(57)【要約】本発明は、対象刺激の光学活性を測定するためのアセンブリおよび方法に関する。このアセンブリは、入射電磁放射線源（１）と、レンズ配列（２）と、入力偏光子（３）と、平面導波路構造（４）（または光ファイバ）と、出力偏光子（５）と、出射電磁放射線を集束させるためのレンズ配列（６）と、検出器とを備える。平面導波路構造（４）に対する入射電磁放射線の偏光は、入力偏光子（３）によって決定される。この実施形態における平面導波路構造は、シリコン基板層（４ｃ）と吸収剤層（４ｅ）とを含む。酸窒化シリコン層（４ｃ）は基準導波路として働き、吸収剤層（４ｅ）は検出導波路として働く。検出導波路（４ｅ）が、局所的環境（８）においてに光学的に活性な対象刺激を含むサンプルに対して露出される。調整された出力偏光子（５）の姿勢が、対象刺激の光学活性に正比例する。
2005520151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
局所的環境における対象刺激の光学活性を測定するためのアセンブリであって、前記アセンブリが、
入射電磁放射線源と、
入射電磁放射線を第１の偏光度に方向付ける入力偏光子と、
局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を示すことが可能な光学コンポーネントと、
測定可能な応答を測定する手段と、
測定可能な応答を対象刺激の光学活性に関連付ける手段と、を備える。
【請求項２】
入力偏光子が入力平面偏光子である、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
入射電磁放射線を集束させることが可能なレンズ配列をさらに含む、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
出射電磁放射線を集束させることが可能なレンズ配列をさらに備える、請求項１から３の何れかに記載のアセンブリ。
【請求項５】
測定可能な応答を対象刺激の光学活性に関連付ける手段が、
出射電磁放射線の偏光度を方向付ける出力偏光子を含む、先行する請求項の何れかに記載のアセンブリ。
【請求項６】
出力偏光子が出力平面偏光子である、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
光学コンポーネントが偏光維持光学コンポーネントである、先行する請求項の何れかに記載のアセンブリ。
【請求項８】
光学コンポーネントが光ファイバである、先行する請求項の何れかに記載のアセンブリ。
【請求項９】
測定可能な応答が出射電磁放射線の強度変化であるか、または出射電磁放射線の強度変化に関連している、先行する請求項の何れかに記載のアセンブリ。
【請求項１０】
光学コンポーネントが導波路構造である、請求項１から８の何れかに記載のアセンブリ。
【請求項１１】
導波路構造が、（１）局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を第２の導波路に誘導することが可能な１個以上の検出層、または（２）局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を示すことが可能な検出導波路、の何れかを含む、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
導波路構造が、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を第２の導波路に誘導することが可能な１個以上の検出層を含む、請求項１０または１１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
検出層が、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を誘導することが実質的に不可能である不活性二次導波路を、光学コンポーネントがさらに備える、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
導波路構造が、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を示すことが可能な検出導波路を含む、請求項１０または１１に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
光学コンポーネントが、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を示すことが実質的に不可能な不活性導波路をさらに備える、請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
導波路構造の各導波路が平面導波路である、請求項１０から１５の何れかに記載のアセンブリ。
【請求項１７】
