(57)【要約】【課題】低コストでコンパクト化した装置構成を実現することができ、環境温度に対して安定性がよく、且つ、高感度検出が可能なセンシング装置、物質検出方法、検査チップおよび検査キットを提供する。【解決手段】一面に前記センシング面が形成される透明部材と、照射光を射出する光源と、センシング面上の被検出物質に応じてセンシング面から発生した検出光を検出する光検出手段とを有し、光源の照射光の出射点がセンシング面に対して０度以上となる位置に光源が配置され、前記照明光を前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射し、前記一面とは異なる面で反射させた後に、前記センシング面へ照明するように、透明部材の一面および前記一面とは異なる面が構成されていることにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光をセンシング面が形成された透明部材の内面から前記センシング面へ照明することで、前記センシング面上の被検出物質を検出するセンシング装置において、
一面に前記センシング面が形成される前記透明部材と、
前記照射光を射出する光源と、
前記センシング面上の前記被検出物質に応じて前記センシング面から発生した検出光を検出する光検出手段とを有し、
前記光源の前記照射光の出射点が前記センシング面に対して０度以上となる位置に前記光源が配置され、前記照明光を前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射し、前記一面とは異なる面で反射させた後に、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の一面および前記一面とは異なる面が構成されていることを特徴とするセンシング装置。
【請求項２】
前記照明光が、前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射され、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で反射し、前記センシング面を照射することを特徴とする請求項１に記載のセンシング装置。
【請求項３】
前記照明光の前記透明部材内での反射が１回のみであることを特徴とする請求項２に記載のセンシング装置。
【請求項４】
前記照射光の前記透明部材の前記一面への入射角が、ブリュースター角である請求項１〜３のいずれかに記載のセンシング装置。
【請求項５】
前記照明光の前記透明部材の前記一面とは異なる他の面の内面における反射が全反射であ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シング装置。
【請求項６】
前記照明光の前記センシング面への入射角が臨界角以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のセンシング装置。
【請求項７】
前記センシング面が、金属膜で形成されてい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シング装置。
【請求項８】
前記照明光の前記センシング面への入射角が、プラズモン共鳴角であることを特徴とする請求項７に記載のセンシング装置。
【請求項９】
前記透明部材の前記照射光が入射する部分が、前記他の面が前記一面に対して傾斜するテーパ形状である請求項１〜８のいずれかに記載のセンシング装置。
【請求項１０】
さらに、前記透明部材の前記一面に形成され、表面に前記被検出物質と特異的に結合する結合物質が固定された前記センシング面と、前記透明部材の前記一面に形成され、前記センシング面上に前記被検出物質を含む液体試料を供給する流路とを有し、
前記透明部材、前記センシング面および前記流路は、検査チップとして構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のセンシング装置。
【請求項１１】
さらに、前記光源から射出された前記照射光を、前記流路と略直交する方向に、前記センシング面に対して０度以上の入射角で前記透明部材の前記一面に入射させる入射光光学系を有する請求項１０に記載のセンシング装置。
【請求項１２】
前記光検出手段により検出される前記検出光が、前記被検出物質による表面プラズモンの散乱光、蛍光、またはラマン散乱光である請求項１〜１１のいずれかに記載のセンシング装置。
【請求項１３】
前記センシング面を前記透明部材内から照明する方法が、エバネッセント励起照明法または表面プラズモン共鳴励起照明法である請求項１〜１２のいずれかに記載のセンシング装置。
【請求項１４】
透明部材の一面に形成されたセンシング面に被検出物質を含む液体試料を接触させ、
照射光の出射点が前記センシング面に対して０度以上となる位置に配置された光源から前記照射光を、前記透明部材に前記センシング面とは異なる位置において前記一面から入射させ、前記一面とは異なる面で反射させた後に、前記センシング面に入射させて、前記センシング面を前記透明部材内から照明して、前記センシング面上の前記被検出物質に応じて前記センシング面から発生した検出光を検出して、前記液体試料内の前記被検出物質を検出することを特徴とする物質検出方法。
【請求項１５】
前記照明光が、前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射され、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で反射し、前記センシング面を照射することを特徴とする請求項１４に記載の物質検出方法。
【請求項１６】
前記照明光の前記透明部材内での反射が１回のみであることを特徴とする請求項１５に記載の物質検出方法。
【請求項１７】
前記照射光の前記透明部材の前記一面への入射角が、ブリュースター角である請求項１４〜１６のいずれかに記載の物質検出方法。
【請求項１８】
前記照明光の前記透明部材の前記一面とは異なる他の面の内面における反射が全反射であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の物質検出方法。
【請求項１９】
前記照明光の前記センシング面への入射角が臨界角以上であることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれかに記載の物質検出方法。
【請求項２０】
前記センシング面が、金属膜で形成され、
前記照明光の前記センシング面への入射角が、プラズモン共鳴角であることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれかに記載の物質検出方法。
【請求項２１】
前記検出光が、前記被検出物質による表面プラズモンの散乱光、蛍光またはラマン散乱光である請求項１４〜２０のいずれかに記載の物質検出方法。
【請求項２２】
前記センシング面を前記透明部材内から照明する方法が、エバネッセント励起照明法または表面プラズモン共鳴照明法である請求項１４〜２１のいずれかに記載の物質検出方法。
【請求項２３】
照射光がセンシング面が形成された透明部材の内面から前記センシング面へ照明され、前記センシング面上の被検出物質を検出するための検査チップであって、
