(57)【要約】【課題】エバネッセント波を利用して被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップにおいて、低コスト化および薄型化を容易に可能とする。【解決手段】検出部１４ａが形成された誘電体プリズム１０を備え、エバネッセント波Ｅｗを利用して被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップＣ１において、第１の透過面１０ｂ（測定光Ｌが入射する際に通る誘電体プリズム１０の面）を保護し、かつ少なくとも下方が開放された第１の光透過空間１１を形成するように配された第１の保護部材１０ａを備え、第１の光透過空間１１の下方から第１の光透過空間１１に入り第１の透過面１０ｂを通った測定光Ｌによって、エバネッセント波Ｅｗを生じせしめるように構成する。【選択図】図１Ａ
2010127624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体プリズムの一面に形成された検出部に被検出物質を含む試料を供給し、前記誘電体プリズムと前記検出部との界面に対して、該界面で全反射条件を満たすように、前記誘電体プリズムの第１の透過面を通して測定光を照射して、該測定光の照射により前記検出部に発生したエバネッセント波を利用して前記被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップにおいて、
前記第１の透過面を保護する第１の保護部材を備え、
該第１の保護部材が、前記第１の透過面と該第１の保護部材との間に少なくとも下方が開放された第１の光透過空間を形成する位置に、前記第１の透過面から所定距離離れて配されたものであり、
前記第１の光透過空間の下方から該第１の光透過空間に入り前記第１の透過面を通った前記測定光によって、前記界面を照射可能となるように構成されていることを特徴とする全反射照明型センサチップ。
【請求項２】
前記第１の保護部材が、下方に行くに従い前記第１の光透過空間を拡げるようなテーパ形状を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項３】
前記第１の保護部材が、前記誘電体プリズムと一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項４】
前記誘電体プリズムの上方に装着される蓋部材を備え、
前記第１の保護部材が、該蓋部材と一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項５】
前記測定光の前記界面による反射光が出射する前記誘電体プリズムの第２の透過面を保護する第２の保護部材を備えることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項６】
前記第２の保護部材が、前記第２の透過面と該第２の保護部材との間に少なくとも下方が開放された第２の光透過空間を形成する位置に、前記第２の透過面から所定距離離れて配されたものであり、
前記第２の透過面から前記第２の光透過空間に入り該光透過空間の下方を通った前記反射光を、外部に配置した光検出器によって検出可能となるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項７】
前記第２の保護部材が、下方に行くに従い前記第２の光透過空間を拡げるようなテーパ形状を有するものであることを特徴とする請求項５または６に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項８】
前記第２の保護部材が、前記誘電体プリズムと一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項５から７いずれかに記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項９】
前記誘電体プリズムの上方に装着される蓋部材を備え、
前記第２の保護部材が、該蓋部材と一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項５から７いずれかに記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項１０】
前記検出部が、前記誘電体プリズムに隣接する金属膜を有するものであり、
前記エバネッセント波に起因して前記金属膜中に発生する表面プラズモンの増強電場を利用する前記検出方法に用いられるものであることを特徴とする請求項１から９いずれかに記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項１１】
誘電体プリズムの一面に形成された検出部に被検出物質を含む試料を供給し、前記誘電体プリズムと前記検出部との界面に対して、該界面で全反射条件を満たすように、前記誘電体プリズムの一面である第１の透過面を通して測定光を照射して、該測定光の照射により前記検出部に発生したエバネッセント波を利用して前記被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップにおいて、
前記第１の透過面を保護する第１の保護部材を備え、
該第１の保護部材が、少なくとも下方および前方が開放されかつ後方において前記第１の透過面に通じる切り欠き形状の第１の光透過空間を形成するように配されたものであり、
前記第１の光透過空間および前記第１の透過面を通った前記測定光によって、前記界面を照射可能となるように構成されていることを特徴とする全反射照明型センサチップ。
【請求項１２】
前記第１の保護部材が、前記誘電体プリズムと一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１１に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項１３】
前記誘電体プリズムの上方に装着される蓋部材を備え、
前記第１の保護部材が、該蓋部材と一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１１に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項１４】
前記測定光の前記界面による反射光が出射する前記誘電体プリズムの第２の透過面を保護する第２の保護部材を備えることを特徴とする請求項１１から１３いずれかに記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項１５】
前記第２の保護部材が、少なくとも下方および後方が開放されかつ前方において前記第２の透過面に通じる切り欠き形状の第２の光透過空間を形成するように配されたものであり、
前記第２の透過面および前記第２の光透過空間を通った前記反射光を、外部に配置した光検出器によって検出可能となるように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項１６】
前記第２の保護部材が、前記誘電体プリズムと一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１４または１５に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項１７】
前記誘電体プリズムの上方に装着される蓋部材を備え、
前記第２の保護部材が、該蓋部材と一体的に形成されたものであることを特徴とする請求項１４または１５に記載の全反射照明型センサチップ。
【請求項１８】
前記検出部が、前記誘電体プリズムに隣接する金属膜を有するものであり、
