(57)【要約】【課題】検出感度の向上を図ることができるセンサチップを提供することである。【解決手段】実施形態に係るセンサチップは、光導波路部と、前記光導波路部の面上に設けられたセンシングエリアと、前記光導波路部の面上に前記センシングエリアを挟んで設けられた一対の光学要素部と、前記光導波路部の前記光学要素部が設けられた側の上に設けられ、前記光学要素部が露出する第１の孔部を有した接合部と、前記接合部の上に設けられたチャンバ部と、を備えている。    そして、前記第１の孔部には気体が存在する。【選択図】図１
2014163739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光導波路部と、
前記光導波路部の面上に設けられたセンシングエリアと、
前記光導波路部の面上に前記センシングエリアを挟んで設けられた一対の光学要素部と、
前記光導波路部の前記光学要素部が設けられた側の上に設けられ、前記光学要素部が露出する第１の孔部を有した接合部と、
前記接合部の上に設けられたチャンバ部と、
を備え、
前記第１の孔部には気体が存在するセンサチップ。
【請求項２】
前記接合部の厚み寸法は、前記光学要素部において生じる近接場光が到達する距離より長い請求項１記載のセンサチップ。
【請求項３】
前記光学要素部は、所定のピッチ寸法で設けられた複数の溝部を有し、前記複数の溝部には気体が存在する請求項１または２に記載のセンサチップ。
【請求項４】
前記光学要素部は、所定のピッチ寸法で設けられ、前記第１の孔部の内部に突出した複数の凸部を有する請求項１または２に記載のセンサチップ。
【請求項５】
光導波路部と、
前記光導波路部の面上に設けられたセンシングエリアと、
前記光導波路部の面上に前記センシングエリアを挟んで設けられ、所定のピッチ寸法で設けられた複数の溝部を有する一対の光学要素部と、
前記光導波路部の前記光学要素部が設けられた側の上に設けられた接合部と、
前記接合部の上に設けられたチャンバ部と、
を備え、
前記複数の溝部には気体が存在するセンサチップ。
【請求項６】
前記接合部は、前記センシングエリアが露出する第２の孔部を有した請求項１〜５のいずれか１つに記載のセンサチップ。
【請求項７】
前記第１の孔部は、前記第２の孔部から液密に隔離されている請求項６記載のセンサチップ。
【請求項８】
前記接合部は、粘着性を有する樹脂材料を含む請求項１〜７のいずれか１つに記載のセンサチップ。
【請求項９】
前記チャンバ部は、前記センシングエリアの側に開口した凹部を有し、
前記凹部の開口が前記第２の孔部の上に位置している請求項６〜８のいずれか１つに記載のセンサチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
後述する実施形態は、概ね、センサチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
検体溶液に含まれる物質の量を測定する測定装置に用いられるセンサチップには、光導波路型のセンサチップがある。この様なセンサチップにおいては、入射光を制御するための回折格子などの光学要素部が光導波路部に設けられている。そして、光学要素部を汚染や破損から保護するために、光学要素部を覆う保護膜が設けられている。  
しかしながら、光学要素部を保護膜で覆うようにすると、光学要素部における回折効率が低下し、検出感度が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０２９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、検出感度の向上を図ることができるセンサチップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るセンサチップは、光導波路部と、前記光導波路部の面上に設けられたセンシングエリアと、前記光導波路部の面上に前記センシングエリアを挟んで設けられた一対の光学要素部と、前記光導波路部の前記光学要素部が設けられた側の上に設けられ、前記光学要素部が露出する第１の孔部を有した接合部と、前記接合部の上に設けられたチャンバ部と、を備えている。  
そして、前記第１の孔部には気体が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係るセンサチップを例示するための模式図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】磁性粒子９を例示するための模式図である。
