(57)【要約】【課題】紙材を用いて廃棄コストを低減させるとともにオットー配置型のプラズモニックセンサとしてセンシング動作が可能な被検体解析装置を提供すること。【解決手段】被検体解析装置１０は、光学プリズム１と、支持板２と被検体収容空間Ｓの側面を画定する側壁部３とで構成される被検体収容部４と、被検体収容空間Ｓの開放側を密閉するように配される検出シート５と、光学プリズム１に対し直線偏光を照射可能とされる光照射部６と、光学プリズム１から出射される反射光の特性を検出可能とされる光検出部７とを有し、被検体収容部４側からみたときに、検出シート５が、被検体収容空間Ｓにおける誘電率の変化に応じて前記反射光の特性に変化を生じさせる検出層５ａと、光沢度が低くとも９０であり、天然紙及び合成紙のいずれかの紙材で形成される基材層５ｂとがこの順で積層されて構成されることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射される入射光を底面に向けて導入可能とされ、前記底面側から反射される前記入射光の反射光を外部に出射可能とされる光学プリズムと、
前記光学プリズムと同材料で形成されるとともに前記光学プリズムの前記底面上に配される支持板と、前記支持板の前記光学プリズムが配される側の面と反対側の面である支持面の一部領域を取り囲むように前記支持面上に立設され、前記支持板を底とする断面凹状の溝で形成される被検体収容空間の側面を画定する側壁部とで構成される被検体収容部と、
前記側壁部上に前記被検体収容空間の開放側を密閉するように配される検出シートと、
前記光学プリズムに対し前記入射光として直線偏光を照射可能とされる光照射部と、
前記光学プリズムから出射される前記反射光を受光して前記反射光の特性を検出可能とされる光検出部と、を有する被検体解析装置であって、
前記被検体収容部側からみたときに、前記検出シートが、前記被検体収容空間における誘電率の変化に応じて前記反射光の特性に変化を生じさせる検出層と、光沢度が低くとも９０であり、天然紙及び合成紙のいずれかの紙材で形成される基材層とがこの順で積層されて構成されることを特徴とする被検体解析装置。
【請求項２】
紙材の表面粗さが大きくとも１６ｎｍである請求項１に記載の被検体解析装置。
【請求項３】
紙材がセルロースを主材として形成される請求項１から２のいずれかに記載の被検体解析装置
【請求項４】
光照射部が照射可能とされる直線偏光がｐ偏光とされ、検出層が金属層とされる請求項１から３のいずれかに記載の被検体解析装置。
【請求項５】
光照射部が照射可能とされる直線偏光がｓ偏光及びｐ偏光のいずれかとされ、検出層が基材層上に金属層と誘電体層とをこの順で積層させた積層体で構成される請求項１から３のいずれかに記載の被検体解析装置。
【請求項６】
光照射部が照射可能とされる直線偏光がｓ偏光及びｐ偏光のいずれかとされ、検出層が基材層上に第１金属層と誘電体層と第２金属層とをこの順で積層させた積層体で構成される請求項１から３のいずれかに記載の被検体解析装置。
【請求項７】
検出層中の金属層が、直線偏光を照射したときの複素誘電率における実部が負の値を有し、虚部が正の値を有する層とされる請求項４から６のいずれかに記載の被検体解析装置。
【請求項８】
被検体収容空間と接する部分における検出層の表面が、被検体中の標的物質と特異的に結合する捕捉物質で表面修飾される請求項１から７のいずれかに記載の被検体解析装置。
【請求項９】
側壁部に、被検体収容空間に被検体を導入可能とされる導入部及び前記被検体収容空間から前記被検体を排出可能とされる排出部が形成される請求項１から８のいずれかに記載の被検体解析装置。
【請求項１０】
基材層の検出層が積層される面と反対側の面上に粘着層が形成される請求項１から９のいずれかに記載の被検体解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オットー配置型の表面プラズモン共鳴センサ及び光導波モードセンサとして動作可能な被検体解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
健康診断、製薬、疾患や伝染病等の検査、環境汚染物質の検出などの分野における被検体の解析を行う被検体解析装置として、表面プラズモン共鳴や光導波モードを利用したプラズモニックセンサが用いられている。
【０００３】