前記透明部材と、前記透明部材の前記一面に配置され、表面に前記被検出物質と特異的に結合する結合物質が固定された前記センシング面と、前記透明部材の前記一面に形成され、前記センシング面上に前記被検出物質を含む前記液体試料を供給する流路とを有し、
前記照射光の出射点が前記センシング面に対して０度以上となる位置に配置された光源からから射出され、前記照明光を前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射され、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で反射し、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の前記一面および前記他の面が構成されていることを特徴とする検査チップ。
【請求項２４】
前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で１回のみ反射し、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の前記一面および前記他の面が構成されていることを特徴とする請求項２３に記載の検査チップ。
【請求項２５】
前記透明部材の前記照射光が反射する部分が、前記他の面が前記一面に対して傾斜するテーパ形状である請求項２３または２４に記載の検査チップ。
【請求項２６】
前記センシング面が、金属膜で形成されていることを特徴とする請求項２３〜２５のいずれかに記載の検査チップ。
【請求項２７】
照射光をセンシング面が形成された透明部材の内面から前記センシング面へ照明することで、前記センシング面上の被検出物質を検出するセンシング装置に用いる検査キットであって、
前記透明部材と、前記透明部材の前記一面に配置され、表面に前記被検出物質と特異的に結合する第一の結合物質が固定されている前記センシング面と、前記透明部材の前記一面に形成され、前記センシング面上に前記被検出物質を含む前記液体試料を供給する流路とを有し、
照射光の出射点が前記センシング面に対して０度以上となる位置に配置された光源から射出され、前記照明光を前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射され、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で反射し、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の前記一面および前記他の面が構成されている検査チップと、
前記液体試料と同時もしくは前記液体試料の流下後に前記流路内に流下するための、前記被検出物質と特異的に結合する第２の結合物質、または前記第１の結合物質と特異的に結合すると共に前記被検出物質と競合する第３の結合物質が修飾された蛍光物質を含む標識用溶液を備えたことを特徴とする検査キット。
【請求項２８】
前記照明光が、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で１回のみ反射し、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の前記一面および前記他の面が構成されている検査チップを備えていることを特徴とする請求項２７に記載の検査キット。
【請求項２９】
前記透明部材の前記照射光が反射する部分が、前記他の面が前記一面に対して傾斜するテーパ形状である検査チップを備えていることを特徴とする請求項２７または２８に記載の検査キット。
【請求項３０】
前記センシング面が、金属膜で形成されている検査チップを備えていることを特徴とする請求項２７〜２９のいずれかに記載の検査キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光をセンシング面の内面から、前記センシング面へ照明することで、前記センシング面上の被検出物質を検出するセンシング装置および前記装置に用いられる物質検出方法、検査チップ、及び検査キットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バイオ測定（生体分子反応の測定）等において被検出物質を高感度かつ容易に検出（または測定）する方法としては、特定波長の光により励起され蛍光を発する蛍光物質（つまり、蛍光性を有する物質）からの蛍光を検出することで、被検出物質を検出（または測定）する蛍光法がある。
この蛍光法は、被検出物質（抗原）と特異的に結合する特異的結合物質（抗体）を蛍光物質で標識し、この特異的結合物質を被検出物質に結合させ、被検出物質を含むと考えられる検査対象手段に特定波長の励起光を照射し、被検出物質と結合した特異的結合物質を標識する蛍光物質から発生した蛍光を検出することにより、被検出物質の存在を確認することができる方法である。
【０００３】
上記蛍光法としては、例えば、特許文献１には、センシング面（金属膜）内面（プリズム側）から、励起光を照射し、金属膜で発生した表面プラズモン共鳴により、増強電場を発生させて、金属薄膜近傍にある物質を強く励起し、発生した蛍光を増幅させ、金属薄膜上で検出するという表面プラズモン共鳴照明法（ＳＰＦ法）が提案されている。
また、特許文献２には、センシング面（金属膜）内面（プリズム側）から、励起光を照射し、被検出物質に標識された蛍光物質の蛍光が金属膜に新たに表面プラズモンを誘起して生じる放射光（「ＳＰＣＥ」ともいう）をプリズム側から検出する方法（ＳＰＣＥ法）が記載されている。
また、特許文献３には、センシング面（金属膜）内面（プリズム側）から、励起光をセンシング面（金属膜）で全反射するように照射し、プリズムと金属膜界面に漏れ出たエバネッセント波により、蛍光を増幅させ、金属薄膜上で検出するエバネッセント励起照明法が開示されている。
また、特許文献４および特許文献５には、センシング面（金属膜）上から励起光を照射し、被検出物質に標識された蛍光物質の蛍光を検出する落射照明法が記載されている。
【０００４】
上記蛍光測定法において、センシング面（金属膜）内面（プリズム側）から励起光をセンシング面（金属膜）へ照射し、検出光を測定する表面プラズモン共鳴照明法（ＳＰＦ法）およびエバネッセント励起照明法等は、センシング面（金属膜）上から励起光を照射する落射照明法を用いたときよりも、検出光に対するバックグラウンドが低く、検出感度がよいことから、一般的に広く用いられている。
また、特に、それらセンシング面（金属膜）内面を照明する蛍光測定法の中でも、センシング面（金属膜）内面からセンシング面で全反射するように、励起光を照射するＳＰＦ法を用いるセンシング装置は、検出する蛍光を増強し、感度を上げるため、上記照明法の中でも優れている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７８３９０号公報
【特許文献２】米国特許２００５／００５３９７４号公報
【特許文献３】特開平９−３０４３３９号公報
【特許文献４】特開２００５−３１５６００号公報
【特許文献５】特表平１１−５１０６１３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、センシング面（金属膜）を内面から照射するＳＰＦ法やエバネッセント励起照明法を用いる装置は、一般的に、センシング面（金属膜）の下にあるプリズム側から、光照射手段により、励起光をセンシング面（金属膜）へ照射し、金属膜の上側にある光検出手段により蛍光を検出するものであるため、装置全体が大きくなってしまう現状がある。
