(57)【要約】  小型で且つ簡易構成の光学的センサを提供することを目的とするものである。本発明の光学的センサは、上面と下面とを有する第１の金属層と、上面と下面とを有する第２の金属層と、第１の金属層と第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を捕捉する捕捉体を配置することが可能である中空領域とを備える。そして、第１の金属層の下面と第２の金属層の上面が対向し、第１の金属層の厚さおよび第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である。中空領域が、試料に含まれる被検出物質の有無を判定できる判定部を有し、第２の金属層が、下面から上面に向けて電磁波を透過することが可能であり、第１の金属層が、下面から上面に向けて電磁波を透過することが可能である。
2014002475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の上面と第１の下面とを有する第１の金属層と、
第２の上面と第２の下面とを有する第２の金属層と、
前記第１の金属層と前記第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を捕捉する捕捉体を配置することが可能である中空領域
とを備え、
前記第１の金属層の前記第１の下面と前記第２の金属層の前記第２の上面が対向し、
前記第１の金属層の厚さおよび前記第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であり、
前記中空領域が、試料に含まれる被検出物質の有無を判定できる判定部を有し、
前記第２の金属層が、前記第２の下面から前記第２の上面に向けて電磁波を透過することが可能であり、
前記第１の金属層が、前記第１の下面から前記第１の上面に向けて電磁波を透過することが可能である
ことを特徴とする光学的センサ。
【請求項２】
前記中空領域が、更に、前記捕捉体を配置する固定部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項３】
前記捕捉体は、
前記判定部の前記第１の金属層の前記第１の下面と前記第２の金属層の前記第２の上面の少なくとも一方に物理吸着される
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項４】
前記第１の金属層と前記第２の金属層との距離が、４００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項５】
前記第１の金属層と前記第２の金属層との距離が、４００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項６】
前記第１の金属層と前記第２の金属層の厚さがそれぞれ５ｎｍ以上、３０ｎｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項７】
前記第１の金属層と前記第２の金属層がともに金で構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項８】
前記第１の金属層と前記第２の金属層を透過することによって光の干渉によって現れる透過スペクトルのピークの中心波長において、
前記捕捉体が前記被検出物質を捕捉しない状態における第一の中心波長と、前記捕捉体が前記被検出物質を捕捉する状態における第二の中心波長とが、
第一の中心波長＜５８０ｍｍ＜第二の中心波長の関係にあり、かつ
（１）第一の中心波長＜５７０ｎｍ，および（２）第二の中心波長＞５９０ｎｍ，のうち少なくともいずれか一方の条件を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項９】
前記第１の金属層と前記第２の金属層を透過することによって光の干渉によって現れる透過スペクトルのピークの中心波長において、
前記捕捉体が前記被検出物質を捕捉しない状態における第一の中心波長が、
第一の中心波長＜５７０ｎｍの条件を満たし、
かつ、
前記捕捉体が前記被検出物質を捕捉する状態における第二の中心波長が、第二の中心波長＞５７０ｎｍの条件を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項１０】
前記捕捉体は、粒子の表面に固定される
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【請求項１１】
第１の上面と第１の下面とを有する第１の金属層と、
第２の上面と第２の下面とを有する第２の金属層と、
前記第１の金属層と前記第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を補足する捕捉体を配置することが可能である中空領域
とを備え、
前記第１の金属層の前記第１の下面と前記第２の金属層の前記第２の上面が対向し、
前記第１の金属層の厚さおよび前記第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であり、
前記中空領域が、試料に含まれる被検出物質の有無を判定できる判定部を有する
光学的センサを準備するステップと、
前記中空領域へ毛細管現象を利用して試料を挿入するステップと、
電磁波を前記第２の金属層の前記第２の下面から入射するステップと、
前記第１の金属層を透過する前記電磁波を検知するステップ
とを備えた検出方法。
【請求項１２】
第１の上面と第２の下面とを有する第１の金属層と、
第２の上面と第２の下面とを有する第２の金属層と、
前記第１の金属層と前記第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を捕捉する捕捉体を配置することが可能である中空領域
とを備え、
前記第１の金属層の前記第１の下面と前記第２の金属層の前記第２の上面が対向し、
前記第１の金属層の厚さおよび前記第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であり、
前記中空領域が、試料に含まれる前記被検出物質の有無を判定できる判定部を有する
光学的センサにおける前記中空領域へ、前記被検出物質を捕捉する捕捉体を含む溶質を挿入する第１のステップと、
前記第１のステップの後に、前記溶質を乾燥させ、前記捕捉体を前記中空領域に配置する第２のステップ
とを備えたことを特徴とする捕捉体の固定方法。
【請求項１３】
前記捕捉体は、粒子の表面に固定される
ことを特徴とする請求項１２に記載の捕捉体の固定方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の光学的センサを挿入して使用する検査ユニットであって、
前記検査ユニットは、
開口部と、
前記開口部から挿入された前記光学的センサを受容する光学的センサ収容部と、
前記光学的センサへ電磁波を放射するための電磁波源と、
前記電磁波源から放射される光を所定の角度で前記光学的センサを通過させ、前記検査ユニットの外部へと導く光路とを備える検査ユニット。
【請求項１５】
前記電磁波源は、
前記光学的センサの前記第１の金属層と前記第２の金属層との距離と、前記中空領域の屈折率とで決まる前記光学的センサの透過光に対する干渉波長を含む単色または擬似単色の発光スペクトルを持つ
ことを特徴とする請求項１４に記載の検査ユニット。
【請求項１６】
前記光路のいずれかの位置に、前記電磁波源から放射される光の前記光学的センサに対する角度を概略一定に制限するコリメータを備えた
ことを特徴とする請求項１４に記載の検査ユニット。
【請求項１７】
前記コリメータが前記電磁波源と前記光学的センサを前記所定の角度で結ぶ直線に平行な複数の平面を有するルーバーである
ことを特徴とする請求項１６に記載の検査ユニット。
【請求項１８】
前記コリメータが複数の凸レンズまたは凹レンズの組み合わせである
ことを特徴とする請求項１６に記載の検査ユニット。
【請求項１９】
前記コリメータが前記光路を占める光学的導波路である
ことを特徴とする請求項１６に記載の検査ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ウィルス等の検知に使用できる光学的干渉現象を利用した光学的センサと、光学的センサを用いた検出方法と、光学的センサにおける捕捉体の固定方法と、検査ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、例えば、ウィルス検知等に使用可能な特許文献１に開示されている光学的センサ１００の断面図である。光学的センサ１００は、プリズム１０１と、金属層１０２と、絶縁層１０３と、捕捉体１０４とを有する。表面が平坦な金属層１０２は、プリズム１０１の下面に配置される。絶縁層１０３は、金属層１０２の下面に配置され、その表面は平坦で、所定の誘電率を有する。捕捉体１０４は、絶縁層１０３の下面に固定され、例えば抗体である。【０００３】
金属層１０２と絶縁層１０３との界面には、電子の疎密波である表面プラズモン波が存在する（図示しない）。プリズム１０１の上方に、光源１０５が配置される。光源１０５からプリズム１０１へ、Ｐ偏光された光が全反射条件で入射される。このとき、金属層１０２と絶縁層１０３との界面の近傍にはエバネセント波が生じている。金属層１０２で全反射された光が、検波部１０６で受光され、光の強度が検出される。【０００４】
エバネセント波と表面プラズモン波との波数が一致する波数整合条件が満たされると、光源１０５から供給される光のエネルギーは表面プラズモン波の励起に利用され、反射光の強度が減少する。波数整合条件は、光源１０５から供給される光の入射角に依存する。したがって、入射角を変化させて検波部１０６で反射光強度を検出すると、ある入射角において、反射光の強度が減少する。【０００５】
