JP2014025879A

JP2014025879A - センサーチップおよびこのセンサーチップを備えた光学式検体検出装置

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Publication number: JP2014025879A
Application number: JP2012168283A
Authority: JP
Inventors: Yukito Nakamura; 幸登中村; Masaki Matsuo; 正貴松尾
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-02-06
Anticipated expiration: 2032-07-30
Also published as: JP5891990B2

Abstract

【課題】例えば、ＳＰＲ装置あるいはＳＰＦＳ装置などの光学式検体検出装置に使用されるセンサーチップの一部の部材を繰り返し使用することを可能とし、これによりセンサーチップを安価に形成することができ、ひいては検査に要する費用を軽減することができるセンサーチップおよびこのセンサーチップを備えた光学式検体検出装置を提供する。
【解決手段】誘電体部材２３と、金属薄膜２４と、金属薄膜２４の支持体２５とを備え、誘電体部材２３上に配された金属薄膜２４に励起光４４を照射することで、金属薄膜２４上のリガンドに捕捉されたアナライトの検出を行う光学式検体検出装置に用いられるセンサーチップ２２であって、金属薄膜２４の支持体２５が透明な磁性フィルム２５であり、金属薄膜２４と磁性フィルム２５とから構成されるセンサー部材１８が、誘電体部材２３の上面に着脱自在に配置されていることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明はセンサーチップに関するもので、詳しくは表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ；Surface Plasmon Resonance）測定装置、あるいは表面プラズモン共鳴現象を応用した表面プラズモン励起増強蛍光分光法（ＳＰＦＳ；Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy）の原理に基づいた、表面プラズモン励起増強蛍光測定装置などの光学式検体検出装置に用いられるセンサーチップおよびこのセンサーチップを備えた光学式検体検出装置に関する。

従来から、極微少な物質の検出を行う場合において、物質の物理的現象を応用することでこのような物質の検出を可能とした様々な検体検出装置が用いられている。
このような検体検出装置の一つとして、ナノメートルレベルなどの微細領域中で電子と光とが共鳴することにより、高い光出力を得る現象（表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ；Surface Plasmon Resonance）現象）を応用し、例えば、生体内の極微少なアナライトの検出を行うようにした表面プラズモン共鳴装置（以下、「ＳＰＲ装置」と言う）が挙げられる。

また、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）現象を応用した、表面プラズモン励起増強蛍光分光法（ＳＰＦＳ；Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy）の原理に基づき、ＳＰＲ装置よりもさらに高精度にアナライト検出を行えるようにした表面プラズモン増強蛍光分光測定装置（以下、「ＳＰＦＳ装置」と言う）も、このような検体検出装置の一つである。

この表面プラズモン励起増強蛍光分光法（ＳＰＦＳ）は、光源より照射したレーザ光などの励起光が、金属薄膜表面で全反射減衰（ＡＴＲ；Attenuated Total Reflectance）する条件において、金属薄膜表面に表面プラズモン光（疎密波）を発生させることによって、光源より照射した励起光が有するフォトン量を数十倍〜数百倍に増やして、表面プラズモン光の電場増強効果を得るようになっている。

図５は、このような光学式検体検出装置の一例として、特許文献１に開示されているＳＰＲ装置３０を示したものである。
このＳＰＲ装置３０では、光源１から照射された光Ｌが、樹脂製プリズム１１の金属薄膜１２が設けられていない面１１ｂから入射され、樹脂製プリズム１１と金属薄膜１２の界面１１ａで反射され、樹脂製プリズム１１の他方の面１１ｃから出射された光ビームから、所望の波長の光ビームＬ１を波長選択部２０で選択し、該波長選択部２０で選択された光ビームＬ１の光強度分布を２次元画像としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ３で撮像するようにしている。

ここで、このようなＳＰＲ装置３０に装填されたセンサーチップ１０は、図６に示したようにガラス製または樹脂製のプリズム１１と、金属薄膜１２とから構成されており、金属薄膜１２は、プリズム１１の上面１１ａに蒸着などにより形成されている。

このような構成からなるセンサーチップ１０を、図５に示したＳＰＲ装置３０などの光学式検体検出装置に装填して使用する場合には、アナライトの検出に際し、毎回新たなセンサーチップ１０と交換しないと、極微少なアナライトを正確に検出することができない。

