TW202306898A - 複合粒子及其製造方法、以及感測器元件 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可用於感測器元件等、且有效用作增強發光體的發光的增強部件的新的結構體。提供一種複合粒子，包含：芯粒子；以及金屬系粒子集合體層，配置於該芯粒子的表面的至少一部分上，金屬系粒子集合體層包括相互分離配置的多個金屬系粒子。

Description

複合粒子及其製造方法、以及感測器元件

本發明是有關於一種複合粒子及其製造方法、以及感測器元件。

已知一種利用金屬奈米粒子的局部電漿子共振來增強螢光的技術（例如專利文獻1）。於非專利文獻1中示出了關於由銀奈米粒子引起的局部電漿子共振的研究。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平08-271431號公報 [非專利文獻]

[非專利文獻1]T.福浦與M.川崎（T. Fukuura and M. Kawasaki）,「緊密堆積的亞微米級Ag島對分子螢光的長期增強（Long Range Enhancement of Molecular Fluorescence by Closely Packed Submicro-scale Ag Islands）」,表面科學與奈米技術電子期刊（e-Journal of Surface Science and Nanotechnology）, 2009, 7, 653

[發明所欲解決之課題] 本發明的一個目的在於提供一種可用於感測器元件等、且有效用作增強發光體的發光的增強部件的新的結構體。 本發明的另一目的在於提供一種包括所述結構體的感測器元件。

[解決課題之手段] 本發明提供以下所示的複合粒子及其製造方法、以及感測器元件。 [1] 一種複合粒子，包含： 芯粒子；以及 金屬系粒子集合體層，配置於所述芯粒子的表面的至少一部分上， 所述金屬系粒子集合體層包括相互分離配置的多個金屬系粒子。 [2] 如[1]所述的複合粒子，其中所述多個金屬系粒子的平均粒徑為5 nm以上且1600 nm以下。 [3] 如[1]或[2]所述的複合粒子，其中所述多個金屬系粒子分別配置成與其相鄰的金屬系粒子的平均距離為1 nm以上且150 nm以下。 [4] 如[1]至[3]中任一項所述的複合粒子，其中所述平均距離的標準偏差為50 nm以下。 [5] 如[1]至[4]中任一項所述的複合粒子，其中所述芯粒子的表面包含曲面。 [6] 如[5]所述的複合粒子，其中至少於所述曲面上配置有所述金屬系粒子集合體層。 [7] 如[1]至[4]中任一項所述的複合粒子，其中所述芯粒子的粒徑為0.3 μm以上且未滿10 μm。 [8] 如[1]至[7]中任一項所述的複合粒子，其中所述金屬系粒子集合體層配置於所述芯粒子的整個表面。 [9] 如[1]至[8]中任一項所述的複合粒子，更包含至少覆蓋所述多個金屬系粒子的表面的保護層。 [10] 如[9]所述的複合粒子，其中所述保護層包含絕緣性材料。 [11] 如[9]或[10]所述的複合粒子，其中所述保護層的厚度為3 nm以上且200 nm以下。 [12] 如[9]至[11]中任一項所述的複合粒子，其中所述保護層覆蓋所述芯粒子及所述金屬系粒子的整個表面。 [13] 如[1]至[12]中任一項所述的複合粒子，用於感測器元件。 [14] 一種複合粒子的製造方法，是製造複合粒子的方法，所述複合粒子包含： 芯粒子；以及 金屬系粒子集合體層，配置於所述芯粒子的表面的至少一部分上， 所述金屬系粒子集合體層包括相互分離配置的多個金屬系粒子，所述複合粒子的製造方法包括： 使所述金屬系粒子於所述芯粒子的表面生長的步驟。 [15] 如[14]所述的複合粒子的製造方法，其中於所述生長的步驟之後，更包括進行熱處理的步驟。 [16] 如[14]或[15]所述的複合粒子的製造方法，其中於所述生長的步驟之後，更包括形成至少覆蓋所述多個金屬系粒子的表面的保護層的步驟。 [17] 一種複合粒子，包含： 芯粒子； 金屬系材料層，配置於所述芯粒子的表面的至少一部分上；以及 保護層，覆蓋所述金屬系材料層的表面。 [18] 如[17]所述的複合粒子，其中所述保護層包含絕緣性材料。 [19] 如[17]或[18]所述的複合粒子，其中所述保護層的厚度為3 nm以上且200 nm以下。 [20] 一種感測器元件，用於對被檢測物質進行檢測，所述感測器元件包含： 基板； 複合粒子，配置於所述基板上；以及 捕捉部，配置於所述複合粒子上，具有與所述被檢測物質特異性鍵結的捕捉物質， 所述複合粒子包含： 芯粒子；以及 金屬系粒子集合體層，配置於所述芯粒子的表面的至少一部分上， 所述金屬系粒子集合體層包括相互分離配置的多個金屬系粒子。 [21] 如[20]所述的感測器元件，其中所述複合粒子更包含至少覆蓋所述多個金屬系粒子的表面的保護層， 於所述保護層上配置有所述捕捉部。

[發明的效果] 可提供一種能夠用於感測器元件等、且有效用作增強發光體的發光的增強部件的新的結構體。另外，可提供一種包括該結構體的感測器元件。

＜複合粒子＞ （1）概要 圖1是示意性地表示本發明的複合粒子（以下，亦簡稱為「複合粒子」）的一例的平面圖，圖2是示意性地表示複合粒子的一例的剖面圖。複合粒子1包含：芯粒子10；以及金屬系粒子集合體層，配置於芯粒子10的表面的至少一部分上。金屬系粒子集合體層是擔載於芯粒子10上的多個金屬系粒子20的集合，且是包括相互分離配置的多個金屬系粒子20的層。

於圖1及圖2所示的例子中，金屬系粒子集合體層配置於芯粒子10的整個表面上。其中，由於構成金屬系粒子集合體層的多個金屬系粒子20相互分離，因此於金屬系粒子集合體層中有不存在金屬系粒子20的區域，於該區域中芯粒子10的表面露出。

形成於芯粒子上的金屬系粒子集合體層為電漿子結構體。所謂「電漿子結構體」是指可顯示出局部電漿子共振的結構體。電漿子是指藉由結構體中的自由電子的集體振動而產生的自由電子的疏密波。

根據複合粒子，可藉由其局部電漿子共振，增強來自例如用於標記被檢測物質的發光體的發光（例如螢光）的強度。因此，複合粒子可較佳地用作各種感測器元件用的發光增強部件。藉由將複合粒子應用於感測器元件，可提高感測器元件的感度、定量精度及/或定量結果的再現性（穩定性）。感測器元件的較佳的一例為生物感測器元件。

複合粒子可顯示出下述[a]及[b]的特徵。該些特徵被認為是藉由構成金屬系粒子集合體層的多個金屬系粒子所表示的局部電漿子間的相互作用而表現出來的。 [a]金屬系粒子集合體層所顯示的電漿子共振的作用範圍（由電漿子帶來的發光增強效果所及的範圍）寬，甚至可增強距金屬系粒子集合體的表面為例如數百nm（例如200 nm）的範圍內的發光體的發光。 [b]由於金屬系粒子集合體層顯示出強的電漿子共振，因此可獲得強的發光增強效果。

關於所述[a]，根據複合粒子，可增強配置於距離金屬系粒子集合體層為例如10 nm以上、進而數十奈米（例如20 nm、30 nm或40 nm）以上、甚至100 nm以上或200 nm以上的位置處的發光體的發光。關於所述[b]，複合粒子所顯示的電漿子共振的強度並非特定波長下的各個金屬系粒子所顯示的局部電漿子共振的單純的總和，而是其以上的強度。於複合粒子中，各個金屬系粒子相互作用而表現出強的電漿子共振。此種強的電漿子共振被認為是藉由金屬系粒子的局部電漿子間的相互作用而表現出來的。

一般而言，電漿子結構體於藉由吸光光度法測定吸光光譜時，作為處於紫外～可見光區域中的最長波長側的峰而觀測到電漿子共振峰（以下，亦稱為「電漿子峰」）。根據電漿子峰的極大波長下的吸光度的大小，可對電漿子結構體的電漿子共振的強度進行評價。處於吸光度值越大，電漿子共振的強度亦越大的傾向。

電漿子結構體的吸光光譜可藉由吸光光度法進行測定。具體而言，吸光光譜可藉由以下方式獲得：對積層有金屬系粒子集合體的玻璃基板的作為背面側（與金屬系粒子集合體相反之側）的基板面，自垂直的方向照射紫外～可見光區域的入射光，並使用積分球分光光度計測定透過至金屬系粒子集合體側的所有方向上的透過光的強度I，對與該測定樣品的基板為相同厚度及相同材質、且未積層金屬系粒子集合體的基板的面，自垂直的方向照射與之前相同的入射光，並使用積分球分光光度計測定自入射面的相反側透過的所有方向上的透過光的強度I ₀。此時，作為吸光光譜的縱軸的吸光度由下述式： 吸光度=-log ₁₀（I/I ₀） 表示。 吸收光譜可使用一般的分光光度計進行測定。

另外，當測定於紫外～可見光區域中處於最長波長側的電漿子峰的極大波長及其吸光度時，亦可使用物鏡與分光光度計，縮小測定視野來進行吸光光譜測定。

（2）芯粒子 芯粒子是構成複合粒子的核的粒子。芯粒子的形狀並無特別限制，可為其表面包含曲面的形狀，亦可為其表面不包含曲面的形狀。 作為表面包含曲面的形狀，可列舉球狀、旋轉橢圓形狀等。作為表面不包含曲面的形狀，可列舉多面體形狀等。芯粒子亦可為其表面的一部分為曲面且其餘部分包括平面。芯粒子亦可為不定形。 芯粒子較佳為球狀或大致球狀。

芯粒子的粒徑例如為0.3 μm以上且未滿10 μm，較佳為0.5 μm以上且8 μm以下，更佳為1 μm以上且5 μm以下，進而佳為1 μm以上且3 μm以下。本發明亦是有關於一種作為多個複合粒子的集合的複合粒子群。於複合粒子群中，芯粒子的粒徑可以是指芯粒子群（多個芯粒子的集合）的平均粒徑。

芯粒子的粒徑是根據以下的方法進行測定。使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」或與其同等的裝置，獲取附著有芯粒子的基板（玻璃基板等）的包含該芯粒子的自正上方的掃描式電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察圖像。於該SEM觀察圖像中，於芯粒子像內隨機引出五條切線直徑（其中，作為切線直徑的直線均可僅穿過芯粒子像內部，其中一條為僅穿過芯粒子內部且引出得最長的直線），將其平均值（切線直徑平均值）作為芯粒子的粒徑。所謂切線直徑，定義為將與粒子的輪廓（投影像）相切的兩條平行線夾持所述粒子的輪廓（投影像）時的間隔（日刊工業新聞公司「粒子量測技術」，1994，第5頁）連結的垂線。

另外，所述平均粒徑是根據以下的方法進行測定。使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」或與其同等的裝置，獲取附著有芯粒子群的基板（玻璃基板等）的包含該芯粒子的自正上方的SEM觀察圖像。於該SEM觀察圖像中，隨機選擇十個芯粒子，於各芯粒子像內隨機引出五條切線直徑（其中，作為切線直徑的直線均可僅穿過芯粒子像內部，其中一條為僅穿過芯粒子內部且引出得最長的直線），作為其平均值（切線直徑平均值），針對所選擇的十個全部的芯粒子獲取切線直徑平均值。切線直徑的定義與所述相同。將各個芯粒子的切線直徑平均值的1/4的長度定義為各個芯粒子的「邊緣區域長度」。另外，將自各個芯粒子的於SEM觀察圖像上的輪廓線朝向芯粒子內側的「邊緣區域長度」的範圍定義為各個芯粒子的「邊緣區域」。而且，於所述十個芯粒子中，存在即便一部分與其他芯粒子的邊緣區域重疊的芯粒子的情況下，捨棄該芯粒子，與不足的個數相應地重新隨機選擇芯粒子，與所述同樣地獲取切線直徑平均值。視需要重覆以上操作，從而獲得針對不與邊緣區域重疊的十個芯粒子的切線直徑平均值。將所獲得的十個切線直徑平均值的平均值作為平均粒徑。