前記エバネッセント波に起因して前記金属膜中に発生する表面プラズモンの増強電場を利用する前記検出方法に用いられるものであることを特徴とする請求項１１から１７いずれかに記載の全反射照明型センサチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エバネッセント波を利用して試料中の物質を検出する方法に用いられる全反射照明型センサチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンパク質やＤＮＡ等を検出するバイオ測定において、全反射照明によって誘起するエバネッセント波または表面プラズモンを利用した検出方法が注目されている。表面プラズモンとは、金属表面の自由電子が集団的に振動することによって生じる自由電子の粗密波である。このような検出方法は、例えば、表面プラズモンの電場増強効果を利用した表面プラズモン電場増強蛍光分光（ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｌａｓｍｏｎ−ｆｉｅｌｄ ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＳＰＦＳ）測定や、表面プラズモン共鳴（ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｌａｓｍｏｎ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：ＳＰＲ）現象による全反射減衰を利用したＳＰＲ測定が知られている。
【０００３】
ＳＰＦＳ測定は、誘電体プリズムに配された検出部である金属膜上に発生せしめたエバネッセント波によって、試料中に含まれる被検出物質あるいはこの被検出物質に付けられている蛍光標識を励起して、これらからの蛍光を検出することにより、被検出物質を検出する測定である（特許文献１）。エバネッセント波は、誘電体プリズムとこの誘電体プリズムに配された金属膜との界面において測定光を全反射させることにより、金属膜上に発生せしめられる。ＳＰＦＳ測定は、取り扱いが容易であり同時に複数のサンプルに対して測定できる方法であり、さらにエバネッセント波と金属膜中の自由電子とが共鳴することによって生じる表面プラズモンの電場増強効果によってエバネッセント波が増強されるため、大きな蛍光信号を検出することができるとして広く用いられている。
【０００４】
一方ＳＰＲ測定は、誘電体プリズムとこの誘電体プリズムに配された検出部である金属膜との界面への入射角を変化させて、この反射光の減衰を検出することにより、金属膜上の屈折率変化を検出することで供給された被検出物質を検出する測定である（特許文献２）。例えば、金属膜上に固定された抗体と抗原抗体反応によって抗原が結合すると、その金属膜上の屈折率は周囲のバッファよりも高くなる。したがってＳＰＲ測定は、このような屈折率の変化をＳＰＲの共鳴角（反射光が減衰する測定光の入射角）の変化として検出している。屈折率検出法であるＳＰＲ測定は、生体分子間の反応・結合量の測定および速度論的解析を、ノンラベルかつリアルタイムで行うことができるとして広く用いられている。
【０００５】
上記したＳＰＦＳ測定およびＳＰＲ測定等では、測定光を誘電体プリズムと検出部との界面で全反射させるため、一般的に所定領域に検出部を形成した誘電体プリズムをセンサチップとして用いている。現在、誘電体プリズムは、ガラスに比べて安価かつ成型が容易なプラスチック製のものが多く用いられている。しかしながら従来、測定作業でセンサチップを扱っている際誘電体プリズムが外部に露出しているために、誘電体プリズムの測定光が入射する面或いは出射する面に、キズや汚れが付着するという問題があった。特に、プラスチック製の誘電体プリズムは、ガラス製のものよりも軟質であるために表面にキズが付きやすい。このような場合、上記のようなキズや汚れによって、測定光の吸収、減衰および散乱等によるノイズが発生して測定精度が低下してしまう。そこで、特許文献２は、誘電体プリズムの測定光が入射する面或いは出射する面をキズや汚れから保護する保護部材を備えたセンサユニットを教示している。
【特許文献１】特許３５６２９１２号公報
【特許文献２】特開２００６−２００９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般的に診断向けのセンサチップにはさらなる低コスト化および薄型化が要求されており、特許文献２に記載のセンサユニットは部品点数が多い点で充分にこの要求に応えていない。さらに、光透過のための小さなスリットを有する保護部材を有するセンサユニットは、薄型化に不向きである。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、エバネッセント波を利用して被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップにおいて、誘電体プリズムの測定光が入射する面或いは出射する面をキズや汚れから保護する構造を有し、さらに低コスト化および薄型化を用意に実現することが可能な全反射照明型センサチップを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の全反射照明型センサチップは、
誘電体プリズムの一面に形成された検出部に被検出物質を含む試料を供給し、誘電体プリズムと検出部との界面に対して、この界面で全反射条件を満たすように、誘電体プリズムの第１の透過面を通して測定光を照射して、測定光の照射により検出部に発生したエバネッセント波を利用して被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップにおいて、
第１の透過面を保護する第１の保護部材を備え、
第１の保護部材が、第１の透過面と第１の保護部材との間に少なくとも下方が開放された第１の光透過空間を形成する位置に、第１の透過面から所定距離離れて配されたものであり、
第１の光透過空間の下方から第１の光透過空間に入り第１の透過面を通った測定光によって、上記界面を照射可能となるように構成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、「検出部」とは、被検出物質を検出するための場所を意味するものとする。例えば、被検出物質（例えば抗原）と特異的に結合する結合物質（例えば抗体）が誘電体プリズム上に固定されているような場合（ａ）には、この結合物質が固定されている誘電体プリズム上の領域が検出部となる。また、誘電体プリズム上に表面プラズモンを発生させるための金属膜が形成されている場合（ｂ）には、この金属膜が主に検出部となる。
誘電体プリズムと検出部との「界面」とは、誘電体プリズムの屈折率と検出部の屈折率とについての境界面を意味するものとする。したがって、上記（ａ）のような場合には、この界面における「全反射条件」とは、誘電体プリズムおよびこの誘電体プリズム上の物質（上記結合物質や溶媒、空気等）のそれぞれの屈折率によって定められる全反射条件を意味するものとする。また、上記（ｂ）のような場合には、この界面における「全反射条件」とは、誘電体プリズムおよび金属膜のそれぞれの屈折率によって定められる全反射条件を意味するものとする。
【００１０】
「第１の透過面」とは、測定光が誘電体プリズム内に入射する際に通る誘電体プリズムの面を意味するものとする。
【００１１】
「被検出物質を検出する」とは、被検出物質の存在の有無を含み定性的な量のみならず、定量的な量、および活性の程度を検出することも意味するものとする。
【００１２】
第１の透過面を「保護する」とは、センサチップを扱う者の指が触れる等のキズや汚れの原因となる外部要因から第１の透過面を守ることを意味するものとする。
【００１３】
「下方」とは、誘電体プリズムと金属膜との界面を含む平面をｘ−ｙ平面とし、ｘ−ｙ平面に垂直な方向で金属膜が形成されている方向にｚ軸をとり、さらに測定光の界面（反射面）に対する入射面とｘ−ｙ平面との交線が延びる方向であって測定光の交線への射影成分が進行する方向とは逆の方向にｘ軸をとり、そして上記のｚ軸およびｘ軸と共に右手座標系を成すようにｙ軸をとった場合において、ｚ軸負方向を意味するものとする。ここで、座標の原点は、便宜上検出部における測定光の照射領域の中心とする。ただし、これに限定されるものではない。
【００１４】
「光透過空間」とは、保護部材と透過面とによって形成される空間であって、測定光が誘電体プリズムに入射する際に光の通過経路を確保するための空間を意味するものとする。ここで、「第１の光透過空間」とは、センサチップに対して測定光が入射する際に通過する光透過空間を意味し、「第２の光透過空間」とは、センサチップから測定光（反射光）が出射する際に通過する光透過空間を意味するものとする。