しかしながら、金属薄膜１２を始めとしてガラス製または樹脂製のプリズム１１は高価であるため、センサーチップ１０を測定のたびに交換することはコスト高となる。そのため、検査に要する費用が高くなるという問題があった。

特開２００７−１９２８４１号公報

本発明は、このような実情に鑑み、例えば、ＳＰＲ装置あるいはＳＰＦＳ装置などの光学式検体検出装置に使用されるセンサーチップの一部の部材を繰り返し使用することを可能とし、これによりセンサーチップを安価に形成することができ、ひいては検査に要する費用を軽減することができるセンサーチップおよびこのセンサーチップを備えた光学式検体検出装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明に係るセンサーチップは、
誘電体部材と、金属薄膜と、前記金属薄膜の支持体とを備え、前記誘電体部材上に配された前記金属薄膜に励起光を照射することで、前記金属薄膜上のリガンドに捕捉されたアナライトの検出を行う光学式検体検出装置に用いられるセンサーチップであって、
前記金属薄膜の支持体が透明な磁性フィルムであり、前記金属薄膜と前記磁性フィルムとから構成されるセンサー部材が、前記誘電体部材の上面に着脱自在に配置されていることを特徴としている。

このような構成のセンサーチップであれば、誘電体部材をセンサー部材から取り外すことができる。したがって、取り外された誘電体部材を繰り返し使用することができる。
ここで、本発明では、前記磁性フィルムは、二酸化チタン薄膜に磁性元素を含んで構成されていることが好ましい。

このような構成であれば適宜な光学性透明性を確保することができるとともに、磁石で吸着された場合に適宜な磁性力を発揮させることができる。
さらに、本発明では、前記リガンドは、ＳＡＭ(Self-Assembled Monolayer)からなる固相膜、または、前記ＳＡＭ上にＣＭＤ（カルボキシメチルデキストラン）を設けてなる固相膜を介して、前記金属薄膜に設置されていることが好ましい。

このように、リガンドが固相膜を介して金属薄膜に設置されていれば、リガンドの設置が容易であることは勿論のこと、リガンドに捕捉されるアナライトと金属薄膜表面との離反距離を十分に確保することができるので、金属薄膜による金属消光の影響を少なくすることができ、これにより、アナライトに付着した蛍光物質の視認性を良好にし、センサー感度を向上させることができる。

また、本発明では、前記誘電体部材が誘電体プリズムであることが好ましい。
このように誘電体部材を誘電体プリズムとすれば、入射角の調整により全反射する条件を容易に見出すことができる。

さらに、本発明では、前記誘電体部材の上面側には、前記アナライトを含む試料溶液を一時的に貯留するウェル部材、または前記アナライトを含む前記試料溶液を流通させることが可能な流通路形成部材が具備されていても良い。

このように、誘電体部材の上面にウェル部材または流通路形成部材が具備されていれば、アナライトの検出操作を容易に行うことができる。
また、本発明では、前記ウェル部材または前記流通路形成部材と、前記誘電体部材との間には、シール部材が介装されていることが好ましい。

このような構成であれば、前記ウェル部材または前記流通路形成部材に試料溶液を充填した場合における水密性を確保することができる。
さらに、本発明では、前記誘電体部材と前記センサー部材との間に屈折率整合液が充填されていても良い。

このような構成であれば、誘電体部材とセンサー部材との界面の隙間を屈折率整合液で満たすことができる。
また、本発明では、前記誘電体部材が樹脂製であることが好ましい。

このように誘電体部材が樹脂製であれば、ガラス製プリズムに比べて樹脂製プリズムを安価に製作することができる。
また、本発明に係る光学式検体検出装置は、上記いずれかに記載のセンサーチップと、
前記センサーチップの構成要素である誘電体部材上の金属薄膜を吸着したり離反したりする吸着手段と、を備えたことを特徴とする。

このような構成であれば、光学式検体検出装置に具備された電磁石でセンサーチップの金属薄膜を吸着することにより、磁性フィルムと金属薄膜とから構成されるセンサー部材を、誘電体部材に一体化することができる。また、電磁石の通電を解除すれば、磁性フィルムと金属薄膜とから構成されるセンサー部材を、誘電体部材から切り離すことができる。これにより、誘電体部材を繰り返し使用することができる。