複合粒子中包含的芯粒子的粒徑可藉由下述式來求出。 芯粒子的粒徑＝（複合粒子的平均粒徑）-2×{（金屬系粒子的平均高度）+（保護層的厚度）} 複合粒子的平均粒徑可與芯粒子的平均粒徑同樣地進行測定。關於金屬系粒子的平均高度及保護層的厚度的測定方法將於後敘述。

芯粒子的材質並無特別限制，但就提高複合粒子的作為發光增強部件的功能的觀點而言，芯粒子較佳為非導電性，因此芯粒子較佳為包含絕緣性材料。作為絕緣性材料，可列舉：二氧化矽、二氧化鈦、氧化鋁、氮化矽等無機絕緣材料；樹脂材料（例如，聚苯乙烯、丙烯酸系樹脂、纖維素奈米纖維、紙、硝基纖維素、環氧樹脂等）等有機絕緣材料。此外，亦可為矽等半導體。於欲獲得包含球狀或大致球狀的芯粒子的複合粒子的情況下，就於工業上容易製造球狀或大致球狀的粒子而言，芯粒子的材質較佳為二氧化矽。

芯粒子可包含兩種以上的材料。芯粒子可為單層結構，亦可為多層結構。例如，芯粒子可藉由具有包含金屬材料的芯與包含絕緣性材料的殼而顯示出非導電性。例如可列舉具有絕緣性皮膜的矽、或具有絕緣性皮膜的金屬（鋁、銅、鉻、或其複合體等）。

（3）金屬系粒子集合體層 金屬系粒子集合體層配置於芯粒子的表面的至少一部分上，亦可跨及芯粒子的整個表面而配置。構成金屬系粒子集合體層的多個金屬系粒子相互分離。

金屬系粒子包含能夠於紫外～可見光區域中進行電漿子共振的材料。所謂能夠於紫外～可見光區域中進行電漿子共振的材料，於製成奈米粒子或其集合體時，是指於藉由吸光光度法的吸光光譜測定中顯示出於紫外～可見光區域中出現的電漿子峰的材料。 作為能夠於紫外～可見光區域中進行電漿子共振的金屬系材料，例如可列舉：金、銀、銅、鉑、鈀等貴金屬；鋁、鉭等貴金屬以外的金屬；含有選自該貴金屬及貴金屬以外的金屬中的金屬的合金；包含選自該貴金屬及貴金屬以外的金屬中的金屬的金屬化合物（金屬氧化物或金屬鹽等）。其中，作為能夠於紫外～可見光區域中進行電漿子共振的金屬系材料，較佳為金、銀、銅、鉑、鈀等貴金屬，就廉價且吸收小（於可見光波長中介電函數的虛數部小）的觀點而言，更佳為銀。

就有效果地獲得所述[a]及[b]的效果的觀點而言，構成金屬系粒子集合體層的多個金屬系粒子的平均粒徑可為5 nm以上，較佳為30 nm以上，更佳為100 nm以上，進而佳為200 nm以上，進而更佳為250 nm以上。就有效果地獲得所述[a]及[b]的效果的觀點而言，構成金屬系粒子集合體層的多個金屬系粒子的平均粒徑例如為1600 nm以下，較佳為800 nm以下，更佳為550 nm以下，進而佳為450 nm以下，進而更佳為400 nm以下，特佳為350 nm以下。 金屬系粒子的平均粒徑較佳為根據構成金屬系粒子的金屬系材料的種類適當地選擇。

所述多個金屬系粒子的平均粒徑是指：於附著有複合粒子的基板（玻璃基板等）的包含該複合粒子的自正上方的SEM觀察圖像中，隨機選擇六個金屬系粒子，於各金屬系粒子像內隨機引出五條切線直徑（其中，作為切線直徑的直線均可僅穿過金屬系粒子像內部，其中一條為僅穿過金屬系粒子內部且引出得最長的直線），將其平均值（以下，將該平均值亦稱為「切線直徑平均值」）作為各金屬系粒子的粒徑時的、針對所選擇的六個金屬系粒子的粒徑的平均值。切線直徑的定義與所述相同。

當對平均粒徑的測定方法進行更具體的說明時，首先，SEM觀察圖像是使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」或與其同等的裝置進行測定。繼而，使用美國國立衛生研究所製造的免費圖像處理軟體「圖像J（ImageJ）」，以橫1280畫素×縱960畫素讀取所獲得的觀察圖像。接下來，使用微軟（Microsoft）公司製造的試算表軟體「電子表格（Excel）」的亂數生成函數「RANDBETWEEN」，自1～1280獲得六個亂數（x ₁、x ₂、x ₃、x ₄、x ₅、x ₆），自1～960獲得六個亂數（y ₁、y ₂、y ₃、y ₄、y ₅、y ₆）。自所獲得的各六個亂數獲得六組亂數組合（x ₁,y ₁）、（x ₂,y ₂）、（x ₃,y ₃）、（x ₄,y ₄）、（x ₅,y ₅）及（x ₆,y ₆）。將自1～1280生成的亂數的數值設為x座標，將自1～960生成的亂數的數值設為y座標，獲得六組座標點（x ₁,y ₁）、（x ₂,y ₂）、（x ₃,y ₃）、（x ₄,y ₄）、（x ₅,y ₅）及（x ₆,y ₆）。然後，針對包含該座標點的合計六個金屬系粒子像分別獲得所述切線直徑平均值，繼而以該六個切線直徑平均值的平均值的形式獲得平均粒徑。此時，於作為六組亂數組合的六個座標點的至少任一個不包含於金屬系粒子像內的情況下、或者於同一金屬系粒子內包含兩個以上座標點的情況下，捨棄該亂數組合，重覆生成亂數直至六個座標點全部包含於不同的金屬系粒子像內。另外，此時，自相同的觀察圖像中獲取所述芯粒子中的「邊緣區域」。而且，於所述六個金屬系粒子中，存在即便一部分與配置有各個金屬系粒子的芯粒子中的邊緣區域重疊的金屬系粒子的情況下，捨棄該亂數組合，重覆生成亂數直至六個座標點全部包含於不同的金屬系粒子像內、且不存在即便一部分與配置有各個金屬系粒子的芯粒子中的邊緣區域重疊的金屬系粒子，與所述同樣地獲取切線直徑平均值。視需要重覆以上操作，獲得針對不與芯粒子中的邊緣區域重疊的六個金屬系粒子的切線直徑平均值。將所獲得的六個切線直徑平均值的平均值作為平均粒徑。

通常，金屬系粒子的平均粒徑較擔載該些的芯粒子的粒徑而言更小。芯粒子的粒徑相對於金屬系粒子的平均粒徑之比例如為2以上且10000以下，較佳為4以上且5000以下，更佳為6以上且1000以下。

於金屬系粒子集合體層中，多個金屬系粒子分別配置成與其相鄰的金屬系粒子的平均距離（以下，亦稱為「平均粒子間距離」）為1 nm以上且150 nm以下。藉由以此種平均粒子間距離配置多個金屬系粒子，可獲得強的電漿子共振，並且可提高電漿子共振的作用範圍延伸的效果。 就有效果地獲得所述[a]及[b]的效果的觀點而言，平均粒子間距離較佳為1 nm以上且120 nm以下，更佳為1 nm以上且100 nm以下，進而佳為1 nm以上且80 nm以下，進而更佳為1 nm以上且60 nm以下，特佳為1 nm以上且40 nm以下。若平均粒子間距離未滿1 nm，則於粒子間發生基於德克斯特（Dexter）機制的電子遷移，於局部電漿子失活的方面不利。

平均粒子間距離是指：於附著有複合粒子的基板（玻璃基板等）的包含該複合粒子的自正上方的SEM觀察圖像中，隨機選擇六個金屬系粒子，對於所選擇的各個金屬系粒子，求出與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離時的該些六個金屬系粒子的粒子間距離的平均值。與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離是指：分別測定與全部相鄰的金屬系粒子的距離（相鄰的金屬系粒子的表面彼此間的最小距離），並將該些加以平均而得的值。

當對平均粒子間距離的測定方法進行更具體的說明時，首先，SEM觀察圖像是使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」或與其同等的裝置進行測定。繼而，使用美國國立衛生研究所製造的免費圖像處理軟體「圖像J（ImageJ）」，以橫1280畫素×縱960畫素讀取所獲得的觀察圖像。接下來，使用微軟（Microsoft）公司製造的試算表軟體「電子表格（Excel）」的亂數生成函數「RANDBETWEEN」，自1～1280獲得六個亂數（x ₁～x ₆），自1～960獲得六個亂數（y ₁～y ₆）。自所獲得的各六個亂數獲得六組亂數組合（x ₁,y ₁）至（x ₆,y ₆）。將自1～1280生成的亂數的數值設為x座標，將自1～960生成的亂數的數值設為y座標，獲得六組座標點（x ₁,y ₁）～（x ₆,y ₆）。然後，針對包含該座標點的合計六個金屬系粒子像分別獲得所述金屬系粒子與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離，繼而以該六個與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離的平均值的形式獲得平均粒子間距離。此時，於作為六組亂數組合的六個座標點的至少任一個不包含於金屬系粒子像內的情況下、或者於同一金屬系粒子內包含兩個以上座標點的情況下，捨棄該亂數組合，重覆生成亂數直至六個座標點全部包含於不同的金屬系粒子像內。另外，此時，自相同的觀察圖像中獲取所述芯粒子中的「邊緣區域」。而且，於所述六個金屬系粒子中，存在即便一部分與配置有各個金屬系粒子的芯粒子中的邊緣區域重疊的金屬系粒子的情況下，捨棄該亂數組合，重覆生成亂數直至六個座標點全部包含於不同的金屬系粒子像內、且不存在即便一部分與配置有各個金屬系粒子的芯粒子中的邊緣區域重疊的金屬系粒子，與所述同樣地獲取粒子間距離。視需要重覆以上操作，獲得針對不與芯粒子中的邊緣區域重疊的六個金屬系粒子的粒子間距離。將所獲得的六個粒子間距離的平均值作為平均粒子間距離。

於金屬系粒子集合體層中，多個金屬系粒子較佳為配置成所述平均粒子間距離的標準偏差為50 nm以下。藉由以該標準偏差處於該範圍的方式配置金屬系粒子，可獲得強的電漿子共振，並且可提高電漿子共振的作用範圍延伸的效果。 就有效果地獲得所述[a]及[b]的效果的觀點而言，平均粒子間距離的標準偏差較佳為40 nm以下，更佳為30 nm以下，進而佳為25 nm以下，進而更佳為20 nm以下。就有效果地獲得所述[a]及[b]的效果的觀點而言，平均粒子間距離的標準偏差較佳為0.1 nm以上，更佳為0.2 nm以上，進而佳為0.3 nm以上。

平均粒子間距離的標準偏差如以下般定義。於附著有複合粒子的基板（玻璃基板等）的包含該複合粒子的自正上方的SEM觀察圖像中，首先隨機選擇一個金屬系粒子，對於該金屬系粒子，求出與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離。與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離是指：分別測定與全部相鄰的金屬系粒子的距離（表面彼此間的最小距離），並將該些加以平均而得的值。於所述SEM觀察圖像中，隨機選擇與所述一個不同的五個金屬系粒子，對於該些五個金屬系粒子，與所述同樣地求出與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離。將以所述方式獲得的針對合計六個金屬系粒子的與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離的標準偏差定義為平均粒子間距離的標準偏差。