前記プラズモニックセンサとして、例えば、オットー（Ｏｔｔｏ）配置型の表面プラズモン共鳴センサ（ＳＰＲセンサ）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
前記オットー配置型の表面プラズモン共鳴センサの一例を図１に示す。該図１に示すように、オットー配置型の表面プラズモン共鳴センサ１００は、入射される入射光を底面に向けて導入可能とされ、前記底面側から反射される前記入射光の反射光を外部に出射可能とされる光学プリズム１０１と、光学プリズム１０１と同材料で形成されるとともに光学プリズム１０１の前記底面上に配される支持板１０２と、支持板１０２の光学プリズム１０１が配される側の面と反対側の面である支持面の一部領域を取り囲むように前記支持面上に立設され、支持板１０２を底とする断面凹状の溝で形成される被検体収容空間Ｓの側面を画定する側壁部１０３とで構成される被検体収容部１０４（ギャップ材とも呼ばれる）と、側壁部１０３上に被検体収容空間Ｓの開放側を密閉するように配される検出シート１０５と、光学プリズム１０１に対し前記入射光として直線偏光を照射可能とされる光照射部１０６（例えば、レーザ１０６ａと偏光素子１０６ｂ）と、光学プリズム１０１から出射される前記反射光を受光して前記反射光の特性を検出可能とされる光検出部１０７と、を有して構成される。
ここで、検出シート１０５としては、基板１０５ａ上に金属層１０５ｂが積層されたものが用いられている。
【０００４】
光照射部１０６から照射される光は、支持板１０２により全反射される条件でプリズム１０１に入射される。全反射条件を満たす場合、支持板１０２の前記支持面側から被検体収容空間Ｓ側に向けてエバネセント光が染み出す。ここで、前記光を特定の入射角θでプリズム１０１に入射させると、検出シート１０５の金属層１０５ｂ表面上に励起された前記表面プラズモンに前記エバネセント光が吸収される表面プラズモン共鳴が発現し、前記反射光の反射強度が著しく減少する。
前記表面プラズモン共鳴が発現する条件は、被検体収容空間Ｓにおける誘電率に応じて変化することから、反射強度が減少する入射角θは、被検体収容空間Ｓに収容される被検体に応じて変化する。
したがって、表面プラズモン共鳴センサ１００では、被検体収容空間Ｓに前記被検体として導入される液体の厚さや屈折率、ガスの屈折率、前記液体及び前記ガス中に含まれる異物の存在など前記誘電率に影響を与える前記被検体の諸状態を、反射強度が減少する入射角θを通じて解析可能とされる。
【０００５】
ところで、前記被検体における検出対象が感染性の病原菌であったり、毒物や重金属等の有害物質である場合、安全衛生上の観点から、これらに触れる検出シート１０５を使用ごとに交換のうえ廃棄を行う必要がある。
しかしながら、従来の表面プラズモン共鳴センサ１００では、基板１０５ａとして、厚肉のガラス基板や樹脂基板が用いられ、廃棄物の重量が重く体積も大きいことから、運搬上の廃棄コストが嵩むほか、焼却や溶融に要するエネルギーも大きくなるため、より一層廃棄コストが嵩む問題がある。更には、滅菌後破砕処理を行って廃棄を行うことが求められる場合もあり、より一層廃棄コストが嵩む問題がある。
【０００６】
ここで、廃棄コストを低減させる手法として、基板材料に紙材を用いることがある。
例えば、ラマン散乱を利用したセンサにおいて、前記ラマン散乱を生じさせる金属粒子を前記紙材上に点在させたシートが提案されている（非特許文献２参照）。
また、前記紙材上に炭水化物を固定した炭水化物チップが提案されている（特許文献１、請求項５等参照）。
しかしながら、これらの提案では、前記プラズモニックセンサにおける前記検出シートを前記紙材を用いて形成することについての具体的な検討はなく、前記検出シートを前記紙材を用いて形成した場合の動作上の問題等について、何ら明らかにされていない。
したがって、前記検出シートに前記紙材を用いて廃棄コストを低減させるとともにセンシング動作が可能な前記プラズモニックセンサとしては、何らも存在しない現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００８−５４１０１１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】"Microfabricated Otto chip device for surface plasmon resonance-based optical sensing", Appl. Opt. 2015, 54, 9200.