【００１５】
さらに、本発明に係る第１の全反射照明型センサチップにおいて、第１の保護部材は、下方に行くに従い第１の光透過空間を拡げるようなテーパ形状を有するものであることが好ましい。
【００１６】
また、第１の保護部材は、誘電体プリズムと一体的に形成されたものであることが好ましい。或いは、誘電体プリズムの上方に装着される蓋部材を備え、第１の保護部材は、蓋部材と一体的に形成されたものであることが好ましい。
【００１７】
そして、測定光の上記界面による反射光が出射する誘電体プリズムの第２の透過面を保護する第２の保護部材を備えることもできる。
【００１８】
ここで、「第２の透過面」とは、上記界面における測定光の反射光が誘電体プリズム内から出射する際に通る誘電体プリズムの面を意味するものとする。
【００１９】
さらに、第２の保護部材は、第２の透過面とこの第２の保護部材との間に少なくとも下方が開放された第２の光透過空間を形成する位置に、第２の透過面から所定距離離れて配されたものであり、
第２の透過面から第２の光透過空間に入りこの第２の光透過空間の下方を通った反射光を、外部に配置した光検出器によって検出可能となるように構成されていることが好ましい。
【００２０】
また、第２の保護部材は、下方に行くに従い第２の光透過空間を拡げるようなテーパ形状を有するものであることが好ましい。
【００２１】
そして、第２の保護部材は、誘電体プリズムと一体的に形成されたものであることが好ましい。或いは、誘電体プリズムの上方に装着される蓋部材を備え、第２の保護部材は、蓋部材と一体的に形成されたものであることが好ましい。
【００２２】
さらに、検出部が、誘電体プリズムに隣接する金属膜を有するものであり、
エバネッセント波に起因して金属膜中に発生する表面プラズモンの増強電場を利用する検出方法に用いられるものとすることができる。
【００２３】
さらに、本発明に係る第２の全反射照明型センサチップは、
誘電体プリズムの一面に形成された検出部に被検出物質を含む試料を供給し、誘電体プリズムと検出部との界面に対して、この界面で全反射条件を満たすように、誘電体プリズムの一面である第１の透過面を通して測定光を照射して、測定光の照射により検出部に発生したエバネッセント波を利用して被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップにおいて、
第１の透過面を保護する第１の保護部材を備え、
第１の保護部材が、少なくとも下方および前方が開放されかつ後方において第1の透過面に通じる切り欠き形状の第1の光透過空間を形成するように配されたものであり、
第1の光透過空間および第１の透過面を通った測定光によって、上記界面を照射可能となるように構成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
ここで、「前方」および「後方」とは、上記同様の座標系をとった場合において、それぞれｘ軸正方向およびｘ軸負方向を意味するものとする。
【００２５】
そして、本発明に係る第２の全反射照明型センサチップにおいて、第１の保護部材は、誘電体プリズムと一体的に形成されたものであることが好ましい。或いは、誘電体プリズムの上方に装着される蓋部材を備え、第１の保護部材は、蓋部材と一体的に形成されたものであることが好ましい。
【００２６】
さらに、測定光の上記界面による反射光が出射する誘電体プリズムの第２の透過面を保護する第２の保護部材を備えることもできる。
【００２７】
また、第２の保護部材は、少なくとも下方および後方が開放されかつ前方において第２の透過面に通じる切り欠き形状の第２の光透過空間を形成するように配されたものであり、
第２の透過面および第２の光透過空間を通った反射光を、外部に配置した光検出器によって検出可能となるように構成されていることが好ましい。
【００２８】
そして、第２の保護部材は、誘電体プリズムと一体的に形成されたものであることが好ましい。或いは、誘電体プリズムの上方に装着される蓋部材を備え、第２の保護部材は、蓋部材と一体的に形成されたものであることが好ましい。
【００２９】
さらに、検出部が、誘電体プリズムに隣接する金属膜を有するものであり、
エバネッセント波に起因して金属膜中に発生する表面プラズモンの増強電場を利用する検出方法に用いられるものとすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る全反射照明型センサチップは、誘電体プリズムの測定光が入射する面或いは出射する面をキズや汚れから保護する保護部材であって、光の通過経路を確保する光透過空間を形成する程度の簡易的な構造を有する保護部材を備えている。したがって、エバネッセント波を利用して被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップにおいて、部品点数を減少させると同時に保護部材の複雑な成型工程を削減することが可能となる。これにより、全反射照明型センサチップの低コスト化および薄型化を容易に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。
【００３２】
「全反射照明型センサチップ」
＜第１の実施形態＞
まず、本実施形態に係る全反射照明型センサチップＣ１の構成について説明する。図１Ａは、本実施形態に係るセンサチップＣ１の全体構成を示す概略斜視図であり、図１Ｂは、センサチップＣ１の金属膜１４ａを通るｚ−ｘ平面Ｓ１における概略断面図である。ここで、座標は図１Ａおよび図１Ｂに示すように、誘電体プリズム１０と金属膜１４ａとの界面を含む平面をｘ−ｙ平面とし、ｘ−ｙ平面に垂直な方向で金属膜１４ａが形成されている方向にｚ軸をとり、さらに測定光Ｌの界面（反射面）に対する入射面（反射面に垂直でかつ入射光と反射光を含む平面）とｘ−ｙ平面との交線が延びる方向であって測定光Ｌの交線への射影成分が進行する方向とは逆の方向にｘ軸をとり、そして上記のｚ軸およびｘ軸と共に右手座標系を成すようにｙ軸をとっている。以下、上記の座標系において、ｚ軸正方向を「上方」、ｚ軸負方向を「下方」、ｘ軸正方向を「前方」、ｘ軸負方向を「後方」という。
【００３３】
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、センサチップＣ１は、第１の保護部材１０ａが一体的に形成され、かつ所定領域に金属膜１４ａ・１４ｂを有する上方が開放した流路１３を備える誘電体プリズム１０と、この誘電体プリズム１０上に流路１３の上面を形成するように装着される蓋部材１２とを備えている。センサチップＣ１は、例えばＳＰＦＳ測定またはＳＰＲ測定において使用される。
【００３４】
誘電体プリズム１０は、被検出物質を含む試料等を流すための流路１３を備え、かつ第１の保護部材１０ａが一体的に形成されているものである。また、誘電体プリズム１０は、第１の保護部材１０ａに保護されるｙ−ｚ平面に平行な第１の透過面１０ｂ（測定光が誘電体プリズム内に入射する際に通る誘電体プリズムの面）を有している。ただし、第１の透過面１０ｂは必ずしもｙ−ｚ平面に平行である必要はない。そして、誘電体プリズム１０は、図１Ｂに示すように、第１の光透過空間１１の下方からこの第１の光透過空間１１に入り第１の透過面１０ｂを通った測定光Ｌによって、誘電体プリズム１０と金属膜１４ａとの界面において全反射条件を満たしながら、この界面を照射可能となるように構成されている。誘電体プリズム１０の材料は、例えば透明樹脂やガラス等の透明材料から形成されたものである。誘電体プリズム１０は、樹脂から形成されたものが望ましく、この場合は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンを含む非晶性ポリオレフィン（ＡＰＯ）等の樹脂を用いることがより望ましい。
【００３５】