當對平均粒子間距離的標準偏差的測定方法進行更具體的說明時，首先，SEM觀察圖像是使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」或與其同等的裝置進行測定。繼而，使用美國國立衛生研究所製造的免費圖像處理軟體「圖像J（ImageJ）」，以橫1280畫素×縱960畫素讀取所獲得的觀察圖像。接下來，使用微軟（Microsoft）公司製造的試算表軟體「電子表格（Excel）」的亂數生成函數「RANDBETWEEN」，自1～1280獲得六個亂數（x ₁～x ₆），自1～960獲得六個亂數（y ₁～y ₆）。自所獲得的各六個亂數獲得六組亂數組合（x ₁,y ₁）至（x ₆,y ₆）。將自1～1280生成的亂數的數值設為x座標，將自1～960生成的亂數的數值設為y座標，獲得六組座標點（x ₁,y ₁）～（x ₆,y ₆）。然後，針對包含該座標點的合計六個金屬系粒子像分別獲得所述金屬系粒子與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離，繼而以該六個與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離的標準偏差的形式獲得平均粒子間距離的標準偏差。此時，於作為六組亂數組合的六個座標點的至少任一個不包含於金屬系粒子像內的情況下、或者於同一金屬系粒子內包含兩個以上座標點的情況下，捨棄該亂數組合，重覆生成亂數直至六個座標點全部包含於不同的金屬系粒子像內。另外，此時，自相同的觀察圖像中獲取所述芯粒子中的「邊緣區域」。而且，於所述六個金屬系粒子中，存在即便一部分與配置有各個金屬系粒子的芯粒子中的邊緣區域重疊的金屬系粒子的情況下，捨棄該亂數組合，重覆生成亂數直至六個座標點全部包含於不同的金屬系粒子像內、且不存在即便一部分與配置有各個金屬系粒子的芯粒子中的邊緣區域重疊的金屬系粒子，與所述同樣地獲取粒子間距離。視需要重覆以上操作，獲得針對不與芯粒子中的邊緣區域重疊的六個金屬系粒子的粒子間距離。以該六個與相鄰的金屬系粒子的粒子間距離的標準偏差的形式獲得平均粒子間距離的標準偏差。

就有效果地獲得所述[a]及[b]的效果的觀點而言，構成金屬系粒子集合體層的多個金屬系粒子的平均高度較佳為5 nm以上且500 nm以下，更佳為10 nm以上且300 nm以下，進而佳為30 nm以上且200 nm以下，進而更佳為50 nm以上且150 nm以下，特佳為55 nm以上且150 nm以下。

所述多個金屬系粒子的平均高度是根據以下的方法進行測定。即，使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」或與其同等的裝置，獲取複合粒子的剖面圖像。於所獲得的剖面圖像中，隨機選擇十點包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的粒子（不具有保護層的複合粒子）的外側輪廓面上的點。繼而，以自該十點的各個點至芯粒子的外側表面最短的方式引出直線，將所獲得的十條直線的長度的平均值作為金屬系粒子的平均高度。

就有效果地獲得所述[a]及[b]的效果的觀點而言，構成金屬系粒子集合體層的多個金屬系粒子的縱橫比較佳為1以上且8以下，更佳為1以上且7以下，進而佳為1.5以上且7以下，進而更佳為1.5以上且6以下。 所述縱橫比由所述平均粒徑相對於所述平均高度之比（平均粒徑/平均高度）來定義。金屬系粒子可為圓球狀，但就有效果地獲得所述[a]及[b]的效果的觀點而言，較佳為具有縱橫比超過1的扁平形狀。

就將效果高的電漿子激發的觀點而言，金屬系粒子較佳為其表面包含光滑的曲面，尤其更佳為具有表面包含光滑的曲面的扁平形狀，但表面亦可包含一些微小的凹凸（粗糙度），於此種意義上，金屬系粒子亦可為不定形。

對於一個複合粒子，金屬系粒子集合體層中包含的金屬系粒子的數量通常為六個以上，較佳為30個以上。藉由形成包含六個以上金屬系粒子的金屬系粒子集合體層，容易藉由金屬系粒子的局部電漿子間的相互作用而表現出強的電漿子共振及電漿子共振的作用範圍延伸。對於一個複合粒子，金屬系粒子集合體層中包含的金屬系粒子的數量例如可為50個以上、進而可為1000個以上、甚至可為10000個以上。 就容易表現出強的電漿子共振及電漿子共振的作用範圍延伸的觀點而言，相對於芯粒子的表面積1 μm ²，金屬系粒子的數量密度較佳為七個以上，更佳為十五個以上。 於芯粒子的表面配置有金屬系粒子集合體層的複合粒子、以及於該粒子的表面進而配置有後述的保護層的複合粒子可具有表面凹凸或者製成具有表面凹凸者。具有表面凹凸的複合粒子的表面積更大。因此，於將該複合粒子應用於感測器元件的情況下，可使捕捉物質、進而被檢測物質大量地鍵結於複合粒子的表面上。該情況有利於提高感測器元件的檢測感度及檢測精度。

就容易表現出強的電漿子共振及電漿子共振的作用範圍延伸的觀點而言，積層於芯粒子表面的金屬系粒子集合體層較佳為作為層而為非導電性。就該觀點而言，較佳為配置有金屬系粒子的芯粒子的表面亦為非導電性。金屬系粒子其自身亦可具有導電性。

於一個實施方式的複合粒子中，芯粒子包含曲面，至少於該曲面上配置有金屬系粒子集合體層。於另一實施方式的複合粒子中，芯粒子為球狀或大致球狀，金屬系粒子集合體層配置於芯粒子的整個表面。

（4）保護層 如示意性地表示複合粒子的另一例的剖面圖即圖3所示的複合粒子2般，複合粒子亦可更包含保護層30。複合粒子2包含：芯粒子10、配置於芯粒子10的表面的至少一部分上的金屬系粒子集合體層（多個金屬系粒子20的集合）、以及至少覆蓋多個金屬系粒子20的表面的保護層30。

形成保護層於下述方面而言有利。 [A]於將複合粒子用作用於增強來自用以標記被檢測物質的發光體的發光的強度的發光增強部件的情況下，若發光體與複合粒子的金屬系粒子直接接觸，則有可能發生由自發光體向金屬系粒子的電子穿隧引起的消光，增強效果可能下降。藉由在金屬系粒子上設置保護層，可切實地使發光體與金屬系粒子分離，因此可抑制消光。 [B]可提高複合粒子（芯粒子及/或金屬系粒子）的穩定性（耐氧化性等）以及耐環境穩定性（例如耐光性、耐濕度性、耐熱性等）。

就所述[A]的觀點而言，保護層只要以至少覆蓋構成金屬系粒子集合體層的多個金屬系粒子的表面的方式形成即可，但亦可如圖3所示般以覆蓋包含芯粒子表面及多個金屬系粒子的表面的整個表面的方式形成。

就所述[A]的觀點而言，保護層的材質較佳為非導電性材料、即絕緣性材料。作為絕緣性材料，可列舉旋塗玻璃（SOG（spin on glass）；例如含有有機矽氧烷材料者）、SiO ₂、SiN、TiO ₂、Al ₂O ₃、Si ₃N ₄等無機絕緣材料；樹脂材料（例如，聚苯乙烯、丙烯酸系樹脂、環氧樹脂等）等有機絕緣材料。保護層可包括兩種以上的材料。保護層可為單層結構，亦可為多層結構。

保護層的厚度並無特別限制，例如為3 nm以上，較佳為10 nm以上。於在保護層上捕捉到由發光體標記出的被檢測物質並對該被檢測物質進行分析的感測器元件中使用複合粒子作為發光增強部件的情況下，就有效果地增強來自發光體的發光的觀點而言，保護層的厚度例如為200 nm以下，較佳為150 nm以下，更佳為100 nm以下，進而佳為80 nm以下，進而更佳為50 nm以下。

保護層的厚度是根據以下的方法進行測定。使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」或與其同等的裝置，獲取複合粒子的剖面圖像。於所獲得的剖面圖像中，隨機選擇十點包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的粒子（不具有保護層的複合粒子）的外側輪廓面上的點。該點是金屬系粒子的表面、即形成與保護層的界面的表面上的點。繼而，以自該十點的各個點至保護層的外側表面最短的方式引出直線，將所獲得的十條直線的長度的平均值作為保護層的厚度。

於一個較佳的實施方式的複合粒子中，保護層包覆包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的粒子（不具有保護層的複合粒子）的整個表面。於該實施方式中，保護層的外側表面可追隨不具有保護層的複合粒子的表面凹凸（基於金屬系粒子的凹凸）而具有凹凸，亦可不具有凹凸而平滑。圖3是保護層具有表面凹凸的例子。於將複合粒子應用於感測器元件的情況下，就增加與複合粒子的表面鍵結的被檢測物質的量的觀點而言，保護層較佳為具有表面凹凸。

於保護層包覆不具有保護層的複合粒子的整個表面的情況下，保護層可跨及所述整個表面以比較均勻的厚度形成，亦可以局部形成得厚或形成得薄等不均勻的厚度形成。於在保護層上捕捉到由發光體標記出的被檢測物質並對該被檢測物質進行分析的感測器元件中使用複合粒子作為發光增強部件的情況下，就儘可能抑制自金屬系粒子集合體層至發光體的距離因捕捉到由發光體標記出的被檢測物質的複合粒子表面的位置而變動的觀點而言，保護層較佳為跨及所述整個表面以均勻或比較均勻的厚度形成。另外，如後述的圖5所示，於將複合粒子收容於基板的凹陷內而使用的情況下，以不均勻的厚度形成有保護層的複合粒子有無法收容於凹陷內之虞，與該情況下，有於該複合粒子中產生檢測不良之虞。 另一方面，若具有保護層的複合粒子為圓球、或接近圓球的形狀，則對於例如設想將複合粒子保存、或使其通過並以微尺度加工後的基材或過濾器，可如設想般將其保存、或使其通過。若保護層的厚度不均勻，則有複合粒子不採取所述設想的行為而產生不良情況之虞。

＜複合粒子的製造方法＞ 本發明提供複合粒子的製造方法。參照圖1及圖2，該複合粒子包含芯粒子10、以及配置於芯粒子10的表面的至少一部分上的金屬系粒子集合體層。金屬系粒子集合體層是擔載於芯粒子10上的多個金屬系粒子20的集合，且是包括相互分離配置的多個金屬系粒子20的層。於圖1及圖2所示的例子中，金屬系粒子集合體層配置於芯粒子10的整個表面上。關於藉由此處說明的製造方法獲得的複合粒子的具體的結構、芯粒子、金屬系粒子集合體層及金屬系粒子的材質等，引用所述＜複合粒子＞項中的記載。 本發明的複合粒子的製造方法可較佳地用作所述＜複合粒子＞項中說明的複合粒子的製造方法。

複合粒子的製造方法包括使多個金屬系粒子於芯粒子的表面生長的步驟（金屬系粒子生長步驟）。作為使金屬系粒子生長的方法，可列舉：濺鍍法、蒸鍍法（真空蒸鍍等）、鍍敷法等。

（1）濺鍍法 作為濺鍍法，例如可列舉如下方法：於玻璃基板等基板上放置芯粒子或芯粒子群，對放置在基板上的芯粒子或芯粒子群進行濺鍍處理。例如，可使芯粒子或芯粒子群靜電吸附於基板上，並將基板導入至濺鍍裝置中進行濺鍍處理。 再者，即便於使芯粒子或芯粒子群靜電吸附於基板上，並將該基板導入至濺鍍裝置中進行濺鍍處理的情況下，只要藉由例如於下述所示的條件下進行成膜，亦可使金屬系粒子於與基板相接的芯粒子表面生長。這是因為：藉由以高壓力、低速對金屬系材料的原子進行濺鍍，可充分減小（例如3 mm以下）被打出的金屬系材料的原子的平均自由行程，金屬系材料的原子容易繞入到芯粒子的表面。另外，藉由使進行靜電吸附的芯粒子較少，調整成於成膜中芯粒子可於基板上移動，藉此更容易引起所述繞入。

於濺鍍法中，就控制性良好地形成具有所述較佳的平均粒徑、平均高度、平均粒子間距離及其標準偏差的金屬系粒子集合體層的觀點而言，較佳為相對於加熱後的芯粒子或芯粒子群，以極低的速度使金屬系粒子生長。