【図４】他の実施形態に係る光学要素部２３を例示するための模式図である。
【図５】他の実施形態に係る接合部２４を例示するための模式図である。
【図６】センサチップ１００の作用を例示するための模式図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、センサチップ１００の製造方法を例示するための模式工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
[第１の実施形態]  
図１は、第１の実施形態に係るセンサチップを例示するための模式図である。  
図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。  
図１に示すように、センサチップ１００には、基板１、光導波路部２、光学要素部３、接合部４、チャンバ部５、およびセンシングエリア６が設けられている。
【０００８】
基板１は、平板状を呈し、光源１１０から照射される光を透過させることができる材料から形成されている。基板１は、例えば、無アルカリガラスや石英などから形成することができる。  
光導波路部２は、平板状を呈し、光源１１０から照射される光を透過させることができる材料から形成されている。この場合、光導波路部２は、基板１より高い屈折率を有するものとすることができる。例えば、光導波路部２は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などのような熱硬化性樹脂や、光硬化性樹脂などから形成することができる。光導波路部２の厚み寸法は、例えば、３μｍ以上、３００μｍ以下とすることができる。
【０００９】
光学要素部３は、光導波路部２の基板１が設けられる側とは反対の側の面に設けられている。光学要素部３は、センシングエリア６を挟んで一対設けられている。光学要素部３は、光導波路部２に導入された光、光導波路部２から出射させる光に対して反射型の回折格子として機能する。光学要素部３は、所定のピッチ寸法で設けられた直線状の複数の溝部を有したものとすることができる。また、後述するように、複数の溝部には気体が存在する。溝部のピッチ寸法は、例えば、１μｍ程度とすることができる。ただし、溝部のピッチ寸法は、これに限定されるわけではなく、光源１１０から照射される光の波長に応じて適宜変更することができる。
【００１０】
接合部４は、光導波路部２と、チャンバ部５との間に設けられ、光導波路部２とチャンバ部５とを接合する。また、接合部４には、厚み方向を貫通する孔部４ａ（第１の孔部の一例に相当する）と、孔部４ｂ（第２の孔部の一例に相当する）が設けられている。  
図２に示すように、孔部４ａには光学要素部３が露出する。孔部４ｂにはセンシングエリア６（検出面）が露出する。そのため、孔部４ａが設けられた接合部４により、光導波路部２とチャンバ部５とを接合することで、光学要素部３が設けられた領域が、閉鎖された空間８に露出することになる。また、孔部４ａ（空間８）には空気などの気体が存在している。
【００１１】
この様に、光学要素部３の上方には、屈折率の低い気体が存在することになるので、光学要素部３における回折効率を向上させることができる。  
また、光学要素部３が設けられた領域は閉鎖された空間８に露出することになるので、光学要素部３が汚染されたり、破損したりすることを防止することができる。
【００１２】
また、孔部４ｂが設けられた接合部４により、光導波路部２とチャンバ部５とを接合することで、センシングエリア６が空間７に露出することになる。空間７は、孔部４ｂと、後述するチャンバ部５の凹部５ａとにより形成される。空間７は、検体溶液を保持する空間となる。この場合、空間７は、接合部４により囲まれているので、光学要素部３が設けられた領域に検体溶液が漏れ出すことを防止することができる。すなわち、孔部４ａは、孔部４ｂから液密に隔離されている。
【００１３】
接合部４は、粘着性を有する樹脂材料から形成することができる。接合部４に用いられる樹脂材料は、空間７に保持される検体溶液に対する耐性が高いものとされる。また、接合部４に用いられる樹脂材料は、光導波路部２に用いられる材料よりも低い屈折率を有するものとすることが好ましい。  
接合部４に用いられる粘着性を有する樹脂材料は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）などのポリエステル系樹脂にタッキファイヤー（粘着付与剤）が配合されたものとすることができる。