反射光の強度が最小となる角度である共鳴角は、絶縁層１０３の誘電率に依存する。試料中の被検出物質であるアナライトと捕捉体１０４とが特異結合して生成された結合物が、絶縁層１０３の下面に構成されると、絶縁層１０３の誘電率が変化する。この誘電率の変化に応じて、共鳴角が変化する。したがって、共鳴角の変化をモニタリングすることにより、アナライトと捕捉体１０４との特異結合における結合の強さや、結合の速さなどを検知することが可能となる。【０００６】
上記の従来の光学的センサ１００は、Ｐ偏光を供給できる光源１０５と金属層１０２の上面に配置されるプリズム１０１とを有するので、光学的センサ１００は、サイズが大きく、かつ構成が複雑になるという課題を有していた。【０００７】
小型で簡易構成な光学的センサを実現する事を目的として、特許文献２のような光学的センサが提案されている。【０００８】
図１３は、特許文献２に開示された光学的センサ２０１の模式図である。光学的センサ２０１は、電磁波が供給されるように構成された上面と、下面とを有する。そして、上面は、金、銀などの金属により形成された第１の金属層２０２を備え、下面は、金、銀などの金属により形成された第２の金属層２０３を備える。そして、第１の金属層２０２の下面と、第２の金属層２０３の上面とが対向している。第１の金属層２０２は厚さが３０ｎｍ以上４５ｎｍ以下であり、第２の金属層２０３は厚さ１００ｎｍ以上である。第１の金属層２０２と第２の金属層２０３との間には、溶質２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃなどを含有する試料２０８で充填されるように構成された中空領域２０４が設けられる。中空領域２０４の、第１の金属層２０２の下面と、第２の金属層２０３の上面の少なくとも一方に、複数の捕捉体２０７が物理吸着される。電磁波源の一種である光源２０９から第１の金属層２０２に供給される光は、第１の金属層２０２と中空領域２０４の第１界面２０２Ｂ、及び、第２の金属層２０３と中空領域２０４の第２界面２０３Ａに光学的な共鳴を発生させることができる。試料２０８中に捕捉体２０７と特異的に結合するような被検出物質（アナライト）である溶質２０８Ｃが存在すれば、捕捉体２０７とアナライトとが特異的に結合し、誘電率が変化する。その結果、光学的な共鳴の条件が変化することで、光源２０９から供給される光に対する共鳴吸収波長が変化する。共鳴吸収波長の変化が、色の変化として目視で検出される。光学的センサ２０１においてはプリズムが必要なく、また光源２０９から供給される光は特定の偏光状態やコヒーレンスを持つ必要がない。その結果、小型で簡易な構成の光学的センサを実現することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１８１２９６号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１２２７７６号
【発明の概要】
【００１０】
本発明の光学的センサは、第１の上面と第１の下面とを有する第１の金属層と、第２の上面と第２の下面とを有する第２の金属層と、第１の金属層と第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を捕捉する捕捉体を配置することが可能である中空領域とを備える。そして、第１の金属層の第１の下面と第２の金属層の第２の上面が対向し、第１の金属層の厚さおよび第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である。中空領域が、試料に含まれる被検出物質の有無を判定できる判定部を有し、第２の金属層が、第２の下面から第２の上面に向けて電磁波を透過することが可能であり、第１の金属層が、第１の下面から第１の上面に向けて電磁波を透過することが可能である。
【００１１】
また、本発明の光学的センサの検出方法は、光学的センサにおける中空領域へ、被検出物質を捕捉する捕捉体を配置するステップと、中空領域へ毛細管現象を利用して試料を挿入するステップと、電磁波を第２の金属層の第２の下面から入射するステップと、第１の金属層を透過する電磁波を検知するステップとを備える。上記光学的センサは、第１の上面と第１の下面とを有する第１の金属層と、第２の上面と第２の下面とを有する第２の金属層と、第１の金属層と第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を補足する捕捉体を配置することが可能である中空領域とを備える。そして、上記光学的センサは、第１の金属層の第１の下面と第２の金属層の第２の上面が対向し、第１の金属層の厚さおよび第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である。さらに、上記光学的センサは、中空領域が、試料に含まれる被検出物質の有無を判定できる判定部を有する。
【００１２】
また、本発明の捕捉体の固定方法は、光学的センサにおける中空領域へ、被検出物質を捕捉する捕捉体を含む溶質を挿入する第１のステップと、第１のステップの後に、溶質を乾燥させ、捕捉体を中空領域に配置する第２のステップとを備える。そして、上記光学的センサは、第１の上面と第１の下面とを有する第１の金属層と、第２の上面と第２の下面とを有する第２の金属層と、第１の金属層と第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を捕捉する捕捉体を配置することが可能である中空領域とを備える。そして、第１の金属層の第１の下面と第２の金属層の第２の上面が対向し、第１の金属層の厚さおよび第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であり、中空領域が、試料に含まれる被検出物質の有無を判定できる判定部を有する。
【００１３】
また、本発明の検査ユニットは、光学的センサを挿入して使用する検査ユニットであって、検査ユニットは、開口部と、開口部から挿入された光学的センサを受容する光学的センサ収容部と、光学的センサへ電磁波を放射するための電磁波源と、電磁波源から放射される光を所定の角度で光学的センサを通過し、検査ユニットの外部へと導く光路とを備える。そして、上記光学的センサは、第１の上面と第１の下面とを有する第１の金属層と、第２の上面と第２の下面とを有する第２の金属層と、第１の金属層と第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を補足する捕捉体を配置することが可能である中空領域とを備える。そして、第１の金属層の第１の下面と第２の金属層の第２の上面が対向し、第１の金属層の厚さおよび第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である。中空領域が、試料に含まれる被検出物質の有無を判定できる判定部を有し、第２の金属層が、第２の下面から第２の上面に向けて電磁波を透過することが可能であり、第１の金属層が、第１の下面から第１の上面に向けて電磁波を透過することが可能である。
【００１４】
上記構成により、本発明の光学的センサは、電磁波源から供給される電磁波の反射波ではなく、透過波を使用することにより検知部に対する電磁波源の位置関係を、光学的センサを挟んで一直線上とすることが可能となる。よって、本発明の光学的センサは、常に最適な角度での電磁波照射及び観察が可能となり、角度による光学的共鳴の条件が変化して色が異なって見えることを防ぐことができる。
【００１５】
また、電磁波源を内蔵し電磁波の伝播路を最適に設計した検査ユニットを使用することで、上記のような電磁波源と光学的センサの配置をより最適化することが可能となるとともに、光学的センサの光学的共鳴条件に最適化したスペクトルを持った電磁波源を常に使用することが可能となる。よって、電磁波源の種類によって感度が低下することを防ぎ、検出感度をより向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施の形態１における光学的センサの断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、捕捉体の配置を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、捕捉体とアナライトとの特異結合の概念図である。
【図３Ａ】図３Ａは、捕捉体の凝集を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、中空領域における捕捉体の凝集を示す模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態１による光学的センサにおける、透過電磁波の光路を示す模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態１における光学的センサにおける、透過電磁波の光路を示す模式図である。
【図５】図５は、実施の形態１における光学的センサの透過スペクトルの屈折率による変化を示すグラフである。
【図６】図６は、透過スペクトルのピークの中心波長の屈折率依存性を示すグラフである。
【図７】図７は、透過スペクトルのピークの中心波長の中空領域の高さとの関係を示すグラフである。
【図８】図８は、透過スペクトルの屈折率変化による変化に対する光源のスペクトルを示すグラフである。
【図９】図９は、実施の形態４における検査ユニットの構造を示す模式図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４における検査ユニット内部の、光学系を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施の形態４における検査ユニット内部の、光学系を示す模式図である。
