ナノ材料

人工ナノ材料は、特定の必要な特性を持つように意図的に設計および製造されたものである。^{[ 5 ] [ 14 ]}

従来のナノ材料とは、ナノテクノロジーの開発以前に、他のコロイド状または粒子状材料に対する漸進的な進歩として商業生産されていた材料のことである。^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}これらには、カーボンブラックや二酸化チタンナノ粒子が含まれる。^{[ 18 ]}

ナノ材料は、燃焼や蒸発によって機械的または工業的プロセスの副産物として意図せず生成されることがあります。偶発的なナノ粒子の発生源には、自動車のエンジン排気、製錬、溶接ヒューム、家庭用固体燃料暖房や調理による燃焼プロセスなどがあります。たとえば、フラーレンと呼ばれるナノ材料は、ガス、バイオマス、ろうそくの燃焼によって生成されます。 ^{[ 19 ]}また、摩耗や腐食生成物の副産物となることもあります。^{[ 20 ]}偶発的な大気中のナノ粒子は、意図的な操作中に意図せず生成され、大気汚染の原因となる可能性のある超微粒子と呼ばれることがよくあります。^{[ 21 ] [ 22 ]}

生物システムには、しばしば天然の機能性ナノ材料が見られます。有孔虫（主にチョーク）やウイルス（タンパク質、カプシド）の構造、ハスやナスタチウムの葉を覆うワックス結晶、クモやハダニの糸^{[ 23 ]} 、タランチュラの青い色^{[ 24 ]} 、ヤモリの足の裏にある「ヘラ」 、蝶の羽の鱗、天然のコロイド（牛乳、血液）、角質（皮膚、爪、くちばし、羽、角、毛）、紙、綿、真珠層、サンゴ、そして私たち自身の骨基質さえも、すべて天然の有機ナノ材料です。

天然の無機ナノ材料は、地殻の多様な化学条件下での結晶成長によって生成されます。例えば、粘土は、その結晶構造の異方性により複雑なナノ構造を示し、火山活動はオパールを生み出すことがあります。オパールは、そのナノスケール構造により、天然に存在するフォトニック結晶の一例です。火災は特に複雑な反応であり、顔料、セメント、ヒュームドシリカなどを生成する可能性があります。

ナノ粒子の自然発生源には、森林火災の燃焼生成物、火山灰、海水の飛沫、ラドンガスの放射性崩壊などがあります。天然ナノ材料は、金属または陰イオンを含む岩石の風化プロセスや酸性鉱山排水現場でも形成されることがあります。^{[ 21 ]}

天然ナノ材料のギャラリー

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  ウイルスキャプシド
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  「ロータス効果」、自己洗浄機能を備えた撥水性効果
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  ガラスの壁の上を歩くヤモリの足裏のクローズアップ（ヘラ：200×10～ 15nm）
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  蝶の翅の鱗粉の走査型電子顕微鏡写真（×  5000）
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  孔雀の羽（部分）
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  ブラジル産クリスタルオパール。その遊色効果は、シリカ球（ 直径150～300nm）間の光の干渉と回折によって生じます。
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  ある種のタランチュラの青色（450  nm ±  20  nm）

ナノ多孔質材料という用語には、ミクロ多孔質材料とメソ多孔質材料のサブセットが含まれます。ミクロ多孔質材料は、平均細孔サイズが 2 nm 未満の多孔質材料であり、メソ多孔質材料は、細孔サイズが 2～50 nm の範囲にある材料です。 ^{[ 28 ]}ミクロ多孔質材料は、小分子と同程度の長さスケールの細孔サイズを示します。このため、このような材料は、分離膜などの貴重な用途に役立つ可能性があります。メソ多孔質材料は、高い比表面積を必要とする用途に関心があり、ミクロ多孔質材料の細孔に入るには大きすぎる分子の浸透を可能にします。一部の資料では、ナノ多孔質材料とナノフォームは、ナノスケールであるのは空隙のみであり、材料自体はナノスケールではないため、ナノ構造とみなされることがありますが、ナノ材料とはみなされません。^{[ 29 ]} ISO の定義では、丸いナノ物体のみがナノ粒子とみなされますが、他の資料では、すべての形状に対してナノ粒子という用語が使用されています。^{[ 30 ]} 

