CN104870981B - 表面增强拉曼散射单元和拉曼光谱分析方法 - Google Patents

Abstract

SERS单元(1A)具备：SERS元件(2)，其具有基板、以及形成在基板上且产生表面增强拉曼散射的光学功能部(20)；测定用基板(3)，其在测定时支撑SERS元件(2)；以及保持部(4)，其将SERS元件(2)机械性地保持于测定用基板(3)。

Description

表面增强拉曼散射单元和拉曼光谱分析方法

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼散射单元和拉曼光谱分析方法。

背景技术

作为现有的表面增强拉曼散射单元，已知的有将具有产生表面增强拉曼散射(SERS：Surface Enhanced Raman Scattering)的光学功能部的表面增强拉曼散射元件固定于载玻片上者(例如，参照非专利文献1)。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：“Q-SERSTM G1Substrate”，[online]，Optoscience股份有限公司，[2013年3月21日检索]，因特网＜URL:http://www.optoscience.com/maker/nanova/pdf/Q-SERS_G1.pdf＞

发明内容

发明所要解决的问题

在如上所述的表面增强拉曼散射单元中，表面增强拉曼散射元件被粘接剂固定在载玻片上，因而有由粘接剂所含的成分引起的光学功能部的劣化的担忧。

因此，本发明的目的在于提供能够抑制光学功能部的劣化的表面增强拉曼散射单元、以及使用这样的表面增强拉曼散射单元的拉曼光谱分析方法。

解决问题的技术手段

本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元具备：表面增强拉曼散射元件，其包含基板、以及形成在基板上且产生表面增强拉曼散射的光学功能部；测定用基板，其在测定时支撑表面增强拉曼散射元件；以及保持部，其将表面增强拉曼散射元件机械性地保持于测定用基板。

在该表面增强拉曼散射单元中，通过保持部将表面增强拉曼散射元件机械性地保持于测定用基板。例如，在通过粘接剂将表面增强拉曼散射元件固定于测定用基板的情况下，在粘接剂硬化时、捆包保管时和测定时，由粘接剂所含的成分引起的光学功能部的劣化会发展。然而，根据该表面增强拉曼散射单元，由于未使用粘接剂，因此能够抑制光学功能部的劣化。

在本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元中，保持部也可以具有与测定用基板一起夹持表面增强拉曼散射元件的夹持部。根据该结构，能够谋求将表面增强拉曼散射元件切实地保持于测定用基板。此外，能够防止表面增强拉曼散射元件中形成在基板上的导电体层等从基板剥离。

在本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元中，夹持部也可以在从基板的厚度方向观察的情况下，以包围光学功能部的方式形成为环状，或者，夹持部也可以在光学功能部的周围配置有多个。根据这些结构，能够谋求将表面增强拉曼散射元件稳定地保持于测定用基板。此外，在进行拉曼光谱分析的情况时，使夹持部抵接于拉曼光谱分析装置的规定部位时，能够将该夹持部作为用于使激励光的焦点对准于光学功能部的间隔件来利用。另外，在夹持部以包围光学功能部的方式形成环状的情况下，能够将该夹持部的内侧的区域作为溶液试样的槽(腔室)来利用。

在本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元中，也可以在测定用基板设置有凹部，该凹部容纳表面增强拉曼散射元件的至少基板侧的一部分，并且限制表面增强拉曼散射元件向与基板的厚度方向垂直的方向的移动。根据该结构，能够将表面增强拉曼散射元件相对于测定用基板定位。此外，能够防止表面增强拉曼散射元件相对于测定用基板偏移。

在本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元中，保持部也可以与测定用基板分别形成，并且机械性地固定于测定用基板。根据该结构，能够谋求测定用基板的构造的简化。而且，例如与通过粘接剂将保持部固定于测定用基板的情况相比，能够抑制由粘接剂所含的成分引起的光学功能部劣化。

在本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元中，保持部也可以与测定用基板一体形成。根据该结构，能够减少表面增强拉曼散射单元的部件个数。而且，例如与通过粘接剂将保持部固定于测定用基板的情况相比，能够抑制由粘接剂所含的成分引起的光学功能部的劣化。

在本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元中，测定用基板也可以由树脂一体形成。根据该结构，由于不易产生碎屑，因此能够更切实地抑制由碎屑片的附着引起的光学功能部的劣化。