【図１２】図１２は、従来の光学的センサの断面図である。
【図１３】図１３は、従来の光学的センサの断面図である。
【図１４】図１４は、溶液と屈折率の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態の説明に先立ち、図１３に示す従来の光学的センサの構成の課題について説明する。
【００１８】
図１３に示す光学的センサ２０１では、検出の有無は、反射光の色変化に依存している。反射光の色変化は、光源２０９から供給される光に対する光学的な共鳴吸収波長が、捕捉体２０７とアナライトとの特異結合の有無による中空領域２０４の屈折率変化（誘電率変化と等価と考えてよい）に依存して変化することに起因する。しかし、通常の生化学的センサにおいて問題となるアナライトの結合量は微量であるため、結合量に対応する屈折率変化量もそれほど大きくはない場合がある。
【００１９】
また、反射光における光学的な共鳴吸収波長は、光学的センサ内部での光路差によって決まる。そのため、光源から供給される光の入射角及び反射光を観察する観測角が変わると条件が変化し、反射光の色が変わって見えることが検出の妨げとなる場合がある。
【００２０】
また、光源のスペクトルによっては、光学的な共鳴による色変化が、検知されにくいことがある。
【００２１】
さらには、色覚異常者にとっては、そもそも色変化を判別すること自体が困難であり、反射光の呈する色範囲によっては検出の有無が判別できないこともある。
【００２２】
次に本実施の形態について説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における光学的センサ１の断面の模式図である。光学的センサ１は、金属層２（第１の金属層）と、金属層３（第２の金属層）と、中空領域４とを有する。金属層２は、上面２Ａと、下面２Ｂとを有し、金属層３は、上面３Ａと、下面３Ｂとを有する。金属層３の上面３Ａと、金属層２の下面２Ｂは対向する。金属層２と金属層３とに挟まれた領域が、中空領域４となる。金属層２および金属層３の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である。中空領域４には、アナライト（被検出物質）８０Ａと特異結合する捕捉体７が配置されている。
【００２４】
そして、中空領域４には、捕捉体７と特異結合するアナライト８０Ａの有無を判定するための判定部８がある。
【００２５】
捕捉体７とは、特定のアナライト８０Ａを捕捉するもの、すなわち、アナライト８０Ａと特異結合するものであり、例えば、抗体、受容体タンパク、アプタマー、ポルフィリン、モレキュラーインプリンティング技術により生成された高分子などを指す。
【００２６】
アナライト８０Ａは、タンパク質等の他の溶質８０Ｂ、主に水である溶媒８０Ｃと共に試料８０に含まれ、捕捉体７と特異的に結合する物質のことをいう。
【００２７】
試料８０にアナライト８０Ａが含まれている場合、判定部８において、アナライト８０Ａと捕捉体７とが特異的に結合し、凝集体を形成する。
【００２８】
光源などの電磁波源１１より供給された入射電磁波１１１は、判定部８の下方にある金属層３の下面３Ｂから入射される。そして、入射電磁波１１１は、判定部８の上方にある金属層２（第１の金属層）を透過する。そして、透過電磁波１１２は検知部１２にて検知される。
【００２９】
後述するが、試料８０にアナライト８０Ａが含まれている場合は、中空領域内の屈折率が変化するが、試料８０にアナライト８０Ａが含まれていない場合は、中空領域内の屈折率は変化しない。そのため、中空領域内の屈折率の変化を検知部１２で検知することにより、アナライト８０Ａの有無を判定することができる。
【００３０】
金属層２および金属層３は、例えば、金や銀、アルミニウムなどで構成される。金属層２および金属層３が金である場合、５５０ｎｍ前後より短い波長の反射率が低下する。この低いピークは積極的に検出に寄与することはない。そのため、強度が低くなることは検出に寄与する５００ｎｍ以上のピークの色純度を向上させることができる。
【００３１】
金属層３は、入射電磁波１１１を透過させるために５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の厚みである。この厚みでは、金属層３は、単体で形状を維持し難い。よって保持部６が金属層３に固定され、金属層３の形状を保持する。保持部６は入射電磁波１１１を金属層３へ効率良く供給させる必要があるので、入射電磁波１１１を減衰させにくい材質で形成される。入射電磁波１１１は可視光（波長が概ね３５０ｎｍ以上、８００ｎｍ以下の範囲の電磁波）なので、可視光を効率的に透過させるガラスや透明プラスチック等の透明な材料で形成される。保持部６の厚みは機械強度的に許容できる範囲で、できるだけ薄い方が好ましい。
【００３２】
金属層２は金属層３と同様に５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下の厚みを有する。金属層２は保持部５に固定され、金属層２の形状が保持される。保持部５は保持部６と同様に可視光を効率的に透過させるガラスや透明プラスチック等の透明な材料で形成され、保持部５の厚みは、やはり機械強度的に許容できる範囲で、できるだけ薄い方が望ましい。
【００３３】
金属層３の下面３Ｂから可視光領域の波長を持つ入射電磁波１１１が入射される。金属層３は十分に薄いため、入射電磁波１１１は金属層３を透過して中空領域４のなかを伝播し、金属層２に達する。
【００３４】
金属層２も金属層３と同様に５０ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。５０ｎｍより大きな膜厚では入射電磁波１１１は金属層２を透過できず、検知部１２に十分な量の透過電磁波１１２が到達できないため光学的センサ１の感度が低下する。
【００３５】
金属層２と金属層３は共に３０ｎｍ以下の膜厚を有することがより好ましい。金属層２と金属層３が共に３０ｎｍ以下の膜厚とすることによって、中空領域４での干渉が強すぎない適切な強度とすることが出来る。この結果、透過電磁波１１２に現れるスペクトルの幅と強度が、屈折率の変化を感度良く検知するために必要十分なものになる。
【００３６】
また、金属層２と金属層３はともに５ｎｍ以上の厚さを有することが望ましい。これより小さな膜厚の場合には、反射率が極端に低くなるため、中空領域４での干渉が起こりにくくなるとともに、干渉を起こさずに直接透過する入射電磁波１１１の割合が増える。そのため、やはり光学的センサ１の感度が低下する。
【００３７】
金属層２と金属層３との間の距離が一定に維持されるように、光学的センサ１は金属層２と金属層３とを保持する柱または壁（図示せず）を有していてもよい。この構造により、光学的センサ１は中空領域４をより確実に実現することができる。
【００３８】
複数の捕捉体７は、金属、樹脂などからなる粒子９の表面に固定されている。複合体１０は、捕捉体７と粒子９とで形成されている。
【００３９】
図２Ａは捕捉体７が粒子９の表面に固定された複合体１０の模式図である。図２Ａに示すように、捕捉体７が粒子９の表面に化学吸着され複合体１０を形成している。粒子９は例えば、直径１００ｎｍのポリスチレンラテックス樹脂を用いる。固定方法は限定しないが、例えば、化学吸着により固定することができる。化学吸着の方法としては、例えば、シランカップリング反応や自己組織化単分子膜を介して粒子９に捕捉体７を固定する方法が考えられる。
【００４０】
複数の複合体１０は、中空領域４内に配置される。
【００４１】
例えば、試料８０が注入される領域から判定部８までの間に、複合体１０を固定するための固定部１３が設けられている。複合体１０は固定部１３に物理吸着されて配置される。
【００４２】
すなわち、中空領域４は、固定部１３と判定部８とを有することが好ましい。
【００４３】
複合体１０を固定させる固定部１３の表面は、例えば、高分子、ポリマー、金属、セラミクス、ガラス、シリコンのいずれかで構成される。なお、材質は特に限定されない。プロセス上の容易性の観点より、固定部１３は、判定部８に形成された金属層３と一体化し形成されていることが好ましい。
【００４４】
あるいは、捕捉体７は、例えば、判定部８の金属層２の下面２Ｂと、金属層３の上面３Ａの少なくとも一方に物理吸着されている。このとき、複数の捕捉体７は、金属層２の下面２Ｂの下方と金属層３の上面３Ａの上方の少なくとも一方に配向されずに配置されてもよい。
【００４５】
複合体１０は、金属層２または金属層３の表面に物理吸着されているため外部から試料８０が注入された際には、容易に表面から離脱して試料８０中に再分散される。
【００４６】
図２Ｂは捕捉体７と、試料８０に含有されるアナライト８０Ａとの特異結合の様子を模式的に示したものである。捕捉体７はアナライト８０Ａに対してのみ特異性を持つため、試料８０中のアナライト８０Ａとは結合するが、他の溶質８０Ｂとは結合しない。この効果を用いることで、ウィルス抗原や疾病マーカータンパク質などの所望の被測定物質を選択的に捕捉することができる。
【００４７】
粒子９に捕捉体７を固定して保持する事により、複合体１０が試料８０中に再分散された際に、捕捉体７がアナライト８０Ａに接触しやすい構造になる。よって、捕捉体７とアナライト８０Ａとが、効率的に特異結合する。
【００４８】
図３Ａに、捕捉体７とアナライト８０Ａとの特異結合による凝集の模式図の一例を示す。
【００４９】
通常、アナライト８０Ａは、捕捉体７と特異結合する複数の結合サイトをもつため、図３Ａに示すようにある粒子９上の捕捉体７はアナライト８０Ａを介して別の粒子９上の捕捉体７と結合することが可能である。すなわち、アナライト８０Ａをリンクとして複合体１０が相互に結合し、複合体１０の集合体（凝集体）を形成することができる。