ナノ粒子は、3つの次元すべてがナノスケールである。ナノ粒子は、バルク固体に埋め込んでナノコンポジットを形成することもできる。^{[ 29 ]}

フラーレン

フラーレンは炭素の同素体の一種で、概念的にはグラフェンシートをチューブ状または球状に丸めたものです。これには、機械的強度と電気的特性の両方で注目されているカーボンナノチューブ（またはシリコンナノチューブ）が含まれます。^{[ 31 ]}

最初に発見されたフラーレン分子であり、このファミリーの名前の由来となったバックミンスターフラーレン（C ₆₀）は、1985年にライス大学のリチャード・スモーリー、ロバート・カール、ジェームズ・ヒース、ショーン・オブライエン、ハロルド・クロトーによって合成されました。その名前は、ジオデシックドームに似ているバックミンスター・フラーへのオマージュです。その後、フラーレンは自然界に存在することが発見されました。^{[ 32 ]}さらに最近では、フラーレンは宇宙空間でも検出されています。^{[ 33 ]}

過去10年間、フラーレンの化学的および物理的特性は研究開発分野で注目を集めており、今後も長期間にわたって注目され続けるだろう。 2003年4月には、フラーレンは潜在的な医療用途、すなわち耐性菌の構造に特定の抗生物質を結合させたり、メラノーマなどの特定のがん細胞を標的にしたりする可能性について研究されていた。2005年10月号の「Chemistry and Biology」誌には、光活性化抗菌剤としてのフラーレンの使用について記述した記事が掲載されている。ナノテクノロジーの分野では、耐熱性と超伝導性が、集中的な研究対象となっている特性の一つである。

フラーレンを製造する一般的な方法の一つは、不活性雰囲気中で近接した2つのグラファイト電極間に大電流を流すことである。電極間に発生した炭素プラズマアークは冷却されて煤状の残留物となり、そこから多くのフラーレンを分離することができる。

フラーレンに対しては、第一原理量子計算手法を用いた多くの計算が行われてきた。DFT法やTDDFT法を用いることで、IR、ラマン、UVスペクトルを得ることができる。これらの計算結果は、実験結果と比較することができる。

円筒状の閉じ込め空間では、単一原子ほどの断面積を持つ最小の結晶性ワイヤーを設計することができる。^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]}天然の半一次元ナノ構造であるカーボンナノチューブは、合成のテンプレートとして使用できる。閉じ込め空間は機械的に安定化し、線状の原子鎖の崩壊を防ぐ。一次元ナノワイヤーの他の構造は、テンプレートから分離した後でも機械的に安定していると予測されている。^{[ 40 ] [ 41 ]}

2D材料は、原子の2次元単層からなる結晶性材料です。最も重要な代表例はグラフェンで、2004年に発見されました。 ナノスケールの厚さの薄膜（ナノフィルム）はナノ構造とみなされますが、基板から分離して存在しないため、ナノ材料とはみなされない場合もあります。^{[ 29 ] [ 42 ]}

ナノコンポジット、ナノ結晶材料、ナノ構造フィルム、ナノテクスチャ表面など、ナノスケールの特徴を持つバルク材料もある。^{[ 29 ]}

ボックス型グラフェン（BSG）ナノ構造は、3Dナノ材料の一例です。^{[ 43 ]} BSGナノ構造は、熱分解グラファイトの機械的剥離後に現れます。このナノ構造は、表面に沿って配置され、四角形の断面を持つ平行な中空ナノチャネルの多層システムです。チャネル壁の厚さは約1  nmです。チャネル面の典型的な幅は約25  nmです。

ボトムアップ法とは、原子や分子をナノ構造アレイに組み立てる手法である。これらの手法では、原料は気体、液体、固体のいずれの形態でも構わない。固体の場合、ナノ構造に組み込む前に何らかの分解処理が必要となる。ボトムアップ法は、一般的にカオス的手法と制御的手法の2種類に分類される。

カオス的プロセスとは、構成原子または分子をカオス状態に引き上げ、その後、その状態を不安定にするように条件を突然変更するプロセスです。多数のパラメーターを巧みに操作することで、生成物は主に保証された反応速度の結果として形成されます。カオス状態からの崩壊は制御が困難または不可能な場合があり、そのため、結果として得られるサイズ分布と平均サイズは、多くの場合、アンサンブル統計によって決定されます。したがって、ナノ粒子の形成は、生成物の最終状態を操作することによって制御されます。カオス的プロセスの例としては、レーザーアブレーション^{[ 52 ]}、爆発ワイヤー、アーク、火炎熱分解、燃焼^{[ 53 ]} 、および沈殿合成技術などがあります。