【００１４】
接合部４の厚み寸法は、光学要素部３において生じるエバネッセント波（evanescent wave）などの近接場光が到達する距離よりも長くすることが好ましい。接合部４の厚み寸法は、例えば、１μｍ以上とすることができる。
【００１５】
チャンバ部５は、平板状を呈し、凹部５ａと孔部５ｂとが設けられている。  
凹部５ａは、チャンバ部５のセンシングエリア６側の面に開口している。凹部５ａの開口は、孔部４ｂの上に位置している。すなわち、凹部５ａは、センシングエリア６に対応する位置に設けられている。
【００１６】
孔部５ｂの一方の端部は、チャンバ部５のセンシングエリア６側とは反対の側の面に開口している。孔部５ｂの他方の端部は、凹部５ａのセンシングエリア６に対峙する面に開口している。孔部５ｂは、複数設けられ、空間７に検体溶液を導入するための孔、および空気抜き用の孔となる。
【００１７】
なお、孔部５ｂの数、設けられる位置は、図１に例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。  
チャンバ部５は、検体溶液に対する耐性を有した樹脂材料などから形成することができる。
【００１８】
孔部４ｂに露出する光導波路部２の表面には、検体溶液中の測定対象物質と特異的に反応する第１物質６ａを固定することができる。光導波路部２の表面に第１物質６ａを固定することで、センシングエリア６が形成される。  
第１物質６ａの固定は、例えば、測定対象物質と光導波路部２の表面との疎水性相互作用や化学結合により行うことができる。例えば、第１物質６ａは、シランカップリング剤による疎水化処理を行うことで光導波路部２の表面に固定することができる。また、光導波路部２の表面に官能基を形成し、既知のリンカー分子を作用させて化学結合により第１物質６ａを光導波路部２の表面に固定してもよい。  
第１物質６ａは、例えば、検体溶液中の測定対象物質が抗原の場合には、抗体（一次抗体）とすることができる。
【００１９】
また、光導波路部２の表面に第１物質６ａを固定する場合には、第２物質１３が固定された磁性粒子９が用いられる。  
図３は、磁性粒子９を例示するための模式図である。  
磁性粒子９は、粒子１２と、粒子１２の表面に固定された第２物質１３を有する。  
粒子１２は、例えば、磁性体材料から形成された粒子の表面を高分子材料で被覆した形態のものや、高分子材料から形成された粒子の表面を磁性体材料で被覆した形態のものとすることができる。あるいは、磁性体材料から形成された粒子そのものでもよい。磁性体材料から形成された粒子の場合には、疎水結合や共有結合などによって粒子の表面に第２物質１３を固定することができる。
【００２０】
粒子１２に用いられる磁性体材料としては、例えば、γ-Fe2O3等の各種フェライト類などを例示することができる。この場合、磁場の印加を停止すると速やかに磁性を失う超常磁性の材料を用いることが好ましい。  
超常磁性の材料を用いるものとすれば、磁場を印加した際に磁性粒子９同士が磁化により凝集しても、磁場の印加を停止することで容易に再分散させることができる。
【００２１】
例えば、検体溶液中に測定対象物質が存在しない場合に磁場を印加しても、磁性粒子９の凝集物が生成されてセンシングエリア６から剥がれにくくなる場合がある。この様な磁性粒子９の凝集物は、測定誤差の要因となる。この場合、粒子１２を超常磁性の材料から形成するようにすれば、磁性粒子９の凝集を抑制することができるので、測定誤差の発生を抑制することができる。
【００２２】
また、磁場の印加を停止した際の再分散性を更に向上させるため、粒子１２の表面に正または負の電荷を持たせてもよい。あるいは、磁性粒子９の分散媒（例えば、検体溶液）に界面活性剤などの分散剤を添加してもよい。  
粒子１２の表面に正または負の電荷を持たせたり、界面活性剤などの分散剤を添加したりすれば、磁場の印加を停止した際に磁性粒子９を再分散させ易くし、攪拌を促進させることができる。これにより、さらに高精度の測定を行うことができる。
【００２３】
粒子１２の粒径は、０．０５μｍ以上、２００μｍ以下とすることができる。この場合、粒子１２の粒径を０．２μｍ以上、２０μｍ以下とすることが好ましい。このような粒径を有する粒子１２を用いるものとすれば、光の散乱効率を高めることができる。そのため、高精度の測定を行うことが可能となる。
【００２４】
検体溶液中の測定対象物質が抗原の場合には、第２物質１３は、例えば、抗体（二次抗体）とすることができる。  