本発明に係るセンサーチップによれば、磁性フィルムと金属薄膜とから構成されるセンサー部材を、誘電体部材に対し着脱自在の構成としたことにより、誘電体部材を繰り返し使用することができる。これにより、センサーチップを安価にすることができ、ひいては検査に要する費用を軽減することができる。

また、金属薄膜が支持された磁性フィルムを、光学式検体検出装置に具備された吸着手段により吸着させることにより、磁性フィルムを誘電体部材に密着させることができる。
さらに、吸着手段を解除すれば、磁性フィルムと金属薄膜とから構成されるセンサー部材を、誘電体部材から離反させることができる。したがって、検査毎にセンサーチップをそのまま交換しなくても、誘電体部材を繰り返して使用し、センサー部材のみを新たにすれば良い。

図１は本発明の一実施例に係るセンサーチップ周辺の概略図である。図２は本発明の一実施例に係るセンサーチップが装填された光学検体検出装置の一例として示したＳＰＲ装置の概略図である。図３は本発明の一実施例に係るセンサーチップの上方にウェル部材に代えて流路形成部材が配置されてなるセンサー構造体の概略図である。図４は本発明の一実施例に係るセンサーチップが装填された光学検体検出装置の一例として示したＳＰＦＳ装置の概略図である。図５は従来のセンサーチップが装填された光学式検体検出装置の一例として示すＳＰＲ装置の概略図である。図６は図５のＳＰＲ装置に装填された従来のセンサーチップの概略図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、より詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例に係るセンサーチップの概略図で、図２は図１におけるセンサーチップが装填されたＳＰＲ装置７０の概略図である。

図１に示したように、本実施例では、金属薄膜２４と磁性フィルム２５とによりセンサー部材１８が構成され、このセンサー部材１８が誘電体部材２３の上に配置されることにより、センサーチップ２２が構成されている。すなわち、磁性フィルム２５は金属薄膜２４の支持体として機能している。

このような構成のセンサーチップ２２では、センサー部材１８と誘電体部材２３とが着脱自在に構成されている。したがって、センサーチップ２２によれば、センサー部材１８と誘電体部材２３とを別々に形成し、別々に管理することもできる。

上記誘電体部材２３としては、特に限定されるものではないが、光学的には透明な材質、例えば、ガラス、セラミックスなどの各種の無機物、天然ポリマー、合成ポリマーを用いることができ、化学的安定性、製造安定性、光学的透明性の観点から、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）または二酸化チタン（ＴｉＯ₂）を含むものが好ましい。

また、本実施例では、鉛直断面形状が略台形であるプリズム形状の誘電体部材２３が採用されているが、鉛直断面形状を三角形（いわゆる三角プリズム）、半円形状、半楕円形状にするなど誘電体部材２３の形状は適宜変更可能である。

誘電体部材２３として、天然ポリマー、合成ポリマーなど樹脂製の誘電体プリズム２３（以下、誘電体部材２３が樹脂製の誘電体プリズムである場合、樹脂製プリズム２３ともいう。また、これと同様に、誘電体部材２３がガラス製の誘電体プリズムである場合、ガラス製プリズム２３ともいう。）を採用すれば、ガラス製プリズム２３に比べて安価に形成することができる。したがって、樹脂製プリズム２３は実用性に優れている。

また、誘電体部材２３として、プリズムに代えて、例えば、平板状の導光板を採用することもできる。但し、導光板を採用する場合は、入射光を全反射させるための入射角度を調整する必要があることから、エッジ側の端面から光を入射させる必要がある。

上記磁性フィルム２５は、二酸化チタン薄膜に磁性元素を含んで構成されていることが好ましい。
このように、磁性フィルム２５として二酸化チタン薄膜から形成すれば、光学的透明性を確保することができるとともに、可撓性を発揮することができる。また、磁性元素を含むことにより、磁性を発揮することができる。

よって、このような磁性フィルム２５であれば、例えば、図１における誘電体部材２３の下面側に、永久磁石あるいは電磁石などからなる吸着手段３７が配置されていれば、磁性フィルム２５を磁石で吸着することができるので、磁性フィルム２５の固定手段として機能させることができる。