使金屬系粒子於芯粒子表面生長的速度以平均高度生長速度計，較佳為未滿1 nm/min，更佳為0.5 nm/min以下，進而佳為0.3 nm/min以下。此處所說的平均高度生長速度亦可稱為平均沈積速度或金屬系粒子的平均厚度生長速度，可由下述式： 金屬系粒子的平均高度/金屬系粒子生長時間 來定義。「金屬系粒子的平均高度」的定義如所述般。 所謂金屬系粒子生長時間，是指自金屬系粒子的生長開始至結束的時間，具體而言是指金屬系材料的供給時間。於使金屬系粒子生長的方法為濺鍍法時，金屬系粒子生長時間為濺鍍時間。

金屬系粒子生長步驟中的芯粒子的溫度亦取決於金屬系粒子的材料，較佳為80℃以上且450℃以下，更佳為100℃以上且400℃以下，進而佳為120℃以上且400℃以下，進而更佳為300℃或其附近（300℃±10℃左右）。

藉由調整平均高度生長速度、芯粒子的溫度及/或金屬系粒子生長時間等，能夠對芯粒子上所生長的多個金屬系粒子的平均粒徑、平均高度、縱橫比、平均粒子間距離及其標準偏差進行控制。

使金屬系粒子生長時的壓力（裝置腔室內的壓力）只要為能夠生長的壓力，則並無特別限制，通常未滿大氣壓。壓力的下限並無特別限制，但就容易將平均高度生長速度調整為所述範圍內而言，較佳為0.5 Pa以上，更佳為2 Pa以上，進而佳為10 Pa以上。

濺鍍方式並無特別限制，可使用藉由電場來加速由離子槍或電漿放電產生的氬離子並照射至靶材的直流氬離子濺鍍法等。對濺鍍法中的電流值、電壓值、基板-靶材間距離等其他諸條件進行適宜調整，使得以未滿1 nm/min的平均高度生長速度進行金屬系粒子的生長。可使用不使芯粒子附著於基板上而直接成膜的方法，亦可始終或適時地對芯粒子粉體一邊攪拌一邊進行成膜。例如，於濺鍍（粉體濺鍍）、蒸鍍（粉體蒸鍍）、CVD（chemical vapor deposition）（粉體CVD）、原子層沈積（atomic layer deposition，ALD）法中，亦可使用如所述般對芯粒子粉體一邊攪拌一邊進行成膜的方法。

就控制性良好地形成具有所述較佳的平均粒徑、平均高度、平均粒子間距離及其標準偏差的金屬系粒子集合體層的觀點而言，較佳為於金屬系粒子生長步驟中，不僅將平均高度生長速度設為未滿1 nm/min，而且將平均粒徑生長速度設為未滿5 nm，於平均高度生長速度未滿1 nm/min的情況下，通常平均粒徑生長速度未滿5 nm。平均粒徑生長速度更佳為1 nm/min以下。所謂平均粒徑生長速度，由下述式： 金屬系粒子的平均粒徑/金屬系粒子生長時間 來定義。「金屬系粒子的平均粒徑」及「金屬系粒子生長時間」的定義如所述般。

為了獲得具有所述較佳的平均粒徑、平均高度、平均粒子間距離及其標準偏差的金屬系粒子集合體層，較佳為於考慮所述較佳的製造條件的同時，適當地調整金屬系粒子生長步驟中的金屬系粒子生長時間。

（2）鍍敷法 鍍敷法包括如下步驟作為所述金屬系粒子生長步驟，所述步驟是藉由在將芯粒子浸漬於包含構成金屬系粒子的金屬的陽離子（以下，亦稱為「金屬陽離子」）的鍍敷液中的狀態下還原該陽離子，於芯粒子的表面上形成金屬系粒子集合體層。

於所述步驟中，於將芯粒子浸漬於包含構成金屬系粒子的金屬陽離子的鍍敷液中的狀態下進行金屬陽離子的還原。該步驟例如如圖4所示，可藉由在攪拌下將芯粒子10加入至收容於槽50中的包含金屬陽離子的鍍敷液60中來進行。當使芯粒子10浸漬於包含金屬陽離子的鍍敷液60中時，由於金屬陽離子的還原而產生的金屬（0價）開始沈積於芯粒子10的表面，隨著反應時間的經過而沈積的金屬生長為粒子狀，從而形成金屬系粒子的集合體（金屬系粒子集合體層）。金屬系粒子集合體層較佳為形成於芯粒子10的整個表面上。

於一實施方式中，鍍敷液60可藉由混合包含金屬陽離子的金屬陽離子液與包含還原劑的還原劑液來製備。包含金屬陽離子的金屬陽離子液通常包含金屬陽離子與溶媒。鍍敷液60亦可包含兩種以上的金屬陽離子。

作為金屬陽離子液中包含的溶媒，較佳為能夠溶解作為金屬陽離子源的金屬陽離子液中所含有的對應的金屬鹽的溶媒，例如可列舉水。金屬陽離子液可包含兩種以上的溶媒。例如，溶媒可包含水與水混合性的有機溶媒（例如，醇類）。

鍍敷液60中的金屬陽離子的濃度較佳為0.0008 mol/L以上，更佳為0.002 mol/L以上，進而佳為0.0035 mol/L以上，進而更佳為0.006 mol/L以上，特佳為0.01 mol/L以上。若金屬陽離子的濃度為所述範圍，則可以適度的速度使金屬系粒子生長，因此容易控制性良好地形成具有較佳的形狀（平均粒徑、平均高度、平均粒子間距離及其標準偏差）的金屬系粒子集合體層。另外，若金屬陽離子的濃度為所述範圍，則容易於各芯粒子10的整個表面形成充分的金屬系粒子。為了使金屬系粒子的生長速度為適度的速度，鍍敷液60中的金屬陽離子的濃度較佳為0.4 mol/L以下，更佳為0.3 mol/L以下，進而佳為0.15 mol/L以下，進而更佳為0.05 mol/L以下。

於金屬系粒子生長步驟中，芯粒子10的體積V _S[cm ³]相對於鍍敷液60的體積V _L[cm ³]之比V _S/V _L較佳為0.03以下。藉此，容易於芯粒子10的表面上形成包含相互分離配置的多個金屬系粒子的金屬系粒子集合體層。若所述比超過0.03，則容易於芯粒子10上形成連續的金屬膜，有時難以形成金屬系粒子集合體層。就容易形成金屬系粒子集合體層的觀點、以及容易控制性良好地形成具有較佳的形狀的金屬系粒子集合體層的觀點而言，所述比更佳為0.020以下，進而佳為0.010以下，進而更佳為0.005以下，特佳為0.003以下，最佳為0.002以下。另外，鑒於複合粒子的量產性等，所述比通常為0.00001以上，可為0.0001以上，較佳為0.0005以上，更佳為超過0.0005。芯粒子10的體積V _S可作為粒子總重量除以粒子密度而得的值來求出。

鍍敷液60較佳為一併包含金屬陽離子以及能夠將該金屬陽離子還原為0價金屬的還原劑。於包含還原劑的情況下，該還原劑較佳為於即將使芯粒子10浸漬於鍍敷液60之前含有於鍍敷液60中。例如如所述般，藉由混合包含金屬陽離子的金屬陽離子液與包含還原劑的還原劑液，可製備包含金屬陽離子及還原劑的鍍敷液60。還原劑液是包含還原劑與溶媒的液體，較佳為使還原劑溶解於溶媒中的溶液。作為還原劑液中包含的溶媒，較佳為能夠溶解還原劑的溶媒，例如可列舉水。還原劑液可包含兩種以上的溶媒。例如，溶媒可包含水與水混合性的有機溶媒（例如，醇類）。

作為還原劑，較佳為使用還原力小的還原劑，其標準氧化還原電位較佳為-0.5 V以上，較佳為-0.45 V以上。此處所說的標準氧化還原電位是於pH7、25℃下將標準氫電極設為陰極時的值。若所使用的還原劑的標準氧化還原電位為所述範圍，則可以適度的速度使金屬系粒子生長，因此容易形成金屬系粒子集合體層。標準氧化還原電位為所述範圍時，就容易控制性良好地形成具有較佳的形狀的金屬系粒子集合體層的方面而言亦有利。若還原劑的還原力過度高，則金屬系粒子的生長速度過快，容易成為連續的金屬膜。 作為標準氧化還原電位為-0.5 V以上的還原劑，可列舉葡萄糖、抗壞血酸等。鍍敷液60亦可包含兩種以上的還原劑。

鍍敷液60中的還原劑的濃度較佳為1 mol/L以下，更佳為0.8 mol/L以下，進而佳為0.4 mol/L以下，進而更佳為0.3 mol/L以下，特佳為0.25 mol/L以下。若還原劑的濃度為所述範圍，則可以適度的速度使金屬系粒子生長，因此容易控制性良好地形成具有較佳的形狀的金屬系粒子集合體層。為了使金屬系粒子的生長速度為適度的速度，鍍敷液60中的還原劑的濃度較佳為0.000001 mol/L以上，更佳為0.000005 mol/L以上，進而佳為0.000008 mol/L以上，進而更佳為0.00001 mol/L以上，特佳為0.0008 mol/L以上。

鍍敷液60中的還原劑的濃度相對於鍍敷液60中的還原劑的飽和濃度之比以百分率計，較佳為8%以下，更佳為4%以下，進而佳為2%以下，進而更佳為1%以下，特佳為0.8%以下。若該比為所述範圍，則可以適度的速度使金屬系粒子生長，因此容易控制性良好地形成具有較佳的形狀的金屬系粒子集合體層。為了使金屬系粒子的生長速度為適度的速度，所述比較佳為0.0005%以上，更佳為0.001%以上，進而佳為0.003%以上，進而更佳為0.005%以上，特佳為0.01%以上。於所述比過度高的情況下，難以進行金屬系粒子集合體層的形狀控制，容易成為連續的金屬膜。 鍍敷液60中的還原劑的飽和濃度是於進行將芯粒子10浸漬於鍍敷液60中的處理的溫度下，使還原劑溶解於鍍敷液60中所含有的溶媒（不包含金屬陽離子者）中時的飽和濃度。

鍍敷液60可分別含有一種或兩種以上的與金屬陽離子鍵結而形成錯離子並使金屬陽離子穩定化的錯合劑、及其他添加劑。作為錯合劑，可列舉：乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸四鈉、三乙四アンミン六乙酸等胺系錯合劑、氨、硝基三乙酸、硫代硫酸鈉、琥珀酸鹽、琥珀醯亞胺、檸檬酸鹽或碘化物鹽等，就使金屬系粒子的生長速度為適度的速度的觀點而言，較佳為胺系錯合劑或氨，更佳為胺系錯合劑，進而佳為乙二胺等。於藉由金屬陽離子液與還原劑液的混合來製備鍍敷液60的情況下，錯合劑可預先含有於金屬陽離子液中。

關於將芯粒子10浸漬於鍍敷液60中而於芯粒子10上形成包含多個金屬系粒子20的金屬系粒子集合體層的處理，基本上可與使用鍍敷浴的無電解鍍敷（化學鍍敷）同樣地進行。使芯粒子10浸漬於鍍敷液60中時的溫度並無特別限制，例如為10℃以上且100℃以下，較佳為15℃以上且60℃以下，更佳為20℃以上且40℃以下。

就容易形成金屬系粒子集合體層而非連續的金屬膜的觀點，進而就容易控制性良好地形成具有較佳的形狀的金屬系粒子集合體層的觀點而言，較佳為使金屬系粒子的生長速度為適度的速度。具體而言，於金屬系粒子生長步驟中，自向芯粒子10的表面上的金屬沈積開始起經過28分鐘的時間點的金屬系粒子的平均高度生長速度較佳為6 nm/min以下，更佳為5 nm/min以下，進而佳為4 nm/min以下，進而更佳為3.5 nm/min以下。若所述比V _S/V _L為所述的範圍，則容易將自金屬沈積開始起經過28分鐘的時間點的平均高度生長速度控制為所述範圍。鑒於複合粒子的量產性等，該平均高度生長速度通常為1 nm/min以上，較佳為2 nm/min以上。

