[發明專利]拉曼分光裝置、拉曼分光法以及電子設備

有效

• 申請號: 201410449622.2
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104422682B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 山田耕平
• 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

本發明提供一種可高靈敏度地檢測來自分析對象物質的拉曼散射光的拉曼分光裝置、拉曼分光方法和電子設備。本發明涉及的拉曼分光裝置100是對分析對象物質進行分析的拉曼分光裝置，包括：射出第一波長的光的光源；吸附分析對象物質、并被照射第一波長的光的光學元件10；以及接收光學元件10放射的光的光檢測器，光學元件10具有：通過第一波長的光產生電荷轉移共振的第一結構體14；與第一結構體14間隔5nm以下地配置、并通過第一波長的光產生表面等離子體共振的第二結構體16，第一結構體14的材質是金屬或半導體，第二結構體16的材質是與上述第一結構體的材質不同的金屬。

技術領域

本發明涉及拉曼分光裝置、拉曼分光法以及電子設備。

背景技術

近年，用于醫療診斷和飲料食品的檢查等的傳感器芯片(光學元件)需求增大，要求開發出高靈敏度且小型的傳感器芯片。為了滿足這樣的要求，本技術領域正在對以電化學法為首的各種類型的傳感器芯片進行研究。其中，從可集成化、低成本、不選擇測量環境等理由出發，對應用表面等離子體子共振(SPR：Surface Plasmon Resonance)的分光分析、尤其是對使用了表面增強拉曼散射光譜(SERS：Surface Enhanced Raman Scattering)的傳感器芯片越來越關注。

這里，所謂表面等離子體，是利用表面固有的邊界條件引起與光的耦合的電子波的振動模式。作為激發表面等離子體的方法，有在金屬表面刻衍射光柵而將光與等離子體耦合的方法以及利用倏逝波的方法。例如，作為利用SPR的傳感器芯片，也有一些通過具有全反射棱鏡、及與該棱鏡的表面上形成的目標物質接觸的金屬膜而構成。通過這樣的構成檢測有無目標物質的吸附，如抗原抗體反應中有無抗原的吸附等。

然而，在金屬表面既存在傳播型的表面等離子體，另一方面，在金屬微粒上也存在局域型的表面等離子體。已知當局域型的表面等離子體，即、表面的金屬微結構上局部存在的表面等離子體被激發時，會誘發顯著增強的電場。

而且，已知若對通過使用了金屬納米粒子的局域表面等離子體共振(LSPR:Localized Surface Plasmon Resonance)形成的增強電場照射拉曼散射光，則由于表面增強拉曼散射現象，拉曼散射光會增強，從而提出了高靈敏度的傳感器(檢測裝置)。通過運用這個原理，可檢測各種微量物質。

例如，在專利文獻1中，記載了具有周期性地排列由Ag和Au構成的金屬顆粒的傳感器芯片的拉曼分光裝置。

然而，專利文獻1中記載的拉曼分光裝置并非只要有捕獲膜即可高靈敏度地檢測任何目標物質。而且，例如，具備周期性排列由Ag構成的金屬顆粒的傳感器芯片(光學元件)的拉曼分光裝置中，例如，吡啶或腺嘌呤等具有帶不成對電子的N原子的分子容易化學吸附在Ag上并能夠高靈敏度地檢測出，而丙酮或乙醇等不具有N原子的分子難以化學吸附在Ag上并無法高靈敏度地檢測出。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開2013-96939號公報

發明內容

本發明涉及的幾種實施方式的目的之一，在于提供一種能夠以高靈敏度檢測來自目標物質的拉曼散射光的拉曼分光裝置。而且，本發明涉及的幾種實施方式的目的之一，在于提供一種能夠以高靈敏度檢測來自目標物質的拉曼散射光的拉曼分光法。此外，本發明涉及的幾種實施方式的目的之一，在于提供一種包括上述拉曼分光裝置的電子設備。