局所的環境における対象刺激の光学活性を測定するための方法であって、前記方法が、
（Ａ）先行する請求項の何れかに定義されたアセンブリを設けるステップと、
（Ｂ）光学コンポーネントに第１の偏光度の入射電磁放射線を照射するステップと、
（Ｃ）出射電磁放射線の第１の特性を測定するステップと、
（Ｄ）局所的環境に対象刺激を導入するステップと、
（Ｅ）出射電磁放射線の第２の特性を測定するステップと、
（Ｆ）出射電磁放射線の第１の特性から出射電磁放射線の第２の特性への変化を対象刺激の光学活性に関連付けるステップと、を含む。
【請求項１８】
出射電磁放射線の第１および第２の特性が強度である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
ステップ（Ｃ）、（Ｅ）、および（Ｆ）が、
（Ｃ）第１の干渉パターンを測定するステップと、
（Ｅ）第２の干渉パターンを測定するステップと、
（Ｆ）第１の干渉パターンから第２の干渉パターンへの変化を対象刺激の光学活性に関連付けるステップと、を含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項２０】
ステップ（Ｆ）が、第２の干渉パターンの少なくとも一部の強度に対する第１の干渉パターンの少なくとも一部の強度を、対象刺激の光学活性に関連付けるステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
強度が干渉パターンのほぼ全体の合計強度である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
（Ａ１）測定可能な応答を対象刺激の光学活性に関連付ける手段が、
出射電磁放射線の偏光度を方向付ける出力偏光子を備える、請求項１から１６の何れかに定義されたアセンブリを設けるステップと、
（Ｂ）光学コンポーネントに第１の偏光度の入射電磁放射線を照射するステップと、
（Ｃ）第１の干渉パターンを測定するステップと、
（Ｃ１）出射電磁放射線を、第１の干渉パターンのほぼ全体が最小の合計強度を有する第３の偏光度に方向付けるステップと、
（Ｄ）局所的環境に対象刺激を導入するステップと、
（Ｅ）第２の干渉パターンを測定するステップと、
（Ｅ１）出射電磁放射線を、第２の干渉パターンのほぼ全体が最小の合計強度を有する第４の偏光度に方向付けるステップと、
（Ｆ１）出射電磁放射線を第４の偏光度に方向付けるのに必要な出力偏光子の調整を対象刺激の光学活性に関連付けるステップと、を含む、請求項１７から２１の何れかに記載の方法。
【請求項２３】
入力偏光子が入力平面偏光子であり、出力偏光子が出力平面偏光子である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
（Ｇ）対象刺激の構造的、立体配座的、生物学的、または化学的特性を光学活性から推測するステップをさらに含む、請求項１７から２３の何れかに記載の方法。
【請求項２５】
立体配座的特性が、対象刺激の対掌性または（対象刺激が蛋白質のとき）蛋白質の折り畳みである、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象刺激の光学活性を測定するためのアセンブリおよび方法に関する。
【０００２】
サンプルによる平面偏光の回転度を波長および濃度の関数として測定することは、とりわけ生物学および生物学的研究の分野において重要である。このような光学活性の測定は、対掌性および光学異性の評価に活用される光学的偏光分析法の基礎を１世紀以上前から形成してきたが、（他のほとんどの面で）光学異性体が一般にそれらの区別または分離を困難にする同一の特性を有するため、依然重要である。例えば、このような測定によって、生物学的活性光学異性体をその相補的な生物学的に不活性であるような光学異性体と区別することが可能になる。
【０００３】
光学活性に関する手法は、とりわけ異なる波長での円偏光の挙動が分析される円偏光二色性（ＣＤ）分光法を含むまでに拡大されてきた。このような波長がＵＶ領域にあるときは、（例えば）蛋白質の構造および折り畳みに関する重要なデータを推測することができる。これは、蛋白質分子（特にアルファらせんおよびベータプリーツシート）により採用された異なる三次構造が非対称になりやすく、それらの光学活性の点で区別されうる固有の光学特性を有しているからである。このようなデータは非常に有用であるが、その分析はいくらかの曖昧性を前提としている。
【０００４】
本発明は、刺激がさらされる導波路構造等の特定の光学コンポーネントの応答を利用することによって、化学的または生物学的刺激の光学活性の測定を改善しようとするものである。
【０００５】
このように１つの態様から見ると、本発明は、局所的環境において対象刺激の光学活性を測定するためのアセンブリを提供し、前記アセンブリが、
入射電磁放射線源と、