關於自向芯粒子10的表面上的金屬沈積開始起經過28分鐘的時間點的金屬系粒子的平均高度生長速度，例如可預先實施除了於28分鐘內結束反應（例如過濾分離）以外相同的金屬系粒子生長步驟作為預實驗，並根據於該預實驗中獲得的平均高度進行測定。

所謂「向芯粒子10的表面上的金屬沈積開始」，於將芯粒子10浸漬於包含金屬陽離子及還原劑的鍍敷液60中而開始金屬系粒子生長步驟的情況下，是指開始芯粒子10的浸漬，於將芯粒子10浸漬於包含金屬陽離子的金屬陽離子液中然後添加還原劑（例如還原劑液）的情況下，是指添加還原劑時。

就容易形成金屬系粒子集合體層而非連續的金屬膜的觀點，進而就容易控制性良好地形成具有較佳的形狀的金屬系粒子集合體層的觀點而言，金屬系粒子生長步驟較佳為滿足下述式（1）。 10×10 ^-7≦X≦600×10 ^-7（1） 若所述比V _S/V _L為所述的範圍，則容易將X的值控制為所述範圍。X的值更佳為30×10 ^-7以上且450×10 ^-7以下，進而佳為40×10 ^-7以上且300×10 ^-7以下。

於芯粒子10為球狀時，X由下述式表示。 [數式1]

式中，a表示鍍敷液60的金屬陽離子的濃度（mol/L），V表示鍍敷液60的體積（L），D表示藉由金屬陽離子的還原而產生的金屬（0價）的原子量，B表示芯粒子10的粒子數（個），C表示藉由金屬陽離子的還原而產生的金屬（0價）的比重（g/cm ³），R表示芯粒子10的半徑（cm）。

於芯粒子10為不定形時，X由下述式表示。 [數式2]

式中，a、V、D及C表示與所述相同的含義。S表示芯粒子10的表面積的總和。

芯粒子10的粒子數B可根據下述式，由粒子的總重量m _p及粒子的密度V _p來求出。 [數式3]

式中，R表示與所述相同的含義。芯粒子10的半徑R（cm）是根據所述而求出的芯粒子10的平均粒徑的1/2的值。

芯粒子10的表面積的總和S可藉由利用布厄特（Brunauer-Emmett-Teller，BET）法測定比表面積，將其乘以粒子的總重量m _p來求出。

所謂芯粒子10為球狀，是指利用與所述相同的方法獲取SEM觀察圖像，於所採用的全部十個粒子中，所採用的五條的切線直徑均為切線直徑平均值的±30%（即芯粒子10的平均粒徑×70%以上且130%以下）。所謂不定形，是指並非球狀。

藉由鍍敷法，亦可於芯粒子10的表面上控制性良好地形成包含多個金屬系粒子20的金屬系粒子集合體層，進而，可於芯粒子10的表面上控制性良好地形成具有較佳的形狀的金屬系粒子集合體層。另外，藉由鍍敷法，亦容易跨及芯粒子10的整個表面而形成金屬系粒子集合體層。進而，根據鍍敷法，可提高複合粒子製造的量產性。

較佳為適當地控制金屬系粒子生長步驟的時間、即將芯粒子10浸漬於鍍敷液60中而使金屬系粒子20生長的時間。若該時間過度長，則不形成包含多個金屬系粒子20的金屬系粒子集合體層，而形成連續的金屬膜。有如下傾向：該時間越長，金屬系粒子的平均粒徑及平均高度越大，平均粒子間距離越小。金屬系粒子生長步驟的適當的時間較佳為藉由實際進行金屬系粒子生長步驟之前的預實驗預先掌握。

（3）進行熱處理的步驟 亦可於金屬系粒子生長步驟之後，進而實施對擔載有金屬系粒子的芯粒子進行熱處理的步驟。藉由熱處理，可進行金屬系粒子擔載量或金屬系粒子的存在分佈的均勻化、過剩的金屬系粒子材料的蒸發、金屬系粒子形狀的調整（粒徑的大徑化、高度的均勻化）等。

熱處理的溫度亦取決於金屬系粒子的材料，較佳為150℃以上且550℃以下，更佳為200℃以上且500℃以下，進而佳為250℃以上且450℃以下，進而更佳為300℃以上且450℃以下，特佳為400℃或其附近（400℃±10℃左右）。

（4）形成保護層的步驟 於製造更包含保護層的複合粒子的情況下，於金屬系粒子生長步驟之後，實施形成保護層的步驟。保護層形成為至少覆蓋芯粒子表面上的多個金屬系粒子的表面。關於保護層的結構、材質等，引用所述＜複合粒子＞項中的記載。

作為形成保護層的方法，可列舉如下方法：對於放置於基板上的包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的粒子（不具有保護層的複合粒子）旋塗包含保護層材料的液體。不具有保護層的複合粒子可靜電吸附於基板上。

作為形成保護層的其他方法，可列舉：濺鍍法（可為粉體濺鍍）、蒸鍍法（可為粉體蒸鍍）、CVD（可為粉體CVD）等乾式成膜法；藉由使不具有保護層的複合粒子分散於包含形成保護層的材料的液體中，而於該複合粒子的表面形成保護層的方法等濕式法。

濕式法的較佳的一例是溶膠-凝膠法。溶膠-凝膠法是自包含作為原料的金屬醇鹽等的溶液出發，伴隨水解反應及聚合反應，從而可獲得對應的金屬氧化物的方法。溶膠-凝膠法的一例是施特貝爾（Stober）法（施特貝爾（Stober）的o是指o的母音（Umlaut）。以下相同）。根據該方法，可使用正矽酸四乙酯作為原料，於乙醇溶媒中，於水及作為觸媒的氨的存在下進行反應，從而獲得二氧化矽（SiO ₂）。關於施特貝爾（Stober）法，可參照W.施特貝爾（W.Stober）與A.芬克（A.Fink），「膠體與界面科學雜誌（Journal of Colloid and Interface Science）」26（1），62-69（1968）。

藉由Stober法，可於包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的複合粒子上形成作為保護層的SiO ₂層。具體而言，於包含醇等溶媒、水、及作為觸媒的氨的溶液中，於包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的複合粒子的存在下進行作為原料的正矽酸四乙酯等的所述反應，藉此可於該複合粒子上形成SiO ₂層。

所述反應的溫度可適宜選擇，例如為0℃以上且100℃以下，較佳為10℃以上且60℃以下。另外，於反應中，若對反應液進行超音波處理，則基於保護層的塗層容易變得均勻。

保護層的厚度依賴於相對於反應液中的包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的複合粒子而言的原料（金屬醇鹽等）的量。原料的體積V _G[cm ³]相對於反應液中的包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的複合粒子的體積V _L2[cm ³]之比V _G/V _L2例如為15以下，較佳為9以下，更佳為6以下。所述比通常為0.1以上。有越增大所述比則越可增大保護層的厚度的傾向。

可用於藉由溶膠-凝膠法形成包含金屬氧化物的保護層的原料並不限定於正矽酸四乙酯，例如亦可使用甲基三甲氧基矽烷等。

＜複合粒子的另一實施方式＞ 本實施方式的複合粒子包含：芯粒子；金屬系材料層，配置於芯粒子的表面的至少一部分上；以及保護層，覆蓋金屬系材料層的表面。於本實施方式的複合粒子中，關於芯粒子及保護層，引用所述＜複合粒子＞項中的記載。金屬系材料層較佳為覆蓋芯粒子的整個表面。保護層較佳為覆蓋金屬系材料層的整個表面。

本實施方式的複合粒子所包括的金屬系材料層例如可為所述＜複合粒子＞項中所述的包括相互分離配置的多個金屬系粒子的金屬系粒子集合體層，亦可為包括金屬系材料的連續膜。作為金屬系材料，可列舉作為構成金屬系粒子的金屬系材料而例示者。關於金屬系粒子集合體層，引用所述＜複合粒子＞項中的記載。

作為連續膜的金屬系材料層的厚度例如為5 nm以上且500 nm以下，較佳為5 nm以上且200 nm以下，更佳為5 nm以上且50 nm以下。

金屬系材料層的厚度是根據以下的方法進行測定。使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」或與其同等的裝置，獲取複合粒子的剖面圖像。於所獲得的剖面圖像中，隨機選擇十點芯粒子的外側輪廓面上的點。繼而，以自該十點的各個點至金屬系材料層的外側表面最短的方式引出直線，將所獲得的十條直線的長度的平均值作為金屬系材料層的厚度。

包含作為連續膜的金屬系材料層的複合粒子例如可用作光散射粒子。於該情況下，複合粒子含有於要求光散射性的各種構件中來使用。

根據於金屬系材料層上包括保護層的本實施方式的複合粒子，可提高複合粒子（芯粒子及/或金屬系粒子）的穩定性（耐氧化性等）以及耐環境穩定性（例如耐光性、耐濕度性、耐熱性等）。

＜感測器元件＞ 本發明的感測器元件（以下，亦簡稱為「感測器元件」）是用於對被檢測物質進行檢測的感測器元件，包含：基板；複合粒子，配置於該基板上；以及捕捉部，配置於該複合粒子上，具有與被檢測物質特異性鍵結的捕捉物質。

感測器元件所包括的複合粒子包含芯粒子、以及配置於芯粒子的表面的至少一部分上的金屬系粒子集合體層。金屬系粒子集合體層是擔載於芯粒子上的多個金屬系粒子的集合，且是包括相互分離配置的多個金屬系粒子的層。複合粒子可更包含至少覆蓋所述多個金屬系粒子的表面的保護層。作為複合粒子，可使用本發明的複合粒子。關於感測器元件中所使用的複合粒子的具體的結構、芯粒子、金屬系粒子集合體層及金屬系粒子的材質等，引用所述＜複合粒子＞項中的記載。

圖5是示意性地表示感測器元件的一例的剖面圖。圖5所示的感測器元件包含：基板70，於表面具有凹陷71；本發明的複合粒子2，配置於基板70上，更具體而言配置於凹陷71內；以及捕捉部80，配置於複合粒子2上，具有與被檢測物質90特異性鍵結的捕捉物質。於圖5所示的例子中，捕捉部80設置於複合粒子2的保護層上，但亦可使用不具有保護層的複合粒子，於其芯粒子上及/或金屬系粒子集合體層上設置捕捉部80。

圖5示意性地表示被標記（標籤）的被檢測物質90被捕捉部80捕捉的狀態。圖5的91表示與被檢測物質90鍵結的標記。作為標記，可列舉發光體。

所述感測器元件以如下方式對被檢測物質90進行檢測。檢測可為定性或定量的檢測，例如是指被檢測物質90的鑑定或定量等。當朝向與複合粒子2上的捕捉物質特異性鍵結的被標記的被檢測物質90照射激發光時，作為發光體的標記被激發。然後，複合粒子2的金屬系粒子集合體層與被激發的發光體共振，表現出電漿子發光增強。藉由使用檢測器對來自被激發的發光體的發光進行檢測，可定性或定量地檢測被檢測物質90。例如，藉由對發光強度進行測定，可定性或定量地測定被檢測物質90的存在量。

根據包括本發明的複合粒子的感測器元件，複合粒子包含金屬系粒子集合體層，藉此可表現出電漿子發光增強，因此可提高檢測感度及檢測精度。例如，亦可考慮於基板70所具有的凹陷71的底表面配置金屬粒子集合體層，將不具有金屬粒子集合體層的顆粒（相當於芯粒子）代替複合粒子來配置於凹陷71內，但於該情況下，於表面上包括捕捉部的顆粒的粒徑大的情況下（例如微米級的情況下），被標記的被檢測物質90與金屬粒子集合體層過於分離，有無法獲得電漿子發光增強效果之虞。相對於此，藉由將包含金屬系粒子集合體層的複合粒子用作配置於凹陷71內的顆粒，被標記的被檢測物質90與金屬粒子集合體層的距離變短，因此可獲得電漿子發光增強效果。