在本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元中，也可以在测定用基板，以形成在与测定用基板的厚度方向垂直的方向上延伸的壁部的方式设置有空心部。根据该结构，由于防止测定用基板产生翘曲，因此在进行拉曼光谱分析的情况下，在将测定用基板配置于拉曼光谱分析装置的平台上时，能够使激励光的焦点精度良好地对准于光学功能部。

在本发明的一个侧面的表面增强拉曼散射单元中，保持部也可以夹持表面增强拉曼散射元件的侧面。

本发明的一个侧面的拉曼光谱分析方法具备：第1工序，其准备上述表面增强拉曼散射单元，在光学功能部上配置试样；以及第2工序，其在第1工序之后，将表面增强拉曼散射单元设置于拉曼光谱分析装置，对配置在光学功能部上的试样照射激励光，并且检测来自试样的拉曼散射光，由此进行拉曼光谱分析。

在该拉曼光谱分析方法中，由于使用上述表面增强拉曼散射单元，因此能够精度良好地进行拉曼光谱分析。

发明的效果

根据本发明，可以提供能够抑制光学功能部的劣化的表面增强拉曼散射单元、以及使用这样的表面增强拉曼散射单元的拉曼光谱分析方法。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的表面增强拉曼散射单元的俯视图。

图2是沿着图1的表面增强拉曼散射单元的II-II的截面图。

图3是图1的表面增强拉曼散射单元的仰视图。

图4是沿着图1的表面增强拉曼散射单元的II-II的局部放大截面图。

图5是图1的表面增强拉曼散射单元的光学功能部的SEM照片。

图6是设置有图1的表面增强拉曼散射单元的拉曼光谱分析装置的结构图。

图7是图1的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大俯视图。

图8是图1的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大截面图。

图9是图1的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大俯视图和局部放大截面图。

图10是本发明的第2实施方式的表面增强拉曼散射单元的俯视图。

图11是沿着图10的表面增强拉曼散射单元的XI-XI线的截面图。

图12是设置有图10的表面增强拉曼散射单元的拉曼光谱分析装置的结构图。

图13是图10的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大截面图。

图14是图10的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大截面图。

图15是图10的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大俯视图及局部放大截面图。

图16是图10的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大俯视图及局部放大截面图。

图17是图10的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大俯视图。

图18是本发明的第3实施方式的表面增强拉曼散射单元的局部放大截面图。

图19是图18的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大截面图。

图20是图18的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大截面图。

图21是图18的表面增强拉曼散射单元的变化例的局部放大截面图。

图22是本发明的另一个实施方式的表面增强拉曼散射单元的局部放大俯视图。

图23是本发明的另一个实施方式的表面增强拉曼散射单元的立体图。

符号的说明：

1A、1B、1C、1D SERS单元(表面增强拉曼散射单元)，2…SERS元件(表面增强拉曼散射元件)，3…测定用基板，4…保持部，6,7…壁部，8…空心部，9…凹部，20…光学功能部，21…基板，41…夹持部。

具体实施方式

以下，参照附图就本发明的优选实施方式进行详细说明。再者，在各图中对相同或相当部分赋予相同符号，并省略重复的说明。

[第1实施方式]

如图1和图2所示，SERS单元(表面增强拉曼散射单元)1A具备：SERS元件(表面增强拉曼散射元件)2；测定用基板3，其在测定时支撑SERS元件2；以及保持部4，其将SERS元件2机械性地保持于测定用基板3。再者，所谓“机械性”是指“不利用粘接剂等，而通过构件彼此的嵌合”的含义。

在测定用基板3的表面3a，设置有容纳SERS元件2和保持部4的凹部5。另一方面，如图3所示，在测定用基板3的背面3b，以形成在与测定用基板3的厚度方向垂直的方向上延伸的壁部6、7的方式，设置有多个空心部8。作为一个例子，壁部6沿着测定用基板3的外缘形成为环状，壁部7在壁部6的内侧形成为格子状。测定用基板3形成为长方形板状。凹部5和各空心部8形成为长方体状。这样的测定用基板3由树脂(聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚乙烯、PET、PMMA、聚硅氧、液晶聚合物等)、陶瓷、玻璃、硅等材料，通过成型、切削、蚀刻等方法而一体形成。