【００５０】
ここで粒子９としてポリスチレンラテックス樹脂を用いる場合、ポリスチレンラテックスの屈折率は１．５９である。
【００５１】
一方で試料８０の溶媒８０Ｃが水の場合、屈折率は１．３３３４である。
【００５２】
試料８０の中に捕捉体７と特異結合するアナライト８０Ａが含まれている場合には、上記のようにして複合体１０の凝集体が形成される。図３Ｂに示すように凝集体が判定部８の少なくとも一部を満たすことによって判定部８の屈折率が高くなる。その結果、判定部８における光学的な共鳴の条件が変化する。一方で試料８０にアナライト８０Ａが含まれない場合には、複合体１０の集合体（凝集体）は形成されない。そのため、中空領域４の屈折率は溶媒８０Ｃすなわち水と等しい。厳密には分散状態の複合体１０が存在するため、複合体１０の濃度によって水のみの場合の屈折率とは若干異なるが、エマルジョン状態に近い高濃度でなければ実質的には無視して差支えない。これにより、光学的な共鳴条件の変化を何らかの方法で知ることが出来れば、試料８０中のアナライト８０Ａの有無を検出することが可能である。
【００５３】
なお、粒子９の材料としては一般的なポリスチレンラテックス樹脂を使用したが、水との屈折率差の大きい他の材料でも可能である。他に無機物である金属酸化物、金属、磁性体材料や誘電体材料で構成されていてもよいし、有機物であるデンドリマなどで構成されてもよい。例えば、金属酸化物である酸化チタンの微粒子を用いれば、屈折率が２．５以上とさらに大きいため共鳴波長のシフト量が大きくなり、より感度が向上することが期待できる。
【００５４】
粒子９を磁性材料で構成した場合は、中空領域４に試料８０を注入後、光学的センサ１の外部から磁界をかける事により捕捉体７を攪拌することが可能となり、捕捉体７とアナライト８０Ａは効率的に特異結合できる。
【００５５】
粒子９がデンドリマである場合、デンドリマはその形状が均一化できるので、各粒子９の形状のばらつきを低減できる。これにより、光学的センサ１の性能ばらつきを低減できる。
【００５６】
なお、本実施の形態において粒子９には、球形のビーズを使用しているが、これ以外の立体形状でもよい。例えば、粒子９が立方体形状の場合、粒子９が球形である場合に比べて、凝集によって中空領域４を粒子９（複合体１０）が占める際の充填率は高くなる。計算上、捕捉体７やアナライト８０Ａの大きさを無視すれば充填率を１００％にできる。球形の場合は、最密充填で、充填率は７４％である。
【００５７】
本実施の形態では、粒子９のサイズは、直径１００ｎｍとしたが、これに限定されるものではない。一般に、粒子９のサイズが、中空領域４の高さの半分程度より小さければ、粒子９を中空領域４に挿入できる。また、粒子９の直径が５０ｎｍ程度よりも小さくなれば、Ｍｉｅ散乱の効果が低減され、可視光に対してほぼ透明とみなせるようになるため、元来不透明な材料であっても中空領域４内での可視光の伝播を妨げないようになり使用することができる。
【００５８】
本実施の形態にかかる光学的センサ１は、金属層２と金属層３の間の中空領域４（判定部８）の屈折率の変化（屈折率ｎは誘電率εに対してｎ＝ε１／２の関係にあるため、誘電率の変化と等価である）により、光学的な共鳴波長が変化する特徴を有している。このため、捕捉体７を化学吸着等により金属層２、金属層３に強く固定する必要はない。
【００５９】
一方、例えば図１２に示した従来の光学的センサ１００は、感度を確保する為に、絶縁層１０３の下面に捕捉体１０４を化学吸着等により固定する必要がある。
【００６０】
よって、本実施の形態の光学的センサ１は、捕捉体７の配置プロセス、例えばＳＡＭ膜形成プロセスが簡便化でき、製造効率を向上することができる。
【００６１】
なお、以上の説明において、複合体１０は、中空領域４内の判定部８あるいは固定部１３に配置される。しかしながら、複合体１０が判定部８内に配置される場合は、固定部１３は必要ない。
【００６２】
次に、光学的センサ１の動作について説明する。本実施の形態においては、入射電磁波１１１は可視光であり、電磁波源１１は可視光光源である。光源としては白熱電球、ハロゲンランプ、各種放電ランプ、太陽光などが可能である。また電磁波源１１には偏光板等の光の偏波を揃える装置を備えていない。図１２に示す従来の光学的センサ１００と異なり、本実施の形態の光学的センサ１は、Ｐ偏光された光だけでなくＳ偏光された光でも、あるいは無偏光の光であっても光学的に共鳴させることが可能となる。
【００６３】
光学的な共鳴を発生させる入射電磁波１１１の波長は、一義的には金属層２と金属層３の間の距離と、金属層２と金属層３の間の中空領域４（判定部８）の実効的な屈折率のうち少なくともひとつを調整することにより制御可能である。
【００６４】
粒子９の表面の捕捉体７は、実質的には判定部８の屈折率に寄与しないと考えられる。ここでの実効的な判定部８の屈折率は、判定部８での試料８０の屈折率と複合体１０の粒子９の屈折率の分布によって決まる。したがって、実効的な判定部８の屈折率とは、中空領域４の判定部８における入射電磁波１１１および透過電磁波１１２の伝播経路上の、入射電磁波１１１および透過電磁波１１２の波長と同等以上の空間スケールにおける平均的な屈折率である。
【００６５】
金属層２の上面２Ａの上方には可視光である透過電磁波１１２を検知する検知部１２が配置される。検知部１２は、光源である電磁波源１１から与えられた入射電磁波１１１を光学的センサ１が受けた後に光学的センサ１を透過した透過電磁波１１２を受信する。検知部１２は本実施の形態では肉眼による目視であるが、分光機能をもった光検出器でもよい。
【００６６】
このような構造により、電磁波源１１から供給される光である入射電磁波１１１は中空領域４において光学的な共鳴（干渉）を起こす。その共鳴波長は中空領域４（判定部８）の高さおよび中空領域４（判定部８）の実効的な屈折率によって決定される。
【００６７】
光学的センサ１の中空領域４に試料８０が充填され、捕捉体７が固定された粒子９すなわち複合体１０は、試料８０中に再分散される。そして、アナライト８０Ａを介して複合体１０が相互に凝集した状態へ変化した場合、光学的センサ１の光学的な共鳴の共鳴波長は変化する。複合体１０の凝集体が形成されることによって、金属層２と金属層３の間（中空領域４の判定部８）の実効的な屈折率が変化し、光学的センサ１の光学的な共鳴の共鳴波長が変化する。
【００６８】
図４Ａ、図４Ｂに、電磁波源１１から検知部１２に至る電磁波の経路を示した模式図を示す。透過電磁波１１２には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように少なくとも２種類ある。一つは、図４Ａに示すように、金属層３と金属層２を直接透過して検知部１２に到達した透過電磁波１１２ａである。もう一つは、図４Ｂに示すように、金属層３を透過した後、金属層２の下面２Ｂで反射され、さらに再度、金属層３の上面３Ａで反射され、その後、金属層２を透過して検知部１２に到達した透過電磁波１１２ｂである。
【００６９】
金属層２で反射された入射電磁波１１１は再度、金属層３で反射し、金属層３を透過してくる後続の入射電磁波１１１と干渉を起こす。
【００７０】
すなわち、透過電磁波１１２ａと透過電磁波１１２ｂとが干渉することになる。その際の透過電磁波１１２ａと透過電磁波１１２ｂとの間の光路差δは
δ＝２×ｎ×ｄ×ｃｏｓθ  ・  ・  ・  式（１）
で表される。ｄは、金属層２の下面２Ｂと金属層３の上面３Ａとの間の距離、すなわち中空領域４の判定部８における高さである。ｎは、中空領域４の判定部８における実効的な屈折率である。またθは金属層２に対して垂直方向から測った、入射電磁波１１１の入射角である。これが入射電磁波１１１の波長の整数倍、すなわちｍを１以上の整数として、
２×ｎ×ｄ×ｃｏｓθ＝ｍλ  ・  ・  ・  式（２）
を満たす波長λにおいて透過電磁波１１２ａと透過電磁波１１２ｂの位相が一致するため、強度が最大となって検知部１２で観察される。一方、それ以外の波長では強度の増大は起こらず、金属層２と金属層３との間の反射を繰り返すうちに減衰する。金属層２および金属層３が十分な膜厚を有する場合には、実質的に式（２）の条件を満たして増幅される波長のみが検知部１２において透過電磁波１１２として検知される。実際には、検知部１２においては、式（２）の条件を満たす波長を中心とするピーク状の透過スペクトルが観測される。これは本質的にはファブリーペロー干渉現象と同一の多重反射干渉である。
【００７１】
なお、上記実施の形態では、光学的センサ１へ入射後、金属層３と金属層２を透過して検知部１２まで達する透過電磁波１１２ａと、さらに金属層２と金属層３での２回の反射を経て検知部１２まで達する透過電磁波１１２ｂとの干渉を例に挙げている。しかしながら、一般に任意の偶数だけ異なった回数の反射を経て検知部１２に達する透過電磁波１１２ａと透過電磁波１１２ｂの組についても同様の議論が成り立つ。
【００７２】
ここで式（２）から明らかなように、判定部８において光学的な共鳴を起こす入射電磁波１１１の波長は判定部８での屈折率に依存する。従って、干渉条件、すなわち検知部１２において透過電磁波１１２が最大強度の透過スペクトルのピークとなる波長の条件は判定部８の実効的な屈折率が変化することによって変化する。このことから、光学的センサ１においては判定部８における実効的な屈折率の変化を、光学的な共鳴によって増強された透過電磁波１１２の透過スペクトルのピークとなる波長の変化、あるいはそれによる色の変化として検知することが可能となる。判定部８の実効的な屈折率の変化は、前述したように、複合体１０の凝集によって引き起こされる。すなわち、透過電磁波１１２の波長の変化によって、試料８０中のアナライト８０Ａの存在が検出される。
【００７３】
