[发明专利]测定装置及测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及测定装置及测定方法。尤其涉及对通过使光入射试样所包括的目标物质而产生的拉曼散射光进行检测，并测定该试样中的目标物质的浓度的测定装置及测定方法。

背景技术

目前，公知有如下的拉曼光谱装置：向试样照射光，基于根据从该试样所包括的物质放射的拉曼散射光获得的指纹光谱，鉴定该物质。不过，由于这样的拉曼散射光是微弱的，所以有时不能可靠地取得该指纹光谱。

针对这样的问题，公知有如下的拉曼光谱装置(手持式拉曼设备)(例如，参照专利文献1)：形成增强电场以增强拉曼散射光，并接收增强后的该拉曼散射光。

在上述专利文献1所记载的拉曼光谱装置中，使用具有粗糙金属表面及/或涂敷(coating)有SERS(Surface Enhanced Raman Scattering：表面增强拉曼散射)活性金属粒子等的基板的试验带，并向金属表面照射激光的光，从而通过LSPR(Localized Surface Plasmon Resonance：局部表面等离子体共振)形成增强电场。而且，在该拉曼光谱装置中，通过使应分析的试样与金属表面接触，并增强从侵入增强电场的物质放射的拉曼散射光，从而使拉曼散射光的检测灵敏度得以提高。

【在先专利文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特表2008-529006号公报

在上述专利文献1所记载的拉曼光谱装置中，虽然可进行分析试样中所包括的物质的有无的定性分析，但是存在不能进行该物质的定量分析的问题。尤其在该增强电场形成区域，存在几分子左右的极微量物质的浓度区域中，该物质的定量分析是极其困难的。

也就是说，在上述增强电场中，电场强度因部位而不同。因此，例如有时在该电场的强度高的部位侵入一分子物质时获得的拉曼散射光的强度和在该强度低的部位侵入一分子物质时获得的拉曼散射光的强度不同。这样，由于检测的拉曼散射光的强度和物质的浓度不成比例关系，所以存在即使只取得拉曼散射光的强度也不能进行测定所述物质的浓度的定量分析的问题。

因此，迫切期望有能够进行在试样中的物质的定量分析的测定装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够测定试样所包括的物质的浓度的测定装置及测定方法。

为了达到上述目的，本发明第一方面涉及的测定装置用于测定试样所包括的目标物质的浓度，该测定装置具有：光源；光入射体，具有通过金属粒子形成增强电场的试样接触面，所述光入射体使通过从所述光源射出的光而从所述目标物质放射的拉曼散射光在所述增强电场中增强；照射单元，使从所述光源射出的光入射所述光入射体中的多个区域；受光单元，接收从所述多个区域分别放射的所述拉曼散射光；以及定量单元，基于所述区域的总数和从各个所述区域接收到的所述拉曼散射光的强度，对所述目标物质的浓度进行定量。

另外，作为试样，列举有气体试样及液体试样。

此外，光入射体的试样接触面例如列举有具有被金属粒子覆盖的多个凸部的结构。这样的凸部间的尺寸优选几nm～几10nm，覆盖该各凸部的金属粒子优选是分子直径比从光源射出的光的波长小的SERS活性金属粒子(例如，金、银及铜、铝、钯及铂)。通过这样，在凸部间形成有增强电场，并通过表面增强拉曼散射增强从侵入增强电场内的目标物质放射的拉曼散射光，所以能够提高受光单元的拉曼散射光的检测灵敏度。

而且，光源优选是面发光激光器等出射单一波长且作为直线偏振光的光的结构，此外，优选是出射具有与浓度测定对象的物质对应的波长的光的光源。

在这里，目标物质与浓度成比例地在试样中概率地分布，所以在照射光并产生增强电场的区域，该目标物质的浓度越高(分子数量越多)，发出拉曼散射光的区域的数量越增加，其结果，从各区域放射的拉曼散射光的强度增加。但是，如上所述，检测出的拉曼散射光的强度和目标物质的浓度没有直接的比例关系。

因此，在本发明中，在该目标物质分子数量只有被光照射的区域数量这么多的极微量浓度范围内，例如，通过定量单元计数多个区域中的被接收有目标物质的拉曼散射光的区域数量，从而该区域的数量是表示目标物质所存在的区域相对于区域的总数的比率的值，且是表示在试样中的目标物质的分布率的值。于是，从通过预先测定该区域的数量和目标物质的浓度之间的关系而得到的数据取得与计数的区域的数量对应的浓度，从而能够测定(定量)试样中的目标物质的浓度。