另外，於芯粒子的表面配置有金屬系粒子集合體層的複合粒子、以及於該粒子的表面進而配置有保護層的複合粒子可具有表面凹凸或者製成具有表面凹凸者。具有表面凹凸的複合粒子的表面積更大。因此，藉由將該複合粒子用作所述顆粒，可使捕捉物質、進而被檢測物質90大量地鍵結於複合粒子的表面上。該情況亦有助於提高檢測感度及檢測精度。

被檢測物質90是作為進行定性或定量的檢測的對象的物質，且是與捕捉物質特異性鍵結的物質。作為被檢測物質90，並無特別限制，例如可列舉：核苷、核苷酸、核酸、蛋白質、糖類、醣蛋白、凝集素、病毒、細胞、抗體、胞泌體（exosome）等。亦將被檢測物質90為生物體來源的物質或生物體關聯物質的感測器元件稱為生物感測器元件。

核酸是指嘌呤鹼或嘧啶鹼與醣進行醣苷鍵結（glycosidic bond）而成的核苷的磷酸酯的聚合物（核苷酸鏈），包括包含探針去氧核醣核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）的寡核苷酸（oligonucleotide）、多核苷酸（polynucleotide）、嘌呤核苷酸與嘧啶核苷酸聚合而成的DNA（全長或其片段）、核醣核酸（ribonucleic acid，RNA）、聚醯胺核苷酸衍生物（肽核酸（peptide nucleic acid，PNA））等。另外，核苷為鹼與醣進行醣苷鍵結而成的化合物，核苷酸為磷酸鍵結於核苷而成的化合物，核苷及核苷酸為包含鹼的化合物。

所謂「特異性鍵結」，廣義上是指包含物質間的非共價鍵結、共價鍵結、氫鍵結的化學鍵結，例如可列舉蛋白質分子間的相互作用、分子間的靜電相互作用等。

捕捉到的被檢測物質90的檢測可藉由預先利用作為發光體的標記91標記被檢測物質90，並檢測來自該標記91的發光來進行。標記91亦可為和藉由捕捉物質與被檢測物質90的特異性鍵結而獲得的複合體特異性鍵結的標記物質。發光體是藉由激發光所帶來的激發能量的注入而發光的物質。發光體的發光原理並無限定，可列舉：螢光、磷光、化學發光等。作為發光體，可使用先前公知者。

構成捕捉部80的捕捉物質是為了與被檢測物質90特異性鍵結而將其捕捉來發揮功能的物質。捕捉物質例如固定於複合粒子的表面上。捕捉物質例如為具有可與被檢測物質90特異性鍵結的鍵結活性基的物質。作為鍵結活性基，例如可列舉可與被檢測物質90進行靜電相互作用的羧基、羥基等。作為捕捉物質，並無特別限制，例如可列舉：核苷、核苷酸、核酸、蛋白質、糖類、醣蛋白等。

作為感測器元件所具有的基板70的材質，例如可列舉：矽、石英、合成石英、玻璃、熱塑性樹脂等。複合粒子未必限定於配置於基板70的凹陷71內，只要以可固定或收容於基板70上的形態配置即可。基板70可具有一個或兩個以上的凹陷71。基板70的例子為流通池（flow cell）、微陣列。

根據本發明的感測器元件，由於包含局部電漿子共振的作用範圍寬的複合粒子，因此即便自複合粒子的金屬系粒子集合體層至標記91的距離為超過10 nm的長距離，亦可增強來自標記91的發光。 例如，可作為被檢測物質90的DNA的大小可為數奈米～數十奈米左右，可為5 nm～15 nm。例如，病毒的大小可為數十奈米～一百數十奈米左右，可為30 nm～120 nm。於該些為被檢測物質90的情況下，鍵結於其上的標記91與金屬系粒子集合體層的距離可為例如數十奈米～數百奈米。即便於此種情況下，根據本發明的感測器元件，亦可增強來自標記91的發光。

自金屬系粒子集合體層至標記91的距離亦可為15 nm以上、進而25 nm以上、甚至其以上的距離。就感測器元件的感度的觀點而言，該距離較佳為200 nm以下，更佳為170 nm以下，進而佳為150 nm以下。

金屬系粒子集合體層的電漿子峰的極大波長較佳為與標記91的發光波長一致或接近。藉此，可更有效果地提高由電漿子共振帶來的發光增強效果。金屬系粒子集合體層的電漿子峰的極大波長能夠藉由調整構成其的金屬系粒子的金屬種類、平均粒徑、平均高度、縱橫比、平均粒子間距離及/或平均粒子間距離的標準偏差來控制。

包括本發明的感測器元件的感測器裝置通常除了包含感測器元件以外，亦包含發出用於激發標記91的激發光的光源、以及對來自標記91的發光進行檢測的檢測器。光源與檢測器可以基板70為基準而配置於不同之側，亦可配置於相同之側。於一實施方式中，光源配置於基板70的上方（圖5中被標記的被檢測物質90的上方或側方），檢測器配置於基板70的下方（背側），即以基板70為基準而配置於與光源相反之側、或者與光源相同之側。於檢測器配置於基板70的下方（背側）的情況下，基板70較佳為具有透光性，更佳為光學上透明。具有透光性的基板70對於要在其中透過的光，較佳為具有80%以上的光透過率，更佳為具有90%以上的光透過率。

於檢測發光時，於有混入激發光之虞的情況下，較佳為使發光穿過將激發光的波長的光截止的波長截止濾波器後入射至檢測器。

感測器裝置的例子是例如DNA定序器（sequencer）、DNA微陣列、病毒感測器、離子感測器、平板讀取器（蛋白質晶片、醣鏈晶片、凝集素晶片等）、顯微分光裝置、葡萄糖感測器等生物感測器裝置。

再者，於本發明的複合粒子用於感測器用途的情況下，複合粒子亦可不固定於基板而使用。作為此種使用方法，可列舉於流式細胞儀中的使用、或使複合粒子分散於液體介質中、使被標記的被檢測物質90與分散的複合粒子鍵結而進行分析的方法。 [實施例]

以下，列舉實施例對本發明進行更詳細的說明，但本發明並不限定於該些實施例。

＜實施例1＞ （1）使金屬系粒子生長的步驟 使作為芯粒子的二氧化矽粉末（信越矽酮公司製造的「X-52-7042」，平均粒徑4 μm的球狀粒子群）靜電吸附於玻璃基板上。以吸附於玻璃基板上的二氧化矽粉末於鉛垂方向上向下的方式，將玻璃基板導入至直流磁控濺鍍裝置。 使用所述直流磁控濺鍍裝置，於下述條件下，在加熱後的二氧化矽粉末的表面上使銀粒子極緩慢地生長，跨及二氧化矽粉末的整個表面形成金屬系粒子集合體層，從而獲得複合粒子。

使用氣體：氬 腔室內壓力（濺鍍氣體壓力）：10 Pa 基板-靶材間距離：100 mm 濺鍍功率：4 W 銀粒子的平均粒徑生長速度（平均粒徑/濺鍍時間）：0.87 nm/min 銀粒子的平均高度生長速度（=平均沈積速度=平均高度/濺鍍時間）：0.16 nm/min 二氧化矽粉末加熱溫度：300℃ 濺鍍時間：360分鐘

（2）進行熱處理的步驟 將於所述（1）的步驟中獲得的複合粒子於大氣中以400℃進行1分鐘熱處理。

圖6是所獲得的複合粒子（熱處理步驟後）的SEM圖像（11000倍尺度）。於包括該SEM圖像在內的本說明書中，於獲取SEM圖像時使用日本電子股份有限公司製造的掃描式電子顯微鏡「JSM-5500」。

根據該SEM圖像，於實施例1的複合粒子中，求出構成包覆芯粒子的金屬系粒子集合體層的銀粒子的基於所述定義的平均粒徑為312.4 nm、平均粒子間距離為30.7 nm、平均粒子間距離的標準偏差為18.6 nm。 另外，基於使用基恩士（Keyence）公司製造的「VN-8010」的原子力顯微鏡（atomic force microscope，AFM）像拍攝的結果，求出銀粒子的平均高度為57.9 nm。因此，算出銀粒子的縱橫比（平均粒徑/平均高度）為5.4。

再者，用作芯粒子的二氧化矽粉末的平均粒徑（4 μm）是根據所述芯粒子群的平均粒徑的測定方法來求出。

＜實施例2＞ 使實施例1中獲得的複合粒子靜電吸附於玻璃基板上。繼而，藉由將旋塗玻璃（spin-on-glass，SOG）溶液旋塗於吸附有複合粒子的玻璃基板上，於所述複合粒子上積層保護層，從而獲得包含保護層的複合粒子。 SOG溶液使用的是利用乙醇對作為有機系SOG材料的東京應化工業股份有限公司製造的「OCD T-7 5500T」進行稀釋而成的溶液。

圖7是所獲得的包含保護層的複合粒子的SEM圖像（10000倍尺度）。根據該SEM圖像，可確認到跨及實施例1中獲得的複合粒子的整個表面而形成保護層。確認到保護層不僅形成於金屬系粒子集合體層的銀粒子表面上，而且亦形成於銀粒子間的間隙（芯粒子露出的部分）中。

＜比較例1＞ 將實施例1中使用的芯粒子（二氧化矽粉末）設為比較例1的粒子。

（關於螢光強度的增強效果的評價） 使實施例1中獲得的複合粒子靜電吸附於玻璃基板上。繼而，以2000 rpm且100秒鐘將玫瑰紅（rhodamine）B溶液旋塗於吸附有複合粒子的玻璃基板上，從而於複合粒子的表面擔載作為螢光色素的玫瑰紅B。將其設為測定樣品1。玫瑰紅B溶液使用的是將激智（Exciton）公司製造的「玫瑰紅（Rhodamine）B」溶解於乙醇中而成的0.15 mM的玫瑰紅B溶液。

另外，利用與所述相同的方法於比較例1的粒子的表面擔載作為螢光色素的玫瑰紅B。將其設為測定樣品2。

對於測定樣品1及測定樣品2，使用螢光顯微鏡（奧林巴斯（Olympus）公司製造的「FV1000」），測定於照射雷射光時自擔載於複合粒子的玫瑰紅B（測定樣品1）、擔載於二氧化矽粒子的玫瑰紅B（測定樣品2）發出的螢光強度。

螢光強度的測定條件如以下般。 雷射激發波長：559 nm 檢測條件：Cy5 物鏡：40倍

於藉由測定樣品1的測定而獲得的螢光圖像中，隨機選擇五個不與其他複合粒子接觸的複合粒子，算出該些的「INT」值的平均值，將自該平均值中減去背景值而得的值設為螢光強度1。同樣地，將由測定樣品2的測定求出的螢光強度設為螢光強度2。選擇不與其他複合粒子接觸的複合粒子（測定樣品1）、及不與其他二氧化矽粒子接觸的二氧化矽粒子（測定樣品2）是因為：特別是於作為透明粒子的二氧化矽粒子彼此接觸的情況下，藉由該些於粒子內部對激發光或發光進行相互復歸反射（retroreflection），螢光強度產生不均。

背景值以如下方式求出。對於未處理的玻璃基板（與測定樣品1及測定樣品2中使用的玻璃基板相同者），於與所述相同的條件下進行螢光強度的測定來獲得圖像。自該圖像中隨機選擇五點，算出該些的「INT」值的平均值，並將該平均值設為背景值。

螢光強度1為螢光強度2的約5.1倍。 圖8是針對測定樣品1的螢光強度測定中所獲得的圖像，圖9是針對測定樣品2的螢光強度測定中所獲得的圖像。

＜實施例3＞ 向0.047 mol/L的硝酸銀（AgNO ₃）水溶液50 mL中滴加0.05 mol/L的氫氧化鉀（KOH）水溶液0.25 mL後，進行攪拌。藉由添加氫氧化鉀水溶液，溶液自無色透明變為褐色。於攪拌下向該溶液中滴加各50 μL的3.5 mol/L的乙二胺（NH ₂CH ₂CH ₂NH ₂）水溶液，於溶液變為無色透明時停止滴加。將所獲得的溶液設為銀離子液A。