制御プロセスでは、構成原子または分子をナノ粒子形成部位に制御された方法で供給し、ナノ粒子が制御された方法で所定のサイズに成長できるようにします。一般的に、構成原子または分子の状態は、ナノ粒子形成に必要な状態から大きく離れることはありません。したがって、ナノ粒子形成は、反応物の状態を制御することによって制御されます。制御プロセスの例としては、自己制限成長溶液、自己制限化学気相成長、整形パルスフェムト秒レーザー技術、植物および微生物アプローチ^{[ 54 ]} 、分子線エピタキシーなどがあります。

トップダウン方式では、バルク材料をナノ粒子に分解するために何らかの「力」（例えば、機械力、レーザー）を利用します。バルク材料をナノ材料に機械的に分解する一般的な方法として「ボールミル」があります。その他にも、短パルスレーザー（例えば、フェムト秒レーザー）をターゲット（固体）に照射してアブレーションすることでナノ粒子を作ることもできます。^{[ 52 ]}

世界保健機関（WHO）は、2017年末に製造ナノ材料の潜在的なリスクから労働者を保護するためのガイドラインを発表しました。^{[ 80 ]} WHOは、その指導原則の1つとして予防的アプローチを採用しました。これは、健康への悪影響に関する不確実性があるにもかかわらず、そうする合理的な兆候がある場合は、曝露を減らす必要があることを意味します。これは、ナノ粒子が細胞バリアを通過して細胞構造と相互作用する能力があることを示す最近の科学的研究によって強調されています。^{[ 81 ] [ 82 ]}さらに、管理の階層が重要な指導原則でした。これは、管理措置を選択できる場合、個人用保護具（PPE）の使用など、労働者に大きな負担をかける措置よりも、問題の根本に近い措置が常に優先されるべきであることを意味します。WHOは、ガイドライン作成のためのWHOハンドブックに定められたプロセスに従って、科学の現状を評価し、勧告に情報を提供するために、すべての重要な問題について体系的なレビューを委託しました。推奨事項は、科学的根拠の質、価値観や嗜好、および推奨事項に関連する費用に応じて、「強い」または「条件付き」と評価された。

WHOのガイドラインには、人工ナノ材料（MNM）の安全な取り扱いに関する以下の推奨事項が含まれています。

A. MNMの健康被害を評価する

1. 世界保健機関（WHO）は、安全データシートで使用するため、すべてのMNM（多種化学物質）に、化学品の分類及び表示に関する世界調和システム（GHS）に従って危険有害性クラスを割り当てることを推奨しています。一部のMNMについては、この情報がガイドラインに記載されています（強い推奨、中程度の質の証拠）。
2. WHOは、MNM特有の危険性に関する情報を安全データシートに追記するか、適切な試験が行われていない毒性学的エンドポイントを示すことを推奨する（強い推奨、中程度の質の証拠）。
3. 呼吸性繊維および顆粒状生体残留性粒子のグループについては、GDGは、同じグループのナノ材料の暫定的な分類に、既存のMNMの分類を使用することを提案しています（条件付き推奨、低品質のエビデンス）。

B. MNMへの曝露を評価する

1. WHOは、MNMの提案されている特定の職業曝露限界値（OEL）に使用されている方法と同様の方法で、職場における労働者の曝露を評価することを推奨している（条件付き推奨、質の低いエビデンス）。
2. 職場におけるMNM（マイクロナノ材料）の具体的な規制OEL値は存在しないため、WHOは職場での曝露がMNMの提案OEL値を超えているかどうかを評価することを推奨しています。提案OEL値の一覧はガイドラインの付録に記載されています。選択されたOEL値は、少なくとも当該材料のバルク形態に対する法的に義務付けられたOEL値と同等の保護レベルを持つ必要があります（条件付き推奨、低品質のエビデンス）。
3. 職場においてMNMの特定のOELが利用できない場合、WHOは吸入曝露に対する段階的なアプローチを推奨しており、まず曝露の可能性を評価し、次に基本的な曝露評価を実施し、最後に経済協力開発機構（OECD）や欧州標準化委員会（CEN）が提案するような包括的な曝露評価を実施することを推奨しています（条件付き推奨、中程度の質の証拠）。
4. 皮膚曝露評価に関して、WHOは、ある皮膚曝露評価方法を他の方法よりも推奨するのに十分な証拠がないと判断した。