すなわち、永久磁石あるいは電磁石などからなる吸着手段３７が誘電体部材２３の下方に配置されていれば、この吸着手段３７の機能によりセンサー部材１８を誘電体部材２３側に引っ張って、磁性フィルム２５を誘電体部材２３に対し確実に固定することができる。

上記磁性フィルム２５の厚さは、光学的には薄い程好ましいが、磁性元素を含有させるには適宜な厚さを有する方が好ましい。したがって、磁性フィルム２５の厚さは、両者の機能を考慮して適宜な厚さに設定される。

また、上記金属薄膜２４の材質としては、特に限定されるものではないが、好ましくは金，銀，アルミニウム，銅，および白金からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属からなり、より好ましくは金からなり、さらにはこれらいずれかの金属を含む合金から構成しても良い。

このような金属または合金は、酸化に対して安定であり、かつ疎密波（表面プラズモン）による電場増強が大きくなることから金属薄膜２４として好適である。
また、金属薄膜２４の形成方法としては、特に限定されるものではないが、例えばスパッタリング法，蒸着法（抵抗加熱蒸着法，電子線蒸着法など），電解メッキ法，無電解メッキ法などが挙げられる。中でもスパッタリング法，蒸着法は、薄膜形成条件の調整が容易であるため好ましい。

さらに金属薄膜２４の厚さとしては、金：５〜５００ｎｍ、銀：５〜５００ｎｍ、アルミニウム：５〜５００ｎｍ、銅：５〜５００ｎｍ、白金：５〜５００ｎｍ、およびそれらの合金：５〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。電場増強効果の観点からは、金：２０〜７０ｎｍ、銀：２０〜７０ｎｍ、アルミニウム：１０〜５０ｎｍ、銅：２０〜７０ｎｍ、白金：２０〜７０ｎｍ、およびそれらの合金：１０〜７０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。

金属薄膜２４の厚さが上記範囲内であれば、疎密波（表面プラズモン）が発生し易く好適である。また、このような厚さを有する金属薄膜２４であれば、大きさ（縦×横）は特に限定されない。

さらに、金属薄膜２４の上に直接リガンドを設けることは困難であることから、先ず、金属薄膜２４の上層にＳＡＭ(Self-Assembled Monolayer)からなる固相膜を設けるか、または、ＳＡＭ上にＣＭＤ（カルボキシメチルデキストラン）を設けてなる固相膜を設けて、それらの固相膜にリガンドを設けることが好ましい。

このように、リガンドを設けるために固相膜が設けられていれば、リガンドに捕捉されるアナライトと、金属薄膜２４との離間距離を十分に確保することができるので、蛍光の金属消光を防止することができる。よって、アナライトに付着した蛍光物質の視認性を良好にすることができる。

図２は、センサーチップ２２が装填された光学式検体検出装置の一例としてＳＰＲ装置７０を示したものである。
このＳＰＲ装置７０では、センサーチップ２２が装填された場合の誘電体部材２３の直下に電磁石３７が配置されている。

また、本実施例のＳＰＲ装置７０では、センサーチップ２２の取り扱いが容易となるように、センサーチップ２２がセンサー組立体２６の一部として組み込まれている。
すなわち、センサー組立体２６は、一対の板状の挟持部材２６ａ、２６ｂと、シール部材３１と、一対の板状の挟持部材２６ａ、２６ｂ間を一体的に連結するネジなどの締結手段３６とから構成されている。

センサーチップ２２と板状の挟持部材２６ｂとの間にシール部材３１が配置され、シール部材３１が配置された状態からネジなどの締結手段３６で一対の板状の挟持部材２６ａ、２６ｂ間が一体的に締結されている。このようにシール部材３１が配置されることにより、板状の挟持部材２６ｂの内部に試料溶液３８を充填した場合のシール性が確保されている。

センサーチップ２２を挟んで上下に配置される一対の板状の挟持部材２６ａ、２６ｂのうち、図２における下方側に配置される一方の挟持部材２６ａは、樹脂製プリズム２３の外表面と同形状のテーパ状の斜面４１からなる貫通孔を有するもので、その斜面４１で囲まれたすり鉢状の貫通孔内に樹脂製プリズム２３の基部側が収容されることにより、樹脂製プリズム２３の移動が防止されている。