また、装置全体が大きくなることで、光照射手段と光検出手段の距離が大きくなり、例えば、装置周辺の環境温度により装置全体が伸縮した場合、光照射手段と光検出手段の距離の振れが大きくなり、その結果、センシング面の位置ずれ等が生じ、検出感度の低下や再現性の悪化をまねくおそれがある。
また、センシング面（金属膜）の下に光照射手段がある場合、検査チップを固定するための支持部材を設けるための充分なスペースがなくなるため、頑強に検査チップを保持することできず、振動の影響を検査チップが受け易くなるという課題がある。
また、このような装置全体をコンパクト化した装置構成にするには、コストもかかる現状がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、低コストでコンパクト化した装置構成を実現することができ、環境温度に対して安定性がよく、且つ、高感度で液体試料中の被検出物質を検出することができるセンシング装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、コンパクトな装置構成を実現し、コストダウンを図ることができ、対環境温度安定性の向上および高感度検出を実現することができる物質検出方法を提供することにある。
また、本発明のさらなる他の目的は、上記センシング装置および物質検出方法を実施する際に用いられる検査チップおよび検査キットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する前に、本発明は、第一の態様として、照射光をセンシング面が形成された透明部材の内面から前記センシング面へ照明することで、前記センシング面上の被検出物質を検出するセンシング装置において、一面に前記センシング面が形成される前記透明部材と、前記照射光を射出する光源と、前記センシング面上の前記被検出物質に応じて前記センシング面から発生した検出光を検出する光検出手段とを有し、前記光源の前記照射光の出射点が前記センシング面に対して０度以上となる位置に前記光源が配置され、前記照明光を前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射し、前記一面とは異なる面で反射させた後に、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の一面および前記一面とは異なる面が構成されていることを特徴とするセンシング装置を提供する。
ここで、前記照明光が前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射され、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で反射し、前記センシング面を照射することが好ましい。
また、前記照明光の前記透明部材内での反射が１回のみであることが好ましい。
また、前記照射光の前記透明部材の前記一面への入射角が、ブリュースター角であることが好ましい。
また、前記照明光の前記透明部材の前記一面とは異なる他の面の内面における反射が全反射であることが好ましい。
また、前記照明光の前記センシング面への入射角が臨界角以上であることが好ましい。
また、前記センシング面が、金属膜で形成されていることが好ましい。
また、前記照明光の前記センシング面への入射角が、プラズモン共鳴角であることが好ましい。
また、前記透明部材の前記照射光が反射する部分が、前記他の面が前記一面に対して傾斜するテーパ形状であることが好ましい。
また、さらに、前記透明部材の前記一面に配置され、表面に前記被検出物質と特異的に結合する結合物質が固定された前記センシング面と、前記透明部材の前記一面に形成され、前記センシング面上に前記被検出物質を含む前記液体試料を供給する流路とを有し、前記透明部材、前記金属膜および前記流路は、検査チップとして構成されていることが好ましい。
また、さらに、前記光源から射出された前記照射光を、前記流路と略直交する方向に、前記センシング面に対して０度以上の入射角で前記透明部材の前記一面に入射させる入射光光学系を有することが好ましい。
また、前記光検出手段により検出される前記検出光が、前記被検出物質による表面プラズモンの散乱光、蛍光またはラマン散乱光であることが好ましい。
また、前記センシング面を前記透明部材内から照明する方法が、エバネッセント励起照明法または表面プラズモン共鳴励起照明法であることが好ましい。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明は、第二の態様として、透明部材の一面に形成されたセンシング面に被検出物質を含む液体試料を接触させ、照射光の出射点が前記センシング面に対して０度以上となる位置に配置された光源から前記照射光を、前記透明部材に前記センシング面とは異なる位置において前記一面から入射させ、前記一面とは異なる面で反射させた後に、前記センシング面に入射させて、前記センシング面を前記透明部材内から照明して、前記センシング面上の前記被検出物質に応じて前記センシング面から発生した検出光を検出して、前記液体試料内の前記被検出物質を検出することを特徴とする物質検出方法を提供する。
ここで、前記照明光が、前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射され、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で反射し、前記センシング面を照射することが好ましい。
ここで、前記照明光の前記透明部材内の反射が１回のみであることが好ましい。
また、前記照射光の前記透明部材の前記一面への入射角が、ブリュースター角であることが好ましい。
また、前記照明光の前記透明部材の前記一面とは異なる他の面の内面における反射が全反射であることが好ましい。
また、前記照明光の前記センシング面への入射角が臨界角以上であることが好ましい。
また、前記センシング面が、金属膜で形成され、前記照明光の前記センシング面への入射角が、プラズモン共鳴角であることが好ましい。
また、前記検出光が、前記被検出物質による表面プラズモンの散乱光、蛍光またはラマン散乱光であることが好ましい。
また、前記センシング面を前記透明部材内から照明する方法が、エバネッセント励起照明法または表面プラズモン共鳴励起照明法であることが好ましい。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明は、第三の態様として、照射光がセンシング面が形成された透明部材の内面から前記センシング面へ照射され、前記センシング面上の被検出物質を検出するための検査チップであって、前記透明部材と、前記透明部材の前記一面に配置され、表面に前記被検出物質と特異的に結合する結合物質が固定された前記センシング面と、前記透明部材の前記一面に形成され、前記センシング面上に前記被検出物質を含む前記液体試料を供給する流路とを有し、前記照射光の出射点が前記センシング面に対して０度以上となる位置に配置された光源からから射出され、前記照明光を前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射され、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で反射し、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の前記一面および前記他の面が構成されていることを特徴とする検査チップを提供する。