C. MNMへの曝露を制御する

1. 予防的アプローチに基づき、WHOは、吸入曝露を可能な限り低減することを目的として、曝露管理を吸入曝露の防止に重点を置くことを推奨している（強い推奨、中程度の質の証拠）。
2. WHOは、特に清掃やメンテナンス時、反応容器からの物質回収時、製造工程へのMNMの投入時など、職場において一貫して測定されている様々なMNMへの曝露を低減することを推奨しています。毒性学的情報が不足している場合は、労働者が一切の曝露を受けないよう、最高レベルの管理措置を実施することを推奨しています。より多くの情報が入手可能になった場合は、より状況に応じた対応を取ることを推奨しています（強い推奨、中程度の質の証拠）。
3. WHOは、管理措置の階層原則に基づき管理措置を講じることを推奨しています。これは、まず曝露源を除去することを第一の対策とし、その後、労働者の関与がより重要な管理措置を実施し、個人用保護具（PPE）は最終手段としてのみ使用すべきであることを意味します。この原則によれば、吸入曝露レベルが高い場合、または毒性学的情報がまったくない、もしくはほとんどない場合は、工学的管理措置を用いるべきです。適切な工学的管理措置がない場合は、特に呼吸用保護具を、フィットテストを含む呼吸用保護プログラムの一環として使用すべきです（強い推奨、中程度の質の証拠）。
4. WHOは、表面の清掃や適切な手袋の使用などの職業衛生対策によって皮膚への曝露を防ぐことを推奨している（条件付き推奨、エビデンスの質は低い）。
5. 職場の安全専門家による評価や測定ができない場合、WHOはナノ材料に対する管理区分を用いて職場における曝露管理対策を選択することを推奨しています。研究が不足しているため、WHOは特定の管理区分方法を他の方法よりも推奨することはできません（条件付き推奨、非常に質の低いエビデンス）。

健康監視に関して、WHOはエビデンスが不足しているため、既に実施されている既存の健康監視プログラムに代わる、MNMに特化した健康監視プログラムを推奨することはできませんでした。WHOは、労働​​者の研修と健康と安全に関する問題への労働者の関与をベストプラクティスと考えていますが、利用可能な研究が不足しているため、ある形態の労働者研修やある形態の労働者の関与を他の形態よりも推奨することはできませんでした。検証済みの測定方法とリスク評価において相当な進歩が見込まれており、WHOは5年後の2022年にこれらのガイドラインを更新する予定です。

ナノテクノロジーは比較的新しい技術であるため、ナノ材料への曝露による健康および安全への影響、および許容される曝露レベルについては、現在も研究が続けられています。^{[ 14 ]}考えられる危険性の中で、吸入曝露が最も懸念されるようです。動物実験では、カーボンナノチューブとカーボンナノファイバーが、炎症、肉芽腫、肺線維症などの肺への影響を引き起こす可能性があり、その効力はシリカ、アスベスト、超微細カーボンブラックなどの他の既知の線維形成性物質と比較して同等かそれ以上であることが示されています。生分解性無機ナノ材料を健康な動物に急性吸入させた場合、重大な毒性影響は認められませんでした。^{[ 83 ]}動物実験データが労働者の臨床的に重要な肺への影響をどの程度予測できるかは不明ですが、短期動物実験で観察された毒性は、これらのナノ材料に曝露される労働者に対する保護措置の必要性を示しています。ただし、2013 年時点では、これらのナノ材料を使用または製造する労働者に実際に有害な健康影響が報告されたことはありませんでした。^{[ 84 ]}その他の懸念事項には、皮膚接触および経口摂取による曝露、^{[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]}および粉塵爆発の危険性が含まれます。^{[ 87 ] [ 88 ]}

