example, an amount of about 50 mg.
上型３１のメソポーラスシリカ２０を圧縮する面αは、研削加工された表面が滑らかな面である。面αの表面の凹凸の最大高さは、ラマン分光測定で用いる励起レーザーの焦点深度よりも小さい数μm以下になるように研削加工される。研削加工とは、切削加工よりも平滑な面が得られる研磨等を含む機械加工の一種である。 The surface α for compressing the mesoporous silica 20 of the upper mold 31 is a surface having a smooth ground surface. Grinding is performed so that the maximum height of the irregularities on the surface α is several μm or less, which is smaller than the focal depth of the excitation laser used in the Raman spectroscopic measurement. Grinding is a type of machining including polishing that provides a smoother surface than cutting.
面αの表面は、従来のＪＩＳの仕上げ記号で表すと「▽▽▽」以上の平坦度（表面粗さ）で加工される。この平坦度に加工された上型３１の面αによって成形されたラマン分光用基板１の表面の凹凸は、励起レーザーの焦点深度に対応する凹凸量よりも小さくなる。 The surface of the surface α is processed with a flatness (surface roughness) of “▽▽▽” or more when expressed by a finish symbol of conventional JIS. The unevenness on the surface of the Raman spectroscopic substrate 1 formed by the surface α of the upper mold 31 processed to the flatness is smaller than the unevenness amount corresponding to the focal depth of the excitation laser.
したがって、ラマン分光用基板１の上型３１の面αで成形された一面は、どの部分に励起レーザーを照射しても測定位置の変化に対する焦点距離の変化が問題にならない。つまり、ラマン分光用基板１の一面の全域がラマン分光測定の測定領域となる。 Therefore, on one surface formed by the surface α of the upper mold 31 of the Raman spectroscopic substrate 1, any change in the focal length with respect to the change in the measurement position does not become a problem no matter which part is irradiated with the excitation laser. That is, the entire area of one surface of the substrate for Raman spectroscopy 1 is a measurement region for Raman spectroscopy measurement.
図６に、ラマン分光用基板１を製造する製造方法の他の例を示す。図６に示す例は、上記の下型３２を凹形状にしたものである。下型の凹形状は、側壁Ａ３３と側壁Ｂ３４と、側壁Ａ３３,Ｂ３４と直交する方向の図示しない側壁Ｃ３５と側壁Ｄ３６と、底３７とで構成される。この凹形状は、ラマン分光用基板１を成形した後に分解できる。 In FIG. 6, the other example of the manufacturing method which manufactures the board | substrate 1 for Raman spectroscopy is shown. In the example shown in FIG. 6, the lower mold 32 is formed in a concave shape. The concave shape of the lower mold includes a side wall A33, a side wall B34, a side wall C35 and a side wall D36 (not shown) in a direction orthogonal to the side walls A33, B34, and a bottom 37. The concave shape can be decomposed after the Raman spectroscopic substrate 1 is formed.
この凹部に所定の量のメソポーラスシリカ２０の粉末を入れて、ラマン分光用基板１を成形するのは上記の例と同じである。よって、上型３１の面αで成形されたラマン分光用基板１の成形面の全域は、励起レーザーの焦点深度が問題にならない測定領域となる。 The Raman spectroscopic substrate 1 is formed by putting a predetermined amount of powder of mesoporous silica 20 into the recess as in the above example. Therefore, the entire region of the surface of the Raman spectroscopic substrate 1 formed by the surface α of the upper mold 31 is a measurement region where the focal depth of the excitation laser does not matter.
（ラマン分光測定）
ラマン分光測定は、物質の同定や定量を行う分析手法として確立した測定方法であり、近年、低周波領域（3.33〜333cmm-1,0.1〜10THz）での測定が可能になった。そのため、分子間結合に由来する振動モードを観測できる新しい手法として注目されている。
(Raman spectroscopy measurement)
Raman spectroscopic measurement is a measurement method established as an analytical method for identifying and quantifying substances, and in recent years, measurement in a low frequency region (3.33 to 333 cm −1 , 0.1 to 10 THz) has become possible. Therefore, it attracts attention as a new method that can observe vibration modes derived from intermolecular bonds.