ここで、前記透明部材における前記一面とは異なる他の面の内面で１回のみ反射し、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の前記一面および前記他の面が構成されていることが好ましい。
また、前記透明部材の前記照射光が反射する部分が、前記他の面が前記一面に対して傾斜するテーパ形状であることが好ましい。
また、前記センシング面が、金属膜で形成されていることが好ましい。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明は、第四の態様として、照射光をセンシング面が形成された透明部材の内面から前記センシング面へ照明することで、前記センシング面上の被検出物質を検出するセンシング装置に用いる検査キットであって、前記透明部材と、前記透明部材の一面に配置され、表面に前記被検出物質と特異的に結合する第１の結合物質が固定されている前記センシング面と、前記透明部材の前記一面に形成され、前記センシング面上に前記被検出物質を含む前記液体試料を供給する流路とを有し、照射光の出射点が前記センシング面に対して０度以上となる位置に配置された光源から射出され、前記照明光を前記透明部材上方から前記センシング面とは異なる前記一面へ入射され、前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で反射し、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の前記一面および前記他の面が構成されている検査チップと、前記液体試料と同時もしくは前記液体試料の流下後に前記流路内に流下するための、前記被検出物質と特異的に結合する第２の結合物質、または前記第１の結合物質と特異的に結合すると共に前記被検出物質と競合する第３の結合物質が修飾された蛍光物質を含む標識用溶液を備えたことを特徴とする検査キットを提供する。
ここで、前記照明光が前記透明部材内における前記一面とは異なる他の面の内面で１回のみ反射し、前記センシング面を照射するように、前記透明部材の前記一面および前記他の面が構成されている検査チップを備えていることが好ましい。
また、前記透明部材の前記照明光が入射する部分が、前記他の面が前記一面に対して傾斜するテーパ形状である検査チップを備えていることが好ましい。
また、前記センシング面が、金属膜で形成されている検査チップを備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光源の照射光の射出点、例えば、光源を含む励起光照射手段をセンシング面の０度以上の上面に搭載することにより、光源、例えば、光源を含む励起光照射手段と光検出手段の両方をセンシング面の片側に配置させることから、装置構成をコンパクト化することができ、コストダウンが可能である。
また、装置をコンパクト化できることにより、装置周辺の環境温度に対しても安定性の向上を実現でき、したがって、対環境温度安定性がよく、液体試料中の被検出物質を高感度に検出できるセンシング装置、物質検出方法、検査チップおよび検査キットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係るにセンシング装置、物質検出方法、検査チップおよび検査キットについて、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明のセンシング装置の一実施形態であるセンシング装置１０の概略構成を示すブロック図であり、図２（Ａ）は、図１に示したセンシング装置１０の光源１２、入射光光学系１４、検査チップ１６の概略構成を示す上面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１５】
図１、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにセンシング装置１０は、基本的に、所定波長の光を射出する光源１２と、光源１２から射出された光（以下「励起光」ともいう。）を導光し集光する入射光光学系１４と、被検出物質８４を含有する液体試料（つまり測定対象）８２を保持し、入射光光学系１４により集光された光が入射される検査チップ１６と、検査チップ１６の測定位置から射出される光を検出する光検出手段１８と、光検出手段１８の検出結果に基づいて被検出物質を検出する（つまり、光検出手段１８で検出した信号をデジタル化し被検出物質の有無、濃度を判断する）算出手段２０とを有し、液体試料８２に含有されている被検出物質８４を検出（及び測定）する。
また、センシング装置１０は、さらに、励起光を変調するファンクションジェネレータ（以下「ＦＧ」ともいう。）２４と、ＦＧ２４で発生された電圧に比例した電流を光源１２に流す光源ドライバ２６とを有する。
ここで、ＦＧ２４は、Ｈｉｇｈ、Ｌｏｗの電圧の繰り返しクロックを発生する信号発生器である。ＦＧ２４が信号を光源ドライバ２６に流し、光源ドライバ２６がその電圧に比例した電流を光源１２に流すことで、光源１２は、クロックに応じて変調された光を発光する。また、ＦＧ２４のクロックは、ロックインアンプ６４に接続されており、ロックインアンプ６４は、ＦＧ２４から流されるクロックと同期した信号のみを光検出手段１８の出力から取り出す。
また、図示は省略したが、検査チップ１６以外のセンシング装置１０の各部も、互いの位置関係を固定するために支持機構により支持されている。
【００１６】
光源１２は、所定の波長の光を射出する光射出装置である。なお、光射出装置としては、半導体レーザ、ＬＥＤ、ランプ、ＳＬＤ等も用いることができる。
【００１７】
入射光光学系１４は、コリメータレンズ３０と、シリンドリカルレンズ３２と、偏光フィルタ３４とを有し、励起光の光路において、光源１２側からコリメータレンズ３０、シリンドリカルレンズ３２、偏光フィルタ３４の順で配置されている。したがって、光源１２から射出された光は、コリメータレンズ３０、シリンドリカルレンズ３２、偏光フィルタ３４をこの順で透過し、その後、流路４５と略直交する方向に、センシング面４０に対して０度以上の入射角で透明部材３８の一面に入射させる。
【００１８】
コリメータレンズ３０は、光源１２から射出され、所定角度で放射状に拡散する光を平行光に変換する。
シリンドリカルレンズ３２は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、後述する検査チップの流路の長手方向に平行な方向が軸方向となる柱状レンズであり、コリメータレンズ３０により平行光とされた光を柱状の軸に垂直な面（図２（Ｂ）に示す面と平行な面）のみに集光させる。
偏光フィルタ３４は、透過した光を後述する検査チップ１６の反射面に対してｐ偏光となる方向に偏光するフィルタである。
【００１９】
次に、検査チップ１６は、透明部材３８と、金属膜（センシング面）４０と、透明カバー４４を有し、透明部材３８の一面に形成された金属膜（センシング面）４０上に被検出物質８４を含有する液体試料８２が載置される。