排除と代替は、危険制御において最も望ましいアプローチです。ナノ材料自体は、多くの場合、従来の材料で排除または代替することはできませんが、^{[ 14 ]}ナノ粒子のサイズ、形状、機能化、表面電荷、溶解性、凝集、凝集状態などの特性を選択して、望ましい機能を維持しながら毒性特性を改善できる可能性があります。^{[ 89 ]}取り扱い手順も改善できます。たとえば、乾燥粉末の代わりに液体溶媒中のナノ材料のスラリーまたは懸濁液を使用すると、粉塵への曝露を減らすことができます。 ^{[ 14 ]}エンジニアリング制御は、作業者を危険から隔離する作業場への物理的な変更であり、主にヒュームフード、グローブボックス、バイオセーフティキャビネット、換気式バランスエンクロージャーなどの換気システムです。^{[ 90 ]}管理上の対策とは、危険を軽減するための作業員の行動の変更であり、ナノ材料の安全な取り扱い、保管、廃棄に関するベストプラクティスのトレーニング、ラベル表示や警告標識による危険の適切な認識、一般的な安全文化の促進などが含まれます。個人用保護具は作業員の身体に着用する必要があり、危険を制御するための最も望ましくない選択肢です。^{[ 14 ]}一般的な化学物質に通常使用される個人用保護具は、ナノ材料にも適しており、長ズボン、長袖シャツ、つま先が覆われた靴、安全手袋、ゴーグル、不浸透性の実験用白衣の使用などが含まれます。^{[ 90 ]}状況によっては呼吸器を使用することもあります。^{[ 89 ]}

曝露評価は、汚染物質の放出と作業者への曝露を監視するために使用される一連の方法です。これらの方法には、作業者の個人呼吸ゾーンにサンプラーを配置する個人サンプリング（多くの場合、鼻と口にできるだけ近づけるためにシャツの襟に取り付けられます）と、静的な場所に配置するエリア/バックグラウンドサンプリングが含まれます。評価では、ナノ材料やその他のバックグラウンド粒子のリアルタイムの量を監視する粒子カウンターと、通常は電子顕微鏡と元素分析を使用してナノ材料を特定するために使用できるフィルターベースのサンプルの両方を使用する必要があります。^{[ 89 ] [ 91 ]} 2016年現在、ほとんどのナノ材料について定量的な職業曝露限界は決定されていません。米国国立労働安全衛生研究所は、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー^{[ 84 ]}、および超微細二酸化チタンの非規制推奨曝露限界を決定しました。^{[ 92 ]}英国規格協会^{[ 93 ]}やドイツの労働安全衛生研究所^{[ 94 ]}を含む他国の機関や組織は、一部のナノ材料のOELを設定しており、一部の企業は自社製品のOELを提供しています。^{[ 14 ]}

ナノスケール診断

ナノテクノロジーは、生体医用イメージングを担うものとして、医療分野で注目を集めています。 ^{[ 95 ]}ナノスケールの材料の独自の光学的、磁気的、化学的特性により、コントラストの向上、空間情報の向上、生体内分布の制御、さまざまなスキャン装置でのマルチモーダルイメージングなど、多機能性を備えたイメージングプローブの開発が可能になりました。これらの開発により、腫瘍や炎症の位置の検出、疾患進行の正確な評価、個別化医療などの利点が得られています。