分子間結合は、複数の異種分子から構成されるコクリスタルの生成において重要な役割を果たしている。コクリスタルとは、医薬品の原薬と各種の添加物からなる結晶性の複合体である。その分子間結合を測定できるラマン分光測定は、化学、薬学、医学の発展を支える基礎技術として期待されている。 Intermolecular bonds play an important role in the generation of co-crystals composed of multiple heterogeneous molecules. A co-crystal is a crystalline complex composed of an active pharmaceutical ingredient and various additives. The Raman spectroscopic measurement that can measure the intermolecular bond is expected as a basic technology that supports the development of chemistry, pharmacy, and medicine.
ラマン分光測定を行う一事例として、カフェインとシュウ酸のコクリスタルを合成した。クロロホルム、メタノール、カフェイン、シュウ酸をモル比70：40：2：1の割合で混合したコクリスタル溶液に、上記の方法で作製したメソポーラスシリカ２０を一定時間浸す。カフェイン分子とシュウ酸分子の大きさは1nm未満であるため、それぞれの分子はメソポーラスシリカの細孔内へ毛細管現象で侵入する。 As an example of Raman spectroscopy, caffeine and oxalic acid co-crystals were synthesized. The mesoporous silica 20 produced by the above method is immersed in a cocrystal solution in which chloroform, methanol, caffeine, and oxalic acid are mixed at a molar ratio of 70: 40: 2: 1 for a certain period of time. Since caffeine molecules and oxalic acid molecules are less than 1 nm in size, each molecule penetrates into the pores of mesoporous silica by capillary action.
コクリスタル溶液を蒸発させると、メソポーラスシリカ２０の細孔内にカフェインとシュウ酸とが吸着される。このようにカフェインとシュウ酸とを含むメソポーラスシリカ２０の粉末を、上記の方法でタブレットに成形してラマン分光用基板２を作製した。なお、ラマン分光用基板２の外観は、ラマン分光用基板１（図１）と同じである。 When the cocrystal solution is evaporated, caffeine and oxalic acid are adsorbed in the pores of the mesoporous silica 20. Thus, the mesoporous silica 20 powder containing caffeine and oxalic acid was formed into a tablet by the above-described method to produce a Raman spectroscopic substrate 2. The appearance of the Raman spectroscopic substrate 2 is the same as the Raman spectroscopic substrate 1 (FIG. 1).
このラマン分光用基板２を、波長785nmの励起レーザーを備えるラマン分光評価装置で測定した。メソポーラスシリカ２０は、波長785nmの光を透過するため目的分子及び分子結晶のラマン散乱を観測することができる。 The Raman spectroscopic substrate 2 was measured with a Raman spectroscopic evaluation apparatus equipped with an excitation laser having a wavelength of 785 nm. Since the mesoporous silica 20 transmits light having a wavelength of 785 nm, Raman scattering of the target molecule and molecular crystal can be observed.
測定は、50μmの測定間隔で連続測定した。ラマン分光用基板２は厚みが均一であり、測定領域の表面の凹凸が励起レーザーの焦点深度より小さいことから、測定位置によって焦点が変化しない。そのため、連続測定でも十分な信号強度が得られる。 The measurement was continuously performed at a measurement interval of 50 μm. The Raman spectroscopic substrate 2 has a uniform thickness, and the unevenness of the surface of the measurement region is smaller than the focal depth of the excitation laser, so that the focal point does not change depending on the measurement position. Therefore, sufficient signal intensity can be obtained even in continuous measurement.