【００２０】
透明部材３８は、入射光光学系１４で集光された照射光が、金属膜（センシング面）４０（センシング面）一面に対して０度以上となる位置から、金属膜（センシング面）４０（センシング面）とは異なる位置において前記一面から入射され、金属面（センシング面）４０とは異なる他の面の内側に１回反射させた後に、金属膜（センシング面）４０を透明部材３８内から照射するように、透明部材３８の金属膜（センシング面）４０および前記他の面が構成されている。
【００２１】
ここで、上記照射光は、金属膜（センシング面）４０に全反射されるように入射することが好ましく、その角度で入射すれば、光を効率よく利用することができ、特に、表面プラズモン共鳴照明法（ＳＰＦ法）を利用する場合、被検出物質８４に標識された蛍光物質８６から発せられる蛍光を増強させることができる。
また、上記照射光の透明部材３８の金属膜（センシング面）４０一面への入射角（図３に記載の入射角θ２）は、ブリュースター角であることが好ましい。
また、上記照射光は、金属面（センシング面）４０とは異なる他の面の内側で全反射することが好ましい。
また、上記照射光の金属面（センシング面）４０への入射角（図３に記載の入射角θ４）が臨界角以上であることが好ましい。
【００２２】
ここで、図３に示されるように、透明部材３８内において、照射光が反射する部分は、図３が示すように、金属膜（センシング面）４０一面に前記他の面が、前記一面に対して傾斜するテーパ形状であることが好ましい。
また、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、上記形状におけるθ２〜θ４における各入射角の反射光強度を示す。縦軸は、反射光強度を示し、横軸は、図３におけるθ２〜θ４における各入射角度を示す。
図４（Ａ）が示すように、金属膜（センシング面）４０一面に他の面が、前記一面に対して傾斜するテーパ角θ１が、８．４７度である検査チップ１６に、照射光を５６度の入射角θ２で入射させると、反射光強度が０となり、照射光の損失もなく、透明部材３８側から金属膜（センシング面）４０へ光照射することができる。
また、図４（Ｂ）が示すように、照射光を金属膜（センシング面）４０一面とは異なる他の面の内面に、４２度以上の入射角θ３で入射すると、その反射光は、全反射され、照射光の損失もなく、金属膜（センシング面）４０へ入射させることができる。
また、図４（Ｃ）に示すように、金属膜（センシング面）４０に対し、入射角θ４が７２．９度になるように入射するとプラズモン共鳴がおこり、反射光強度が０となる。
【００２３】
透明部材３８は、透明部材公知の透明樹脂や光学ガラスで形成することができるが、コストをより低くすることができるため、光学ガラスよりも樹脂で形成することが好ましい。
ここで、透明樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、シクロオレフィンを含む非晶性ポリオレフィン（ＡＰＯ）、例えば、日本ゼオン株式会社製ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）３３０Ｒ（屈折率１．５０）等の樹脂で形成することが好ましい。
また、光学ガラスに用いる材料としては、ＢＫ７、合成石英等を用いることができる。
【００２４】
金属膜（センシング面）４０は、透明部材３８で構成される面の一部（具体的には、透明部材３８に入射した光が照射される領域を含む領域）に形成された金属の薄膜である。
ここで、金属膜（センシング面）４０に用いる材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属を用いることができる。なお、液体試料として液体を用いる場合は、液体との反応を抑制するためにＡｕ、Ｐｔを用いること好ましい。
また、金属膜（センシング面）４０の形成方法としては、種々の方法を用いることができ、例えば、スパッタ、蒸着、めっき、貼り付け等により透明部材３８上に形成することができる。
ここで、図５は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す検査チップ１６の金属膜（センシング面）４０の一部を拡大して示す拡大模式図である。
図５に示すように、金属膜（センシング面）４０の表面には、被検出物質８４と特定的に結合する特異的結合物質である１次抗体８０が固定されている。
また、透明部材３８は、金属膜（センシング面）４０に液体試料８２を供給する流路４５が形成されている。
【００２５】
流路４５は、金属膜（センシング面）４０を横断して形成された直線状の線状部４６と、線状部４６の一方の端部に形成され、測定時に液体試料８２が供給される液溜りとなる始端部４７と、線状部４６の他方の端部に形成され、始端部４７に供給され線状部４６を通過した液体試料８２が到着する液溜りとなる終端部４８とで構成される。
また、金属膜（センシング面）４０よりも始端部４７側の線状部４６には、蛍光物質８６によって標識された二次抗体８８が載置された二次抗体載置領域４９が設けられている。
ここで、二次抗体８８とは、被検出物質８４と特定的に結合する特異的結合物質である。
【００２６】
透明カバー４４は、透明部材３８と接している面とは反対側の面に接合された透明な板状の部材である。透明カバー４４は、透明部材３８と接している面とは反対側の面を塞ぐことで、透明部材３８に形成された流路４５を密閉している。
また、透明カバー４４は、流路４５の始端部４７に対応する部分および流路４５の終端部４８に対応する部分に開口が形成されている。また、透明カバー４４は、始端部４７（さらには終端部４８）に対応する位置に形成した開口に開閉可能な蓋を設けてもよい。
ここで、照明光が透明部材３８に入射される透明カバー４４の一部分は、開口していることが好ましい。照明光が、透明カバー４４の材質に影響を受けることなく、透明部材３８に入射されるからである。
検査チップ１６は、以上のような構成である。なお、透明部材３８と、金属膜（センシング面）４０とは、一体で形成しなくともよい。
【００２７】
また、光源１２と入射光光学系１４と検査チップ１６とは、入射光光学系１４から透明部材３８に入射した光を、金属膜（センシング面）４０（センシング面）一面に対して０度以上となる位置から、金属膜（センシング面）４０（センシング面）とは異なる位置において前記一面から入射し、金属膜（センシング面）４０とは異なる他の面の内側で１回反射させた後に、金属膜（センシング面）４０を照射する位置関係で配置されている。
【００２８】
光検出手段１８は、検出光光学系５０と、フォトダイオード（以下「ＰＤ」という。）５２と、フォトダイオードアンプ（以下「ＰＤアンプ」という。）５４とを有し、検査チップ１６の金属膜（センシング面）４０近傍（つまり、表面近傍）から射出される光を検出する。
【００２９】
検出光光学系５０は、第１レンズ５６と、カットフィルタ５８と、第２レンズ６０と、これらを支持する支持部６２とを有し、金属膜（センシング面）４０の表面から射出される光（つまり、金属膜（センシング面）４０上で発光されている光）を集光し、ＰＤ５２に入射させる。また、検出光光学系５０は、金属膜（センシング面）４０で発光された光の光路上において、金属膜（センシング面）４０側から順に第１レンズ５６、カットフィルタ５８、第２レンズ６０の順に互いに所定間隔離間して配置されている。