如图4所示，SERS元件2具备基板21、形成在基板21上的成形层22、以及形成在成形层22上的导电体层23。作为一个例子，基板21由硅或玻璃等形成为矩形板状，且具有数百μm×数百μm～数十mm×数十mm左右的外形和100μm～2mm左右的厚度。

成形层22具有微细构造部24、支撑部25、以及框部26。微细构造部24是具有周期性图案的区域，且在成形层22的中央部形成在与基板21相反的侧的表层。在微细构造部24，具有数nm～数百nm左右的粗度和高度的多个支柱以数十nm～数百nm左右的间距周期性地排列作为周期性图案。支撑部25是支撑微细构造部24的区域，且形成在基板21的表面21a。框部26是包围支撑部25的环状的区域，且形成在基板21的表面21a。

作为一个例子，微细构造部24在从测定用基板3的厚度方向的一侧观察的情况下，具有数百μm×数百μm～数十mm×数十mm左右的矩形形状的外形。支撑部25和框部26具有数十nm～数十μm左右的厚度。这样的成形层22例如由将配置在基板21上的树脂(丙烯酸类、氟类、环氧类、聚硅氧类、胺基甲酸酯类、PET、聚碳酸酯或无机有机混合材料等)或低熔点玻璃通过纳米压印法成形而一体形成。

导电体层23形成在从微细构造部24遍及至框部26。在微细构造部24，导电体层23到达露出于与基板21相反的侧的支撑部25的表面。作为一个例子，导电体层23具有数nm～数μm左右的厚度。这样的导电体层23例如通过在由纳米压印法成形的成形层22蒸镀金属(Au、Ag、Al、Cu或Pt等)等导电体而一体形成。

在SERS元件2中，通过遍及微细构造部24的表面、以及露出于与基板21相反的侧的支撑部25的表面而形成的导电体层23，从而产生表面增强拉曼散射的光学功能部20形成在基板21上。作为参考，示出光学功能部20的SEM照片。图5所示的光学功能部是在具有以规定间距(中心线间距离360nm)周期性地排列的多个支柱(直径120nm，高度180nm)的纳米压印树脂制的微细构造部，以膜厚成为50nm的方式蒸镀Au作为导电体层而成者。

如图4所示，在凹部5的底面5a，设置有容纳SERS元件2的基板21侧的一部分的凹部9。凹部9形成为与SERS元件2的基板21侧的一部分具有互补关系的形状，限制SERS元件2向与基板21的厚度方向垂直的方向的移动。再者，SERS元件2并不被粘接剂等固定于凹部9的内表面，而仅接触于凹部9的内表面。

保持部4具有：夹持部41，其在从基板21的厚度方向观察的情况下以包围光学功能部20的方式形成为环状；以及多个脚部42，其从夹持部41向测定用基板3的背面3b侧延伸。在凹部5的底面5a，以与脚部42的各个对应的方式设置有嵌合孔11。各脚部42在夹持部41包围光学功能部20且接触于SERS元件2的导电体层23的状态下嵌合于各嵌合孔11。如此，与测定用基板3分别形成的保持部4机械性地固定于测定用基板3，配置在凹部9的SERS元件2由测定用基板3和保持部4的夹持部41夹持。由此，SERS元件2机械性地保持于测定用基板3。再者，嵌合孔11具有底，并且不贯通测定用基板3。

作为一个例子，夹持部41在从基板21的厚度方向观察的情况下以外缘成为矩形形状且内缘成为圆形形状的方式形成，脚部42从夹持部41的4个角部的各个向测定用基板3的背面3b侧延伸。通过将夹持部41的内缘制成圆形形状，从而避免对SERS元件2作用局部的按压力。脚部42和嵌合孔11形成为圆柱状。具有这样的夹持部41和脚部42的保持部4由树脂(聚丙烯、聚苯乙烯、ABS树脂、聚乙烯、PET、PMMA、聚硅氧、液晶聚合物等)、陶瓷、玻璃、硅等材料，通过成型、切削、蚀刻等方法而一体形成。

此外，SERS单元1A具备具有透光性的盖12。盖12配置在设置在凹部5的开口部的扩宽部13，并且覆盖凹部5的开口部。扩宽部13形成为与盖12具有互补关系的形状，限制盖12向与盖12的厚度方向垂直的方向的移动。保持部4的夹持部41的表面41a与扩宽部13的底面13a为大致齐平。由此，盖12不仅由测定用基板3支撑而且还由保持部4支撑。作为一个例子，盖12由玻璃等形成为矩形板状，并且具有18mm×18mm左右的外形和0.15mm左右的厚度。再者，在SERS单元1A的使用前，以覆盖盖12的方式在测定用基板3贴附预固定膜14，以防止盖12从测定用基板3脱落。