第２物質１３は、例えば、物理吸着、あるいはカルボキシル基やアミノ基等を介した化学結合により粒子１２の表面に固定することができる。  
測定対象物質と、第１物質あるいは第２物質と、の組み合わせは、抗原と抗体の組み合わせに限られるものではない。
【００２５】
例えば、測定対象物質が糖である場合には、第１物質及び第２物質はレクチンとすることができる。測定対象物質がヌクレオチド鎖である場合には、第１物質及び第２物質はそれに相補的なヌクレオチド鎖とすることができる。測定対象物質がリガンドである場合には、第１物質及び第２物質はそれに対する受容体とすることができる。
【００２６】
磁性粒子９は、空間７内に保持させることができる。この場合、例えば、磁性粒子９と水溶性物質とを含むスラリを保持させる面に塗布し、これを乾燥させることで磁性粒子９を空間７内に保持させることができる。磁性粒子９は、空間７におけるセンシングエリア６以外の面に保持させる。例えば、凹部５ａのセンシングエリア６に対峙する面に磁性粒子９を保持させることができる。なお、凹部５ａのセンシングエリア６に対峙する面以外の面に磁性粒子９を保持させてもよい。ただし、凹部５ａのセンシングエリア６に対峙する面に磁性粒子９を保持させるようにすれば、検体溶液中における分散性を向上させることができる。  
また、磁性粒子９は、センシングエリア６の上方に設けられた図示しない保持板に保持させてもよい。
【００２７】
磁性粒子９は、保持させる面に直接的に保持させてもよいし、保持させる面に図示しないブロッキング層などを介して間接的に保持させてもよい。  
ブロッキング層は、例えば、ポリビニルアルコール、ウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）、ポリエチレングリコール、リン脂質ポリマー、ゼラチン、カゼイン、糖類（例えばスクロース、トレハロース）のような水溶性物質を含むものとすることができる。
【００２８】
また、磁性粒子９は、凹部５ａの面に乾燥状態または半乾燥状態で保持されている。この場合、磁性粒子９は、検体溶液などの分散媒と接した際に容易に分散することができるような状態で保持されていることが好ましい。ただし、磁性粒子９は、必ずしも均一に分散して保持されている必要はなく、ある程度の偏りがあってもよい。  
凹部５ａの面に乾燥状態または半乾燥状態で保持された磁性粒子９は、検体溶液が導入された際に検体溶液中に分散する。
【００２９】
また、孔部４ｂに露出する光導波路部２の表面に、発色剤、発色剤を保持する膜形成体、測定対象となる酵素に対する基質、素反応をさせる際に用いられる試薬類、発色反応促進剤などを設けることもできる。光導波路部２の表面に発色剤などを設けることで、センシングエリア６が形成される。  
なお、光導波路部２の表面に発色剤などを設ける場合には、前述した磁性粒子９を用いる必要はない。
【００３０】
膜形成体は、例えば、多孔質組織を有し、多孔質組織内の空孔に発色剤などを保持するものとすることができる。膜形成体の材料としては、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）やポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などを例示することができる。
【００３１】
この場合、センシングエリア６は、例えば、水と水溶性有機溶媒（例えば、アルコールなど）との混合溶媒に、発色剤、造膜用高分子などを均質に混合した前駆溶液を生成し、これを膜状に塗布し、乾燥させることで形成することができる。
【００３２】
反応生成物として過酸化水素などの過酸化物が生成される場合には、発色剤は、例えば、ベンジジン系発色剤とすることができる。ベンジジン系発色剤としては、例えば、４−クロロ−１−ナフトール、３，３’−ジアミノベンジジン、３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジン（以下、適宜、ＴＭＢＺと称する）、ＴＭＢＺの塩酸塩（３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジン・２ＨＣｌ・２Ｈ２Ｏ）などを例示することができる。この場合、発色剤としては、水への溶解度が低く、生体への有害性が極めて低いＴＭＢＺを用いることができる。
【００３３】