【００３０】
第１レンズ５６は、コリメータレンズであり、金属膜（センシング面）４０に対向して配置されており、金属膜（センシング面）４０上で発光し、第１レンズ５６に到達した光を平行光にする。
カットフィルタ５８は、励起光と同一波長の光を選択的にカットし、励起光と異なる波長の光（例えば、蛍光物質８６に起因する蛍光等）を通過させる特性を有するフィルタであり、第１レンズ５６で平行光とされた光のうち、励起光と異なる波長の光のみを通過させる。
第２レンズ６０は、集光レンズであり、カットフィルタ５８を透過した光を集光し、ＰＤ５２に入射入射させる。
支持部６２は、第１レンズ５６と、カットフィルタ５８と、第２レンズ６０と互いに所定間隔離間させて一体的に保持する保持部材である。
【００３１】
ＰＤ５２は、受光した光を電気信号に変換する光検出器であり、第２レンズ６０で集光され、入射した光を電気信号に変換する。またＰＤ５２は、変換した電気信号を検出信号としてＰＤアンプ５４に送る。
ＰＤアンプ５４は、検出信号を増幅する増幅器であり、ＰＤ５２から送られた検出信号を増幅し、算出手段２０に送る。
【００３２】
算出手段２０は、ロックインアンプ６４とＰＣ（つまり演算部）６６とを有し、検出信号から被検出対象の質量、濃度等を算出する。
【００３３】
ロックインアンプ６４は、検出信号のうち参照信号と等しい周波数成分を増幅する増幅器であり、ＰＤアンプ５４により増幅された検出信号のうち、ＦＧ２４から送られた参照信号と同期する信号成分を増幅する。ロックインアンプ６４で増幅された検出信号は、ＰＣ６６に流される（出力される）。
【００３４】
ＰＣ６６は、ロックインアンプ６４から供給された検出信号をデジタル信号に変換し、変換した信号に基づいて、試料中の被検出物質の濃度を検出する。ここで、試料中の被検出物質の濃度は、被検出物質の個数と液量との関係から算出することができる。また、被検出物質の個数は、個数既知の被検出物質を用いて検出信号の強度と被検出物質の個数との関係を算出し検量線を作成しておくことで算出することができる。なお、検査チップ１６の透明部材３８の流路４５に供給する試料の液量を一定量とすること（または、一定量となるように設計すること）で、簡単かつ正確に濃度を算出することができる。
センシング装置１０は、基本的に以上のような構成である。
【００３５】
以下、センシング装置１０の作用について説明することで本発明をより詳細に説明する。図６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、検査チップ１６での液体試料８２の流れを示す説明図であり、図７は、液体試料８２が到達した金属膜（センシング面）４０の一部を拡大して示す拡大模式図である。
【００３６】
まず、図６（Ａ）に示すように、検査チップ１６の透明部材３８の流路４５の始端部４７に、被検出物質８４を含有する液体試料８２を滴下する。
始端部４７に滴下された液体試料８２は、毛細管形状により、線状部４６及び透明カバー４４で形成された管の中を終端部４８に向けて移動する。
【００３７】
始端部４７から終端部４８に向けて線状部４６を移動する液体試料８２は、図６（Ｂ）に示すように、線状部４６の二次抗体載置領域４９に到達する。液体試料８２が二次抗体載置領域４９に到達すると、液体試料８２に含有されている被検出物質８４と二次抗体載置領域４９に載置されている二次抗体８８との間で抗原抗体反応がおき、被検出物質８４と二次抗体８８とが結合する。また、この二次抗体８８は、蛍光物質８６により標識されているため、二次抗体８８と結合した被検出物質８４は、蛍光物質８６により標識された状態となる。
【００３８】
二次抗体載置領域４９を通過した液体試料８２は、線状部をさらに終端部４８側に移動し、金属膜（センシング面）４０に到達する。液体試料８２が金属膜（センシング面）４０に到達すると、図７に示すように、液体試料８２に含有されている被検出物質８４と金属膜（センシング面）４０上に固定されている一次抗体８０との間で抗原抗体反応がおき、被検出物質８４が一次抗体８０に捕捉される。ここで、一次抗体８０に捕捉された被検出物質８４は、二次抗体載置領域４９で蛍光物質８６により標識された状態であるため、被検出物質８４を捕捉した一次抗体８０は、蛍光物質８６で標識された状態となる。つまり、被検出物質８４は、一次抗体８０と二次抗体８８とでサンドイッチされた状態となる。
【００３９】
金属膜（センシング面）４０を通過した液体試料８２は、終端部４８まで移動する。また、一次抗体８０により捕捉されなかった被検出物質８４、被検出物質８４に結合されなかった二次抗体８８及び蛍光物質８６も液体試料８２とともに終端部４８まで移動する。
これにより、図６（Ｃ）に示すように、金属膜（センシング面）４０上に二次抗体８８と結合し、蛍光物質８６により標識され、かつ一次抗体８０に捕捉された被検出物質８４が残った状態となる。
【００４０】
その後、液体試料８２は、さらに終端部４８に移動し、図６（Ｄ）に示すように、金属膜（センシング面）４０よりも終端部４８側に移動した状態となる。これにより、金属膜（センシング面）４０は、表面には液体が無い（つまり、表面が乾燥した）状態で、蛍光物質８６により標識され、かつ一次抗体８０に捕捉された被検出物質８４が残った状態となる。
【００４１】
センシング装置１０は、金属膜（センシング面）４０の表面が乾燥され、かつ金属膜（センシング面）４０の表面に蛍光物質８６により標識された被検出物質８４が残った状態となったら、光源１２から励起光を射出する。
具体的には、ＦＧ２４で決定された強度変調信号に基づいて光源ドライバ２６から流れる電流に基づいて、光源１２から励起光を射出させる。励起光は、光源１２から射出された後、入射光光学系１４を透過する。具体的には、励起光は、コリメータレンズ３０により平行光とされ、その後、シリンドリカルレンズ３２により一方向のみ集光され、偏光フィルタ３４により偏光される。
入射光光学系１４を通過した光は、透明部材３８に、金属膜（センシング面）４０とは異なる位置において、前記一面から透明部材３８の内部に入射した照射光を、前記一面とは異なる他の面の内面で一回反射させて、金属膜（センシング面）４０に入射され、全反射した後、透明部材３８から射出される。
【００４２】
励起光が金属膜（センシング面）４０で全反射されることで、金属膜（センシング面）４０の流路４５側の面（透明部材３８側とは反対側の面）に、エバネッセント波が滲み出し、このエバネッセント波により、金属膜（センシング面）４０中に表面プラズモンが励起される。この表面プラズモンにより金属膜（センシング面）４０の表面に電界分布が生じ、電場増強領域が形成される。
このとき、所定の角度幅で入射された励起光のうち、金属膜（センシング面）にプラズモン共鳴条件を満たす角度で入射した励起光により発生した、エバネッセント波と表面プラズモンとが共鳴し、表面プラズモン共鳴（プラズモン増強効果）が発生する。このように、表面プラズモン共鳴（プラズモン増強効果）が発生した領域では、より強い電場増強が形成される。
ここで、プラズモン共鳴条件とは、入射された光により発生したエバネッセント波の波数ベクトルと、表面プラズモンの波数とが等しくなり、波数整合が成立する条件であり、液体試料の種類、液体試料の状態、金属膜の厚み、密度、励起光の波長、入射角度等種々の条件に基づいて決まる。