其次，就使用SERS单元1A的拉曼光谱分析方法进行说明。此处，如图6所示，在拉曼光谱分析装置50中实施拉曼光谱分析方法，该拉曼光谱分析装置50具备：平台51，其支撑SERS单元1A；光源52，其射出激励光；光学部件53，其进行为了将激励光照射至光学功能部20所需要的准直、滤光、聚光等；光学部件54，其进行为了将拉曼散射光引导至检测器55所需要的准直、滤光等；以及检测器55，其检测拉曼散射光。

首先，准备SERS单元1A，从测定用基板3剥离预固定膜14，从测定用基板3卸下盖12。继而，通过在保持部4的夹持部41的内侧的区域滴下溶液试样(或者，使粉体的试样分散于水或乙醇的溶液中而成者)，从而在光学功能部20上配置溶液试样(第1工序)。继而，为了减少透镜效应，将盖12配置于测定用基板3的扩宽部13，使盖12密接于溶液试样。

其后，将测定用基板3配置在平台51上，将SERS单元1A设置于拉曼光谱分析装置50。继而，将从光源52射出且经由光学部件53的激励光照射到配置在光学功能部20上的溶液试样，由此激发溶液试样。此时，使平台51以激励光的焦点对准于光学功能部20的方式移动。由此，在光学功能部20与溶液试样的界面产生表面增强拉曼散射，来自溶液试样的拉曼散射光被增强至例如108倍左右并且被释放出。继而，使所释放出的拉曼散射光经由光学部件54而由检测器55检测，由此进行拉曼光谱分析(第2工序)。

再者，在光学功能部20上配置试样的方法除上述的方法以外，还有如下的方法。例如，也可以把持测定用基板3，将SERS元件2浸渍于溶液试样(或者，使粉体的试样分散于水或乙醇的溶液中而成者)后提起，进行吹风而使该试样干燥。另外，也可以将溶液试样(或者，使粉体的试样分散于水或乙醇的溶液中而成者)微量滴下到光学功能部20上，使该试样自然干燥。另外，也可以使粉体的试样直接分散在光学功能部20上。

其次，就由SERS单元1A发挥的效果进行说明。首先，在SERS单元1A中，通过保持部4将SERS元件2机械性地保持于测定用基板3。由此，例如与通过粘接剂将SERS元件2固定于测定用基板3的情况相比，能够抑制由粘接剂所含的成分引起的光学功能部20的劣化。因此，根据SERS单元1A，能够抑制光学功能部20的劣化。其结果，根据使用SERS单元1A的拉曼光谱分析方法，可以精度良好地进行拉曼光谱分析。

另外，在SERS单元1A中，保持部4具有与测定用基板3一起夹持SERS元件2的夹持部41。由此，能够谋求将SERS元件2切实地保持于测定用基板3。此外，能够防止SERS元件2中形成在基板21上的成形层22和导电体层23从基板21剥离。

另外，在SERS单元1A中，夹持部41在从基板21的厚度方向观察的情况下以包围光学功能部20的方式形成为环状。由此，能够谋求将SERS元件2稳定地保持于测定用基板3。此外，能够将夹持部41的内侧的区域作为溶液试样的槽(腔室)来利用。此时，即便溶液试样渗出至夹持部41的外侧的区域，也由于设置在测定用基板3的凹部5的底面5a的嵌合孔11具有底，因此能够防止溶液试样渗出至凹部5的外侧。而且，在进行拉曼光谱分析的情况时，使夹持部41抵接于拉曼光谱分析装置50的规定部位时(参照图12)，能够将夹持部41作为用于使激励光的焦点对准于光学功能部20的间隔件来利用。

另外，在SERS单元1A中，在测定用基板3设置有凹部9，该凹部9容纳SERS元件2的基板21侧的一部分，并且限制SERS元件2向与基板21的厚度方向垂直的方向的移动。由此，能够将SERS元件2相对于测定用基板3定位。此外，能够防止SERS元件2相对于测定用基板3偏移。