第１の保護部材１０ａは、第１の透過面１０ｂと第１の保護部材１０ａとの間に少なくとも下方が開放された第１の光透過空間１１を形成する位置に、第１の透過面１０ｂから所定距離離れて配されている。本実施形態においては図１Ａおよび図１Ｂに示すように、第１の保護部材１０ａは、誘電体プリズム１０と一体的に形成されている。また、第１の光透過空間１１は、下方と共にｙ軸方向（ｙ軸正方向およびｙ軸負方向）についても開放されている。第１の保護部材１０ａと第１の透過面１０ｂとの間の距離、すなわちｘ軸に沿った第１の光透過空間１１の長さは、特に制限されるものではなく、第１の透過面１０ｂを保護することができ、測定光Ｌの第１の透過面１０ｂへの入射を阻害しない範囲で適宜定めることができる。
【００３６】
流路１３は、誘電体プリズム１０上に形成されたコ文字型の溝と誘電体プリズム１０に装着された蓋部材１２から形成されている。さらに、流路１３の両端には液下用或いは廃液用の液溜めが形成されている。また、流路１３の所定領域には、検出部となる金属膜１４ａ・１４ｂが形成されている。本実施形態では、測定用の検出部として金属膜１４ａを、リファレンス用の検出部として金属膜１４ｂを設けている。ただし、検出部は、測定用の検出部が１つあればよく、上記のようなリファレンス用の検出部は必ずしも必要ではない。金属膜１４ａ・１４ｂの材料としては、特に制限されるものではなく、例えばプラズモンを効率よく誘起する観点から、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｔｉ等が挙げられ、電場増強効果の高いＡｕ，Ａｇ等が特に好ましい。金属膜１４ａ・１４ｂの厚みは、金属膜１４ａ・１４ｂの材料と、測定光Ｌの波長により表面プラズモンが強く励起されるように適宜定めることが望ましい。例えば、測定光Ｌとして７８０ｎｍに中心波長を有するレーザ光を用い、金属膜１４ａ・１４ｂとして金（Ａｕ）膜を用いる場合、金属膜１４ａ・１４ｂの厚みは５０ｎｍ±５ｎｍが好適である。
【００３７】
蓋部材１２は、誘電体プリズム１０に装着することにより流路１３の上面を形成するためのものである。また、蓋部材１２は、液下用の液溜めに接続する試料等を流下するための注入口１５ａ、および廃液用の液溜めに接続する空気等を抜くための空気孔１５ｂを有している。蓋部材１２の材料としては、前述した誘電体プリズム１０と同様の材料を用いることができる。
【００３８】
以上のように、本発明に係る全反射照明型センサチップＣ１は、第１の透過面１０ｂをキズや汚れから保護する第１の保護部材１０ａであって、光の通過経路を確保する光透過空間１１を形成する程度の簡易的な構造を有する第１の保護部材１０ａを備えている。本実施形態における誘電体プリズム１０に一体的に形成されている第１の保護部材１０ａは、一般的な成型法（例えば射出成型・光成型等）により容易な成型工程で成型可能な構造をしている。さらに、本実施形態においては、センサチップとしての部品点数は、誘電体プリズム１０および蓋部材１２という必要最小限の２点である。したがって、エバネッセント波を利用して被検出物質を検出する検出方法に用いられる全反射照明型センサチップにおいて、部品点数を減少させると同時に保護部材の複雑な成型工程を削減することが可能となる。これにより、全反射照明型センサチップの低コスト化および薄型化を容易に実現することが可能となる。
【００３９】
（第１の実施形態における設計変更）
また、第１の実施形態においては、第１の光透過空間１１が下方およびｙ軸方向に開放されている場合を説明したが、図２Ａおよび図２Ｂに示す全反射照明型センサチップＣ２のように、第１の光透過空間２１は、下方のみに開放された構造となるように構成してもよい。また、第１の光透過空間２１は、その上方が誘電体プリズム２０に対して開放しており蓋部材２２まで突き抜ける構造となるように構成してもよい。
【００４０】
さらに、第１の実施形態においては、第１の保護部材１０ａが誘電体プリズム１０と一体的に形成されている場合を説明したが、図３Ａおよび図３Ｂに示す全反射照明型センサチップＣ３のように、第１の保護部材３０ａは、蓋部材３２と一体的に形成されてもよい。
【００４１】
そして、上記では第１の保護部材の形状がＬ字型である、すなわち第1の保護部材の一部が第1の光透過面に対して正面で対向する場合について説明してきた。しかしながら、第１の保護部材は、必ずしもこのような態様に限られない。すなわち、第１の保護部材の形状は、例えば上記Ｌ字型から前方が開放した形状であるＩ字型であってもよい。このような態様によっても、本発明に係る課題は解決される。この場合、光透過空間は、先端が光透過面から所定距離離れたＩ字型保護部材と光透過面とによって挟まれている空間となる。
【００４２】
上記３つの設計変更によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
＜第２の実施形態＞
まず、本実施形態に係る全反射照明型センサチップＣ４の構成について説明する。図４Ａは、本実施形態に係るセンサチップＣ４の全体構成を示す概略斜視図であり、図４Ｂは、センサチップＣ４の金属膜４４ａを通るｚ−ｘ平面Ｓ４における概略断面図である。センサチップＣ４は、第1の実施形態に係るセンサチップＣ１と同様の構成であるが、第２の透過面４０ｄ（反射光が誘電体プリズム内から出射する際に通る誘電体プリズムの面）を有する点、この第２の透過面４０ｄを保護する第２の保護部材４０ｃを有する点でセンサチップＣ１と異なる。したがって、センサチップＣ１と同様の構成要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。センサチップＣ４も、例えばＳＰＦＳ測定またはＳＰＲ測定において使用される。ここでセンサチップＣ４は、第２の透過面４０ｄと第２の保護部材４０ｃを有することにより、測定光Ｌの誘電体プリズム４０と金属膜４４ａ（検出部）との界面における反射光Ｌｒを精度よく検出できるように構成されている。したがって、センサチップＣ４は、特にＳＰＲ測定を行う場合においてセンサチップＣ１等よりも好適である。
【００４４】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、センサチップＣ４は、第１の保護部材４０ａおよび第２の保護部材４０ｃが一体的に形成され、かつ所定領域に金属膜４４ａ・４４ｂを有する上方が開放した流路４３を備える誘電体プリズム４０と、この誘電体プリズム４０上に流路４３の上面を形成するように装着される蓋部材４２とを備えている。
【００４５】
誘電体プリズム４０は、被検出物質を含む試料等を流すための流路４３を備え、かつ第１の保護部材４０ａおよび第２の保護部材４０ｃが一体的に形成されているものである。また、誘電体プリズム４０は、第１の保護部材４０ａに保護されるｙ−ｚ平面に平行な第１の透過面４０ｂと、第２の保護部材４０ｃに保護されるｙ−ｚ平面に平行な第２の透過面４０ｄとを有している。ただし、第１の透過面１０ｂおよび第２の透過面４０ｄは必ずしもｙ−ｚ平面に平行である必要はない。そして、誘電体プリズム４０は、図４Ｂに示すように、第１の光透過空間４１ａの下方からこの第１の光透過空間４１ａに入り第１の透過面４０ｂを通った測定光Ｌによって、誘電体プリズム４０と金属膜４４ａとの界面において全反射条件を満たしながら、この界面を照射可能となるように構成されている。さらに、誘電体プリズム４０は、図４Ｂに示すように、第２の透過面４０ｄから第２の光透過空間４１ｂに入りこの第２の光透過空間４１ｂの下方を通った反射光Ｌｒを、外部に配置した光検出器４６によって検出可能となるように構成されている。誘電体プリズム４０の材料については、第１の実施形態と同様である。
【００４６】
第２の保護部材４０ｃは、第２の透過面４０ｄと第２の保護部材４０ｃとの間に少なくとも下方が開放された第２の光透過空間４１ｂを形成する位置に、第２の透過面４０ｄから所定距離離れて配されている。本実施形態においては図４Ａおよび図４Ｂに示すように、第２の保護部材４０ｃは、第１の保護部材４０ａと同様に誘電体プリズム４０と一体的に形成されている。また、第２の光透過空間４１ｂは、下方と共にｙ軸方向についても開放されている。第２の保護部材４０ｃと第２の透過面４０ｄとの間の距離、すなわちｘ軸に沿った第２の光透過空間４１ｂの長さは、特に制限されるものではなく、第２の透過面４０ｄを保護することができ、反射光Ｌｒの第２の透過面４０ｄからの出射を阻害しない範囲で適宜定めることができる。