なお、上記プラズモン共鳴角及び励起光（つまり、各光束）の入射角度は、金属膜の表面のセンシング面に垂直な線とのなす角である。
【００４３】
このとき、エバネッセント波の滲み出している領域において蛍光物質８６がある場合、励起されて蛍光を発生させる。また、エバネッセント波が染み出している領域とほぼ同等の領域に存在する表面プラズモンによる電場増強の効果、特に、表面プラズモン共鳴により増強された電場増強の効果により、この蛍光が増強される。
なお、エバネッセント波の滲み出し領域外の蛍光物質８６は励起されないため、蛍光を発生させない。
このようにして、金属膜（センシング面）４０上に固定された被検出物質８４を標識する蛍光物質８６の蛍光は、励起される。
蛍光物質８６から射出された光は、光検出手段１８の第１レンズ５６に入射し、カットフィルタ５８を透過し、第２レンズ６０で集光され、ＰＤ５２に入射され電気信号に変換される。また、第１レンズ５６に入射した光のうち励起光を同一波長の光は、カットフィルタ５８を透過できないため、励起光成分は、ＰＤ５２まで到達しない。
【００４４】
ＰＤ５２で生成された電気信号は、検出信号として、ＰＤアンプ５４で増幅され、ロックインアンプ６４で、参照信号と同期する信号成分を増幅する。これにより、励起光に起因して発生した光を増幅することができるため、その他のノイズ成分（例えば、部屋の蛍光灯、装置内のセンサーの光など、検出光光学系５０以外からＰＤ５２に入射した光や、ＰＤで発生する暗電流）と蛍光物質８６から射出された光とを確実に識別することができる。
ロックインアンプ６４で増幅された検出信号は、ＰＣ６６に送られる。
ＰＣ６６は、信号をＡ／Ｄ変換し、あらかじめ記憶していた検量線に基づき、被検出物質８４の算出結果から、液体試料８２中の被検出物質８４の濃度を検出する。
センシング装置１０は、以上のようにして、液体試料８２中の被検出物質８４の濃度を検出する。
【００４５】
センシング装置１０によれば、光源１２から所定波長幅の光を透明部材３８の金属膜（センシング面）４０一面に入射させ、その一面とは異なる他の面の内面に一回反射させ、金属膜（センシング面）４０に入射させて、金属面（センシング面）４０を透明部材３８側から照明することにより、励起光光学系１４及び光検出手段１８の両方を金属膜（センシング面）４０の上面に配置することができることから、センシング装置１０をコンパクト化した装置構成にすることができ、その結果、安価で、安定化した装置を製造することが可能となる。
【００４６】
次に、図８は、本発明のセンシング装置の他の実施形態である吸引手段を有するセンシング装置の一部の概略構成を示すブロック図である。
なお、図８に示すセンシング装置１４０は、吸引手段１４２を有する点を除いて他の構成は、センシング装置１０と同様であるので、同一の部材および構成には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４７】
図８に示すように、センシング装置１４０は、検査チップ１６と、吸引手段１４２とを有する。また、図示は省略したが、センシング装置１４０は、センシング装置１０と同様に、光源１２と、入射光光学系１４と、光検出手段１８と、算出手段２０と、ＦＧ２４と、光源ドライバ２６も有する。
【００４８】
吸引手段１４２は、終端部４８に対応して形成された、カバー４４の開口４４ａに接合する接合部材１４４と、接合部１４４と接続されたチューブ１４６と、チューブ１４６を介して接合部材１４４と接続されたポンプ１４８と、チューブ１４６の一部に設けられた廃液タンク１５０とを有し、終端部４８から流路４５を吸引し、流路４５内の液体試料８２を吸引する。
【００４９】
接合部材１４４は、カバー４４の開口４４ａを塞ぐように、開口４４ａの全面に配置された板状部材である。なお、接合部材１４４は、種々の材料で形成することができ、本実施形態ではＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）で形成している。
チューブ１４６は、管状の部材であり、一方の端部が接合部材１４４に接続され、他方の端部がポンプ１４８に接続されている。
ポンプ１４８は、吸引ポンプであり、チューブ１４６と接続されている。ポンプ１４８は、チューブ１４６を介して、接合部材１４４が接続されているカバー４４の開口４４ａから終端部４８の空気を吸引し、終端部４８及び線状部４５の液体試料８２をチューブ１４６に吸引する。
廃液タンク１５０は、チューブ１４６の一部に配置されており、ポンプ１４８により種端部４８から吸引された液体試料８２を貯留する。
【００５０】
吸引手段１４２は、以上のような構成であり、ポンプ１４８により終端部４８から流路４５内の液体試料８２を吸引することができる。
なお、吸引手段１４２は、上記構成に限定されず、液体試料８２を吸引する種々の吸引手段１４２を用いることができ、例えば、シリンジポンプを用いることもできる。
【００５１】
以上、本発明に係るセンシング装置、物質検出方法及び検査チップについて詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【００５２】
例えば、上述した実施形態では、いずれも入射光光学系として、コリメータレンズと集光レンズとなるシリンドリカルレンズとを設け、光源から射出された光をコリメータレンズで平行光にした後、シリンドリカルレンズで集光させたが、本発明はこれに限定されず、集光レンズのみを設け、光源から射出された光を平行光にせずに集光レンズで集光させる構成としてもよい。
【００５３】
また、本実施形態では、入射光学系にシリンドリカルレンズまたは集光レンズを用い、光源から射出された光を集光したが、これに限定されず、光源から所定の放射角で射出された光を集光させずに金属膜に入射させてもよい。
また、偏光フィルタも必ずしも設ける必要はなく、特に、光源としてレーザ光源を用いる場合は、光源から射出される光が偏光された光であるので、偏光フィルムは設けなくてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では、光源から射出された光を、透明部材のセンシング面に対して０度以上となる位置から、センシング面とは異なる位置において入射させ、透明部材内で、１回反射させ、センシング面を内面から照射したが、これに限定されず、透明部材外で反射させて、センシング面を照射しても、また、透明部材内外における反射回数が１回以上であってもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、二次抗体載置領域に蛍光物質により標識された二次抗体を配置したが、これに限定されず、二次抗体載置領域を設けずに、始端部に滴下する液体試料として、予め被検出物質を蛍光物質により標識した液体試料を用いてもよい。
【００５６】
また、本実施形態では、検査チップに流路を形成し、試料液体を始端部から線状部を通って終端部に移動させることで、金属膜に試料液体を接触させたが、本発明はこれに限定されず、検査チップの形状は特に限定されない。例えば、検査チップに流路を設けず、金属膜上に直接液体試料を滴下する構成としてもよい。
【００５７】