【非特許文献２】"A low-cost, monometallic, surface-enhanced Raman scattering-functionalized paper platform for spot-on bioassays", Sensor. Actuators B-Chem. 2016, 222, 1112.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来技術における前記諸問題を解決し、紙材を用いて廃棄コストを低減させるとともにオットー配置型のプラズモニックセンサとしてセンシング動作が可能な被検体解析装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  入射される入射光を底面に向けて導入可能とされ、前記底面側から反射される前記入射光の反射光を外部に出射可能とされる光学プリズムと、前記光学プリズムと同材料で形成されるとともに前記光学プリズムの前記底面上に配される支持板と、前記支持板の前記光学プリズムが配される側の面と反対側の面である支持面の一部領域を取り囲むように前記支持面上に立設され、前記支持板を底とする断面凹状の溝で形成される被検体収容空間の側面を画定する側壁部とで構成される被検体収容部と、前記側壁部上に前記被検体収容空間の開放側を密閉するように配される検出シートと、前記光学プリズムに対し前記入射光として直線偏光を照射可能とされる光照射部と、前記光学プリズムから出射される前記反射光を受光して前記反射光の特性を検出可能とされる光検出部と、を有する被検体解析装置であって、前記被検体収容部側からみたときに、前記検出シートが、前記被検体収容空間における誘電率の変化に応じて前記反射光の特性に変化を生じさせる検出層と、光沢度が低くとも９０であり、天然紙及び合成紙のいずれかの紙材で形成される基材層とがこの順で積層されて構成されることを特徴とする被検体解析装置。
＜２＞  紙材の表面粗さが大きくとも１６ｎｍである前記＜１＞に記載の被検体解析装置。
＜３＞  紙材がセルロースを主材として形成される前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の被検体解析装置。
＜４＞  光照射部が照射可能とされる直線偏光がｐ偏光とされ、検出層が金属層とされる前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の被検体解析装置。
＜５＞  光照射部が照射可能とされる直線偏光がｓ偏光及びｐ偏光のいずれかとされ、検出層が基材層上に金属層と誘電体層とをこの順で積層させた積層体で構成される前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の被検体解析装置。
＜６＞  光照射部が照射可能とされる直線偏光がｓ偏光及びｐ偏光のいずれかとされ、検出層が基材層上に第１金属層と誘電体層と第２金属層とをこの順で積層させた積層体で構成される前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の被検体解析装置。
＜７＞  検出層中の金属層が、直線偏光を照射したときの複素誘電率における実部が負の値を有し、虚部が正の値を有する層とされる前記＜４＞から＜６＞のいずれかに記載の被検体解析装置。
＜８＞  被検体収容空間と接する部分における検出層の表面が、被検体中の標的物質と特異的に結合する捕捉物質で表面修飾される前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の被検体解析装置。
＜９＞  側壁部に、被検体収容空間に被検体を導入可能とされる導入部及び前記被検体収容空間から前記被検体を排出可能とされる排出部が形成される前記＜１＞から＜８＞のいずれかに記載の被検体解析装置。
＜１０＞  基材層の検出層が積層される面と反対側の面上に粘着層が形成される前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の被検体解析装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来技術における前記諸問題を解決することができ、紙材を用いて廃棄コストを低減させるとともにオットー配置型のプラズモニックセンサとしてセンシング動作が可能な被検体解析装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】オットー配置型の表面プラズモン共鳴センサの一例を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る被検体解析装置１０の構成を説明するための説明図である。
【図３（ａ）】検出シート側から見たときの被検体収容部を示す図である。
【図３（ｂ）】被検体収容部の側面を示す図である。
【図４】検出シートの廃棄方法の一例を説明する説明図である。
【図５】第２実施形態に係る被検体解析装置に用いられる検出シートの構成を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る被検体解析装置に用いられる検出シートの構成を示す図である。