図５に本実施の形態の光学的センサ１を試作して、電磁波源１１としてハロゲンランプを使用した際の透過電磁波１１２の分光スペクトルを示す。判定部８の高さ（金属層２の下面２Ｂと金属層３の上面３Ａとの間の距離）は８５０ｎｍ、金属層２および金属層３の厚さは２０ｎｍである。実線と点線の二つのスペクトルは中空領域４に、図１４に示す表に掲げた屈折率が既知の標準溶液を充填することで中空領域４の実効的な屈折率を変化させた結果である。図５の実線が純水（屈折率１．３３）、図５の点線がシクロヘキサン（屈折率１．４２６）の場合のデータである。
【００７４】
図５の実線のスペクトル（判定部８の実効的な屈折率が１．３３）を見ると、式（２）を満たす複数の波長において透過電磁波１１２のピークが現れており、それぞれ波長が長いほうから、ｍ＝３、４、５にほぼ対応すると考えられる。判定部８の実効的な屈折率が１．４２６に上昇すると、実線のスペクトルに見られた３本のピークのうちの短波長側２本が、屈折率変化に伴って点線で示したようにそれぞれ長波長側に５０〜６０ｎｍシフトしており、ピーク波長の変化によって判定部８の実効的な屈折率の変化を検出できていることがわかる。
【００７５】
図６に、透過スペクトルのピークの中心波長の屈折率依存性を示したグラフを示す。図６は、中空領域に既知の屈折率を持った屈折率標準液を挿入して、透過電磁波１１２のピークの中心波長と判定部８での屈折率の関係を調べたものである。なお屈折率標準溶液は、図１４の表に示した４種類を使用している。
【００７６】
図６に示すとおり、屈折率に対する中心波長の変化はほぼ直線で近似する。
【００７７】
光学的センサ１では、入射電磁波１１１としてハロゲンランプである電磁波源１１からの、可視光領域全体にわたる連続スペクトルを入射させているにも関わらず、検知部１２において検知される透過電磁波１１２は複数の、ある幅を持った疑似単色のピーク状スペクトルである。透過電磁波１１２がピーク状のスペクトルを示すということは、検知部１２として肉眼での観察を行った場合に、色純度の高い特徴的な色を呈するということを意味する。図５においては可視光領域に複数のピークがみられたが、実際に肉眼でみた透過電磁波１１２の色は人間の眼の感度分布（５５５ｎｍにピークを持ち、視感度曲線と呼ばれる）に基づいて、実線のスペクトルは緑色、点線のスペクトルは橙色に見える。
【００７８】
特許文献２に開示された従来の光学的センサ２０１においては、中空領域２０４の屈折率変化に伴って反射光中にみられる共鳴吸収波長の変化を検出することで、捕捉体２０７とアナライト２０８Ｃとの特異結合の有無を判断している。このため、感度を高めるためには微小な共鳴吸収波長の変化を見分ける必要から共鳴吸収ピークは鋭い必要があり、金属層２０２の膜厚は、電磁波２０９Ａの透過性を維持しうる範囲で最大限厚くする必要がある。この場合には金の反射色スペクトル（いわゆる金色）中から狭い共鳴吸収ピークの波長帯が欠損することによる色味の変化（例えば「赤みがかった金色」から「緑がかった金色」への変化）を読み取る必要がある。
【００７９】
このような従来の方式に比べて、本実施の形態の構成のような擬似単色のスペクトルを検出標準として使用する場合には、それぞれの屈折率における反射色が単色に近く、色変化の判別が容易となる。
【００８０】
上述のような色変化を検出する場合には、判定部８での実効的な屈折率の変化以外の理由で色の変化が起こらないことが重要である。式（２）からわかるように、光学的センサ１において光学的な共鳴を起こして強度が増大する透過電磁波１１２の波長は、判定部８での実効的な屈折率ｎのみでなく入射角θにも依存する。すなわち、入射電磁波１１１の入射角や、検知部１２からみた透過電磁波１１２の観測角が変化すると、検知部１２においてピークとして検知される波長が変化し、色が変わって見える。
【００８１】
特許文献２に開示された従来の光学的センサ２０１においては、光学的センサ２０１の上方から入射した電磁波源２０９の反射波を、やはり光学的センサ２０１の情報から観察することになる。このような従来の構成の場合、入射電磁波２０９Ａと反射電磁波２０９Ｂの角度を精密に制御するのは難しい。検知部２１０と電磁波源２０９を厳密に同一線上に配置するのは不可能であるため、入射角θを補正しなければいけない複雑な設計が必要になる。
【００８２】
これに対して図４Ａに示した本実施の形態のような構成では光学的センサ１を電磁波が透過する構成としたことで、電磁波源１１と検知部１２を厳密に同一直線状に配置することが容易に可能となり、検知部１２における意図しない透過電磁波１１２の波長の変化、すなわち検知される色の変化を抑制することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、金属層２及び金属層３の厚さが５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下としているが、この膜厚が与える影響は定性的には以下の通りである。
【００８４】
まず、金属層２および金属層３の膜厚が厚い場合には、金属層２および金属層３での反射率が高くなる。そのため、判定部８において、金属層２および金属層３で反射された光学的な干渉に寄与する波長の成分が相対的に増大する。一方、干渉に寄与しない波長の成分（すなわち式（２）を満たさない波長の成分）の透過率は、金属層２および金属層３の膜厚が大きくなることで低下する。つまり、検知部１２に到達する干渉に寄与しない波長の成分の強度は低下する。膜厚が大きくなることによる透過率の低下は、当然、式（２）を満足する波長においても生じる。そのため、検知部１２に達する透過電磁波１１２の絶対的な強度は低下するが、式（２）を満足しない成分は透過しないため、相対的にはスペクトルのベースラインが低下して式（２）を満足する波長の成分の増大が大きくなる。その結果、透過電磁波１１２にみられるピークは鋭く、また高くなる。
【００８５】
逆に金属層２および金属層３の膜厚が小さい場合には、光学的センサ１の透過率が向上するため検知部１２に達する透過電磁波１１２の絶対的な強度は大きくなる。しかし、上記と逆の理由により式（２）を満足する成分の干渉による増強が相対的に小さくなるとともに、式（２）を満足しない波長の成分の透過率が増大する。そのため、スペクトルは全体的にベースラインが高くピークは低くなり、またピークの幅が広くなる。
【００８６】
外光（太陽光など）や白熱電球等の比較的低出力の光源を電磁波源１１として使用する場合には、金属層２及び金属層３の膜厚が大きすぎると透過電磁波１１２の強度が小さくなるため、変化を検知しにくい。従ってこのような場合には上記よりも膜厚を薄く、５ｎｍ以上、３０ｎｍ以下にすることが望ましい。
【００８７】
逆に電磁波源１１として、外光などより強度の強い光源（例えばレーザーダイオードなど）を使用する場合には、金属層２及び金属層３の膜厚を厚くすれば、より干渉が強まるため透過スペクトルのピークの幅が狭くなり、感度が高くなる。
【００８８】
なお、本実施の形態では金属層２及び金属層３を金の蒸着膜で形成した。この場合、５５０ｎｍ前後より短い波長の反射率が低下する。図５において、最も短波長側のピークの強度が他のピークに比べて低く、かつ、幅が広いのは、この影響を反映している。この低いピークは積極的に検出に寄与することはないため、強度が低くなることは検出に寄与する５００ｎｍ以上のピークの色純度を向上させることになり望ましい。しかしながら金以外の金属薄膜、例えば銀やアルミニウムを使用することも可能である。これらを用いた場合には、金に比べてコストを低減させることが可能であり、またより短波長のピークを検出に使用したい場合には金よりも有利となる。
【００８９】
また図５の実線のスペクトルに見られる複数のピークのうち、主に色変化に寄与する５５０ｎｍ付近のピークを除く他の２本を除去するようなフィルタを付加してもよい。この場合には検知部１２において検知される透過電磁波１１２の色純度をさらに高め、感度を向上させることが可能である。
【００９０】
次に、本実施の形態の光学的センサにおける検出方法の一例について説明する。
【００９１】
本実施の形態では、まず、第１のステップとして、次に示す光学的センサを準備する。準備する光学的センサは、厚さが５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である金属層２と、厚さが５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下である金属層３と、金属層２と金属層３とに挟まれた中空領域４を有する。そして、金属層３の上面３Ａと金属層２の下面２Ｂが対向している。金属層３の下面３Ｂから入射電磁波１１１が供給される。中空領域４は、試料８０に含まれ、捕捉体７と結合するアナライト８０Ａの有無を判定できる判定部８を有している。以上のように構成された光学的センサ１を準備する。
【００９２】
次に第２のステップについて説明する。第２のステップでは、毛細管現象を利用して捕捉体７を固定した粒子９、すなわち複合体１０を含む溶質を中空領域４に挿入する。
【００９３】
最後に第３のステップでは、捕捉体を固定する。
【００９４】
以下、捕捉体の固定方法について詳細に説明する。
【００９５】
第２ステップの後に、複合体１０を含む溶質を真空凍結乾燥等の手段によって乾燥させる。その結果、第３ノステップでは、中空領域４内に複合体１０を分散状態で配置される。
【００９６】
複合体１０は、中空領域４内の判定部８あるいは固定部１３に配置される。
【００９７】
光学的センサ１では、中空領域４内に捕捉体７を化学吸着により固定する必要がない。よって、中空領域４を確保維持するための柱等を介して金属層２と金属層３とを組み合わせた後で、上記のような簡単な方法により捕捉体７を中空領域４内に配置することができる。これにより、光学的センサ１を効率的に動作させることができる。