1. シリカナノ粒子 -シリカナノ粒子^{[ 96 ]}は、固体、非多孔質、メソ多孔質に分類できます。これらは大きな表面積、親水性表面、化学的および物理的安定性を有しています。シリカナノ粒子は、ストーバー法を用いて製造されます。これは、テトラエチルシリケートなどのシリルエーテルを水とアルコールの混合物中でアンモニアを用いてシラノール（Si-OH）に加水分解し、その後、シラノールを縮合させて50～2000  nmのシリカ粒子を生成するプロセスです。粒子のサイズは、シリルエーテルとアルコールの濃度を変化させるか、マイクロエマルジョン法を用いることで制御できます。メソ多孔質シリカナノ粒子は、ゾルゲル法によって合成されます。これらのナノ粒子は、直径2  nmから50 nmの範囲の細孔を有しています。 シリカナノ粒子は、塩基触媒と界面活性剤と呼ばれる細孔形成剤の存在下で水溶液中で合成されます。界面活性剤は、疎水性尾部（アルキル鎖）と親水性頭部（第四級アミンなどの荷電基）を持つという特徴を持つ分子です。これらの界面活性剤を水溶液に加えると、疎水性尾部を安定化させるために、濃度の上昇とともにミセルを形成するように配位します。溶液のpHと溶媒の組成を変化させ、特定の膨潤剤を加えることで、細孔サイズを制御できます。シリカナノ粒子が非常に重要な理由は、その親水性表面であり、薬物や遺伝子の送達、バイオイメージング、治療などの機能を果たすことができます。この用途を成功させるには、さまざまな表面官能基が必要であり、調製中の共縮合プロセスまたは後の表面修飾によって追加できます。シリカナノ粒子の高い表面積により、ポリマーやリポソームなどの従来の方法よりもはるかに多くの目的の薬物を運搬できます。これにより、特にがん治療において、部位特異的なターゲティングが可能になります。粒子が目的地に到達すると、レポーターとして機能したり、化合物を放出したり、遠隔加熱によって近傍の生物学的構造を損傷したりすることができます。ターゲティングは通常、ナノ粒子の表面を化学物質または生物学的化合物で修飾することによって行われます。ナノ粒子は、腫瘍血管がナノ粒子の腫瘍への直接的な送達を加速するEPR効果（Enhanced Permeability Retention）によって腫瘍部位に蓄積します。シリカの多孔質シェルにより、薬剤がナノ粒子から拡散する速度を制御できます。シェルは、薬剤に対する親和性を持つように、あるいはpH、熱、光、塩、その他のシグナル分子によって活性化されるように修飾できます。シリカナノ粒子は、蛍光/MRI/PET/SPECT造影剤や薬剤/DNA分子をその適応性のある表面と細孔に収容できるため、バイオイメージングにも使用されます。これは、シリカナノ粒子を蛍光タンパク質発現のベクターとして使用することによって可能になります。シアニン色素、メチルビオレン、半導体量子ドットなど、さまざまな種類の蛍光プローブをシリカナノ粒子に結合させ、特定の細胞に送達したり、生体内に注入したりすることができる。キャリア分子であるRGDペプチドは、標的指向型生体内イメージングに非常に有用である。
2. 局所適用表面増強共鳴ラマン比率分光法 (TAS3RS) ^{[ 97 ]} - TAS3RS は、医療分野で進歩し始めているもう 1 つの技術です。これは、葉酸受容体 (FR) を使用して 370 マイクロメートルという小さな腫瘍病変を検出するイメージング技術です。葉酸受容体は、葉酸および葉酸抱合体と高い親和性で結合する膜結合表面タンパク質です。FR は、卵巣、肺、腎臓、乳房、膀胱、脳、子宮内膜の癌を含む多くのヒト悪性腫瘍で頻繁に過剰発現しています。ラマンイメージングは​​、分子を識別できる構造フィンガープリントを提供するために化学で使用される分光法の一種です。これは、超高感度をもたらす光子の非弾性散乱に依存しています。2 種類の異なる表面増強共鳴ラマン散乱 (SERRS) を合成した研究がありました。 SERRS の 1 つは、PEG-マレイミド-スクシンイミドを介して抗葉酸受容体抗体 (αFR-Ab) で機能化され、赤外線色素 IR780 をラマン レポーターとして使用した標的型ナノプローブ (以下、αFR-NP と呼ぶ) であり、もう 1 つは PEG5000-マレイミドでコーティングされ、赤外線色素 IR140 をラマン レポーターとして使用した非標的型プローブ (nt-NP) であった。これら 2 種類の混合物を腫瘍を有するマウスと健康な対照マウスに注射した。マウスは、生物体内で光エネルギーを生成する生物発光 (BLI) 信号で画像化された。また、TAS3RS と BLI マップの相関関係を確認できるように、ラマン顕微鏡でスキャンした。TAS3RS は健康なマウスでは何も示さなかったが、感染マウスでは腫瘍病変の位置を特定でき、手術中のガイダンスとして使用できる TAS3RS マップを作成することができた。 TAS3RSは、卵巣がんや腹膜がんの早期発見を高精度で可能にするため、これらの疾患の治療に有望であることが示されています。この技術は局所投与が可能であり、血流に入る必要がないため、循環ナノプローブに伴う毒性の懸念を回避できるという利点があります。また、SERRSナノ粒子は生体分子から形成されないため、蛍光イメージングのように偽陽性が発生することはなく、蛍光色素よりも光安定性に優れています。