また、樹脂製プリズム２３における図２の上方側に配置される他方の挟持部材２６ｂは、例えば、生体中のアナライトを含有した試料溶液３８を一時的に貯留することができるウェル部材として機能している。

さらに、樹脂製プリズム２３と磁性フィルム２５との間には屈折率整合液が充填されることが好ましい。屈折率整合液としては、従来公知の屈折率整合液（マッチングオイル）を用いることができるが、例えば、紫外線硬化型接着剤を充填することにより、屈折率整合性のほか接着固定機能を発揮させることができる。

なお、本実施例のセンサーチップ２２が装填されたＳＰＲ装置７０では、センサー組立体２６の下方に光源３３と受光手段３４とが配置され、光源３３および受光手段３４には、照射位置や受光位置を調整するための位置調整手段４２，４３が具備されている。また、光源３３の近傍には、励起光４４をＰ偏波するための偏光板９が設置されている。

光源３３から照射される励起光４４としてはレーザ光が好ましく、波長２００〜９００ｎｍ、０．００１〜１，０００ｍＷのＬＤレーザ、または波長２３０〜８００ｎｍ、０．０１〜１００ｍＷの半導体レーザが好適である。

また、本実施例のＳＰＲ装置７０では、誘電体部材２３の下方に電磁石３７が具備されているが、この電磁石３７が図１に示した吸着手段３７に対応している。
したがって、このように構成されたＳＰＲ装置７０では、センサーチップ２２が誘電体部材２３の上面に載置された状態から、既に電磁石３７で下方に吸着されるように構成されているので、ネジなどによる締結手段３６が未だ締結されていないとしても、磁性フィルム２５が誘電体部材２３に対し不用意に移動することがない。すなわち、電磁石３７の機能により、センサーチップ２２を誘電体部材２３の表面に密着させることが可能となっている。

上記のようにして構成されたＳＰＲ装置７０を用いて、例えば生体内のアナライトを検出するには、まず検出対象となるアナライトに捕捉される蛍光物質を含んだ試料溶液３８を液溜まり部４０内に供給する。この状態を保持することにより蛍光物質で標識されたアナライトが、金属薄膜２４上のリガンドに捕捉された状態となる。

なお、アナライトに蛍光物質を結合させ検体としては、血液、血清、血漿、尿、鼻孔液、唾液、便、体腔液（髄液、腹水、胸水等）などが挙げられる。
また、検体中に含有されるアナライトは、例えば、核酸（一本鎖であっても二本鎖であってもよいＤＮＡ、ＲＮＡ、ポリヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、ＰＮＡ（ペプチド核酸）等、またはヌクレオシド、ヌクレオチドおよびそれらの修飾分子）、タンパク質（ポリペプチド、オリゴペプチド等）、アミノ酸（修飾アミノ酸も含む）、糖質（オリゴ糖、多糖類、糖鎖等）、脂質、またはこれらの修飾分子、複合体などが挙げられ、具体的には、ＡＦＰ（αフェトプロテイン）等のがん胎児性抗原や腫瘍マーカー、シグナル伝達物質、ホルモンなどであってもよく、特に限定されない。

さらに、この状態で光源３３より金属薄膜２４に励起光４４を照射し、この励起光４４が特定の入射角θａで金属薄膜２４に入射することで、金属薄膜２４上に疎密波（表面プラズモン）を生ずるようになる。

なお、金属薄膜２４上に疎密波（表面プラズモン）が生ずる際には、励起光４４と金属薄膜２４中の電子振動とがカップリングし、反射光５０の光量が減少することとなるため、受光手段３４で受光される反射光５０の光量が減少する地点を見つければ、疎密波（表面プラズモン）が生ずる共鳴角を得ることができる。

そして、アナライトの有無によって共鳴角が変わってくるため、アナライトを含まない試料溶液を液溜まり部４０に供給したときの共鳴角を予め調べておけば、共鳴角が異なった場合に所定のアナライトが試料溶液３８中に含有されているか否かを知ることができる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されない。
例えば、上記実施例では、センサーチップ２２を移動不能に挟持する他方の挟持部材２６ｂをウェル部材として機能させ、試料溶液３８を貯留させた状態で検査しているが、試料溶液３８を検査位置に対して循環させることもできる。