【００９８】
また、金属層２と金属層３の間の概ねすべての領域（捕捉体７が設けられていない領域も含む）で中空領域４が設けられてもよい。また、金属層２と金属層３の間で金属層２と金属層３を支える柱や壁以外の領域（捕捉体７が設けられていない領域を含む）に中空領域４が設けられていてもよい。
【００９９】
さらに、金属層２の下面２Ｂと金属層３の上面３Ａに腐食防止用コーティング層が塗布されていてもよい。その場合には、金属層２と金属層３の間の腐食防止用コーティング層以外の領域（腐食防止用コーティング剤の金属層２または金属層３と接していない表面に配置された捕捉体７の領域は含まない）に中空領域４を設けてもよい。試料８０を挿入可能な領域が中空領域４であり、中空領域４が金属層２と金属層３の間の一部領域に確保されている。
【０１００】
金属層２と金属層３の間の距離、すなわち中空領域４での判定部８の高さを４００ｎｍ以上、１６００ｎｍ以下の範囲とすることが望ましい。
【０１０１】
判定部８の高さをこのような範囲とすることで、捕捉体７にアナライト８０Ａが特異的に結合し、判定部８の屈折率が変化する前後の透過スペクトルのピークが５７０ｎｍ以上、５９０ｎｍ以下の黄色バンドをまたいで変化する。
【０１０２】
こうすることで反射色が緑から黄または橙へと、異なったカテゴリカルカラーに変化するため、目視による判別が容易になる。金属層２と金属層３との間の距離、すなわち中空領域４での判定部８の高さを４００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下の範囲とするとより好ましい。
【０１０３】
なお、本実施の形態では、電磁波源１１を金属層３の下方に置き、光源などの電磁波源１１を用いて光学的センサ１の金属層３側から入射電磁波１１１を入射し、金属層２側へと通過させる構成としたが、逆でもよい。すなわち、電磁波源１１を金属層２の上方に置き、光源などの電磁波源１１を用いて光学的センサ１の金属層２側から入射電磁波１１１を入射し、金属層３側へと通過させる構成であってもよい。つまり、電磁波を供給する電磁波源１１と、電磁波源１１から供給された電磁波の光学的特性変化を検出する検知部１２とが光学的センサ１を挟んで対向して配置されており、電磁波源１１から供給された電磁波は光学的センサ１を透過して検知部１２にて検知される構成であればよい。
【０１０４】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２による光学的センサについて、図１を用いて説明する。
【０１０５】
実施の形態２における光学的センサは構成要素的には実施の形態１で説明した光学的センサ１と同一であるので、実施の形態１における光学的センサ１と同じ構成部分に関しての説明は割愛する。
【０１０６】
実施の形態２の光学的センサは、試料８０中にアナライト８０Ａが存在することによって起こる複合体１０の凝集による中空領域４の屈折率の変化時において、屈折率が変化する前後で、擬似ピーク状構造の中心波長が５７０ｎｍから５９０ｎｍのバンド（黄色バンド）を実質的にまたぐように構成されている。「実質的にまたぐ」とは、屈折率の変化前の透過スペクトルのピークの中心波長が５７０ｎｍより短波長側にあり（緑のカテゴリカルカラーに属する）、変化後の透過スペクトルのピークの中心波長が５８０ｎｍ（黄色バンドの中央）よりも長波長側（黄色、ないし橙のカテゴリカルカラーに属する）にシフトするような変化を示すことを便宜的に表現している。
【０１０７】
捕捉体７とアナライト８０Ａとが結合しない状態における、金属層２と金属層３を構成する金によって反射される光の光学的干渉によって生じる透過スペクトルのピークの中心波長を第一の中心波長とする。
【０１０８】
捕捉体７とアナライト８０Ａとが結合し複合体１０が凝集体を形成した状態における、金属層２と金属層３を構成する金によって反射される光の光学的干渉によって生じる透過スペクトルのピークの中心波長を第二の中心波長とする。
【０１０９】
この時、第一の中心波長＜５７０ｎｍ＜第二の中心波長の条件を満たす。
【０１１０】
より好ましくは第一の中心波長＜５８０ｍｍ＜第二の中心波長の関係にあり、かつ、第一の中心波長＜５７０ｎｍまたは５９０ｎｍ＜第二の中心波長の少なくともどちらかの条件を満たす。
【０１１１】
周知のように、可視光の色は短波長端の紫から青、緑、黄色、赤と波長が長くなるにつれて連続的に変化して人間の眼には知覚される。本実施の形態の光学的センサ１のように、反射光のスペクトルによって定義される色の変化によってアナライト８０Ａの有無を検知する場合、同じ波長の変化量に対してどれだけ色の変化知覚量を大きくできるかが重要となる。
【０１１２】
人間は色を知覚する際、単純に赤、緑、青の三色に対応した三種類の錐体視細胞の出力の比率に応じて認識するのではなく、同じ系統の色のグループとして知覚していることが知られている。例えば紫に近い赤から橙色に近い赤までさまざまな赤をまとめて「赤」という色カテゴリー（カテゴリカルカラー）として認識している。これをカテゴリカル色知覚と呼んでいる。したがって、連続した色スペクトル上でも、異なるカテゴリーに属する色は区別がつきやすい。
【０１１３】
カテゴリカル色知覚において区別される色カテゴリーとしては、言語文化的側面から研究されており（言葉として表現できない色はカテゴリカルカラーとはならないため）、さまざまな言語に共通する色名として赤、黄、緑、青、茶、桃色、橙、白、灰、黒が基本カテゴリカル色名として定義されている。
【０１１４】
例えば、非常に線幅の細い単色光源を考えた場合、波長が短波長側から長波長側へとシフトするにつれて、カテゴリカルカラーとしては青、緑、黄色、橙、赤と変化している。しかしそれぞれの色カテゴリーに相当する範囲の波長幅は必ずしも一様ではない。青から緑への変化はほぼ４００ｎｍから５７０ｎｍ付近までの範囲で徐々に変化する。しかし、緑、黄色、橙の三つの色カテゴリーは、実に５７０ｎｍから５９０ｎｍのわずか幅２０ｎｍのバンド（黄色として表現される）をまたぐだけで変化して知覚される。
【０１１５】
本発明者らは、色変化を目視で検知する光学的センサの検出指標として、このカテゴリカル色知覚と波長の関係に注目した。すなわち、実施の形態１で示したような構成においてはじめて実現され透過スペクトルのピークの中心波長が、この黄色バンドをまたいで変化した場合、わずか２０ｎｍの変化でもカテゴリカルカラーが大きく変化する（緑と橙）ため、他の波長帯に比べて目視での変化の検知が際立って容易となるのである。
【０１１６】
このような透過スペクトルのピークの中心波長の設定は、金属層２の下面２Ｂと金属層３の上面３Ａとの間隔を適切に設定することで可能となる。
【０１１７】
図７は本発明者らが行った、金属層２と金属層３の間の中空領域４の高さ（金属層２と金属層３との間の距離）を変えて、透過スペクトルのピークの中心波長の変化を調べた結果である。ただし、中空領域４の屈折率は純水の値を使用した。透過スペクトルのピークの中心波長は中空領域４の高さに従って線形に変化することがわかる。
【０１１８】
本実施の形態では、判定部８の高さを図７の結果に従って８２０ｎｍとすることで、中空領域４に純水（屈折率１．３３４）を満たした場合の透過スペクトルのピークの中心波長が５６０ｎｍとなるように設定していた。この構造において、判定部８での屈折率が純水からイソオクタン（屈折率１．３９）に変化した場合に、透過スペクトルのピークの中心波長が５９０ｎｍにシフトした。この結果、反射色は緑から橙へと異なるカテゴリカルカラーに変化した。これは粒子９にポリスチレンラテックスビーズを使用した場合、中空領域４に対する体積凝集率４０％程度の凝集が起これば実現可能な実効的な屈折率の変化量である。
【０１１９】
但し、上述したような金属層２と金属層３の間隔による透過スペクトルのピークの中心波長の設定は、検出に関わる判定部８における、捕捉体７とアナライト８０Ａとの反応前後での複合体１０の凝集による屈折率変化量およびその絶対値によってその最適値が変化する。黄色バンドの幅が２０ｎｍであるため、透過スペクトルのピークの中心波長が反応前後によって黄色バンドを実質的にまたぐためには、中心波長の変化量、すなわち、第一の中心波長と第二の中心波長とは最低１０ｎｍ以上あることが望ましい。しかし中心波長の変化量が小さい場合には、捕捉体７とアナライト８０Ａとの反応前の中心波長が緑のカテゴリカルカラーに属し、かつできるだけ長波長でなければならない。従って中空領域４の判定部８の高さをより厳密に制御する必要が生じる。
【０１２０】
またカテゴリカルカラーの観点からは、緑から黄色の変化の方が、黄色から橙への変化よりも検知しやすい。従って、透過スペクトルのピークの中心波長の変化量が十分に大きくない場合には、反応前の中心波長を緑の最長波長端付近（５６０ｎｍ以短）とし、反応後の中心波長が５６０ｎｍよりも長くなるように設定することが望ましい。すなわちこの場合には、反応前後の透過スペクトルのピークの中心波長は黄色バンドを実質的にまたいではいないが、緑から黄色へとカテゴリカルカラーが変化することで、最小の中心波長変化量でも感度の高い色変化の検出が可能である。
【０１２１】
なお、上記の議論において判定部８の屈折率を決定する粒子９の屈折率は溶媒８０Ｃの屈折率よりも大きく、その結果、複合体１０の凝集が起こった場合には必ず判定部８での屈折率が上昇するという前提で説明した。しかし粒子９の屈折率が溶媒８０Ｃの屈折率より小さいことも可能である。その場合には反応前の透過スペクトルのピークの中心波長は黄色または橙のカテゴリカルカラーに属し、反応後には緑のカテゴリカルカラーに変化するように判定部８の高さを設定すればよい。
【０１２２】
（実施の形態３）