また、上述した実施形態では、いずれも液体試料に含まれる被検出物質の個数または濃度を検出したが、本発明はこれに限定されず、液体試料に被検出物質が含有されるか否か（つまり、液体試料の中に被検出物質があるか否か）を検出してもよい。
【００５８】
また、上述した実施形態では、いずれも蛍光物質に標識された二次抗体に被検出物質を結合させた状態で、表面プラズモンにより励起された蛍光物質の蛍光を検出し、被検出物質を検出する方法を利用したが、被検出物質を蛍光物質により標識する方法は特に限定されず、被検出物質自体が蛍光物質である方法を利用してもよい。
【００５９】
また、上述した実施形態では、いずれも蛍光物質に標識された二次抗体に被検出物質を結合させた状態で、表面プラズモンにより励起された蛍光物質の蛍光を検出し、被検出物質を検出するサンドイッチ法を利用したが、競合法を利用してもよい。
競合法は、被検出物質と特異的に結合する物質（一次抗体）が固定された金属膜の表面（センシング面）に、被検出物質と、一次抗体と特異的に結合すると共に被検出物質と競合する蛍光物質で修飾された抗原とが含まれる検査対象試料を接触させ、そのセンシング面に特定波長の励起光を照射し、その蛍光を検出し分析することにより、被検出物質を定量する方法である。
【００６０】
また、本発明のセンシング装置１０は、二次抗体載置領域に蛍光物質により標識された二次抗体を配置した検査チップを利用したが、本発明はこれに限定されず、二次抗体載置領域を設けずに構成されている検査チップと、始端部に滴下する液体試料として、予め被検出物質を、被検出物質と特異的に結合する第２の結合物質（二次抗体）、または、金属膜（センシング面）に結合された第１の結合物質（一次抗体）と特異的に結合すると共に被検出物質と競合する第３の結合物質が修飾された蛍光物質を含む標識用溶液を備える検査キットを用いてもよい。
【００６１】
また、本発明のセンシング装置は、金属膜上に被検出物質に付着（または近傍に配置）されている状態で表面プラズモンを発生させた場合に生じる散乱光（ラマン散乱光）を検出する方式のセンシング装置にも用いることができる。
【００６２】
また、上述した実施形態では、エバネッセント波が介在するエバネッセント励起照明法により、蛍光を励起させているが、本発明は、表面プラズモン共鳴照明法も用いることができる。
ここで、表面プラズモン共鳴照明法の原理について説明する。
励起光を金属膜４０に表面プラズモンを発生させる角度で入射させると、金属膜４０中に表面プラズモンが励起される。
このとき、金属膜４０に、プラズモン共鳴条件を満たす角度で入射した励起光の波数と表面プラズモンの周波数が一致し、波数整合すると、金属膜４０の自由電子が強く振動する表面プラズモン共鳴が発生する。
表面プラズモン共鳴状態にあるとき、金属膜４０の自由電子の振動により、金属膜４０外に電場が形成される。この電場において蛍光物質８６がある場合、蛍光物質８６は励起され蛍光を発生させる。
なおここで、この蛍光の発生に、エバネッセント波が介在しない点において、エバネッセント照明法と表面プラズモン共鳴照明法は異なる。
【００６３】
表面プラズモン共鳴状態がおこると、光のエネルギーが金属膜４０の表面プラズモンにほとんど移行するため、金属膜４０で反射する光の強度が０となる。
また、金属膜４０の自由電子を振動させるために受け取った光のエネルギーをエネルギー源とし、金属膜４０近傍に集中的に電場（電場増強領域）を形成することから、表面プラズモン共鳴（プラズモン電場増強効果）が発生した領域では、より強い電場増強が形成される。従って、この電場に蛍光物質８６がある場合、蛍光物質８６は励起されて蛍光を発生させ、さらに、その蛍光強度は増強される。
この表面プラズモン共鳴照明法により増強された蛍光は、エバネッセント照明法および落射照明法より得られる蛍光強度よりも高いものが得られる。エバネッセント照明法の場合は、金属膜４０と透明部材３８との界面において全反射した際に染み出したエバネッセント波で蛍光が励起され発光させるだけであり、落射照明法の場合は、照明光の多くは、蛍光物質８６に当たらず、すり抜けてしまうからである。
【００６４】
また、上述した実施形態では、いずれも金属膜の表面にエバネッセント波及び表面プラズモンを発生させ、さらに表面プラズモン共鳴を発生させることで、増強された電場を形成させたが本発明はこれに限定されず、増強電場が形成される面への光の入射角度によって増強度が変化する（つまり、所定の入射角で光が入射したときのみ増強場が変化する）種々の方式に用いることができる。例えば、透明部材上に金膜と厚み約１μｍのＳｉＯ２膜とを積層させ、所定角度で入射した光をＳｉＯ２膜内で共振させることで増強された電場を形成する方式にも用いることができる。
また、上述した実施形態では、表面プラズモンによる増強場を好適に発生させるために、入射光光学系で、金属膜で励起光が全反射させるように入射させたが、本発明はこれに限定されず、全反射しない角度で入射させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明のセンシング装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）は、図１に示したセンシング装置の光源、入射光光学系、検査チップの概略構成を示す上面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】本発明の検査チップの一例を示す図である。
【図４】入射角における反射光強度を示す図である。
【図５】図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す検査チップの金属膜の一部を拡大して示す拡大模式図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ、検査チップでの液体試料の流れを示す説明図である。
【図７】液体試料が到達した金属膜の一部を拡大して示す拡大模式図である。
【図８】本発明のセンシング装置の他の実施形態の一部の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０、１４０  センシング装置
１２  光源
１４  入射光光学系
１６  検査チップ
１８  光検出手段
２０  算出手段
２４  ファンクションジェネレータ（ＦＧ）
２６  光源ドライバ
３０  コリメータレンズ
３２  シリンドリカルレンズ
３４  偏光フィルタ
３８  透明部材
４０  金属膜（センシング面）
４４  透明カバー
４４ａ  カバーの開口
４５  流路
４６  線状部
４７  始端部
４８  終端部
４９  二次抗体載置領域
５０  検出光光学系
５２  フォトダイオード（ＰＤ）
５４  フォトダイオードアンプ（ＰＤアンプ）
５６  第１レンズ
５８  カットフィルタ
６０  第２レンズ
６２  支持部
６４  ロックインアンプ
６６  ＰＣ
８０  一次抗体
８２  液体試料
８４  被検出物質
８６  蛍光物質
８８  二次抗体
１４２  吸引手段
１４４  接合部材
１４６  チューブ
１４８  ポンプ
１５０  廃液タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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