入射電磁放射線を第１の偏光度に方向付ける入力偏光子と、
局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を示すことが可能な光学コンポーネントと、
測定可能な応答を測定する手段と、
測定可能な応答を対象刺激の光学活性に関連付ける手段と、を備える。
【０００６】
本発明に従って測定される対象刺激の光学活性は、その構造的、立体配座的、生物学的、または化学的特性（あるいはその変化）を推測するために有利に用いることができる。例えば、光学活性は、対象刺激の対掌性を推測するのに用いることができる。
【０００７】
本発明のアセンブリは、局所的環境に導入される検体に含まれる化学的刺激の光学活性を測定するために有利に用いることができる。例えば、化学的刺激を含むガス、蒸気または液相の検体が、局所的環境に導入されてもよい。あるいは、原位置（ｉｎ  ｓｉｔｕ）で化学的刺激の性質に変化を及ぼす（すなわち、局所的環境で変化を引き起こす）化学的反応または相互作用が発生しうるが、これは本発明に従って測定された光学活性の変化から推測することができる。
【０００８】
本発明のアセンブリは、局所的環境に導入される検体に含まれる酵素、ＤＮＡ断片、蛋白質、抗体または細胞全体の生物学的な刺激の光学活性を測定するために有利に用いることができる。あるいは、局所的環境の変化は、（例えば）生物学的刺激の立体配座的変化（例えば、蛋白質の折り畳みの変化）によって起こりうるが、これは、本発明に従って測定された光学活性の変化から推測することができる。このような立体配座的変化は、（例えば）温度の上昇によって引き起こされうる。
【０００９】
局所的環境における対象刺激は、都合の良い方法で光学的コンポーネントに近接、接触、固定、結合されてよい。
【００１０】
入力偏光子が入力平面偏光子（すなわち、入射電磁放射線を第１の平面偏光度に方向付けるためのもの）でもよい。例えば、入力偏光子は、偏光フィルタまたはプリズムでもよい。
【００１１】
アセンブリが、入射電磁放射線を集束させることが可能なレンズ配列をさらに含むのが好ましい。
【００１２】
アセンブリが、出射電磁放射線を集束させることが可能なレンズ配列をさらに含むのが好ましい。
【００１３】
測定可能な応答を対象刺激の光学活性に関連付ける手段が、
出射電磁放射線の偏光度を方向付ける出力偏光子を備えるのが好ましい。
【００１４】
出力偏光子が出力平面偏光子であるのが好ましい。出力偏光子はプリズムを含んでもよい。
【００１５】
光学コンポーネントが光ファイバでもよい。典型的に、光ファイバはクラッドに封入され、ファイバ表面を露出させるようにクラッドの一部を除去することによって局所的環境が作り出されうる。
【００１６】
好適な実施形態では、光学コンポーネントが偏光維持光学コンポーネントである。例は、偏光維持光ファイバである。
【００１７】
好適な実施形態では、光学コンポーネントが、国際公開公報第ＷＯ−Ａ−９８／２２８０７号または第ＷＯ−Ａ−０１／３６９４５号に開示された型の導波路構造である。この導波路構造が、（１）局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を第２の導波路に誘導することが可能な１個以上の検出層、または（２）局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を示すことが可能な検出導波路、の何れかを含むのが好ましい。
【００１８】
測定可能な応答が出射電磁放射線の強度変化（例えば、合計強度）であるか、またはそれに関連するものであってもよい。例えば、これは出射電磁放射線を自由空間へと結合し、干渉パターンを生成することによって測定可能である。干渉パターンは、従来の方法で測定することができる（国際公開公報第ＷＯ−Ａ−９８／２２８０７号の例を参照のこと）。例えば、干渉縞は出射電磁放射線強度の変化を測定する単一の検出器、または多数の縞または干渉パターン全体に発生する強度変化をモニタする複数の検出器の何れかを用いて測定することができる。この１個以上の検出器は１個以上の光検出器であってもよい。最も感度よく動作するためには、この（または各）光検出器が光子を計数可能な光電子増倍管とする。複数の光検出器が用いられる場合には、これをアレイ状に配列してもよい。
【００１９】
本発明のアセンブリは、光学コンポーネントが、エバネッセントモードまたは全導波路モードで使用可能なように適合された導波路構造であるのが好ましい。
【００２０】
従って、本発明の第１の好適な実施形態では、光学コンポーネントが、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を第２の導波路に誘導することが可能な１つ以上の検出層を含む。この第１の実施形態では、アセンブリがエバネッセントコンポーネントを最適化するように有利に適合されている。