次に、本発明にかかる実施の形態３の光学的センサを、図１を用いて説明する。本実施の形態における光学的センサは構成要素的には実施の形態１で説明した光学的センサ１と同一であるので、実施の形態１における光学的センサ１と同じ構成部分に関しての説明は割愛する。
【０１２３】
本実施の形態の光学的センサ１においては、電磁波源１１を幅広い波長帯域に成分を持つ、例えば可視光領域における太陽光やハロゲンランプのような白色光源ではなく、光学的センサ１の光学的な共鳴による透過スペクトルのピークの中心波長に一致するような発光スペクトルを持つ疑似単色または単色光の光源とする。例えば単色のＬＥＤ光源（ＧａＮ系：緑、ＡｌＧａＩｎＰ；橙など）や有機ＥＬ光源、単色の蛍光体（例えば緑に蛍光波長を有する希土類蛍光体であるＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ；略称ＬＡＰ）のみを使用した単色蛍光ランプ、あるいはハロゲンランプ等の連続スペクトル光源に所望の波長帯を透過するバンドパスフィルタを付加したもの等が可能である。またレーザー光源でもよい。レーザー光源を用いた場合には入射電磁波１１１の強度をきわめて強く出来るので、判定部８での金属層２および金属層３の厚さをより厚くすることが可能である。それによって光学的な干渉をより強めることができ、透過スペクトルのピークの幅を狭くすることで感度の向上することができる。この場合、透過電磁波１１２の強度によっては、検知部１２である肉眼を障害する危険を避けるため、光学的センサ１と検知部１２の間にスリガラス状の光拡散板等を配置しても良い。
【０１２４】
このような特徴を持った電磁波源１１を使用することの利点を以下に説明する。
【０１２５】
図８は、図５に示したスペクトル（電磁波源１１にハロゲンランプを用いた場合の、光学的センサ１の透過スペクトル）に、本実施の形態において電磁波源１１として使用する中心波長５３６ｎｍ（緑）の疑似単色光を発するＬＥＤ光源の発光スペクトルを重ねたグラフ（スペクトル）を示す。太実線が電磁波源１１のＬＥＤ光源の発光スペクトルである。ＬＥＤ光源の発光波長は、図８の光学的センサ１の透過スペクトルのうち、中空領域４が純水で満たされている場合（実効的な屈折率が１．３３）の透過電磁波１１２のピーク波長にあわせて選択している。
【０１２６】
中空領域４の実効的な屈折率が１．３３の場合、すなわち試料８０がアナライト８０Ａを含まず、従って複合体１０が凝集して中空領域４の実効的な屈折率が上昇しない場合には、光学的センサ１を透過する透過電磁波１１２の透過スペクトルのピークの中心波長は電磁波源１１であるＬＥＤ光源の発光スペクトルと一致している。すなわち電磁波源１１からの入射電磁波１１１はほとんどが、光学的センサ１を透過して検知部１２において検知される。
【０１２７】
しかし、光学的センサ１が図８において点線で表された透過スペクトルを示す場合、すなわち試料８０がアナライト８０Ａを含み、複合体１０が凝集を起こして中空領域４の実効的な屈折率が上昇した場合には、光学的センサ１の透過スペクトルのピーク波長は電磁波源１１であるＬＥＤ光源の発光スペクトルの成分を含まない。このため電磁波源１１からの入射電磁波１１１は光学的センサ１を透過することが出来ず、従って検知部１２において透過電磁波１１２は検知されないか、強度が減少して検知される。
【０１２８】
これはすなわち、検知部１２において肉眼による目視での観察を行った場合、試料８０にアナライト８０Ａが含まれていた場合には、そうでない場合には見えていた光学的センサ１からの透過電磁波１１２の緑色の光が見えなくなることを示している。つまり、実施の形態１及び実施の形態２において色の変化の検知に頼っていた検出指標を、光学的センサ１を透過してくる電磁波源１１からの光の有無、あるいは光の濃淡で判別できるようになったことを意味する。
【０１２９】
色彩に対する感度は個人あるいは人種によって必ずしも一様ではない。また先天的あるいは後天的に色を判別する力の弱い色覚障害者も存在する。特に本発明において主に使用する５５０ｎｍ前後（緑）から６００ｎｍ付近（橙）へのシフトは、比較的高い割合で見られる色覚障害者にとって判別が特に難しい色範囲である。
【０１３０】
これに対し、本実施の形態によれば色の変化ではなく、光学的センサ１を透過してくる光の明暗での判別が可能になり、こうした色識別に対する個人差の影響を受けることがなく、汎用性の高い検査方法を提供することが可能である。
【０１３１】
なお、本実施の形態において検知部１２は肉眼による目視であるが、透過電磁波１１２の強度を感知する光検出器、例えばフォトダイオードなどでもよい。実施の形態１および実施の形態２の構成においては透過電磁波１１２のスペクトル変化に伴う色の変化、またはスペクトル変化それ自身を直接観察する必要があったため、肉眼以外の物理的な検出器を使用する場合には分光器等を備える必要があった。しかし、本実施の形態によれば観察されるのは電磁波源１１の発光スペクトル、または光学的センサ１の透過スペクトルのピークに相当する波長の光の強度であるので、検知部１２が分光機能を持つ必要はない。しかしこの場合でも、外光の影響を避けるために電磁波源１１の発光スペクトルないし光学的センサ１の透過スペクトルのピークに相当する波長以外の光を除去するフィルタを備えればなお良好である。
【０１３２】
また本実施の形態では電磁波源１１として波長５３６ｎｍの単色光を放射するＬＥＤ光源を使用したが、これに制限されるものではない。複合体１０の凝集によって中空領域４の屈折率が変化する前の光学的センサ１の透過スペクトルのピークと概略一致し、かつ複合体１０の凝集によって中空領域４の実効的な屈折率が変化した後の光学的センサ１の透過スペクトルのピークが実質的に含まれないような波長の単色ないし疑似単色の光源が使用可能である。光学的センサ１の透過スペクトルのピークの中心波長は、中空領域４の実質的な屈折率と中空領域４の判定部８の高さで決まるため、中空領域４の判定部８の高さが異なる場合にはそれに合わせた波長の電磁波源１１を使用することで、同等の効果を得ることが可能である。
【０１３３】
さらに、電磁波源１１が放射する電磁波の波長を可変できることが望ましい。これにより、光学的センサ１の中空領域４の高さの製造ばらつきによって生じる透過スペクトルのピークの中心波長のばらつきを、それにあわせて入射電磁波１１１の波長を微調整することで吸収し、検出感度を維持することが可能となる。
【０１３４】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図９を参照しながら説明する。
【０１３５】
本実施の形態は、これまで説明してきた光学的センサ１を収容し、電磁波源１１として適切な光源を有するとともに、電磁波源１１、光学的センサ１、検知部１２を結ぶ光路を最適に構成することで検出精度を高めることを意図した検査体４０１および検査ユニット４１１である。
【０１３６】
図９は、本実施の形態の検査体４０１および検査ユニット４１１の構造の概略を示した模式図である。
【０１３７】
検査体４０１は、内部に光学的センサ１を収納した樹脂製のカートリッジであり、光入射口４０２及び光射出口４０３を有する。光入射口４０２から入射した光は、光学的センサ１を透過して光射出口４０３から検査体４０１の外部へと放射される。検査体４０１は外部から光学的センサ１へ試料溶液を導入するための流路構造（図示しない）を有していても良い。
【０１３８】
検査ユニット４１１は、内部に電磁波源１１である光源ユニット４１５を有する。光源ユニット４１５は、中心波長５５０ｎｍのＩｎＧａＮ／ＧａＮ系の緑色ＬＥＤ光源であり、給電線４１８を介して電源ユニット４１７からの電力供給を受けて発光する。電源ユニット４１７は乾電池等の一次電池、ニッケル水素電池等の二次電池、商用電源などを使用することが出来る。光源ユニット４１５からの光は光路４１６を通って観察口４１４から外部に放射され、上方の検知部１２（図示しない）に達する。
【０１３９】
検査ユニット４１１は、開口部４１３よって外部と連絡された空洞状の検査体収容部４１２を備える。検査体収容部４１２には、検査体４０１が開口部４１３から挿入される。検査体収容部４１２は、光路４１６と交差する形で配置されている。検査体収容部４１２に検査体４０１が収容された状態では、光源ユニット４１５から放射された光は光路４１６を通って検査体収容部４１２内に進入し、検査体４０１の光入射口４０２から光学的センサ１に照射される。光学的センサ１を透過した光は光射出口４０３を通過して観察口４１４から外部へと放出される。
【０１４０】
図１０は、光源ユニット４１５から放射された光である入射電磁波１１１が検査体４０１を透過して検知部１２に達するまでの経路を模式的に示した図である。光源ユニット４１５から光路４１６内に放射された入射電磁波１１１は、検査体４０１の光入射口４０２から検査体４０１内部の光学的センサ１に入射する。光学的センサ１は実施の形態３に述べたのと同様に動作する。光学的センサ１の透過波長と光源ユニット４１５の発光スペクトルの中心波長は、光学的センサ１において中空領域４の屈折率が変化しない状態において概略一致するように設計されている。従って、光源ユニット４１５から放射された入射電磁波１１１は光学的センサ１を透過して透過電磁波１１２となり、検査体４０１の光射出口４０３から再び光路４１６内に放射される。透過電磁波１１２は検査ユニット４１１の観察口４１４から外部に放射され、検知部１２に達する。中空領域４内の実効的な屈折率が変化して光学的センサ１の透過波長がシフトすれば、光源ユニット４１５から放射された入射電磁波１１１の発光スペクトルと光学的センサ１の透過波長とが一致しなくなるため、検知部１２において観測される透過電磁波１１２の強度が低下するか、望ましくはほぼゼロになる。
【０１４１】