【図７（ａ）】第１実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（１）である。
【図７（ｂ）】第１実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（２）であ
【図８（ａ）】第２実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（１）である。
【図８（ｂ）】第２実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（２）である。
【図８（ｃ）】第２実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（３）である。
【図９（ａ）】第３実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（１）である。
【図９（ｂ）】第３実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（２）である。
【図１０】実施例１における空気及び水を被検体とした反射光強度測定の測定結果を示す図である。
【図１１】実施例１における水及び５質量％塩化ナトリウム水溶液を被検体とした反射光強度測定の測定結果を示す図である。
【図１２】実施例２におけるストレプトアビジンの検出を目的とした反射光強度測定の測定結果を示す図である。
【図１３】実施例３におけるチオールの検出を目的とした反射光強度測定の測定結果を示す図である。
【図１４】実施例１，３〜５及び比較例１に係る各被検体解析装置を用いた場合の試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る被検体解析装置について、図面を参照しつつ説明をする。図２は、第１実施形態に係る被検体解析装置１０の構成を説明するための説明図である。
該図２に示すように、被検体解析装置１０は、光学プリズム１、被検体収容部４、検出シート５、光照射部６、及び光検出部７を有し、オットー配置型ＳＰＲセンサのセンシング構造とされる。
【００１４】
光学プリズム１は、入射される入射光を底面に向けて導入可能とされ、前記底面側から反射される前記入射光の反射光を外部に出射可能とされる。図示の例では、三角形プリズムを用いているが、プリズムの形状に特に制限はなく、これに代えて、台形プリズム、半円柱プリズム、半球プリズム等の公知の光学プリズムを用いることができる。
また、光学プリズム１の形成材料としても特に制限はなく、シリカガラス等の公知のガラス材料の中から適宜選択することができる。
【００１５】
被検体収容部４は、支持板２と側壁部３とで構成され、オットー配置型の公知のＳＰＲセンサにおいてギャップ部やギャップ材と称されることもある。
支持板２は、光学プリズム１と同材料で形成されるとともに光学プリズム１の底面上に配される。この支持板２としては、屈折率整合液を介して光学的に光学プリズム１と密着させて配してもよいし、また、光学プリズム１と一体形成させて配してもよい。
【００１６】
側壁部３は、支持板２の光学プリズム１が配される側の面と反対側の面である支持面の一部領域を取り囲むように前記支持面上に立設され、支持板２を底とする断面凹状の溝で形成される被検体収容空間Ｓの側面を画定する。
被検体解析装置１０では、支持板２の前記支持面側から染み出すエバネセント光を検出シート５の表面に入射させることを解析原理の一つとする。したがって、側壁部３の前記支持面からみたときの立設高さとしては、前記エバネセント光が前記支持面から染み出す距離に準じて、前記入射光の波長以下の高さとすることが好ましい。
側壁部３の形成材料及び形成方法としては、特に制限はなく、例えば、半導体分野で用いられる公知のパターン形成材料及び形成方法を挙げることができる。
【００１７】
被検体収容空間Ｓには、解析対象とされる被検体が導入される。前記被検体としては、任意の液体やガスを挙げることができ、前記被検体の屈折率や前記被検体中に含まれる異物の存在等を解析対象とすることができる。被検体解析装置１０では、検出シート５交換時における廃棄処理が容易であることから、前記異物として感染性の病原菌や毒物や重金属等の有害物質など、使用ごとに検出シート５の交換及び廃棄が要求されるものの解析用途に特に適する。
【００１８】
被検体収容部４としては、例えば、図３（ａ），（ｂ）に示すように、側壁部３に被検体収容空間Ｓに前記被検体を導入可能とされる導入部３ａ、及び、被検体収容空間Ｓから前記被検体を排出可能とされる排出部３ｂが形成されて構成される。なお、図３（ａ）は、検出シート５側から見たときの被検体収容部４を示す図であり、図３（ｂ）は、被検体収容部４の側面を示す図である。
これら導入部３ａ、排出部３ｂを有することで、被検体収容空間Ｓへの前記被検体の導入及び被検体収容空間Ｓからの前記被検体の排出を容易に行うことができる。