【００２１】
この（または各）検出層は、吸収材料（例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリシロキサン、ポリ−４−ビニルピリデン等の高分子材料）または生物活性材料（例えば、抗体、酵素、ＤＮＡ断片、機能性蛋白質または細胞全体を含む）を含むのが好ましい。吸収材料は、対象化学的刺激を含むガス、液体または蒸気の検体を吸収（または捕捉）可能としてもよい。この（または各）検出層は、抗体、酵素、ＤＮＡ断片、機能性蛋白質または細胞全体で任意に生物機能化された多孔質シリコン材料を含んでもよい。
【００２２】
本発明の好適な実施態様では、二次導波路が酸窒化シリコンまたは窒化シリコンを含む。
【００２３】
本発明の第２の好適な実施態様では、光学コンポーネントが、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を示すことが可能な検出導波路を含む。この第２の実施形態では、アセンブリがエバネッセントコンポーネントを最小化するように適合され、全導波路モードで有利に用いることができる。
【００２４】
この検出導波路は、吸収材料（例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリシロキサン、ポリ−４−ビニルピリデン等の高分子材料）または生物活性材料（例えば、抗体、酵素、ＤＮＡ断片、機能性蛋白質または細胞全体を含む）を含むのが好ましい。吸収材料は、対象化学的刺激を含むガス、液体または蒸気の検体を吸収（または捕捉）可能としてもよい。この検出導波路は、抗体、酵素、ＤＮＡ断片、機能性蛋白質または細胞全体で任意に生物機能化された多孔質シリコン材料を含んでもよい。
【００２５】
本発明のアセンブリの光学コンポーネントが全導波路モードで用いるように適合された検出導波路を含む場合には、保護膜形状の吸収剤層が（例えば）対象刺激を分離する膜として用いられるように、存在してもよい。
【００２６】
第１の好適な実施形態の実施を最適化するために、内部の検出層が、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を誘導することが実質的に不可能な不活性二次導波路を、光学コンポーネントがさらに備えてもよい。この不活性二次導波路は、基準層として働くことが可能である。二次導波路および不活性二次導波路が、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対する測定可能な応答以外は、同一の特性を有することが好ましい。一例として、二次導波路および不活性二次導波路が酸窒化シリコンからなる。
【００２７】
第２の好適な実施形態の実施を最適化するために、光学コンポーネントが、局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対して、測定可能な応答を示すことが実質的に不可能な、不活性（例えば失活）導波路をさらに備えてもよい。不活性導波路は、基準層として働くことが可能である。二次導波路および不活性二次導波路の物理的、生物学的および化学的特性は、（局所的環境における対象刺激の導入または変化によって起こる、第２の偏光度を有する出射電磁放射線への入射電磁放射線の偏光度の変化に対する測定可能な応答以外）できる限り同じとする。典型的に、不活性導波路は酸窒化シリコンからなる。
【００２８】
光学コンポーネントの各検出導波路および二次導波路（ならびに基準導波路等の任意の追加導波路）が平面導波路（すなわち、平面内の任意の方向に光の伝播を可能とする導波路）であるのが好ましい。
【００２９】
導波路構造は、多層構造（例えば、積層導波路構造）を構成するのが好ましい。この意味では、導波路構造は作製が簡単であり、構造誤差の点で障害許容型である。好適な実施形態では、多層光学コンポーネント中の複数の層が、蒸着（例えば、ＰＥＣＶＤまたはＬＰＣＶＤ）等の既知のプロセスで（例えば、シリコンの）基板上に形成される。このようなプロセスは、高度に反復可能であり、精確な製造へと導くものである。所望に応じて中間透明層が追加されてもよい（例えば、二酸化ケイ素）。典型的に、光学コンポーネントは０．２〜１０ミクロンの範囲の厚みの多層構造である。層構造によって、層同士を近接させることができる（例えば、検出導波路および不活性（基準）導波路を互いに近接させて、温度および他の環境要因の悪影響を最小限にすることができる）。光学コンポーネントは、透明誘電体層の積み重ねであり、層同士が近接して配置されているのが好ましい。各層が、導波路構造の誘導モードの同時励起により、等量の電磁放射線を伝播させるように作製されているのが好ましい。特に、検出導波路／不活性導波路における、または二次導波路／不活性二次導波路における電磁放射線の量が、等しいことが好ましい。
【００３０】