反応生成物としてＮＡＤＨ（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）などが生成される場合には、発色剤は、例えば、テトラゾリウム塩などとすることができる。  
また、測定対象となる酵素がＡＬＴ（ＧＰＴ）である場合には、基質は、例えば、Ｌ−アラニン、α-ケトグルタル酸などとすることができる。  
測定対象となる酵素がＡＬＴ（ＧＰＴ）である場合には、試薬類は、例えば、ピルビン酸オキシダーゼなどとすることができる。  
反応生成物として過酸化水素などの過酸化物が生成される場合には、発色反応促進剤は、例えば、ペルオキシダーゼ（ＰＯＤ）などとすることができる。  
反応生成物としてＮＡＤＨ（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）などが生成される場合には、発色反応促進剤は、例えば、ジアホラーゼなどとすることができる。  ただし、例示をした発色剤、膜形成体、基質、試薬類、発色反応促進剤などに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００３４】
図４は、他の実施形態に係る光学要素部２３を例示するための模式図である。  
図４に示すように、光学要素部２３は、所定のピッチ寸法で設けられ、孔部４ａの内部に突出した複数の直線状の凸部２３ａを有する。凸部２３ａのピッチ寸法は、例えば、１μｍ程度とすることができる。ただし、凸部２３ａのピッチ寸法は、これに限定されるわけではなく、光源１１０から照射される光の波長に応じて適宜変更することができる。
【００３５】
複数の直線状の凸部２３ａからなる光学要素部２３の場合であっても、光学要素部２３の上には、屈折率の低い気体が存在することになる。そのため、光学要素部２３における回折効率を向上させることができる。  
また、光学要素部２３が設けられた領域は閉鎖された空間８に露出することになるので、光学要素部２３が汚染されたり、破損したりすることを防止することができる。
【００３６】
図５は、他の実施形態に係る接合部２４を例示するための模式図である。  
図５に示すように、接合部２４は、光学要素部３を覆うものとすることができる。すなわち、接合部２４には、前述した孔部４ｂが設けられているが、孔部４ａが設けられていない場合である。
【００３７】
孔部４ａが設けられていない接合部２４の場合であっても、光学要素部３の溝部の内部に屈折率の低い気体が存在することになる。そのため、光学要素部３における回折効率を向上させることができる。  
また、光学要素部３が接合部２４により覆われるので、光学要素部３が汚染されたり、破損したりすることをさらに確実に防止することができる。  
ただし、孔部４ａが設けられている接合部４とすれば、光学要素部３の上方全体に屈折率の低い気体が存在することになるので、光学要素部３における回折効率をより向上させることができる。
【００３８】
次に、センサチップ１００の作用、すなわち、検体溶液中の測定対象物質を測定する方法について例示をする。  
図６は、センサチップ１００の作用を例示するための模式図である。  
図６に示すように、センサチップ１００は、光源１１０、受光素子１２０、磁場印加部１３０、および制御部１４０を備えた測定装置１５０に取り付けられる。  
光源１１０は、例えば、中心波長が６３５ｎｍの光を照射するレーザダイオードとすることができる。  
受光素子１２０は、例えば、フォトダイオードとすることができる。
【００３９】
磁場印加部１３０は、磁場を生成し、生成した磁場をセンサチップ１００に印加することで、磁場に応じて磁性粒子９を移動させる。磁場印加部１３０は、磁性粒子９から見て光導波路部２が設けられた側とは反対の側に設けられている。磁場印加部１３０は、例えば、磁石あるいは電磁石を有したものとすることができる。電磁石を有した磁場印加部１３０とすれば、磁場強度の制御が容易となる。フェライト磁石などを有した磁場印加部１３０の場合には、磁石そのものの強さやセンサチップ１００からの距離によって磁場強度を制御すればよい。
【００４０】
制御部１４０は、磁場印加部１３０を制御して磁場強度の制御を行う。例えば、電磁石を有した磁場印加部１３０の場合にはコイルに印加する電流の値を制御する。フェライト磁石などを有した磁場印加部１３０の場合には、磁場印加部１３０とセンサチップ１００との間の距離を制御する。  
また、制御部１４０は、磁場強度の制御のみならず、磁場を印加するタイミングや時間の長さなどの制御をも行うものとすることができる。
【００４１】