另外，在SERS单元1A中，保持部4与测定用基板3分别形成，并且机械性地固定于测定用基板3。由此，能够谋求测定用基板3的构造的简化。而且，例如与通过粘接剂将保持部4固定于测定用基板3的情况相比，能够抑制由粘接剂所含的成分引起的光学功能部20的劣化。

另外，在SERS单元1A中，测定用基板3由树脂一体形成。由此，由于不易产生碎屑，因此能够更切实地抑制由碎屑片的附着引起的光学功能部20的劣化。此外，通过对测定用基板3的外表面实施压花加工、或者测定用基板3的材料使用光吸收色的树脂，从而能够抑制在拉曼光谱分析时产生杂散光。

另外，在SERS单元1A中，在测定用基板3，以形成在与测定用基板3的厚度方向垂直的方向上延伸的壁部6、7的方式，设置有多个空心部8。由此，防止测定用基板3产生翘曲，因而在进行拉曼光谱分析的情况下，将测定用基板3配置于拉曼光谱分析装置50的平台51上时，能够将激励光的焦点精度良好地对准于光学功能部20。

其次，就SERS单元1A的变化例进行说明。如图7所示，保持部4的夹持部41也可以在从基板21的厚度方向观察的情况下以内缘成为矩形形状的方式形成。而且，如图7(a)所示，夹持部41也可以以在其内缘的环状区域处与SERS元件2接触的方式形成。或者，如图7(b)所示，夹持部41也可以以在其内缘的环状区域当中的相对区域处与SERS元件2接触的方式形成。或者，如图7(c)所示，夹持部41也可以以在形成在其内缘的多个凸部41b处与SERS元件2接触的方式形成。

另外，如图8所示，保持部4的夹持部41的表面41a也可以相对于测定用基板3的扩宽部13的底面13a而位于凹部5的内侧。在该情况下，盖12仅由测定用基板3支撑。另外，如图9所示，对于环状的夹持部41的相对部分，也可以一部分可旋转地支撑于测定用基板3，另一部分构成为可卡合于测定用基板3。根据该结构，能够在将保持部4安装在测定用基板3的状态下管理测定用基板3和保持部4。而且，在组装SERS单元1A时，在打开保持部4的状态下将SERS元件2配置于凹部9，其后，闭合保持部4并使夹持部41的另一部分卡合于测定用基板3，由此能够使SERS元件2容易地保持于保持部4。再者，为了使保持部4的开闭容易执行，也可以在保持部4的一部分与测定用基板3之间设置弹簧。

[第2实施方式]

如图10和图11所示，SERS单元1B与上述SERS单元1A主要的不同点在于，保持部4的夹持部41在SERS元件2的光学功能部20的周围配置有多个。在SERS单元1B中，容纳SERS元件2的基板21侧的一部分的凹部9设置在测定用基板3的表面3a。保持部4具有：夹持部41，其在SERS元件2的光学功能部20的周围配置有多个；以及脚部42，其从夹持部41的各个向测定用基板3的背面3b侧延伸。在测定用基板3的表面3a，以与脚部42的各个对应的方式设置有嵌合孔11。各脚部42在夹持部41接触于SERS元件2的导电体层23的状态下嵌合于各嵌合孔11。

在以如上方式构成的SERS单元1B中，也与上述SERS单元1A同样地，通过保持部4将SERS元件2机械性地保持于测定用基板3。因此，根据SERS单元1B，能够抑制光学功能部20的劣化。

另外，在SERS单元1B中，也与上述SERS单元1A同样地，保持部4具有与测定用基板3一起夹持SERS元件2的夹持部41。由此，能够谋求将SERS元件2切实地保持于测定用基板3。此外，能够防止SERS元件2中形成在基板21上的成形层22和导电体层23从基板21剥离。

另外，在SERS单元1B中，夹持部41在光学功能部20的周围配置有多个。由此，能够谋求将SERS元件2稳定地保持于测定用基板3。此外，如图12所示，在进行拉曼光谱分析的情况下，将SERS单元1B设置于拉曼光谱分析装置50的压住机构56并使夹持部41抵接于拉曼光谱分析装置50的保持件57时，能够将夹持部41作为用于使激励光的焦点对准光学功能部20的间隔件来利用。此时，通过夹持部41也可以防止由物理接触引起的光学功能部20的破损。