將0.06 mol/L的葡萄糖水溶液16.6 mL與甲醇8.4 mL混合，獲得還原劑液B。於槽內投入銀離子液A，繼而，向槽內投入作為芯粒子的二氧化矽粉末（日本電氣硝子股份有限公司製造的「精細斯菲爾（Fine sphere）SK-30」，平均粒徑3 μm的球狀粒子群）200 mg。繼而，將還原劑液B投入至槽內後，立即對槽內的液體進行攪拌，藉此將芯粒子浸漬至包含銀離子液A與還原劑液B的鍍敷液中，開始於芯粒子表面上生長包含銀的金屬系粒子。於25℃的環境下進行鍍敷液的製備及芯粒子於鍍敷液中的浸漬。於25℃下持續攪拌。自浸漬開始28分鐘後，對具有金屬系粒子集合體層的芯粒子（複合粒子）進行過濾分離，繼而利用丙酮與超純水的1：1體積比混合液清洗該過濾物後，使用離心分離機去除上清液，然後於80℃下進行乾燥，從而獲得複合粒子。

＜實施例4＞ 以還原劑的濃度及還原劑的濃度相對於飽和濃度之比（百分率）成為表1所示的值的方式，變更用於製備還原劑液B的葡萄糖水溶液的葡萄糖濃度，除此以外與實施例3同樣地進行金屬系粒子生長步驟，從而獲得複合粒子。

＜比較例2＞ 將實施例3中使用的芯粒子（二氧化矽粉末）設為比較例2的粒子。再者，用作基材的二氧化矽粉末的平均粒徑（3 μm）是根據所述粒子群的平均粒徑的測定方法求出。

關於實施例3及實施例4，於表1中示出鍍敷液中的銀離子的濃度、還原劑的種類、還原劑的濃度、還原劑的濃度相對於飽和濃度之比（百分率）、芯粒子於鍍敷液中的浸漬時間、芯粒子的體積V _S[cm ³]相對於鍍敷液的體積V _L[cm ³]之比V _S/V _L、自金屬的沈積開始經過28分鐘的時間點的金屬系粒子的平均高度生長速度。 於將作為球狀粒子的二氧化矽粉末用作芯粒子的實施例3及實施例4中，根據所述式求出的X的值均為121×10 ^-7。

圖10及圖11是實施例3中獲得的複合粒子的SEM圖像（圖10：6000倍尺度，圖11：35000倍尺度），圖12是實施例4中獲得的複合粒子的SEM圖像（20000倍尺度）。

根據SEM圖像，求出構成包覆芯粒子的金屬系粒子集合體層的銀粒子的基於所述定義的平均粒徑、平均粒子間距離。另外，基於掃描穿透式電子顯微鏡（scanning transmission electron microscope，STEM）剖面圖像（100000倍尺度），求出銀粒子的基於所述定義的平均高度。於SEM剖面圖像的獲取時使用FEI公司製造的掃描式穿透電子顯微鏡「海洛斯（Helios）G4 UX」。根據所獲得的平均粒徑及平均高度算出銀粒子的縱橫比。將以上的結果示於表1。再者，關於實施例4的複合粒子，雖獲取了SEM圖像（圖12），但不求出平均粒徑及平均粒子間距離。如圖12所示，實施例4的複合粒子所具有的金屬系粒子集合體層包含相互分離配置的多個金屬系粒子，但與實施例3的複合粒子相比，存在大量的金屬系粒子彼此鍵結而形成連續膜的部分。

[表1]

	實施例
3	4
金屬系粒子生長步驟	鍍敷液	銀離子濃度	mol/L	0.031	0.031
還原劑的種類	-	葡萄糖	葡萄糖
還原劑的濃度	mol/L	0.0133	0.0421
還原劑的濃度 相對於飽和濃度之比	%	0.50	1.59
芯粒子於鍍敷液中的浸漬時間	分鐘	28	28
V S/V L	-	0.0012	0.0121
平均高度生長速度	nm/min	3.2	4.1
金屬系粒子集合體層的物性	平均粒徑	nm	304.6	-
平均高度	nm	89.7	114.0
縱橫比	-	3.40	-
平均粒子間距離	nm	36.0	-

（關於螢光強度的增強效果的評價） 於以3000 rpm將旋塗玻璃（SOG）溶液旋塗於玻璃基板上後，於SOG的塗膜上放置實施例3中獲得的複合粒子。繼而，於200℃下使SOG的塗膜乾燥，並固定複合粒子。SOG溶液使用的是作為有機系SOG材料的東京應化工業股份有限公司製造的「OCD T-7 5500T」。

接下來，以2000 rpm且100秒鐘將玫瑰紅B溶液旋塗於固定有複合粒子的面上，從而於複合粒子的表面擔載作為螢光色素的玫瑰紅B。將其設為測定樣品3。玫瑰紅B溶液使用的是將激智（Exciton）公司製造的「玫瑰紅（Rhodamine）B」溶解於乙醇中而成的0.15 mM的玫瑰紅B溶液。

另外，利用與所述相同的方法於比較例2的粒子的表面擔載作為螢光色素的玫瑰紅B。將其設為測定樣品4。

對於測定樣品3及測定樣品4，使用螢光顯微鏡（奧林巴斯（Olympus）公司製造的「FV1000」），測定於照射雷射光時自擔載於複合粒子的玫瑰紅B（測定樣品3）、擔載於二氧化矽粒子的玫瑰紅B（測定樣品4）發出的螢光強度。螢光強度的測定條件設為與所述相同的條件。

於藉由測定樣品3的測定而獲得的螢光圖像中，隨機選擇十個不與其他複合粒子接觸的複合粒子，算出該些的「INT」值的平均值，將自該平均值中減去背景值而得的值設為螢光強度3。同樣地，將由測定樣品4的測定求出的螢光強度設為螢光強度4。選擇不與其他複合粒子接觸的複合粒子（測定樣品3）、及不與其他二氧化矽粒子接觸的二氧化矽粒子（測定樣品4）是因為：特別是於作為透明粒子的二氧化矽粒子彼此接觸的情況下，藉由該些於粒子內部對激發光或發光進行相互復歸反射，螢光強度產生不均。

背景值以如下方式求出。對於未處理的玻璃基板（與測定樣品3及測定樣品4中使用的玻璃基板相同者），於與所述相同的條件下進行螢光強度的測定來獲得圖像。自該圖像中隨機選擇十點，算出該些的「INT」值的平均值，並將該平均值設為背景值。

螢光強度3為螢光強度4的19.7倍。 圖13是針對測定樣品3的螢光強度測定中所獲得的圖像，圖14是針對測定樣品4的螢光強度測定中所獲得的圖像。

＜實施例5＞ 使25質量%的氨（NH ₃）水溶液1188 μL溶解於乙醇5000 μL中而獲得溶液。將該溶液升溫至50℃為止後，於該溫度下，於攪拌下添加實施例3中獲得的複合粒子24.8 mg及正矽酸四乙酯32.4μL而製成反應液。一邊對反應液進行超音波處理，一邊於50℃下持續攪拌反應液4小時後，使用離心分離機去除上清液，依序進行利用水的清洗及80℃下的乾燥，從而獲得於金屬系粒子集合體層上形成有包含SiO ₂的保護層的複合粒子。正矽酸四乙酯的體積V _G[cm ³]相對於反應液中的包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的複合粒子的體積V _L2[cm ³]之比V _G/V _L2為2.87。

圖15及圖16是所獲得的包含保護層的複合粒子的SEM圖像（圖15：7000倍尺度、圖16：30000倍尺度）。根據該SEM圖像，可確認到跨及實施例3中獲得的複合粒子的整個表面而形成保護層。確認到保護層不僅形成於金屬系粒子集合體層的銀粒子表面上，而且亦形成於銀粒子間的間隙（芯粒子露出的部分）中。另外，確認到保護層的表面追隨金屬系粒子集合體層的凹凸而具有凹凸。

圖17是所獲得的包含保護層的複合粒子的STEM剖面圖像（100000倍尺度）。於STEM剖面圖像的獲取時使用FEI公司製造的掃描式穿透電子顯微鏡「海洛斯（Helios）G4 UX」。根據該圖像，確認到大致均勻地形成了具有60 nm～70 nm左右的厚度的保護層。

＜實施例6＞ 向0.047 mol/L的硝酸銀（AgNO ₃）水溶液150 mL中滴加0.05 mol/L的氫氧化鉀（KOH）水溶液0.75 mL後，進行攪拌。藉由添加氫氧化鉀水溶液，溶液自無色透明變為褐色。於攪拌下向該溶液中滴加各50 μL的3.5 mol/L的乙二胺（NH ₂CH ₂CH ₂NH ₂）水溶液，於溶液變為無色透明時停止滴加。將所獲得的溶液設為銀離子液A。

將0.04 mol/L的葡萄糖水溶液50 mL與甲醇25 mL混合，獲得還原劑液B。於槽內投入銀離子液A，繼而，向槽內投入作為芯粒子的二氧化矽粉末（日揮觸媒化成股份有限公司製造的平均粒徑1.1 μm的球狀粒子群）240 mg。繼而，將還原劑液B投入至槽內後，立即對槽內的液體進行攪拌，藉此將芯粒子浸漬至包含銀離子液A與還原劑液B的鍍敷液中，開始於芯粒子表面上生長包含銀的金屬系粒子。於25℃的環境下進行鍍敷液的製備及芯粒子於鍍敷液中的浸漬。於25℃下持續攪拌。自浸漬開始28分鐘後，對具有金屬系粒子集合體層的芯粒子（複合粒子）進行過濾分離，繼而利用丙酮與超純水的1：1體積比混合液來清洗該過濾物後，使用離心分離機去除上清液，然後於80℃下進行乾燥，從而獲得複合粒子。

＜實施例7＞ 向0.0024 mol/L的硝酸銀（AgNO ₃）水溶液666.7 mL中滴加0.05 mol/L的氫氧化鉀（KOH）水溶液5 mL後，進行攪拌。藉由添加氫氧化鉀水溶液，溶液自無色透明變為褐色。於攪拌下向該溶液中滴加各50 μL的3.5 mol/L的乙二胺（NH ₂CH ₂CH ₂NH ₂）水溶液，於溶液變為無色透明時停止滴加。將所獲得的溶液設為銀離子液A。

將0.006 mol/L的葡萄糖水溶液222.2 mL與甲醇111.1 mL混合，獲得還原劑液B。於槽內投入銀離子液A，繼而，向槽內投入作為芯粒子的二氧化矽粉末（日揮觸媒化成股份有限公司製造的平均粒徑0.55 μm的球狀粒子群）46.7 mg。繼而，將還原劑液B投入至槽內後，立即對槽內的液體進行攪拌，藉此將芯粒子浸漬至包含銀離子液A與還原劑液B的鍍敷液中，開始於芯粒子表面上生長包含銀的金屬系粒子。於25℃的環境下進行鍍敷液的製備及芯粒子於鍍敷液中的浸漬。於25℃下持續攪拌。自浸漬開始28分鐘後，對具有金屬系粒子集合體層的芯粒子（複合粒子）進行過濾分離，繼而利用丙酮與超純水的1：1體積比混合液來清洗該過濾物後，使用離心分離機去除上清液，然後於80℃下進行乾燥，從而獲得複合粒子。

＜實施例8＞ 向0.047 mol/L的硝酸銀（AgNO ₃）水溶液50 mL中滴加0.05 mol/L的氫氧化鉀（KOH）水溶液0.25 mL後，進行攪拌。藉由添加氫氧化鉀水溶液，溶液自無色透明變為褐色。於攪拌下向該溶液中滴加各50 μL的3.5 mol/L的乙二胺（NH ₂CH ₂CH ₂NH ₂）水溶液，於溶液變為無色透明時停止滴加。將所獲得的溶液設為銀離子液A。