すなわち、図３は、試料溶液３８を検査位置に対して循環させることが可能な流路形成部材５２をセンサーチップ２２の上方に配置したセンサー構造体５４を示したものである。このような流路形成部材５２を用いたセンサー構造体５４であれば、液溜まり部４０に貯留された試料溶液３８を、流路形成部材５２を介して往復移動あるいは一方向に循環させることができる。

このように試料溶液３８はウェル部材に貯留させた状態であっても、流路形成部材５２により往復移動あるいは循環させた状態であっても、検体の検査を行うことができる。
また上記実施例では、センサーチップ２２を用いる光学式検体検出装置としてＳＰＲ装置７０を例示したが、センサーチップ２２は、ＳＰＦＳ装置などの他の光学式検体検出装置に適用できることは勿論である。

図４は本発明に係るセンサーチップ２２が採用された他の光学式検体検出装置の例として、ＳＰＦＳ装置８０を示したものである。
本実施例のＳＰＦＳ装置８０は、図２に示したＳＰＲ装置７０と基本的には同様の構成であり、また原理も同様であるので、同一要素については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

すなわち、本実施例のセンサーチップ２２は、樹脂製プリズム２３と、磁性フィルム２５と、金属薄膜２４とから構成されている。
また、ＳＰＦＳ装置８０には、誘電体部材２３の下方に電磁石などの吸着手段３７が具備されている点は、上記実施例と同様である。

ＳＰＦＳ装置８０における、センサーチップ２２の上方には、光を効率良く集光するための集光部材３５と、蛍光３２のみを選択的に透過するように形成された波長選択機能部材２８と、光検出手段２９とが設けられている。

光検出手段２９としては、特に限定されないが、例えば超高感度の光電子倍増管や、多点計測が可能なＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどを用いることができる。

このようなＳＰＦＳ装置８０では、光源３３から励起光４４を照射して誘電体部材２３の下方から誘電体部材２３の側面に入射させる。このとき、励起光４４は誘電体部材２３を介して誘電体部材２３の上面に形成された金属薄膜２４に向かって入射角θａで照射されることになる。

一方、光検出手段２９によって蛍光３２の光強度すなわち金属薄膜２４上に発生した表面プラズモン光（疎密波）の強度が測定される。
また金属薄膜２４に対する励起光４４の入射角度を変化させながら蛍光３２を光検出手段２９によって受光し、蛍光３２の光強度（表面プラズモン光（疎密波）の強度）を測定する。

すなわち、励起光４４の入射角θａと蛍光３２の光強度の関係を測定することができ、ＡＴＲ条件の測定を行うことができる。
ＡＴＲ条件において、励起光４４をセンサーチップ２２の金属薄膜２４に照射すると、金属薄膜２４上に表面プラズモン光（疎密波）が発生して、この表面プラズモン光（疎密波）の強度に比例して蛍光３２の光強度が変化（光量が増加）することとなるため、光検出手段２９で受光する蛍光３２の光強度が変化（例えば、光量が最も増加）する入射角を見つけることによって全反射減衰条件の測定が可能となる。

集光部材３５としては、光検出手段２９に蛍光シグナルを効率よく集光することを目的とするものであれば、任意の集光系でよい。簡易な集光系としては、例えば、顕微鏡などで使用されている市販の対物レンズを転用してもよい。対物レンズの倍率としては、１０〜１００倍が好ましい。

また、波長選択機能部材２８としては、光学フィルタ、カットフィルタなどを用いることができる。
光学フィルタとしては、減光（ＮＤ）フィルタ、ダイアフラムレンズなどが挙げられる。さらに、カットフィルタとしては、外光（装置外の照明光）、励起光（励起光の透過成分）、迷光（各所での励起光の散乱成分）、プラズモンの散乱光（励起光４４を起源とし、センサーチップ２２表面上の構造体または付着物などの影響で発生する散乱光）、酸素蛍光基質の自家蛍光などの各種ノイズ光を除去するフィルタであって、例えば、干渉フィルタ、色フィルタなどが挙げられる。

