[發明專利]測定裝置及測定方法

無效

• 申請號: 201210034259.9
• 申請日: 2012-02-15
• 公開（公告）號: CN102680450A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 橋元伸晃
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及測定裝置及測定方法。尤其涉及對通過使光入射試樣所包括的目標物質而產生的拉曼散射光進行檢測，并測定該試樣中的目標物質的濃度的測定裝置及測定方法。

背景技術

目前，公知有如下的拉曼光譜裝置：向試樣照射光，基于根據從該試樣所包括的物質放射的拉曼散射光獲得的指紋光譜，鑒定該物質。不過，由于這樣的拉曼散射光是微弱的，所以有時不能可靠地取得該指紋光譜。

針對這樣的問題，公知有如下的拉曼光譜裝置(手持式拉曼設備)(例如，參照專利文獻1)：形成增強電場以增強拉曼散射光，并接收增強后的該拉曼散射光。

在上述專利文獻1所記載的拉曼光譜裝置中，使用具有粗糙金屬表面及/或涂敷(coating)有SERS(Surface?Enhanced?Raman?Scattering：表面增強拉曼散射)活性金屬粒子等的基板的試驗帶，并向金屬表面照射激光的光，從而通過LSPR(Localized?Surface?Plasmon?Resonance：局部表面等離子體共振)形成增強電場。而且，在該拉曼光譜裝置中，通過使應分析的試樣與金屬表面接觸，并增強從侵入增強電場的物質放射的拉曼散射光，從而使拉曼散射光的檢測靈敏度得以提高。

【在先專利文獻】

【專利文獻】

專利文獻1：日本特表2008-529006號公報

在上述專利文獻1所記載的拉曼光譜裝置中，雖然可進行分析試樣中所包括的物質的有無的定性分析，但是存在不能進行該物質的定量分析的問題。尤其在該增強電場形成區域，存在幾分子左右的極微量物質的濃度區域中，該物質的定量分析是極其困難的。

也就是說，在上述增強電場中，電場強度因部位而不同。因此，例如有時在該電場的強度高的部位侵入一分子物質時獲得的拉曼散射光的強度和在該強度低的部位侵入一分子物質時獲得的拉曼散射光的強度不同。這樣，由于檢測的拉曼散射光的強度和物質的濃度不成比例關系，所以存在即使只取得拉曼散射光的強度也不能進行測定所述物質的濃度的定量分析的問題。

因此，迫切期望有能夠進行在試樣中的物質的定量分析的測定裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠測定試樣所包括的物質的濃度的測定裝置及測定方法。

為了達到上述目的，本發明第一方面涉及的測定裝置用于測定試樣所包括的目標物質的濃度，該測定裝置具有：光源；光入射體，具有通過金屬粒子形成增強電場的試樣接觸面，所述光入射體使通過從所述光源射出的光而從所述目標物質放射的拉曼散射光在所述增強電場中增強；照射單元，使從所述光源射出的光入射所述光入射體中的多個區域；受光單元，接收從所述多個區域分別放射的所述拉曼散射光；以及定量單元，基于所述區域的總數和從各個所述區域接收到的所述拉曼散射光的強度，對所述目標物質的濃度進行定量。

另外，作為試樣，列舉有氣體試樣及液體試樣。

此外，光入射體的試樣接觸面例如列舉有具有被金屬粒子覆蓋的多個凸部的結構。這樣的凸部間的尺寸優選幾nm～幾10nm，覆蓋該各凸部的金屬粒子優選是分子直徑比從光源射出的光的波長小的SERS活性金屬粒子(例如，金、銀及銅、鋁、鈀及鉑)。通過這樣，在凸部間形成有增強電場，并通過表面增強拉曼散射增強從侵入增強電場內的目標物質放射的拉曼散射光，所以能夠提高受光單元的拉曼散射光的檢測靈敏度。

而且，光源優選是面發光激光器等出射單一波長且作為直線偏振光的光的結構，此外，優選是出射具有與濃度測定對象的物質對應的波長的光的光源。

在這里，目標物質與濃度成比例地在試樣中概率地分布，所以在照射光并產生增強電場的區域，該目標物質的濃度越高(分子數量越多)，發出拉曼散射光的區域的數量越增加，其結果，從各區域放射的拉曼散射光的強度增加。但是，如上所述，檢測出的拉曼散射光的強度和目標物質的濃度沒有直接的比例關系。

因此，在本發明中，在該目標物質分子數量只有被光照射的區域數量這么多的極微量濃度范圍內，例如，通過定量單元計數多個區域中的被接收有目標物質的拉曼散射光的區域數量，從而該區域的數量是表示目標物質所存在的區域相對于區域的總數的比率的值，且是表示在試樣中的目標物質的分布率的值。于是，從通過預先測定該區域的數量和目標物質的濃度之間的關系而得到的數據取得與計數的區域的數量對應的濃度，從而能夠測定(定量)試樣中的目標物質的濃度。