アセンブリは、光学コンポーネントの少なくとも一部（例えば、この（または各）検出層または検出導波路の少なくとも一部）を、局所的環境に対して密接に露出する手段をさらに備えてもよい（例えば、国際公開公報第ＷＯ−Ａ−０１／３６９４５号に記載の通り）。例えば、光学コンポーネントの少なくとも一部を、密接に局所的環境に露出する手段が、光学コンポーネントの表面に位置付け可能、かつ密着される微細構造の一部であってもよい。微細構造は、光学コンポーネントの少なくとも一部を局所的環境に対して密接に露出する手段を、１個以上の微細チャネルおよび／または微細チャンバの形状で含んでよい。例えば、化学的刺激を含む検体が微細チャネルを通って送られてもよいし、または化学反応が微細チャンバ内に配置された検体中で起こってもよい。化学的刺激を含む検体が微細チャネル内に毛管作用によって送り込まれてもよいし、また付勢部材によって積極的に送り込まれてもよい。光学コンポーネントの少なくとも一部を局所的環境に対して密接に露出する手段は、光学コンポーネント上に一体化されてもよい。
【００３１】
光学コンポーネントの少なくとも一部を局所的環境に対して密接に露出する手段は、化学的または生物学的な対象刺激を含む静的検体において、化学的または生物学的な変化を誘導するように適合されてもよい。この意味では、システムが動的であると見なされうる。化学的または生物学的な変化（例えば、反応）は、加熱または放射等の任意の従来の方法で誘導することができる。
【００３２】
この（または各）検出層または検出導波路の少なくとも一部を局所的環境に対して密接に露出する手段は、クラッド層に含まれてよい。例えば、微細チャネルおよび／または微細チャンバをクラッド層内にエッチングすることができる。クラッド層は、検出導波路または検出層の境界での著しい不連続を防ぐ光学的機能、または検出導波路または検出層への特定種のアクセスを制限する等の化学的機能を果たす。クラッド層は光学コンポーネント上に一体化されてもよい。
【００３３】
入射電磁放射線源によって発生される入射電磁放射線は、多数の方法で光学コンポーネント内へ伝播させることができる。例えば、入射電磁放射線は光学コンポーネントの端部面を介して入力されてもよい（これは「エンドファイヤ法」と記載されることがある）。入射電磁放射線源は、可視またはＵＶ範囲内に波長を有する入射電磁放射線を提供するのが好ましい。ほぼ同時に入射電磁放射線を複数の導波路内へ伝播させるために伝播手段が用いられてもよい。例えば、１個以上の結合グレーティングまたはミラーを用いることができる。結合グレーティングまたはミラーよりもむしろテーパ状端部結合器を用いることによって、最下段の導波路内へ光を伝播させてもよい。
【００３４】
局所的環境における生物学的および／または科学的刺激の導入（すなわち、局所的環境における物質の屈折率変化）の結果、光学コンポーネント（例えば、検出導波路または検出層）の誘電特性（例えば、有効屈折率）に変化が生じる。これが、入射電磁放射線の光学コンポーネント（例えば、全導波路モードでの検出導波路（または複数の検出導波路）またはエバネッセントモードでの二次導波路）への伝達に、干渉パターンの縞の移動として明白に現れる変化を引き起こす。
【００３５】
アセンブリの好適な実施形態では、入射電磁放射線源および１個以上の検出器がアセンブリに組み込まれている。
【００３６】
別の態様から見ると、本発明は、局所的環境における対象刺激の光学活性を測定するための方法を提供し、前記方法が、
（Ａ）上記定義されたアセンブリを設けるステップと、
（Ｂ）光学コンポーネントに第１の偏光度の入射電磁放射線を照射するステップと、
（Ｃ）出射電磁放射線の第１の特性を測定するステップと、
（Ｄ）局所的環境に対象刺激を導入するステップと、
（Ｅ）出射電磁放射線の第２の特性を測定するステップと、
（Ｆ）出射電磁放射線の第１の特性から出射電磁放射線の第２の特性への変化を対象刺激の光学活性に関連付けるステップと、を含む。
【００３７】
好適な実施形態では、出射電磁放射線の第１および第２の特性が強度である。
【００３８】
好適な実施形態では、本発明の方法であるステップ（Ｃ）、（Ｅ）、および（Ｆ）が、
（Ｃ）第１の干渉パターンを測定するステップと、
（Ｅ）第２の干渉パターンを測定するステップと、
（Ｆ）第１の干渉パターンから第２の干渉パターンへの変化を対象刺激の光学活性に関連付けるステップと、を含む。
【００３９】
ステップ（Ｆ）が、第２の干渉パターンの少なくとも一部の強度に対する第１の干渉パターンの少なくとも一部の強度を、対象刺激の光学活性に関連付けるステップを含むのが好ましい。特に、強度が干渉パターンのほぼ全体の合計強度であるのが好ましい。
【００４０】
好適な実施形態では、本発明の方法は、
（Ａ１）測定可能な応答を対象刺激の光学活性に関連付ける手段が、出射電磁放射線の偏光度を方向付ける出力偏光子を備える、上記に定義されたアセンブリを設けるステップと、