【００４７】
以上のように、本発明に係る全反射照明型センサチップＣ４も、誘電体プリズム４０の第１の透過面４０ｂおよび第２の透過面４０ｄをキズや汚れからそれぞれ保護する第１の保護部材４０ａおよび第２の保護部材４０ｃであって、光の通過経路を確保する第１の光透過空間４１ａおよび第２の光透過空間４１ｂをそれぞれ形成する程度の簡易的な構造を有する第１の保護部材４０ａおよび第２の保護部材４０ｃを備えている。したがって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態においては、センサチップＣ４に第２の透過面４０ｄを設けることにより、反射光Ｌｒをより検出しやすくなっている。したがって、本実施形態に係るセンサチップＣ４は、特にＳＰＲ測定を行う際に好適なセンサチップとなる。
【００４９】
（第２の実施形態の設計変更）
第１の保護部材および第２の保護部材を有するセンサチップＣ４は、これらの保護部材が同種の保護部材である場合に限られない。ずなわち、これらの保護部材のうち一方のみがテーパ形状を有するように構成してもよい。また、これらの保護部材のうち一方が、少なくとも下方が開放された一方の光透過空間を形成する位置に、一方の透過面から所定距離離れて配された保護部材であって、他方が少なくとも下方および前方が開放されかつ後方において他方の透過面に通じる切り欠き形状の他方の光透過空間を形成するように配された保護部材であってもよい。ただし、製造コスト等の観点からこれらの保護部材は同種の保護部材であることが好ましい。このことは後述する第５の実施形態についても同じである。
【００５０】
さらに、上記では第１の保護部材および第２の保護部材の形状がＬ字型である、すなわち第１の保護部材および第２の保護部材の一部がそれぞれ第１の光透過面および第２の光透過面に対して正面で対向する場合について説明してきた。しかしながら、第1の保護部材および第２の保護部材は、第１の実施形態と同様に必ずしもこのような態様に限られない。すなわち、第１の保護部材および第２の保護部材の形状は、上記Ｌ字型からそれぞれ前方および後方が開放した形状であるＩ字型であってもよい。また、片方のみがＩ字型であっても構わない。このような態様によっても、本発明に係る課題は解決される。この場合、光透過空間は、先端が光透過面から所定距離離れたＩ字型保護部材と光透過面とによって挟まれている空間となる。
【００５１】
＜第３の実施形態＞
まず、本実施形態に係る全反射照明型センサチップＣ５の構成について説明する。図５Ａは、本実施形態に係るセンサチップＣ５の全体構成を示す概略斜視図であり、図５Ｂは、センサチップＣ５の金属膜５４ａを通るｚ−ｘ平面における概略断面図である。センサチップＣ５は、第１の実施形態に係るセンサチップＣ１と同様の構成であるが、下方に行くに従い第１の光透過空間５１を拡げるようなテーパ形状の第１の保護部材５０ａを有している点でセンサチップＣ１と異なる。したがって、センサチップＣ１と同様の構成要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。センサチップＣ５も、例えばＳＰＦＳ測定またはＳＰＲ測定において使用される。ここでセンサチップＣ５は、テーパ形状の第１の保護部材５０ａを有することにより、角度幅Δθを持つファンビーム（集束光）Ｌ’の誘電体プリズムへの入射を妨げないように構成されている。したがって、センサチップＣ５は、測定光としてファンビームＬ’を用いる場合においてセンサチップＣ１等よりも好適である。
【００５２】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、センサチップＣ５は、第１の保護部材５０ａが一体的に形成され、かつ所定領域に金属膜５４ａ・５４ｂを有する上方が開放した流路５３を備える誘電体プリズム５０と、この誘電体プリズム５０上に流路５３の上面を形成するように装着される蓋部材５２とを備えている。
【００５３】
第１の保護部材５０ａは、第１の透過面５０ｂと第１の保護部材５０ａとの間に少なくとも下方が開放された第１の光透過空間５１を形成する位置に、第１の透過面５０ｂから所定距離離れて配されている。本実施形態においては図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第１の保護部材５０ａは、誘電体プリズム５０と一体的に形成されている。また、第１の光透過空間５１は、下方と共にｙ軸方向についても開放されている。さらに、本実施形態においては、第１の保護部材５０ａが、下方に行くに従い第１の光透過空間５１を拡げるようなテーパ形状を有するように形成されている。これにより、図５Ｂに示すように、センサチップＣ５は、測定光として角度幅Δθを持つファンビーム（集束光）Ｌ’を用いる場合に好適なセンサチップとなる。第１の光透過空間５１の広がりの程度は、このテーパ形状に依存することになるが、特に制限されるものではなく、第１の透過面５０ｂを保護することができ、ファンビームＬ’の第１の透過面５０ｂへの入射を阻害しない範囲で適宜定めることができる。
【００５４】
以上のように、本発明に係る全反射照明型センサチップＣ５も、誘電体プリズム５０の第１の透過面５０ｂをキズや汚れから保護する第１の保護部材５０ａであって、光の通過経路を確保する第１の光透過空間５１ａを形成する程度の簡易的な構造を有する第１の保護部材５０ａを備えている。したがって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
さらに、本実施形態においては、第１の保護部材５０ａにテーパ形状を設けることにより、下方に行くに従い第１の光透過空間５１が拡がるように構成されている。したがって、本実施形態に係るセンサチップＣ５は、角度幅を持つ測定光の入射を阻害する部分が減少し、測定光としてファンビームＬ’を用いる場合に好適なセンサチップとなる。
（第３の実施形態における設計変更）
第３の実施形態においてはセンサチップＣ５が、第１の光透過空間５１および第１の保護部材５０ａのみを有する場合について説明したが、センサチップＣ４のようにさらに同様な形状の第２の保護部材を有するように構成してもよい。このように構成することによりセンサチップＣ５は、測定光としてファンビームＬ’を用いてＳＰＲ測定を行う場合に好適となる。
【００５６】
＜第４の実施形態＞
まず、本実施形態に係る全反射照明型センサチップＣ６の構成について説明する。図６Ａは、本実施形態に係るセンサチップＣ６の全体構成を示す概略斜視図であり、図６Ｂは、センサチップＣ６の金属膜６４ａを通るｚ−ｘ平面における概略断面図である。
【００５７】
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、センサチップＣ６は、第１の保護部材６０ａが一体的に形成され、かつ所定領域に金属膜６４ａ・６４ｂを有する上方が開放した流路１３を備える誘電体プリズム６０と、この誘電体プリズム６０上に流路６３の上面を形成するように装着される蓋部材６２とを備えている。センサチップＣ６も、例えばＳＰＦＳ測定またはＳＰＲ測定において使用される。ここでセンサチップＣ６は、切り欠き形状の空間を形成するような第１の保護部材６０ａを有することにより、ファンビームＬ’の誘電体プリズムへの入射を妨げないように構成されている。したがって、センサチップＣ６は、測定光としてファンビームＬ’を用いる場合においてセンサチップＣ１等よりも好適である。
【００５８】
誘電体プリズム６０は、被検出物質を含む試料等を流すための流路６３を備え、かつ第１の保護部材６０ａが一体的に形成されているものである。また、誘電体プリズム６０は、第１の保護部材６０ａに保護されるｙ−ｚ平面に平行な第１の透過面６０ｂを有している。ただし、第１の透過面６０ｂは必ずしもｙ−ｚ平面に平行である必要はない。そして、誘電体プリズム６０は、図６Ｂに示すように、第１の光透過空間６１の下方および／または前方からこの第１の光透過空間６１に入り第１の透過面６０ｂを通ったファンビームＬ’によって、誘電体プリズム６０と金属膜６４ａとの界面において全反射条件を満たしながら、この界面を照射可能となるように構成されている。誘電体プリズム６０の材料については、第１の実施形態と同様である。