まず、図６に示すように、磁性粒子９が保持されている空間７に検体溶液を導入し、磁性粒子９を検体溶液中に分散させる。磁性粒子９が空間７以外の空間や別容器等に保持されている場合には、検体溶液と磁性粒子９との混合分散液を導入する。あるいは、まず磁性粒子９の分散液を導入した後、検体溶液を導入して混合するといったように、磁性粒子９の分散液と検体溶液を別々に導入してもよい。
【００４２】
すなわち、測定対象物質を含む検体溶液と、測定対象物質と特異的に結合する第２物質１３が固定され磁性を有する磁性粒子９と、が測定対象物質と特異的に結合する第１物質６ａが固定されたセンシングエリア６に接するようにすればよい。  
導入の方法は、例えば、滴下や流入などとすることができる。
【００４３】
検体溶液中に分散した磁性粒子９は自重によってセンシングエリア６に向けて沈降する。そして、センシングエリア６に固定された第１物質６ａ（例えば、一次抗体）と、微粒子１２の表面に固定された第２物質１３（例えば、二次抗体）とが測定対象物質（例えば、抗原）を介して抗原抗体反応により結合する。これにより、磁性粒子９がセンシングエリア６に結合される。
【００４４】
次に、制御部１４０により磁場印加部１３０を制御して、センサチップ１００に磁場を印加する。すると、測定対象物質を介さずにセンシングエリア６に吸着した磁性粒子９が磁性粒子９の沈降方向とは異なる方向に移動する。この様にして、測定誤差の要因となる不要な磁性粒子９をセンシングエリア６から除去する。
【００４５】
この際、磁場強度を適切な値とすれば、抗原抗体反応により測定対象物質を介してセンシングエリア６に結合された磁性粒子９を引き剥がさず、測定対象物質を介さずにセンシングエリア６に吸着した磁性粒子９のみを除去することができる。
【００４６】
次に、光源１１０から光を照射させ、入射側の光学要素部３に光を入射させる。入射側の光学要素部３に入射した光は、光学要素部３により反射される。  
この際、入射側の光学要素部３の上方には、屈折率の低い気体が存在しているので、光学要素部３における回折効率を向上させることができる。すなわち、光源１１０から照射された光を効率よく光導波路部２に導入することができる。
【００４７】
光導波路部２に導入された光は、光導波路部２の内部を伝播し、センシングエリア６の付近にエバネッセント波などの近接場光を発生させる。近接場光の領域にある磁性粒子９、すなわち、センシングエリア６に結合された磁性粒子９は、近接場光の吸収や散乱に関与するため、反射光の強度が減衰する。
【００４８】
センシングエリア６において減衰した光は、出射側の光学要素部３に入射し、光学要素部３により反射されて、センサチップ１００の外部に放射される。  
この際、出射側の光学要素部３の上方には、屈折率の低い気体が存在しているので、光学要素部３における回折効率を向上させることができる。すなわち、センシングエリア６において減衰した光を効率よくセンサチップ１００から取り出すことができる。  
そのため、検出感度の向上を図ることができる。
【００４９】
センサチップ１００から取り出された光は、受光素子１２０により受光され、光強度に応じた電気信号に変換される。光強度の低下率は、センシングエリア６に結合した磁性粒子９の量に依存する。つまり、抗原抗体反応に関与する検体溶液中の抗原濃度に比例する。したがって、抗原濃度がわかっている検体溶液における光強度と、受光素子１２０により検出された光強度とから検体溶液中の抗原濃度を特定することができる。  
なお、検体溶液中の抗原濃度の特定は、図示しない演算装置などを用いて行うことができる。
【００５０】
また、センサチップ１００を挟んで、２つの磁場印加部１３０を設けることもできる。この場合には、２つの磁場印加部１３０により交互に磁場を印加して、磁性粒子９により検体溶液を攪拌することができる。
【００５１】
以上は、センシングエリア６に検体溶液中の測定対象物質と特異的に反応する第１物質６ａを固定した場合である。  
センシングエリア６に発色剤などを設ける場合には、センサチップ１００は、光源１１０、受光素子１２０を備えた測定装置に取り付けられる。
【００５２】
センシングエリア６に発色剤などを設ける場合には、検体溶液をセンシングエリア６に接触させることで発色剤を発色させる。発色剤が発色するとセンシングエリア６における吸光度が変化する。そして、吸光度の変化量に応じてエバネッセント波などの近接場光が吸収されるので、受光素子１２０により検出された光強度から検体溶液中の酵素などの濃度を特定することができる。
【００５３】