（Ｂ）光学コンポーネントに第１の偏光度の入射電磁放射線を照射するステップと、
（Ｃ）第１の干渉パターンを測定するステップと、
（Ｃ１）出射電磁放射線を、第１の干渉パターンのほぼ全体が最小の合計強度を有する第３の偏光度に方向付けるステップと、
（Ｄ）局所的環境に対象刺激を導入するステップと、
（Ｅ）第２の干渉パターンを測定するステップと、
（Ｅ１）出射電磁放射線を、第２の干渉パターンのほぼ全体が最小の合計強度を有する第４の偏光度に方向付けるステップと、
（Ｆ１）出射電磁放射線を第４の偏光度に方向付けるのに必要な出力偏光子の調整を対象刺激の光学活性に関連付けるステップと、を含む。
【００４１】
この方法の好適な実施形態では、入力偏光子が入力平面偏光子であり、出力偏光子が出力平面偏光子である。
【００４２】
この方法は、
（Ｇ）対象刺激の構造的、立体配座的、生物学的、または化学的特性を光学活性から推測するステップをさらに含む。例えば、立体配座的特性が、対象刺激の対掌性または（対象刺激が蛋白質のとき）蛋白質の折り畳みであってよい。
【００４３】
本発明の方法のステップ（Ａ）から（Ｆ）は、入射電磁放射線の異なる波長で有用に反復することができる。
【００４４】
本発明を、添付の図面を参照するが限定されない意味で以下に説明する。
【００４５】
図１は、本発明のアセンブリの第１の実施形態を概略的に示す。アセンブリは、入射電磁放射線源１と、レンズ配列２と、入力偏光子（プリズム等）３と、平面導波路構造４と、出力偏光子（検光子）およびプリズム５と、出射電磁放射線を集束させるためのレンズ配列６と、光子を計数可能な光電子増倍管７とを備える。平面導波路構造４に対する入射電磁放射線の偏光は、入力偏光子３によって決定される。
【００４６】
平面導波路構造４は国際公開公報第ＷＯ−Ａ−９８／２２８０７号に記載の型のものであり、本実施形態では、シリコン基板層４ａと、酸化シリコン層４ｂおよび４ｄと、酸窒化シリコン層４ｃと、吸収剤層４ｅとを含む。酸窒化シリコン層４ｃは基準導波路として働き、吸収剤層４ｅは検出導波路として働く。
【００４７】
アセンブリは、光学的に活性でない物質の存在下で平面導波路構造４に入射電磁放射線源１から適当な波長の入射電磁放射線を照射し、入力偏光子３および出力偏光子５を無効にすることによって初期化される。入射電磁放射線は、それぞれに入射する放射線のレベルがおよそ同じになるように、検出導波路４ｅおよび基準導波路４ｃを同時に透過される。検出導波路４ｃと接触する局所的環境８にある物質を確実に光学的に活性でなくすることによって、出射電磁放射線は平面導波路構造４から同じ向きで出てくる。出射電磁放射線は自由空間へと結合されることにより光電子増倍管７上に干渉パターンを生成する。出力偏光子５は最小強度の干渉パターンが光検出器７で検出されるまで位置合わせされる。この点では、入力偏光子３と出力偏光子５とは互いに直交している。
【００４８】
検出導波路４ｅが局所的環境８で、光学的に活性または光学的に活性化する能力のある対象刺激を含むサンプル（例えば溶液）に露出される。例えば、サンプルは検出導波路４ｅの表面に接触、束縛、または固定される。平面導波路構造４は、初期化中に用いたのと同じ波長の電磁放射線で励起され、出力偏光子５は調整されて光検出器７で決定された最小強度の干渉パターンを回復する。この点では、調整された出力偏光子５の姿勢が対象刺激の光学活性に正比例する。
【００４９】
図２は、本発明のアセンブリの第２の実施形態を概略的に示す。アセンブリは、平面導波路構造４を除いて、図１を参照して前述された第１の実施形態と同一である。この実施形態では、平面導波路構造が、シリコン基板層４ａと、二酸化ケイ素層４ｂと、検出導波路として働く吸収剤層４ｃとからなる。このアセンブリは第１の実施態様について上述したように動作される。
【００５０】
図３は、本発明のアセンブリの第３の実施形態を概略的に示す。アセンブリは、入射電磁放射線源１と、レンズ配列２と、入力偏光子（プリズム等）３と、クラッド４を備える偏光維持ファイバ５と、出力偏光子（検光子）７およびプリズムと、レンズ配列８と、光検出器９とを備える。クラッド４は、対象刺激が偏光維持ファイバ５の表面にさらされる局所的環境６を露呈するように部分的に除去されている。このアセンブリは、第１の実施態様について上述したように動作される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のアセンブリの第１の実施形態を概略的に示す図である。
【図２】本発明のアセンブリの第２の実施形態を概略的に示す図である。
【図３】本発明のアセンブリの第３の実施形態を概略的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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