図７に、連続測定によって得られたカフェイン−シュウ酸分子結晶のラマン分光スペクトルを示す。図７の横軸はラマンシフト（cm-1）、縦軸は散乱強度（a.u.）である。散乱強度を表す一本の特性は、一か所の測定位置の特性である。 FIG. 7 shows the Raman spectrum of the caffeine-oxalic acid molecular crystal obtained by continuous measurement. The horizontal axis in FIG. 7 is the Raman shift (cm −1 ), and the vertical axis is the scattering intensity (au). One characteristic representing the scattering intensity is a characteristic of one measurement position.
波長600cm-1において散乱強度の平均値3589、標準偏差2473を得た。このように、ラマン分光用基板２を用いた連続測定で、ばらつきの幅を平均値以下に抑えることができた。 An average value of 3589 of scattering intensity and a standard deviation of 2473 were obtained at a wavelength of 600 cm −1 . Thus, in the continuous measurement using the Raman spectroscopic substrate 2, the width of variation could be suppressed to an average value or less.
このように本実施形態のラマン分光用基板２を用いることで、ラマン分光測定の測定効率を改善することができると共に、測定値の信頼性も向上させることができる。 As described above, by using the Raman spectroscopic substrate 2 of the present embodiment, the measurement efficiency of the Raman spectroscopic measurement can be improved and the reliability of the measurement value can be improved.
次に、カフェイン等を含まないラマン分光用基板１を用いて分子結晶生成を観測する実験を行った。上記のラマン分光用基板１に、クロロホルム、メタノール、カフェイン、シュウ酸（無水）をモル比70：40：2：1の割合で混合し、60℃で30分攪拌した溶液100μｌを滴下する。 Next, an experiment was conducted to observe the formation of molecular crystals using the Raman spectroscopic substrate 1 that does not contain caffeine or the like. Chloroform, methanol, caffeine, and oxalic acid (anhydrous) are mixed in a molar ratio of 70: 40: 2: 1 to the Raman spectroscopic substrate 1 and 100 μl of a solution stirred at 60 ° C. for 30 minutes is dropped.
溶液の滴下量によってメソポーラスシリカ内のモル量を変化させることができる。溶液の滴下量を変えることで、モル量（カフェイン：シュウ酸）が20μmol：10μmolから186μmol：93μmolまでのラマン分光用基板３を作製する。 The molar amount in the mesoporous silica can be changed by the amount of the solution dropped. By changing the dropping amount of the solution, the Raman spectroscopic substrate 3 having a molar amount (caffeine: oxalic acid) of 20 μmol: 10 μmol to 186 μmol: 93 μmol is prepared.
このように作製したモル量の異なるラマン分光用基板３を、波長785nmの励起レーザーを備えるラマン分光評価測定装置で測定した。図８に、その測定結果を示す。図８の横軸はモル量（μmol）、縦軸はラマン散乱強度（a.u.）である。カフェインのラマン散乱強度を六角形、カフェイン−シュウ酸分子結晶のラマン散乱強度を☆で表す。 The thus prepared Raman spectroscopic substrates 3 having different molar amounts were measured by a Raman spectroscopic evaluation and measurement apparatus equipped with an excitation laser having a wavelength of 785 nm. FIG. 8 shows the measurement results. The horizontal axis in FIG. 8 is the molar amount (μmol), and the vertical axis is the Raman scattering intensity (a.u.). The Raman scattering intensity of caffeine is represented by hexagons, and the Raman scattering intensity of caffeine-oxalic acid molecular crystals is represented by ☆.
カフェイン−シュウ酸分子結晶のラマン散乱強度☆が、モル量70μmolから増加している。この特性から、メソポーラスシリカに吸着させるカフェインのモル量が70μmol、シュウ酸のモル量が35μmol（2：１のため）を越えるとカフェイン−シュウ酸分子結晶が生成されることが分かる。 The Raman scattering intensity of the caffeine-oxalic acid molecular crystal is increased from a molar amount of 70 μmol. This characteristic shows that caffeine-oxalic acid molecular crystals are formed when the molar amount of caffeine adsorbed on mesoporous silica exceeds 70 μmol and the molar amount of oxalic acid exceeds 35 μmol (due to 2: 1).