將0.06 mol/L的葡萄糖水溶液16.6 mL與甲醇8.4 mL混合，獲得還原劑液B。於槽內投入銀離子液A，繼而，向槽內投入作為芯粒子的氧化鋁粉末（住友化學股份有限公司製造的「先進氧化鋁（Advanced Alumina）AA-3」，平均粒徑3 μm的不定形粒子群）362 mg。繼而，將還原劑液B投入至槽內後，立即對槽內的液體進行攪拌，藉此將芯粒子浸漬至包含銀離子液A與還原劑液B的鍍敷液中，開始於芯粒子表面上生長包含銀的金屬系粒子。於25℃的環境下進行鍍敷液的製備及芯粒子於鍍敷液中的浸漬。於25℃下持續攪拌。自浸漬開始28分鐘後，對具有金屬系粒子集合體層的芯粒子（複合粒子）進行過濾分離，繼而利用丙酮與超純水的1：1體積比混合液來清洗該過濾物後，使用離心分離機去除上清液，然後於80℃下進行乾燥，從而獲得複合粒子。

＜實施例9＞ 使25質量%的氨（NH ₃）水溶液1188 μL溶解於乙醇5000 μL中而獲得溶液。將該溶液升溫至50℃為止後，於該溫度下，於攪拌下添加實施例3中獲得的複合粒子24.8 mg及正矽酸四乙酯5.0 μL而製成反應液。一邊對反應液進行超音波處理，一邊於50℃下持續攪拌反應液4小時後，使用離心分離機去除上清液，依序進行利用水的清洗及80℃下的乾燥，從而獲得於金屬系粒子集合體層上形成有包含SiO ₂的保護層的複合粒子。正矽酸四乙酯的體積V _G[cm ³]相對於反應液中的包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的複合粒子的體積V _L2[cm ³]之比V _G/V _L2為0.443。

與實施例5同樣地獲取STEM剖面圖像。根據該圖像，確認到大致均勻地形成了具有20 nm左右的厚度的保護層。

＜實施例10＞ 使25質量%的氨（NH ₃）水溶液1188 μL溶解於乙醇5000 μL中而獲得溶液。將該溶液升溫至50℃為止後，於該溫度下，於攪拌下添加實施例3中獲得的複合粒子24.8 mg及正矽酸四乙酯15.0 μL而製成反應液。一邊對反應液進行超音波處理，一邊於50℃下持續攪拌反應液4小時後，使用離心分離機去除上清液，依序進行利用水的清洗及80℃下的乾燥，從而獲得於金屬系粒子集合體層上形成有包含SiO ₂的保護層的複合粒子。正矽酸四乙酯的體積V _G[cm ³]相對於反應液中的包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的複合粒子的體積V _L2[cm ³]之比V _G/V _L2為1.33。

與實施例5同樣地獲取STEM剖面圖像。根據該圖像，確認到大致均勻地形成了具有85 nm左右的厚度的保護層。

＜實施例11＞ 使25質量%的氨（NH ₃）水溶液1188 μL溶解於乙醇5000 μL中而獲得溶液。將該溶液升溫至50℃為止後，於該溫度下，於攪拌下添加實施例3中獲得的複合粒子24.8 mg及正矽酸四乙酯32.4 μL而製成反應液。一邊對反應液進行超音波處理，一邊於50℃下持續攪拌反應液4小時後，使用離心分離機去除上清液，依序進行利用水的清洗及80℃下的乾燥，從而獲得於金屬系粒子集合體層上形成有包含SiO ₂的保護層的複合粒子。正矽酸四乙酯的體積V _G[cm ³]相對於反應液中的包含芯粒子及金屬系粒子集合體層的複合粒子的體積V _L2[cm ³]之比V _G/V _L2為2.87。

與實施例5同樣地獲取STEM剖面圖像。根據該圖像，確認到大致均勻地形成了具有110 nm左右的厚度的保護層。

關於實施例6～實施例8，於表2中示出鍍敷液中的銀離子的濃度、還原劑的種類、還原劑的濃度、還原劑的濃度相對於飽和濃度之比（百分率）、芯粒子於鍍敷液中的浸漬時間、芯粒子的體積V _S[cm ³]相對於鍍敷液的體積V _L[cm ³]之比V _S/V _L、自金屬的沈積開始經過28分鐘的時間點的金屬系粒子的平均高度生長速度。 對於實施例6～實施例8中使用的芯粒子的根據所述式求出的X的值，關於實施例6為101×10 ^-7，關於實施例7為41×10 ^-7，關於實施例8為110×10 ^-7。

圖18～圖22分別是實施例7～實施例11中獲得的複合粒子的SEM圖像。根據SEM圖像，求出構成包覆芯粒子的金屬系粒子集合體層的銀粒子的基於所述定義的平均粒徑、平均粒子間距離。另外，基於STEM剖面圖像（100000倍尺度），求出銀粒子的基於所述定義的平均高度。於STEM剖面圖像的獲取時使用FEI公司製造的掃描式穿透電子顯微鏡「海洛斯（Helios）G4 UX」。根據所獲得的平均粒徑及平均高度算出銀粒子的縱橫比。將以上的結果示於表2。

[表2]

	實施例
6	7	8
金屬系粒子生長步驟	鍍敷液	銀離子濃度	mol/L	0.031	0.0016	0.031
還原劑的種類	-	葡萄糖	葡萄糖	葡萄糖
還原劑的濃度	mol/L	0.0089	0.00133	0.0133
還原劑的濃度 相對於飽和濃度之比	%	0.34	0.05	0.50
芯粒子於鍍敷液中的浸漬時間	分鐘	28	28	28
V S/V L	-	0.0005	0.00002	0.0012
平均高度生長速度	nm/min	2.5	3.9	3.0
金屬系粒子集合體層的物性	平均粒徑	nm	235.4	321.4	187.5
平均高度	nm	71.3	110.6	83.0
縱橫比	-	3.30	2.91	2.26
平均粒子間距離	nm	39.0	15.4	35.0

（關於螢光強度的增強效果的評價） 利用與實施例3中獲得的複合粒子相同的方法，對實施例6、實施例8、實施例9及實施例11的複合粒子評價螢光強度的增強效果。結果，實施例6、實施例8、實施例9及實施例11的複合粒子的螢光強度3分別為螢光強度4的4.5倍、1.3倍、18倍、4.6倍。所謂螢光強度4，與關於實施例3中獲得的複合粒子的評價相同，是自於各實施例中使用的作為芯粒子的粒子的表面擔載作為螢光色素的玫瑰紅B而成的測定樣品4發出的螢光強度。

1、2:複合粒子 10:芯粒子 20:金屬系粒子 30:保護層 50:槽 60:鍍敷液 70:基板 71:凹陷 80:捕捉部 90:被檢測物質 91:標記

圖1是示意性地表示本發明的複合粒子的一例的平面圖。 圖2是示意性地表示本發明的複合粒子的一例的剖面圖。 圖3是示意性地表示本發明的複合粒子的另一例的剖面圖。 圖4是對鍍敷法中的金屬系粒子生長步驟的一例進行說明的示意圖。 圖5是示意性地表示本發明的感測器元件的另一例的剖面圖。 圖6是實施例1中獲得的複合粒子（熱處理步驟後）的SEM圖像（11000倍尺度）。 圖7是實施例2中獲得的包含保護層的複合粒子的SEM圖像（10000倍尺度）。 圖8是針對測定樣品1的螢光強度測定中所獲得的圖像。 圖9是針對測定樣品2的螢光強度測定中所獲得的圖像。 圖10是實施例3中獲得的複合粒子的SEM圖像（6000倍尺度）。 圖11是實施例3中獲得的複合粒子的SEM圖像（35000倍尺度）。 圖12是實施例4中獲得的複合粒子的SEM圖像（20000倍尺度）。 圖13是針對測定樣品3的螢光強度測定中所獲得的圖像。 圖14是針對測定樣品4的螢光強度測定中所獲得的圖像。 圖15是實施例5中獲得的包含保護層的複合粒子的SEM圖像（7000倍尺度）。 圖16是實施例5中獲得的包含保護層的複合粒子的SEM圖像（30000倍尺度）。 圖17是實施例5中獲得的包含保護層的複合粒子的STEM剖面圖像（100000倍尺度）。 圖18是實施例7中獲得的複合粒子的SEM圖像（90000倍尺度）。 圖19是實施例8中獲得的複合粒子的SEM圖像（20000倍尺度）。 圖20是實施例9中獲得的包含複合粒子的積層物的SEM圖像（30000倍尺度）。 圖21是實施例10中獲得的包含複合粒子的積層物的SEM圖像（35000倍尺度）。 圖22是實施例11中獲得的包含複合粒子的積層物的SEM圖像（35000倍尺度）。

1:複合粒子

10:芯粒子

20:金屬系粒子

Claims (21)

1. 一種複合粒子，包含： 芯粒子；以及 金屬系粒子集合體層，配置於所述芯粒子的表面的至少一部分上， 所述金屬系粒子集合體層包括相互分離配置的多個金屬系粒子。
2. 如請求項1所述的複合粒子，其中所述多個金屬系粒子的平均粒徑為5 nm以上且1600 nm以下。
3. 如請求項1所述的複合粒子，其中所述多個金屬系粒子分別配置成與其相鄰的金屬系粒子的平均距離為1 nm以上且150 nm以下。
4. 如請求項1所述的複合粒子，其中所述平均距離的標準偏差為50 nm以下。
5. 如請求項1所述的複合粒子，其中所述芯粒子的表面包含曲面。
6. 如請求項5所述的複合粒子，其中至少於所述曲面上配置有所述金屬系粒子集合體層。
7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的複合粒子，其中所述芯粒子的粒徑為0.3 μm以上且未滿10 μm。
8. 如請求項1至請求項6中任一項所述的複合粒子，其中所述金屬系粒子集合體層配置於所述芯粒子的整個表面。
9. 如請求項1至請求項6中任一項所述的複合粒子，更包含至少覆蓋所述多個金屬系粒子的表面的保護層。
10. 如請求項9所述的複合粒子，其中所述保護層包含絕緣性材料。
11. 如請求項9所述的複合粒子，其中所述保護層的厚度為3 nm以上且200 nm以下。
12. 如請求項9所述的複合粒子，其中所述保護層覆蓋所述芯粒子及所述金屬系粒子的整個表面。
13. 如請求項1至請求項6中任一項所述的複合粒子，用於感測器元件。
14. 一種複合粒子的製造方法，是製造複合粒子的方法，所述複合粒子包含： 芯粒子；以及 金屬系粒子集合體層，配置於所述芯粒子的表面的至少一部分上， 所述金屬系粒子集合體層包括相互分離配置的多個金屬系粒子，所述複合粒子的製造方法包括： 使所述金屬系粒子於所述芯粒子的表面生長的步驟。
15. 如請求項14所述的複合粒子的製造方法，其中於所述生長的步驟之後，更包括進行熱處理的步驟。
16. 如請求項14或請求項15所述的複合粒子的製造方法，其中於所述生長的步驟之後，更包括形成至少覆蓋所述多個金屬系粒子的表面的保護層的步驟。
17. 一種複合粒子，包含： 芯粒子； 金屬系材料層，配置於所述芯粒子的表面的至少一部分上；以及 保護層，覆蓋所述金屬系材料層的表面。
18. 如請求項17所述的複合粒子，其中所述保護層包含絕緣性材料。
19. 如請求項17或請求項18所述的複合粒子，其中所述保護層的厚度為3 nm以上且200 nm以下。
20. 一種感測器元件，用於對被檢測物質進行檢測，所述感測器元件包含： 基板； 複合粒子，配置於所述基板上；以及 捕捉部，配置於所述複合粒子上，具有與所述被檢測物質特異性鍵結的捕捉物質， 所述複合粒子包含： 芯粒子；以及 金屬系粒子集合體層，配置於所述芯粒子的表面的至少一部分上， 所述金屬系粒子集合體層包括相互分離配置的多個金屬系粒子。
21. 如請求項20所述的感測器元件，其中所述複合粒子更包含至少覆蓋所述多個金屬系粒子的表面的保護層， 於所述保護層上配置有所述捕捉部。

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