【００５９】
第１の保護部材６０ａは、少なくとも下方および前方が開放されかつ後方において第1の透過面６０ｂに通じる切り欠き形状の第1の光透過空間６１を形成するように配されている。或いは、本実施形態においては図６Ａおよび図６Ｂに示すように、１つの第１の光透過空間６１は、誘電体プリズム６０と一体的に形成されている２つの第１の保護部材６０ａの対向した面と、第１の透過面６０ｂと、蓋部材６２とによって形成されていると言える。対向する２つの第１の保護部材６０ａの間の距離、すなわちｙ軸に沿った第１の光透過空間６１の長さは、特に制限されるものではなく、第１の透過面６０ｂを保護することができ、ファンビームＬ’の第１の透過面６０ｂへの入射を阻害しない範囲で適宜定めることができる。また、本実施形態では、第１の光透過空間６１が２つ形成されている。１つは測定用の検出部の金属膜６４ａにファンビームＬ’を入射するためのものであり、もう１つはリファレンス用の検出部の金属膜６４ｂにファンビームＬ’を入射するためのものである。ここで、第１の光透過空間６１の個数は、特に限定されるものではなく、検出部の数や測定の態様等により適宜選択することができる。
【００６０】
流路６３と蓋部材６２については、第１の実施形態と同様である。
【００６１】
以上のように、本発明に係る全反射照明型センサチップＣ６も、第１の透過面６０ｂをキズや汚れから保護する第１の保護部材６０ａであって、光の通過経路を確保する第１の光透過空間６１を形成する程度の簡易的な構造を有する第１の保護部材６０ａを備えている。本実施形態における誘電体プリズム６０に一体的に形成されている第１の保護部材６０ａは、一般的な成型法（例えば光成型等）により容易な成型工程で成型可能な構造をしている。さらに、本実施形態においては、センサチップとしての部品点数は、誘電体プリズム１０および蓋部材１２という必要最小限の２点である。したがって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
さらに、本実施形態においては、センサチップＣ６は、誘電体プリズム６０に切り欠き形状によって第１の光透過空間６１を形成することにより、第１の光透過空間の高さ、すなわちｚ軸方向に沿った第１の光透過空間６１の長さに余裕を持った構造となっている。したがって、本実施形態に係るセンサチップＣ６は、角度幅を持つ測定光の入射を阻害する部分がより減少し、測定光としてファンビームＬ’を用いる場合により好適なセンサチップとなる。
【００６３】
＜第５の実施形態＞
まず、本実施形態に係る全反射照明型センサチップＣ７の構成について説明する。図７Ａは、本実施形態に係るセンサチップＣ７の全体構成を示す概略斜視図であり、図７Ｂは、センサチップＣ７の金属膜７４ａを通るｚ−ｘ平面における概略断面図である。
【００６４】
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、センサチップＣ７は、所定領域に金属膜７４ａ・７４ｂを有する上方が開放した流路７３を備える誘電体プリズム７０と、この誘電体プリズム７０上に流路７３の上面を形成するように装着される蓋部材７２であって、第１の保護部材７０ａおよび第２の保護部材７０ｃが一体的に形成されている蓋部材７２を備えている。センサチップＣ７も、例えばＳＰＦＳ測定またはＳＰＲ測定において使用される。ここでセンサチップＣ７は、第２の透過面７０ｄと第２の保護部材７０ｃを有することにより、誘電体プリズム７０と金属膜７４ａ（検出部）との界面における測定光Ｌの反射光Ｌｒを精度よく検出できるように構成されている。したがって、センサチップＣ７は、特にＳＰＲ測定を行う場合においてセンサチップＣ６よりも好適である。
【００６５】
誘電体プリズム７０は、被検出物質を含む試料等を流すための流路７３を備えているものである。また、誘電体プリズム７０は、第１の保護部材７０ａに保護されるｙ−ｚ平面に平行な第１の透過面７０ｂと、第２の保護部材７０ｃに保護されるｙ−ｚ平面に平行なな第２の透過面７０ｄとを有している。ただし、第１の透過面７０ｂおよび第２の透過面７０ｄは必ずしもｙ−ｚ平面に平行である必要はない。誘電体プリズム７０の材料については、第１の実施形態と同様である。
【００６６】
第１の保護部材７０ａは、少なくとも下方および前方が開放されかつ後方において第1の透過面７０ｂに通じる切り欠き形状の第1の光透過空間７１ａを形成するように配されている。或いは、本実施形態においては図７Ａおよび図７Ｂに示すように、１つの第１の光透過空間７１ａは、誘電体プリズム７０と一体的に形成されている２つの第１の保護部材７０ａの対向した面と、第１の透過面７０ｂとによって形成されていると言える。したがって、本実施形態においては第１の光透過空間７１ａは、下方および前方と共にｚ軸正方向についても開放されている。本実施形態において、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第１の保護部材７０ａは、蓋部材７２と一体的に形成されている。対向する２つの第１の保護部材７０ａの間の距離、すなわちｙ軸に沿った第１の光透過空間７１ａの長さは、特に制限されるものではなく、第１の透過面７０ｂを保護することができ、ファンビームＬ’の第１の透過面７０ｂへの入射を阻害しない範囲で適宜定めることができる。また、本実施形態では、第１の光透過空間７１ａが２つ形成されている。１つは測定用の検出部の金属膜７４ａにファンビームＬ’を入射するためのものであり、もう１つはリファレンス用の検出部の金属膜７４ｂにファンビームＬ’を入射するためのものである。ここで、第１の光透過空間７１ａの個数は、特に限定されるものではなく、検出部の数や測定の態様等により適宜選択することができる。
【００６７】
第２の保護部材７０ｃは、少なくとも下方および後方が開放されかつ前方において第1の透過面７０ｄに通じる切り欠き形状の第２の光透過空間７１ｂを形成するように配されている。或いは、本実施形態においては図７Ａおよび図７Ｂに示すように、１つの第２の光透過空間７１ｂは、誘電体プリズム７０と一体的に形成されている２つの第２の保護部材７０ｃの対向した面と、第２の透過面７０ｄとによって形成されていると言える。したがって、本実施形態においては第２の光透過空間７１ｂは、下方および後方と共にｚ軸正方向についても開放されている。本実施形態において、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、第２の保護部材７０ｃは、蓋部材７２と一体的に形成されている。対向する２つの第２の保護部材７０ｃの間の距離、すなわちｙ軸に沿った第２の光透過空間７１ｂの長さは、特に制限されるものではなく、第２の透過面７０ｄを保護することができ、ファンビームの反射光Ｌｒ’の第２の透過面７０ｄからの出射を阻害しない範囲で適宜定めることができる。また、本実施形態では、第２の光透過空間７１ｂが２つ形成されている。１つは測定用の検出部の金属膜７４ａからの反射光を出射させるためのものであり、もう１つはリファレンス用の検出部の金属膜７４ｂからの反射光を出射させるためのものである。ここで、第２の光透過空間７１ｂの個数は、特に限定されるものではなく、検出部の数や測定の態様等により適宜選択することができる。
【００６８】
流路７３については、第１の実施形態と同様である。
【００６９】
蓋部材７２は、誘電体プリズム７０に装着することにより流路７３の上面を形成するためのものである。また、蓋部材７２は、液下用の液溜めに接続する試料等を流下するための注入口７５ａ、および廃液用の液溜めに接続する空気等を抜くための空気孔７５ｂを有している。蓋部材７２の材料としては、前述した誘電体プリズム７０と同様の材料を用いることができる。そして、蓋部材７２は、一体的に形成された第１の保護部材７０ａおよび第２の保護部材７０ｃを有している。また、蓋部材７２は、図７Ｂに示すように、第１の光透過空間７１ａの下方および／または前方からこの第１の光透過空間７１ａに入り第１の透過面７０ｂを通ったファンビームＬ’によって、誘電体プリズム７０と金属膜７４ａとの界面において全反射条件を満たしながら、この界面を照射可能となるように構成されている。さらに、蓋部材７２は、図７Ｂに示すように、第２の透過面７０ｄから第２の光透過空間７１ｂに入りこの第２の光透過空間７１ｂの下方および／または後方を通った反射光Ｌｒ’を、外部に配置した光検出器７６によって検出可能となるように構成されている。