なお、ラマン分光用基板３は、ラマン分光用基板１に上記の溶液を滴下する方法で作製したが、ラマン分光用基板２を作製する際のメソポーラスシリカ２０の粉末を溶液に浸す時間を変えることでも同様にモル量の異なる基板を作製することができる。 The Raman spectroscopic substrate 3 was prepared by dropping the above solution onto the Raman spectroscopic substrate 1, but the time for immersing the mesoporous silica 20 powder in the Raman spectroscopic substrate 2 in the solution was changed. However, substrates having different molar amounts can be similarly produced.
本実施形態のラマン分光用基板１〜３は、分子結晶生成の条件を分析するのに用いることができる。このようにラマン分光用基板１〜３は、ナノメータスケールの微細な結晶構造を作製する最適条件を検討するのに用いることができ、ラマン分光測定の利用範囲の拡大に資することができる。 The Raman spectroscopic substrates 1 to 3 of this embodiment can be used to analyze the conditions for generating molecular crystals. As described above, the Raman spectroscopic substrates 1 to 3 can be used to study the optimum conditions for producing a nanometer-scale fine crystal structure, and can contribute to the expansion of the range of use of Raman spectroscopic measurement.
〔第２実施形態〕
図９に、第２実施形態のラマン分光用基板４の外観の一例を示す。図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は側面図である。
[Second Embodiment]
In FIG. 9, an example of the external appearance of the board | substrate 4 for Raman spectroscopy of 2nd Embodiment is shown. FIG. 9A is a plan view and FIG. 9B is a side view.
本実施形態のラマン分光用基板４は、タブレットの一面の一部に測定領域４０を具備する点で、ラマン分光用基板１（図１）と異なる。ラマン分光用基板１は、上型３１の面αが接する一面の全域が測定領域である。 The Raman spectroscopic substrate 4 of the present embodiment is different from the Raman spectroscopic substrate 1 (FIG. 1) in that the measurement region 40 is provided on a part of one surface of the tablet. In the Raman spectroscopic substrate 1, the entire area of one surface with which the surface α of the upper mold 31 contacts is a measurement region.
測定領域が広いことは好ましいことである。しかし、上記のようにラマン分光測定の測定間隔は、例えば50μｍである。よって、統計的に意味のある数の測定を行う場合の測定領域の面積は、例えば300μm2もあれば十分である。よって、測定領域は限られた面積にしてもよい。 It is preferable that the measurement area is wide. However, as described above, the measurement interval of the Raman spectroscopic measurement is, for example, 50 μm. Therefore, it is sufficient if the area of the measurement region in the case of performing a statistically meaningful number of measurements is, for example, 300 μm 2 . Therefore, the measurement area may have a limited area.
ラマン分光用基板４は、タブレットの中央部分に例えば300μm2の面積の測定領域４０を具備する。この測定領域４０以外の領域は非測定領域４１である。 The Raman spectroscopic substrate 4 includes a measurement region 40 having an area of, for example, 300 μm 2 in the central portion of the tablet. A region other than the measurement region 40 is a non-measurement region 41.
測定領域４０の表面は、励起レーザーの焦点深度よりも小さな凹凸面にする必要がある。そのためには、上型３１の当該部分の表面（面α）は、測定領域４０の表面の凹凸よりも平滑度の高い面にする必要がある。平滑度の高い面を作製するには手間がかかる。 The surface of the measurement region 40 needs to be an uneven surface smaller than the focal depth of the excitation laser. For that purpose, the surface (surface α) of the portion of the upper mold 31 needs to be a surface having a smoothness higher than the unevenness of the surface of the measurement region 40. It takes time to produce a surface with high smoothness.