なお、被検体解析装置１０としては、光学プリズム１側を上にし、検出シート５側を下にして使用することに加え、光学プリズム１側を下にし、検出シート５側を上にして使用することもでき、後者の場合、検出シート５を蓋として被検体収容空間Ｓに対する前記被検体の導入及び排出を行うこととして、導入部３ａ、排出部３ｂによらない構造とすることもできる。
【００１９】
検出シート５は、側壁部３上に被検体収容空間Ｓの開放側を密閉するように配される（図２参照）。検出シート５は、被検体収容部４側からみたときに検出層５ｂと基材層５ａとがこの順で積層されて構成される。
この検出シート５は、洗浄される被検体収容部４と異なり、感染性の病原菌や毒物や重金属等の有害物質の解析に被検体解析装置１０が使用されることを想定して、使用ごとに交換及び廃棄されるものとして構成される。
【００２０】
基材層５ａは、光沢度が低くとも９０であり、天然紙及び合成紙のいずれかの紙材で形成される。
基材層５ａとしては、被検体解析装置１０におけるセンシング動作を実現するため、平滑性が求められる。即ち、平滑性に優れた基材層５ａでは、前記紙材を構成する繊維間のバラつきによる前記エバネセント光の散逸を抑制し、前記表面プラズモン共鳴時における前記エバネセント光の吸収を顕在化させることができる。
前記紙材における前記平滑性としては、一般に光沢度で指標することができ、前記紙材の前記光沢度は、先の通り、低くとも９０である必要がある。前記光沢度が、９０未満であると、前記紙材を構成する繊維間のバラつきにより前記エバネセント光が散逸し、前記表面プラズモン共鳴時における前記エバネセント光の吸収を顕在化させることができない。
なお、前記光沢度としては、ＪＩＳ（ＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔ４８０）に準じて測定され、屈折率１．５４のガラスを光沢度１００としたときの比で表される。したがって、前記光沢度の上限（理想値）としては、１００である。
【００２１】
基材層５ａとしては、前記紙材の種類にもよるが、概ね厚みが２０ｎｍ以上あれば、表面上に金属層（検出層５ｂ）を形成することができ、検出層５ｂに対する基材としての役割を果たすことができる。
また、基材層５ａとしては、前記紙材で形成されることから可燃性であり、廃棄時において容易に焼却することができる。即ち、日本国環境省が公表する感染性廃棄物ガイドライン（２０１４年）によれば、感染性及び感染の可能性がある物質を取り扱ったものである場合、感染性廃棄物として、（１）焼却設備により焼却されるもの（燃やせるもの）、（２）溶融設備により溶融されるもの（燃やせないもの）、（３）滅菌処理後、破砕されるもののいずれかの分類にしたがって廃棄されることになるが、前記紙材で形成される基材層５ａを有して構成される検出シート５は、薄い金属層（検出層５ｂ）などが付着している場合でも前記（１）に分類され、最も安価に廃棄可能な焼却処分の対象となる。
また、基材層５ａを前記紙材で形成する場合、これを厚肉のガラス基板や樹脂基板で形成する場合に比べ、廃棄物の体積及び重量を小さくし、運搬上の廃棄コストも低減させることができる。
なお、本明細書において「可燃性」とは、室温、常圧下で着火した場合に燃焼が継続する性質を示す。
【００２２】
更に、前記紙材における前記平滑性に関し、基材層５ａを形成する前記紙材の前記表面粗さとしては、大きくとも１６ｎｍであることが好ましく、大きくとも１４ｎｍであることが特に好ましい。即ち、前記紙材が、前記光沢度に加え、前記表面粗さを備える場合、前記紙材表面における凹凸による前記エバネセント光の散逸が抑制されることで、前記プラズモン共鳴時における前記エバネセント光の吸収が顕著となり、延いては、被検体解析装置１０におけるセンシング感度を向上させることができる。なお、前記表面粗さの下限（理想値）としては、０ｎｍである。
なお、前記表面粗さとしては、前記紙材上に金属層を蒸着後、１０μｍ四方における前記金属層表面領域の凹凸形状を電子顕微鏡で観察して求められる算術平均粗さが該当する。
【００２３】
前記紙材としては、基材層５ａに前記光沢度を付与するものであれば特に制限はなく、公知の天然紙及び合成紙を用いることができるが、安価であり、前記平滑性が得られ易いことから、セルロースを主材とするものが好ましい。また、前記平滑性を得る観点から、前記セルロースを主材とするベース紙上に前記平滑性を付与する別の紙材が積層されたものも好適に用いることができる。
【００２４】
検出層５ｂは、被検体収容空間Ｓにおける誘電率の変化に応じて前記反射光の特性に変化を生じさせる層であり、本例では、金属で形成される金属層の単層とされる。
ここで、前記表面プラズモン共鳴を発現させる観点から、前記金属層としては、前記直線偏光を照射したときの複素誘電率における実部が負の値を有し、虚部が正の値を有する層であることが好ましい。
また、前記金属層の形成材料としては、特に制限はなく、前記ＳＰＲセンサに適用される公知の金属層の形成材料が挙げられるが、金、銀、銅、プラチナ及びアルミニウムの少なくともいずれかを含む形成材料が好ましい。