【００７０】
以上のように、本発明に係る全反射照明型センサチップＣ７も、第１の透過面７０ｂおよび第２の透過面７０ｄをキズや汚れからそれぞれ保護する第１の保護部材７０ａおよび第２の保護部材７０ｃであって、光の通過経路を確保する第１の光透過空間７１ａおよび第２の光透過空間７１ｂをそれぞれ形成する程度の簡易的な構造を有する第１の保護部材７０ａおよび第２の保護部材７０ｃを備えている。したがって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
さらに、本実施形態においては、センサチップＣ７は、蓋部材７２に切り欠き形状によって第１の光透過空間７１ａおよび第２の光透過空間７１ｂを形成することにより、光透過空間の高さ、すなわちｚ軸方向に沿った光透過空間の長さに余裕を持った構造となっている。したがって、本実施形態に係るセンサチップＣ７は、第４の実施形態と同様に、角度幅を持つ測定光の入射を阻害する部分がより減少し、測定光としてファンビームＬ’を用いる場合により好適なセンサチップとなる。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、センサチップＣ７に第２の透過面７０ｄを設けることにより、反射光Ｌｒ’をより検出しやすくなっている。したがって、本実施形態に係るセンサチップＣ７は、特にＳＰＲ測定を行う際に好適なセンサチップとなる。
【００７３】
（第５の実施形態の設計変更）
さらに、第１の保護部材および第２の保護部材を有するセンサチップＣ７は、センサチップＣ４と同様に、これらの保護部材が同種の保護部材である場合に限られない。
【００７４】
（第１から５の実施形態における設計変更）
上記第１から５の実施形態においては、検出部が金属膜を有する構成である場合について説明してきたが、本発明はこの様な場合に限られるものではない。すなわち、例えばエバネッセント励起による蛍光測定を行う場合には、検出部が金属膜を有さない構成であっても本発明に係るセンサチップは、上記第１から５の実施形態と同様に本発明における課題を解決し得る。ただし、表面プラズモンによる増強電場によって信号強度を増強することができるため、検出部が金属膜を有する構成とした方が好ましい。
さらに、保護部材は誘電体プリズムまたは蓋部材と一体的に形成される場合に限られない。すなわち、保護部材は、センサチップを構成する第３の部材と一体的に形成されてもよい。第３の部材としては、例えば蓋部材の上に装着される部材や、蓋部材と誘電体プリズムとの間に装着される中間部材等が挙げられる。
【００７５】
「検出装置および検出方法」
図８は、第１の実施形態に係るセンサチップＣ１を用いた蛍光検出装置の概略図である。なお、本発明に係るセンサチップを用いる検出装置は、これに限られるものではない。
【００７６】
図示の通り、この蛍光検出装置は、前述した第１の実施形態例に係る全反射照明型センサチップＣ１と、蛍光標識Ｆを励起する波長６５７ｎｍの測定光Ｌを発する光源１２１と、センサチップＣ１上に供給された蛍光標識Ｆから発せられる蛍光Ｌｆ等を検出する光検出器１３０と、光検出器１３０に蛍光等を導光するように配置された２つの平凸レンズ１２４と、２つの平凸レンズ１２４の間に配置された、増強電場Ｅｗの散乱光Ｌｓは遮断しかつ蛍光Ｌｆは透過させる光学フィルタ１２３と、光検出器１３０が接続されたデータ処理部１４０からなる。ここで、光源１２１は、センサチップＣ１上で増強電場Ｅｗを生じせしめるようにセンサチップＣ１の下方に配置されており、蛍光標識Ｆは、１次抗体Ｂ１、抗原Ａおよび２次抗体Ｂ２を介して金属膜１４ａに固定されている。また、図８中の符号１２５は、２つの平凸レンズ１２４と光学フィルタ１２３とを含み、光検出器１３０が装着されている光学系保持部である。
【００７７】
光源１２１は、例えばレーザ光源等でもよく、特に制限はないが、検出条件に応じて適宜選択することができる。また、光源１２１は、前述のように、センサチップＣ１の誘電体プリズムと金属膜との界面で、測定光Ｌが全反射すると共に金属膜で表面プラズモン共鳴する共鳴角で入射するように配置されている。ここで、光源１２１とセンサチップＣ１との間に必要に応じて導光部材を配置してもよい。なお、測定光Ｌは、表面プラズモンを誘起するようにＰ偏向で界面に対して入射させることが好ましい。
【００７８】
光検出器１３０は、試料Ｓ中に含まれる蛍光標識Ｆが発する蛍光Ｌｆを定量的に検出するものであればよく、検出条件に応じて適宜選択することができ、ＣＣＤ、ＰＤ（フォトダイオード）、光電子増倍管、ｃ−ＭＯＳ等を用いることができる。また、光検出器１３０は、検出条件に応じて光学フィルタや分光器等の分光手段と組み合わせて用いることができる。ここで、エバネッセント波の散乱光Ｌｓは遮断しかつ蛍光Ｌｆは透過させる光学フィルタ１２３を、２つの平凸レンズ１２４の間に配置することにより、ノイズを抑えて効率よく蛍光Ｌｆを検出することができる。すなわち、蛍光Ｌｆを散乱光Ｌｓと分離して測定することができる。そして、光学系保持部１２５は、２つの平凸レンズ１２４、光学フィルタ１２３および光検出器１３０を備えるものとして、例えば富士フイルム株式会社製 LAS-1000 plus（商品名）等を好適に用いることができる。
【００７９】
データ処理部１４０は、光検出器１３０によって検出された蛍光信号等のデータを処理する役割を果たす。具体的にはパーソナルコンピュータが挙げられる。なお、上記データ処理と同様の役割を果たせば、特にパーソナルコンピュータに制限されず他の電子計算機等を用いてもよい。
【００８０】
以下、上記蛍光検出装置を用いて、被検出物質としての抗原Ａを含む試料から、抗原Ａを検出する場合における蛍光検出方法について、図９を用いて説明する。
【００８１】
今、被検出物質としての抗原Ａを含む試料から、抗原Ａを検出する場合を考える。
本実施形態による蛍光検出方法は、後述するサンドイッチ法によるアッセイを行うことによって、１次抗体Ｂ１、抗原Ａおよび２次抗体Ｂ２を介して金属膜１４ａ上に蛍光標識Ｆを固定し、次に光源１２１より発せられる測定光ＬをセンサチップＣ１の誘電体プリズムと金属膜との界面に対して全反射角以上の特定の入射角度で入射して、エバネッセント波を励起し、このエバネッセント波と金属膜１４ａ中の自由電子とを共鳴させることにより金属膜１４ａ中に表面プラズモンを発生させ、この表面プラズモンによる増強電場Ｅｗで蛍光標識Ｆを励起して蛍光Ｌｆを生じせしめ、この蛍光Ｌｆを光検出器１３０で検出して、その蛍光量をデータ処理部１４０でデータ処理するものである。
【００８２】
ここで、以上の例では、蛍光検出によって実際に存在が確認されるのは蛍光標識Ｆであるが、この蛍光標識Ｆは抗原Ａがなければ金属膜１４ａ上に固定されないものと考えて、この蛍光標識Ｆの存在を確認することにより、間接的に抗原Ａの存在を確認している。
【００８３】
１次抗体Ｂ１は、特に制限なく、検出条件（特に被検出物質）に応じて適宜選択することができる。例えば、抗原がＣＲＰ抗原（分子量１１万 Ｄａ）の場合、この抗原と特異的に結合するモノクロナール抗体（２次抗体Ｂ２と少なくともエピトープが異なる）等を用いることができ、既存の技術を用いて金属膜１４ａ上に固定することができる。
【００８４】
蛍光標識Ｆは、測定光Ｌによって励起されて所定波長の蛍光Ｌｆを発するものであり、特に制限なく、測定条件（被検出物質や励起光の波長）に応じて適宜選択することができる。例えば、測定光Ｌの波長が６５０ｎｍ程度の場合、Ｃｙ５色素（蛍光：６８０ｎｍ、蛍光量子収率：０．３）等を用いることができる。
【００８５】
増強電場Ｅｗは、金属膜１４ａ中に発生する表面プラズモンによって形成される電場であって、金属膜１４ａ上の局所的な領域に発生する、通常のエバネッセント波よりも増強された電場である。この増強電場Ｅｗによって、標識から発せられる蛍光等の信号の強度を増幅することができる。表面プラズモンは、エバネッセント波と金属膜１４ａ中の自由電子とを共鳴させることにより金属膜１４ａ中に発生せしめられる。