図１０に示すように、光源ユニット４１５と検知部１２を結ぶ直線は光学的センサ１と直交するように設計される。つまり入射電磁波１１１は光学的センサ１に対して直角に、すなわち式（１）および式（２）におけるθがゼロとなるように入射する。このように光源ユニット４１５と光学的センサ１と検知部１２との位置および角度関係が固定されることで、入射電磁波１１１の入射角および透過電磁波１１２の観測角が変化することによる光学的センサ１内での干渉条件に変化をなくすことができ、検査の確実性を向上させることが出来る。
【０１４２】
なお、本実施の形態においては光源ユニット４１５と検知部１２とを結ぶ直線と光学的センサ１とは直交することとしたが、必ずしもこれに制限されない。式（１）および式（２）のθを適切に設計することで、他の角度であっても同様の効果を得ることが可能である。
【０１４３】
また、ここで光源ユニット４１５と検知部１２とを結ぶ直線と光学的センサ１が直交する、とは、光源ユニット４１５と検知部１２とを結ぶ直線を含む任意の平面と、光学的センサ１を構成する金属層２及び金属層３の少なくともいずれか一方とが直交する状態を指す。
【０１４４】
また、本実施の形態において、光源ユニット４１５の光源はＬＥＤ光源を使用している。ＬＥＤ光源から放射される光は比較的指向性が高いことが特長であるが、完全にコヒーレントではないため、上記のような配置にも関わらず光学的センサ１に対して望ましくない角度で入射する成分が必ず存在する。また観察口４１４は有限の大きさを持っているため、特に検知部１２が肉眼による目視である場合、光源ユニット４１５と検知部１２とを結ぶ直線を正確に光学的センサ１と直交するようにするのは容易ではない。こうした望ましくない角度の成分は光学的センサ１における設計された干渉条件を満たさないため、検知部１２における観測に対して悪影響を与える。具体的には透過電磁波１１２の強度の変化量が小さくなる。
【０１４５】
こうした影響を避けるためには観察口４１４の面積及び光路４１６の観察口４１４に平行な面内の断面積は小さい方が望ましい。しかしながらこの面積を小さくすることは、検査に利用できる光学的センサ１の面積を小さくすることにつながるため、最適設計が必要である。
【０１４６】
光路４１６の内表面は、光源ユニット４１５から放射された望ましくない角度の光が反射して光学的センサ１に進入することを抑制するために、光源ユニット４１５の発光スペクトルの波長に対して反射率を下げるような処理をされることが望ましい。その様な処理の例としては、つや消しの黒色塗料により塗装、植毛紙の貼付などが可能である。
【０１４７】
また、図１１に示すように、光源ユニット４１５と検査体４０１の間、あるいは検査体４０１と観察口４１４の間、あるいは観察口４１４と検知部１２の間の少なくともいずれか一箇所に、光源ユニット４１５から放射された光を光学的センサ１に直交する方向ベクトルを持った平行光に近づけるコリメータ４１９を備えても良い。
【０１４８】
コリメータ４１９の具体的な例としては、凸レンズ同士（ケプラー式）や凸レンズと凹レンズの組み合わせ（ガリレオ式）等によるコリメータレンズや、光学的センサ１に直交する方向に対して平行な複数の薄板等によるルーバーなどが可能である。コリメータレンズを用いることによって、光源ユニット４１５または観察口４１４からの距離が近い場合にも光量を損失することなく平行光を作ることが出来る。一方、ルーバーを用いる場合は、光学部品を用いる必要がない機械構造であるため比較的安価となるため望ましい。また、光源ユニット４１５に放物面鏡等の反射光学系を組み込んでも良い。あるいは、コリメータとして光学的導波路を用いてもよい。光学的導波路とは、例えば、ライトパイプやイメージングファイバ（入り口と出口を一対一で対応するように束ねた光ファイバの束）といった光学素子を用いて、光源ユニット４１５−検査体収容部４１２に収容された光学的センサ１の検査体４０１−観察口４１４を光学的な導波路としてつなぐことである。光学的導波路は、コリメート効果が高く、光量損失も少ないため望ましい。また、迷光の影響を受けないため、色のコントラストも高くなるため望ましい。
【０１４９】
これらのコリメータ４１９を用いることで、検知部１２が光源ユニット４１５および光学的センサ１に対して望ましい角度に配置された場合にのみ、透過電磁波１１２を観測することが可能となり、検査精度を向上させることが可能である。
【０１５０】
また、本実施の形態によれば、常に適切なスペクトルの光を用いることが可能であるため、検査ユニット４１１を使用する場所などに制約されることなく、常に最適な条件での検査を実施することが可能となる。
【０１５１】
さらに、光源ユニット４１５に波長可変な光源を使用すれば、光学的センサ１の中空領域４の高さのばらつき等に起因する干渉条件のばらつきに対して、光源ユニット４１５の発光波長を調整することで常に入射電磁波１１１の波長を光学的センサ１の透過波長に一致させることが可能である。これによって光学的センサ１の組み立て精度に対する制限を緩和することが可能となり、歩留まり向上とコストの削減が実現できる。
【０１５２】
なお、実施の形態１、２、３、４において、「上面」「下面」「上方」「下方」等の方向を示す用語は光学的センサの構成部品の相対的な位置関係にのみ依存する相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明における光学的センサは小型で簡易な構造を有するので、小型で低コストのバイオセンサ、または化学センサに利用する事ができる。
【符号の説明】
【０１５４】
１  光学的センサ
２  金属層（第１の金属層）
３  金属層（第２の金属層）
４  中空領域
５  保持部（第１の保持部）
６  保持部（第２の保持部）
７  捕捉体
８  判定部
９  粒子
１０  複合体
１１  電磁波源（光源）
１２  検知部
１３  固定部
８０  試料
８０Ａ  アナライト（被検出物質）
８０Ｂ  他の溶質
８０Ｃ  溶媒  
１１１  入射電磁波
１１２  透過電磁波
４０１  検査体
４０２  光入射口
４０３  光射出口
４１１  検査ユニット
４１２  検査体収容部
４１３  開口部
４１４  観察口
４１５  光源ユニット
４１６  光路
４１７  電源ユニット
４１８  給電線
【図１】
2014002475.tif 000003
【図２Ａ】
2014002475.tif 000004
【図２Ｂ】
2014002475.tif 000005
【図３Ａ】
2014002475.tif 000006
【図３Ｂ】
2014002475.tif 000007
【図４Ａ】
2014002475.tif 000008
【図４Ｂ】
2014002475.tif 000009
【図５】
2014002475.tif 000010
【図６】
2014002475.tif 000011
【図７】
2014002475.tif 000012
【図８】
2014002475.tif 000013
【図９】
2014002475.tif 000014
【図１０】
2014002475.tif 000015
【図１１】
2014002475.tif 000016
【図１２】
2014002475.tif 000017
【図１３】
2014002475.tif 000018
【図１４】
2014002475.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月15日(2014.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
より好ましくは第一の中心波長＜５８０ｎｍ＜第二の中心波長の関係にあり、かつ、第一の中心波長＜５７０ｎｍまたは５９０ｎｍ＜第二の中心波長の少なくともどちらかの条件を満たす。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記第１の金属層と前記第２の金属層を透過することによって光の干渉によって現れる透過スペクトルのピークの中心波長において、
前記捕捉体が前記被検出物質を捕捉しない状態における第一の中心波長と、前記捕捉体が前記被検出物質を捕捉する状態における第二の中心波長とが、
第一の中心波長＜５８０ｎｍ＜第二の中心波長の関係にあり、かつ（１）第一の中心波長＜５７０ｎｍ，および（２）第二の中心波長＞５９０ｎｍ，のうち少なくともいずれか一方の条件を満たす、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学的センサ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
第１の上面と第１の下面とを有する第１の金属層と、
第２の上面と第２の下面とを有する第２の金属層と、
前記第１の金属層と前記第２の金属層とに挟まれた領域であり、被検出物質を捕捉する捕捉体を配置することが可能である中空領域
とを備え、
前記第１の金属層の前記第１の下面と前記第２の金属層の前記第２の上面が対向し、
前記第１の金属層の厚さおよび前記第２の金属層の厚さは、それぞれ５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下であり、
前記中空領域が、試料に含まれる前記被検出物質の有無を判定できる判定部を有する
光学的センサにおける前記中空領域へ、前記被検出物質を捕捉する捕捉体を含む溶質を挿入する第１のステップと、
前記第１のステップの後に、前記溶質を乾燥させ、前記捕捉体を前記中空領域に配置する第２のステップ
とを備えたことを特徴とする捕捉体の固定方法。
【国際調査報告】
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2014002475.tif 000021
2014002475.tif 000022
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