另外，在SERS单元1B中，夹持部41可以脚部42为轴相对于测定用基板3进行旋转。由此，在组装SERS单元1B之前的阶段，能够在将保持部4安装在测定用基板3并使夹持部41从测定用基板3的凹部9上退避的状态下管理测定用基板3和保持部4。而且，在组装SERS单元1B时，将SERS元件2配置于凹部9之后，使夹持部41以脚部42为轴进行旋转，由此能够使SERS元件2容易地保持于保持部4。

其次，就SERS单元1B的变化例进行说明。如图13(a)所示，也可以在设置在测定用基板3的凹部9的侧面，设置有配置有保持部4的各脚部42的导引槽15。根据该结构，能够将脚部42容易且切实地嵌合于嵌合孔11。再者，在该情况下，可以通过各脚部42将SERS元件2定位。另外，在设置有导引槽15的情况下，也可以如图13(b)所示，通过凹部9将SERS元件2定位。

另外，如图14(a)所示，SERS元件2也可以配置在测定用基板3的表面3a。即，SERS元件2的基板21的下表面也可以抵接于测定用基板3的表面3a。根据该结构，能够使测定用基板3的强度提高至相当于未设置凹部9的程度。此外，如图14(b)所示，也可以在保持部4的各脚部42形成有止动部42a。根据该结构，通过将脚部42嵌入嵌合孔11直至止动部42a接触于测定用基板3为止，从而通过夹持部41的接触而作用于SERS元件2的按压力大致固定，因此能够避免该按压力过度地作用于SERS元件2。

另外，如图15所示，为了限制夹持部41以脚部42为轴相对于测定用基板3旋转时的夹持部41的旋转范围，也可以在测定用基板3的表面3a设置有凹部16。根据该结构，在组装SERS单元1B之前的阶段，能够将夹持部41从测定用基板3的凹部9上退避的位置设为大致固定。因此，在组装SERS单元1B时，能够谋求使夹持部41以脚部42为轴进行旋转而使SERS元件2保持于保持部4的作业效率化。

另外，如图16所示，也可以以夹持部41可相对于配置在凹部9的SERS元件2进退的方式使保持部4卡合于测定用基板3。另外，如图17所示，也可以以在SERS元件2的外缘的环状区域当中的相对区域的各个处与SERS元件2接触的方式配置有多个夹持部41。

[第3实施方式]

如图18所示，SERS单元1C与上述SERS单元1B主要的不同点，在于保持部4与测定用基板3一体形成。在组装SERS单元1C时，如图18(a)所示，以打开各夹持部41的方式使保持部4变形，将SERS元件2配置于测定用基板3，其后，如图18(b)所示，以闭合各夹持部41的方式使保持部4的变形返回至原本的状态，从而使SERS元件2保持于保持部4。

在以如上方式构成的SERS单元1C中，也与上述SERS单元1B同样地，通过保持部4将SERS元件2机械性地保持于测定用基板3。因此，根据SERS单元1C，能够抑制光学功能部20的劣化。

另外，在SERS单元1C中，也与上述SERS单元1B同样地，保持部4具有与测定用基板3一起夹持SERS元件2的夹持部41。由此，能够谋求将SERS元件2切实地保持于测定用基板3。此外，能够防止SERS元件2中形成在基板21上的成形层22和导电体层23从基板21剥离。

另外，在SERS单元1C中，保持部4与测定用基板3一体形成。由此，能够减少SERS单元1C的部件个数。而且，例如与通过粘接剂将保持部4固定于测定用基板3的情况相比，能够抑制由粘接剂所含的成分引起的光学功能部20的劣化。

其次，就SERS单元1C的变化例进行说明。如图19所示，各夹持部41也可以包含以朝向测定用基板3的相反侧扩宽的方式形成的倾斜面41c。根据该结构，在组装SERS单元1C时，能够将SERS元件2容易地引导至测定用基板3的保持位置。此外，能够抑制在拉曼光谱分析时产生杂散光。另外，如图20所示，各夹持部41也可以包含以朝向测定用基板3侧扩宽的方式形成的倾斜面41d。根据该结构，在组装SERS单元1C时，能够谋求以打开各夹持部41的方式使保持部4变形的作业容易化。另外，如图21所示，各夹持部41也可以包含在以打开各夹持部41的方式使保持部4变形的作业中所使用的治具60卡合的缺口部41e。根据该结构，在组装SERS单元1C时，能够切实地防止治具60接触于光学功能部20，并且通过使用治具60，能够谋求以打开各夹持部41的方式使保持部4变形的作业容易化。