【００８６】
蛍光標識Ｆを金属膜１４ａに固定するためのサンドイッチ法によるアッセイは、以下に示す手順により行われる。血液（全血）中に被検出物質である抗原を含むか否について、サンドイッチ法によるアッセイを行う場合について図９を参照して説明する。また、以下の手順において、標識２次抗体ＢＦ（２次抗体Ｂ２と蛍光標識Ｆとの結合物質）が流路１３の検出部上流側に乾燥状態で配置されたセンサチップＣ１を用いている。
ｓｔｅｐ１：注入口１５ａから検査対象である血液（全血）Ｓｏを注入する。ここでは、この血液Ｓｏ中に被検出物質である抗原Ａが含まれている場合について説明する。図９において血液Ｓｏは網掛け領域で示している。
ｓｔｅｐ２：血液Ｓｏはメンブレンフィルタ１６により濾過され、赤血球、白血球などの大きな分子が残渣となる。引き続き、メンブレンフィルタ１６で血球分離された血液Ｓ（血漿）が毛細管現象で流路１３に染み出す。または反応を早め、検出時間を短縮するために、空気孔にポンプを接続し、血漿Ｓをポンプの吸引、押し出し操作によって流下させてもよい。図９において血漿Ｓは斜線領域で示している。
ｓｔｅｐ３：流路１３に染み出した血漿Ｓと、流路１３の検出部上流側に乾燥状態で配置された標識２次抗体ＢＦとが混ぜ合わされ、血漿Ｓ中の抗原Ａが標識２次抗体ＢＦと結合する。
ｓｔｅｐ４：血漿Ｓは流路１３に沿って空気孔１５ｂ側へと徐々に流れ、標識２次抗体ＢＦと結合した抗原Ａが、測定用のセンサ部１８上に固定されている１次抗体Ｂ１と結合し、抗原Ａが１次抗体Ｂ１と標識２次抗体ＢＦで挟み込まれたいわゆるサンドイッチが形成される。
ｓｔｅｐ５：結合しなかった標識２次抗体ＢＦの一部は、リファレンス用の検出部１９上に固定されている１次抗体Ｂ０と結合する。さらに、１次抗体Ｂ０と結合しなかった標識２次抗体ＢＦが検出部上に残っている場合があっても、後続の血漿が洗浄の役割を担い、検出部上に浮遊している標識２次抗体ＢＦを洗い流す。
【００８７】
このように、血液を注入口から注入し、抗原が１次抗体および２次抗体と結合するまでのｓｔｅｐ１からＳｔｅｐ５の後、前述したように上記の蛍光検出装置において、測定用の検出部１８からの検出信号を検出することにより、抗原の有無および／またはその濃度を高感度に検出することができる。その後、リファレンス用の検出部１９からの検出信号を検出できるようにセンサチップＣ１を移動させ、同様に、リファレンス用の検出部１９からの検出信号を検出する。標識２次抗体ＢＦと結合する１次抗体Ｂ０を固定しているリファレンス用の検出部１９からの検出信号は、標識２次抗体ＢＦの流下した量、活性などの反応条件を反映した検出信号であると考えられる。したがって、この検出信号をリファレンスとして、測定用の検出部からの検出信号を補正することにより、より精度の高い検出結果を得ることができる。また、リファレンス用の検出部１９に既知量の標識物質（蛍光物質、金属微粒子等）をあらかじめ固定しておき、リファレンス用の検出部１９からの信号をリファレンスとして測定用の検出部からの検出信号を補正してもよい。
【００８８】
以上のように、本実施形態に係る蛍光検出装置および蛍光検出方法では、全反射照明型センサチップとして、本発明に係る全反射照明型センサチップを用いている。したがって、蛍光法等において、測定作業でセンサチップを扱っている際、誘電体プリズムにキズや汚れが付着するという問題が起こらず、かつ低コストで測定を行うことが可能となる。
【００８９】
（検出装置および検出方法の設計変更）
上記では蛍光法を用いた検出装置および検出方法について説明したが、本発明に係るセンサチップは他に図１０に示すようにＳＰＲ測定装置に用いることも可能である。このような場合には、第２および第５の実施形態に示すような、第２の透過面と第２の保護部材を有するようなセンサチップを用いることが好ましい。図１０では、例として第２の実施形態のセンサチップＣ４を用いた場合について示している。ＳＰＲ測定装置２００は、センサチップＣ４と、金属膜４４ａに表面プラズモンを励起しうる波長の測定光Ｌを、誘電体プリズム４０と金属膜４４ａ（検出部）との界面におけて全反射条件を満たすように発する光源２２１と、反射光Ｌｒを検出するように配された光検出器２２２とを備える。そして、このＳＰＲ測定装置２００を用いてＳＰＲ測定を行うことができる。ＳＰＲ測定方法の詳細については、例えば特許文献１等に記載されている。
以上により、第２の透過面についてキズや汚れの付着を防止することができるため、反射光Ｌｒを精度よく検出でき、ノンラベルかつリアルタイムで行える定量性の高いＳＰＲ測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１Ａ】第１の実施形態に係るセンサチップを示す概略斜視図
【図１Ｂ】第１の実施形態に係るセンサチップを示す概略断面図
【図２Ａ】第１の実施形態の設計変更に係るセンサチップを示す概略斜視図
【図２Ｂ】第１の実施形態の設計変更に係るセンサチップを示す概略断面図
【図３Ａ】第１の実施形態の設計変更に係るセンサチップを示す概略斜視図
【図３Ｂ】第１の実施形態の設計変更に係るセンサチップを示す概略断面図
【図４Ａ】第２の実施形態に係るセンサチップを示す概略斜視図
【図４Ｂ】第２の実施形態に係るセンサチップを示す概略断面図
【図５Ａ】第３の実施形態に係るセンサチップを示す概略斜視図
【図５Ｂ】第３の実施形態に係るセンサチップを示す概略断面図
【図６Ａ】第４の実施形態に係るセンサチップを示す概略斜視図
【図６Ｂ】第４の実施形態に係るセンサチップを示す概略断面図
【図７Ａ】第５の実施形態に係るセンサチップを示す概略斜視図
【図７Ｂ】第５の実施形態に係るセンサチップを示す概略断面図
【図８】本発明に係るセンサチップを用いた蛍光検出装置を示す概略断面図
【図９】サンドイッチ法によるアッセイ手順を示す概略断面図
【図１０】本発明に係るセンサチップを用いたＳＰＲ検出装置を示す概略断面図
【符号の説明】
【００９１】
１０、７０    誘電体プリズム
１０ａ、７０ａ        第１の保護部材
１０ｂ、７０ｂ        第１の透過面
１１、７１    第１の光透過空間
１２、７２    蓋部材
１３、７３    流路
１４ａ、７４ａ        測定用の金属膜
１４ｂ、７４ｂ        リファレンス用の金属膜
１５ａ、７５ａ        注入口
１５ｂ、７５ｂ        空気孔
４０ｃ、７０ｃ        第２の保護部材
４０ｄ、７０ｄ        第２の透過面
４１ｂ、７１ｂ        第２の光透過空間
４６、７６、２２２    光検出器
１２１、２２１        光源
１２３ 光学フィルタ
１２４ 平凸レンズ
１２５ 光学系保持部
１３０ 光検出器
１４０ データ処理部
Ｃ１〜Ｃ７    全反射照明型センサチップ
Ｅｗ   増強電場
Ｆ     蛍光標識
Ｌ     測定光
Ｌ’   ファンビーム
Ｌｆ   蛍光
Ｌｒ   反射光
Ｌｓ   散乱光
【図１Ａ】
2010127624.tif 000003
【図１Ｂ】
2010127624.tif 000004
【図２Ａ】
2010127624.tif 000005
【図２Ｂ】
2010127624.tif 000006
【図３Ａ】
2010127624.tif 000007
【図３Ｂ】
2010127624.tif 000008
【図４Ａ】
2010127624.tif 000009
【図４Ｂ】
2010127624.tif 000010
【図５Ａ】
2010127624.tif 000011
【図５Ｂ】
2010127624.tif 000012
【図６Ａ】
2010127624.tif 000013
【図６Ｂ】
2010127624.tif 000014
【図７Ａ】
2010127624.tif 000015
【図７Ｂ】
2010127624.tif 000016
【図８】
2010127624.tif 000017
【図９】
2010127624.tif 000018
【図１０】
2010127624.tif 000019