したがって、測定領域４０の範囲を限定することで、上型３１のコストを安くすることができる。一方、非測定領域４１の表面粗さは、測定領域４０の表面粗さよりも粗い。なお、測定領域４０を凹形状で示したが、凸形状で有ってもよい。 Therefore, by limiting the range of the measurement region 40, the cost of the upper mold 31 can be reduced. On the other hand, the surface roughness of the non-measurement region 41 is rougher than the surface roughness of the measurement region 40. In addition, although the measurement area | region 40 was shown with the concave shape, you may have a convex shape.
また、測定領域の数も1個に限られない。測定領域を複数具備するようにして、例えば測定領域ごとに官能基を異ならせてもよい。また、非測定領域４１の表面には、非測定領域であることを表す模様等を描いてもよい。このように測定領域４０と非測定領域４１とを分けることで、全面が測定領域の場合よりも観察する領域を見分け易くなる効果も奏する。 Further, the number of measurement areas is not limited to one. A plurality of measurement regions may be provided, and for example, the functional group may be different for each measurement region. Further, on the surface of the non-measurement area 41, a pattern or the like indicating the non-measurement area may be drawn. By separating the measurement region 40 and the non-measurement region 41 in this way, there is also an effect that it becomes easier to distinguish the region to be observed than when the entire surface is the measurement region.
以上説明したようにラマン分光用基板１〜４は、多孔質材料の取り扱いを容易にする効果を奏する。また、表面粗さが平坦（小さ）な測定領域を具備するのでラマン分光測定の連続測定を可能にし、ラマン分光測定の測定値のばらつきを少なくすることができる。また、ラマン分光測定の利用範囲の拡大に資することができる。 As described above, the Raman spectroscopic substrates 1 to 4 have an effect of facilitating the handling of the porous material. In addition, since a measurement region having a flat (small) surface roughness is provided, continuous measurement of Raman spectroscopy can be performed, and variations in measurement values of Raman spectroscopy can be reduced. Moreover, it can contribute to the expansion of the range of use of Raman spectroscopic measurement.
以上、実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。例えば、タブレットの形状は、円形以外の例えばおむすび型で有ってもよい。要するにラマン分光用基板の形状は、取扱いが容易で、且つ、崩れ難いものであればどのような形状でもよい。 Although the contents of the present invention have been described according to the embodiments, the present invention is not limited to these descriptions, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made. For example, the tablet may have a shape other than a circle, such as a rice ball shape. In short, the shape of the Raman spectroscopic substrate may be any shape as long as it is easy to handle and hardly collapses.
以上説明した本発明の実施形態は、ラマン分光測定に広く利用することが可能である。 The embodiments of the present invention described above can be widely used for Raman spectroscopic measurement.
１，２，３，４ ：ラマン分光用基板
１０,４０ ：測定領域
２０ ：メソポーラスシリカ
２１ ：メソ孔（空孔）
２２ ：マイクロ孔（空孔）
３０ ：筒（金型）
３１ ：上型（金型）
３２ ：下型（金型）
３３ ：側壁Ａ（金型）
３４ ：側壁Ｂ（金型）
４１ ：非測定領域
1, 2, 3, 4: Raman spectroscopy substrate 10, 40: Measurement area 20: Mesoporous silica 21: Mesopore (hole)
22: Micro hole (hole)
30: Tube (mold)
31: Upper mold (mold)
32: Lower mold (mold)
33: Side wall A (mold)
34: Side wall B (mold)
41: Non-measurement area
Claims (6)
前記タブレットの一面は、当該一面に照射される光の焦点深度に対応する凹凸量よりも小さい表面粗さの測定領域と、
前記測定領域を囲むように形成され、該測定領域の表面粗さよりも粗く且つ面積の大きい非測定領域と
を含むことを特徴とするラマン分光用基板。 Molding powder with uniform pore size into tablets ,
One surface of the tablet has a surface roughness measurement area smaller than the amount of unevenness corresponding to the focal depth of light irradiated on the one surface,
A non-measurement region formed so as to surround the measurement region, and having a larger surface area than the surface roughness of the measurement region;
A substrate for Raman spectroscopy , comprising:
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