以上，就本发明的第1～第3实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述各实施方式。例如图22所示，也可以在配置有SERS元件2的凹部9内，在与测定用基板3的表面3a平行的方向上夹持SERS元件2的弹簧状的保持部4与测定用基板3一体形成。根据该结构，能够使SERS元件2的表面的大致整个区域成为光学功能部20。

另外，如图23所示，也可以在测定用基板3上配置有多个SERS元件2，并且将包含与该SERS元件2的各个的光学功能部20对应的多个开口4a的保持部4安装于测定用基板3。根据如此构成的SERS单元1D，能够对多个试样效率良好地进行拉曼光谱分析。

另外，测定用基板3的材料并不限定于树脂，也可以为低熔点玻璃或陶瓷等。在测定用基板3的材料为低熔点玻璃的情况下，与树脂的情况同样地，能够通过一体成型形成测定用基板3。在测定用基板3的材料为陶瓷的情况下，能够通过烧成而形成测定用基板3。此外，SERS单元1A～1D的各构成的材料和形状并不限于上述材料和形状，能够应用各种材料和形状。再者，环状并不限定于圆环状，包含矩形环状等其他形状的环状。

另外，微细构造部24例如可以经由支撑部25而间接地形成在基板21的表面21a上，也可以直接地形成在基板21的表面21a上。另外，导电体层23并不限定于直接地形成在微细构造部24上者，也可以经由用于使金属相对于微细构造部24的密接性提高的缓冲金属(Ti或Cr等)层等某些层而间接地形成在微细构造部24上。

产业上的可利用性

根据本发明，可以提供能够抑制光学功能部的劣化的表面增强拉曼散射单元、以及使用这样的表面增强拉曼散射单元的拉曼光谱分析方法。

Claims (11)

1.一种表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

具备：

表面增强拉曼散射元件，其具有基板、以及形成在所述基板上且产生表面增强拉曼散射的光学功能部；

测定用基板，其在测定时支撑所述表面增强拉曼散射元件；以及

保持部，其将所述表面增强拉曼散射元件机械性地保持于所述测定用基板，

所述保持部在形成于所述表面增强拉曼散射元件的所述基板上的所述光学功能部的周围与所述表面增强拉曼散射元件接触，

所述表面增强拉曼散射元件的所述基板的下表面的全体抵接于所述测定用基板的表面。

2.如权利要求1所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

所述保持部具有与所述测定用基板一起夹持所述表面增强拉曼散射元件的夹持部。

3.如权利要求2所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

所述夹持部在从所述基板的厚度方向观察的情况下，以包围所述光学功能部的方式形成为环状。

4.如权利要求2所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

所述夹持部在所述光学功能部的周围配置有多个。

5.如权利要求1～4中的任一项所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

在所述测定用基板设置有凹部，所述凹部容纳所述表面增强拉曼散射元件的至少所述基板侧的一部分，并且限制所述表面增强拉曼散射元件向与所述基板的厚度方向垂直的方向的移动。

6.如权利要求1～4中的任一项所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

所述保持部与所述测定用基板分别形成，并且机械性地固定于所述测定用基板。

7.如权利要求1～4中的任一项所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

所述保持部与所述测定用基板一体形成。

8.如权利要求1～4中的任一项所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

所述测定用基板由树脂一体形成。

9.如权利要求8所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

在所述测定用基板，以形成在与所述测定用基板的厚度方向垂直的方向上延伸的壁部的方式设置有空心部。

10.如权利要求1～4中的任一项所述的表面增强拉曼散射单元，其特征在于：

所述保持部夹持所述表面增强拉曼散射元件的侧面。

11.一种拉曼光谱分析方法，其特征在于：

具备：

第1工序，其准备权利要求1至10中的任一项所述的表面增强拉曼散射单元，并且在所述光学功能部上配置试样；以及

第2工序，其在所述第1工序之后，将所述表面增强拉曼散射单元设置于拉曼光谱分析装置，对配置在所述光学功能部上的所述试样照射激励光，并且检测来自所述试样的拉曼散射光，由此进行拉曼光谱分析。