この場合、光学要素部３の上方には、屈折率の低い気体が存在しているので、光学要素部３における回折効率を向上させることができる。そのため、センシングエリア６に発色剤などを設ける場合にも検出感度の向上を図ることができる。
【００５４】
[第２の実施形態]  
図７（ａ）〜（ｅ）は、センサチップ１００の製造方法を例示するための模式工程断面図である。  
まず、図７（ａ）に示すように、基板１上に光導波路部２となる膜２２を形成する。  
例えば、スピンコート法などを用いて、基板１上に紫外線硬化型アクリル樹脂を塗布し光導波路部２となる膜２２を形成する。膜２２の厚み寸法は、例えば、１０μｍ程度とすることができる。
【００５５】
次に、図７（ｂ）に示すように、光学要素部３と光導波路部２を形成する。  
例えば、光インプリント法を用いて光学要素部３と光導波路部２を形成する。  
所定の凹凸を有するスタンパを膜２２に押し付けて、膜２２にスタンパの凹凸を転写する。この状態で、膜２２に紫外線を照射して硬化させる。スタンパを離隔させることで、光学要素部３と光導波路部２を形成することができる。  
なお、スタンパの凹凸を変えることで、図４に例示をした光学要素部２３を形成することもできる。
【００５６】
次に、図７（ｃ）に示すように、粘着性を有する樹脂材料から形成された接合部４を光導波路部２の上に接合する。  
接合部４を光導波路部２の上に接合する際には、光学要素部３が設けられた領域が孔部４ａの内部に入るようにする。  
また、接合部４の上に剥離紙３４を貼り付けておけば、孔部４ａの内部にゴミなどが入ることを防止することができる。すなわち、光学要素部３が汚染されたり、破損したりすることを防止することができる。
【００５７】
次に、図７（ｄ）に示すように、孔部４ｂに露出する光導波路部２の表面に、検体溶液中の測定対象物質と特異的に反応する第１物質６ａを固定する。前述したように、第１物質６ａの固定は、例えば、測定対象物質と光導波路部２の表面との疎水性相互作用や化学結合により行うことができる。
【００５８】
また、孔部４ｂに露出する光導波路部２の表面に、発色剤、発色剤を保持する膜形成体、測定対象となる酵素に対する基質、素反応をさせる際に用いられる試薬類、発色反応促進剤などを設けることもできる。  
孔部４ｂに露出する光導波路部２の表面に、第１物質６ａや発色剤などを設けることでセンシングエリア６が形成される。
【００５９】
次に、図７（ｅ）に示すように、剥離紙３４を剥がし、接合部４の上にチャンバ部５を接合する。  
接合部４の上にチャンバ部５を接合する際には、凹部５ａの開口が孔部４ｂの上に位置するようにする。孔部４ｂと凹部５ａとにより、検体溶液を保持する空間７が形成される。  なお、凹部５ａに磁性粒子９を保持させておくこともできる。  
以上のようにしてセンサチップ１００を製造することができる。
【００６０】
なお、以上に例示をしたものは、センサチップ１００を個別に製造する場合である。  
複数のセンサチップ１００を一体的に形成し、個片化することでセンサチップ１００を製造することもできる。  
例えば、サイズの大きい基板１上に光導波路部２となる膜２２を形成し、複数組の光学要素部３と光導波路部２を形成する。  
次に、個片化することで、１組の光学要素部３と光導波路部２を形成し、図７（ｃ）〜（ｅ）に例示をしたようにしてセンサチップ１００を製造することができる。  
個片化は、例えば、ブレードダイシング法などを用いて行うことができる。  
なお、サイズの大きい基板１上に、図７（ａ）〜（ｅ）に例示をしたようにして、複数のセンサチップ１００を一体的に形成し、個片化することでセンサチップ１００を製造することもできる。
【００６１】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  基板、２  光導波路部、３  光学要素部、４  接合部、４ａ  孔部、４ｂ  孔部、５  チャンバ部、５ａ  凹部、６  センシングエリア、６ａ  第１物質、７  空間、８  空間、９  磁性粒子、１２  粒子、１３  第２物質、２３  光学要素部、２３ａ  凸部、２４  接合部、１００  センサチップ、１１０  光源、１２０  受光素子、１３０  磁場印加部、１４０  制御部、１５０  測定装置
【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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