[发明专利]分析装置、分析方法、光学元件及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及分析装置、分析方法、用于这些的光学元件及电子设备。

背景技术

以医疗、健康领域为初始，在环境、食品、公安等的领域中，需要高灵敏度、高精度、迅速且简便地检测微量的物质的传感技术。作为传感的对象的微量物质涉及非常多的方面，例如细菌、病毒、蛋白质、核酸、各种抗原/抗体等的生物体关联物质、包含无机分子、有机分子、高分子的各种化合物成为传感的对象。以往，微量物质的检测经过采样、分析、解析而进行，需要专用的装置，需要检查作业者的熟练，所以常有现场分析困难的情况。因此，为了得到检查结果而需要长时间(数日以上)。在传感技术中，迅速且简便的要求非常强烈，希望能够满足该要求的传感器的开发。例如，在机场等的呈现呕吐、痢疾、发热的患者的诊断，为了防止感染扩大是至关重要的。此外，感染症检查的处置因细菌或病毒而不同，为了进一步切断感染路径，迅速地鉴定细菌、病毒的种类是重要的。

在这种要求下，近年来，研究以电化学的方法为代表的各种类型的传感器，由于能够集成化、低成本且不选择测定环境等理由，对于使用表面等离子体共振(SPR)的传感器的关注不断提升。例如，已知使用设置于全反射型棱镜表面的金属薄膜所产生的SPR，检测抗原抗体反应中的抗原的吸附的有无等的物质的吸附的有无。此外，也研究使用表面增强拉曼散射(SERS)，检测附着于传感器部位的物质的拉曼散射而进行附着物质的鉴定等的方法。

作为这种传感器的模型，例如在非专利文献1、2等中提出了有可能的几种构造。在非专利文献1中，提出了在间隙型表面等离子体激元(Gap type surface plasmon polariton，GSPP)模型所示的局域型等离子体(LSP)的基础上，在XY方向(平行于基板面的方向)产生传播型等离子体(PSP)的混合构造。在非专利文献2中，作为提高热点密度(HSD)的构造，提出了Disk-coupled dotspillar antenna model(D2PA模型)。

在非专利文献2公开的构造中，采用使用在由SiO₂形成的柱的侧面生长的金的纳米粒子之间的间隙(纳米间隙)产生的局域型等离子体(LSP)的方式。由该文献的图4可知，在没有纳米粒子的情况下，电场的增强度为|E⁴/E₀⁴|～10⁵，即|E|～17.8|E₀|，在纳米粒子存在于柱的侧面的情况下，为|E⁴/E₀⁴|～10⁷，即|E|～56.2|E₀|。

另一方面，在专利文献1中，公开了将金属构造体直接形成于基体之上的目标物质检测装置。在该文献的装置中，金属构造体被配置为矩阵状，矩阵的一个方向的金属构造体间的间隔小于另一个方向的金属构造体间的间隔而配置。并且，狭窄一方的间隔为共振波长的1/10以下，入射该间隔狭窄方向的偏振光，宽阔一方的间隔成为共振波长的1/4至共振波长的范围。并且，该文献的0008段中记载了表示当缩小金属构造体的距离时，能够增大电场增强度，但导致吸收光谱的峰宽变大的问题，在该文献0018段等中记载了为了解决该问题而使基体的折射率和金属构造体周边的介质的折射率接近等的方法。在该文献的0047段记载了通过上述方法能够使基体和金属构造体界面的等离子体共振条件接近且吸收光谱的峰宽变窄的内容。此外，在该文献的0031段记载了当扩大狭窄一方的间隔时，电场增强度变小，暗示了在该文献记载的装置中使用局域型等离子体。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开2009-085724号公报

非专利文献

非专利文献1：OPTICS LETTERS,Vol.34,No.3,2009,244-246

非专利文献2：OPTICS EXPRESS,Vol.19,No.5,2011,3925-3936