そして、このようなＳＰＦＳ装置８０の使用時において、ＡＴＲ条件を満たす入射角（共鳴角）で、金属薄膜２４に励起光４４を入射することで、金属薄膜２４上に表面プラズモン光（疎密波）が発生することになる。

この表面プラズモン光（疎密波）により、金属薄膜２４上の蛍光物質が効率よく励起され、これにより蛍光物質が発する蛍光３２の光量が増大し、この蛍光３２を集光部材３５および波長選択機能部材２８を介して光検出手段２９で受光することで、微細量および／または極低濃度のアナライトを検出することができる。

以上、本発明に係るセンサーチップ２２を用いたＳＰＦＳ装置８０の構成について説明したが、樹脂製プリズム２３と磁性フィルムとの間が、電磁石などからなる吸着手段３７が解除されていれば、金属薄膜２４と磁性フィルム２５とからなるセンサー部材１８を、樹脂製プリズム２３から自由に切り離すことができる。これにより、誘電体部材２３をそのまま繰り返し使用することができる。

なお、以上のセンサーチップ２２では、金属薄膜２４の支持体として磁性フィルム２５のみを用いているが、磁性フィルム２５の上層に偏光性フィルムを新たに配置し、この偏光性フィルム上に金属薄膜２４を配することもできる。

このように、磁性フィルム２５の上層に偏光性フィルムが配置されているセンサーチップを、ＳＰＦＳ装置８０などに装填した場合には、樹脂製プリズム２３から発せられる自家蛍光や、磁性フィルム２５から発せられる自家蛍光を、その偏光性フィルムで効果的に除去することができる。したがって、試料溶液３８中の検体のアナライトの蛍光を正確に検出することができる。

１光源
９偏光板
１８センサー部材
２２センサーチップ
２３誘電体部材（誘電体プリズム、樹脂製プリズム、ガラス製プリズム）
２４金属薄膜
２５磁性フィルム
２６センサー組立体
２６ｂ他方の挟持部材（ウェル部材）
２８波長選択機能部材
２９光検出手段
３１シール部材
３３光源
３４受光手段
３５集光部材
３６締結手段
３７吸着手段
３８試料溶液
３９貫通孔
４０液溜まり部
４２，４３位置調整手段
４４励起光
５０反射光
５２流路形成部材
５４センサー構造体
７０ＳＰＲ装置
８０ＳＰＦＳ装置

Claims

誘電体部材と、金属薄膜と、前記金属薄膜の支持体とを備え、前記誘電体部材上に配された前記金属薄膜に励起光を照射することで、前記金属薄膜上のリガンドに捕捉されたアナライトの検出を行う光学式検体検出装置に用いられるセンサーチップであって、
前記金属薄膜の支持体が透明な磁性フィルムであり、前記金属薄膜と前記磁性フィルムとから構成されるセンサー部材が、前記誘電体部材の上面に着脱自在に配置されていることを特徴とするセンサーチップ。
前記磁性フィルムは、二酸化チタン薄膜に磁性元素を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサーチップ。
前記リガンドは、ＳＡＭ(Self-Assembled Monolayer)からなる固相膜、または、前記ＳＡＭ上にＣＭＤ（カルボキシメチルデキストラン）を設けてなる固相膜を介して、前記金属薄膜に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサーチップ。
前記誘電体部材が誘電体プリズムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセンサーチップ。
前記誘電体部材の上面側には、前記アナライトを含む試料溶液を一時的に貯留するウェル部材、または前記アナライトを含む前記試料溶液を流通させることが可能な流通路形成部材が具備されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセンサーチップ。
前記ウェル部材または前記流通路形成部材と、前記誘電体部材との間には、シール部材が介装されていることを特徴とする請求項５に記載のセンサーチップ。
前記誘電体部材と前記センサー部材との間に屈折率整合液が充填されていることを特徴とする請求項５に記載のセンサーチップ。
前記誘電体部材が樹脂製であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のセンサーチップ。
請求項１〜８のいずれかに記載のセンサーチップと、
前記センサーチップの構成要素である誘電体部材上の金属薄膜を吸着したり離反したりする吸着手段と、を備えたことを特徴とする光学式検体検出装置。