도쿄 대학 대학원의 고다 케이스케 교수와 주식회사 LucasLand사의 연구 그룹은, 우키요에에도 사용된 안료로 호쿠사이 블루·히로시게 블루라고도 불린 프루시안 블루의 유사체 나노 입자를 합성해, 통상의 분광 분석 수법 (라만 분광법)보다 1억배 높은 감도를 가진 표면 증강 라만 분광법(SERS)의 기판으로 작용하는 것을 발견했다.
고감도 분석 기법의 SERS는 지금까지 금속 나노구조체의 간극(핫스팟)에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR)을 이용하여 측정되어 왔다. 그러나, 금속 SERS 기판에 의한 생체 적합성이나 내구성, 균일성이나 재현성이 부족하다는 문제를 해결하기 위해 비금속 재료의 탄소나 반도체·유전체 등의 재료가 제안되고 있다. 다만, 측정 대상 분자와 다양한 기판의 조합으로 변화하는 SERS 성능의 제어가 곤란하다는 문제가 있었다.
연구 그룹은 철과 시안의 배위 금속 착물 화합물인 플루시안 블루에 다른 금속을 첨가한 플루시안 블루 유사체가 생성된 결정 결함에 의해 우수한 SERS 성능을 나타내는 것을 발견했다. 금속의 종류에 따라 SERS 성능이 변화하기 때문에, 결정 결함의 생성을 통한 SERS 성능의 제어를 도모할 수 있다. 또, 이 SERS 기판은 매우 높은 증강률(108배)을 나타내고, 생체 분자 등의 초고감도 분석에의 응용을 기대할 수 있다.
플루시안 블루 유사체 나노입자를 이용한 SERS 측정은 재현성, 균일성, 내구성, 다용도성, 생체적합성이 우수하며, 종래의 화학 분석에 있어서의 장치의 크기, 사용하기 어려움, 고비용 등의 문제를 극복할 가능성이 있다. 의료, 산업, 환경안전, 범죄수사 등 '어디서나 누구나 간편·그 자리·저비용 화학분석'이라는 새로운 영역의 개척에 도움이 될 것으로 기대된다.