また、前記金属層の厚みとしては、特に制限はないが、１０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。前記厚みが１０ｎｍ未満であると、基材層５ａから前記入射光が透過して、反射光強度の特性変化を測定できないことがあり、１００ｎｍを超えると、廃棄処理時に扱いづらいことがある。
なお、基材層５ａ上に検出層５ｂを形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、公知の蒸着法等が挙げられる。
【００２５】
検出層５ｂの被検体収容空間Ｓと接する部分の表面、即ち、検出層５の基材層５ａが配される面と反対側の面は、前記被検体の検出面とされる。
前記被検体中の標的物質（例えば、感染性病原菌）の検出を目的とする場合、前記検出面としては、前記被検体中の前記標的物質と特異的に結合する捕捉物質で表面修飾されていてもよい。
前記捕捉物質としては、特に制限はなく、目的とする前記標的物質に応じて適宜選択することができ、前記標的物質と特異的に結合する公知のリンカー、抗体、アプタマーなどが挙げられる。また、これら捕捉物質としては、公知の方法により、前記検出面上に形成することができる。
【００２６】
検出シート５は、基材層５ａが前記紙材で形成され、また、検出層５ｂが薄く形成されるため、折り曲げや裁断が容易である。そのため、廃棄時の取り扱いを簡単化させることができる。
例えば、図４に示すように有害物質等が付着した検出層５ｂを内側に包むように、検出シート５を点線位置で折り曲げることで、検出層５ｂに触れずに検出シート５を廃棄場所まで運ぶことができる。なお、図４は、検出シート５の廃棄方法の一例を説明する説明図である。
検出シート５としては、図４に示すように、基材層５ａの一部の領域上に検出層５ｂが形成されてもよい。この場合、検出層５ｂが被検体収容空間Ｓと接するように、検出シート５と被検体収容部４とを位置合わせして、側壁部３上に検出シート５が配される。
【００２７】
また、検出シート５としては、基材層５ａの検出層５ｂが積層される面と反対側の面上に粘着層（不図示）が形成されていてもよい。
このような粘着層を形成すると、被検体解析装置１０を支持台上に安定状態で設置して使用することができる。
なお、前記粘着層が形成された前記紙材としては、例えば、ステッカー紙のように片面に形成されたシール材を剥がして粘着層を露出させるタイプのものを用いることができる。
【００２８】
光照射部６は、レーザ６ａとレーザ６ａから照射される光を直線偏光に偏光させる偏光素子６ｂとを有し、光学プリズム１に対し前記入射光として前記直線偏光を照射可能とされる（図２参照）。なお、光学プリズム１に対し前記入射光として前記直線偏光を照射可能であれば、光照射部６の構成に代えて、公知の光源及び偏光素子などで構成された任意の光照射部を選択して用いてもよい。例えば、レーザ、ＬＥＤなどの光源、前記光源から照射される光をコリメート光とするコリメータ、前記光源から照射される光を前記直線偏光に偏光させる偏光板、前記光源から照射される光を前記コリメータに導く光ファイバ、前記光源からの光を集光して光学プリズム１に入射させる集光レンズなど、公知の光学部材から適宜選択して構成することができる。
光照射部６は、前記反射光の強度が減少する入射角度θを特定するため、公知の駆動装置（不図示）により、入射角を増減する方向に駆動可能とされる。
なお、検出層５ｂを前記金属層で形成する場合、前記直線偏光としては、ｐ偏光とされる。
【００２９】
光検出部７は、光学プリズム１から出射される前記反射光を受光して前記反射光の特性を検出可能とされる。
光検出部７としては、特に制限はなく、サーモパイルセンサ、ダイオードセンサ、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ等の公知の光検出装置を用いて構成することができる。
【００３０】
このように構成される被検体解析装置１０では、光学プリズム１に対して全反射条件を満たすように前記入射光を導入すると、支持板２から検出シート５に向けて前記エバネセント光が染み出し、前記エバネセント光が検出シート５の検出層５ｂに入射されると、検出層５ｂ表面に前記表面プラズモンが励起可能とされる。
ここで、光照射部６を入射角を増減する方向に駆動させると、ある特定の入射角度θにおいて、前記エバネセント光が前記表面プラズモンに吸収される前記表面プラズモン共鳴が発現し、前記反射光の強度が著しく減少する。前記反射光の強度は、光検出部７により入射角ごとに検出される。
検出されるこの入射角度θは、被検体収容空間Ｓにおける誘電率の変化に応じてシフト変化するため、入射角度θのシフト変化を通じて被検体収容空間Ｓにおける誘電率に影響を与える被検体の特性（屈折率や被検体中の異物の存在）を解析することができる。
【００３１】
（第２実施形態）
第１実施形態に係る被検体解析装置１０は、前記オットー配置型の前記ＳＰＲセンサとして構成される。前記ＳＰＲセンサとよく似た構造の前記プラズモニックセンサとして、光導波モードセンサが知られている。
前記光導波モードセンサは、主として前記ＳＰＲセンサと検出層の構成が異なるものの、ある特定の入射角度θにおいて前記反射光の強度が減少する現象を利用する点で前記ＳＰＲセンサと共通し、同様の光学系を用いることができる。
以下では、前記光導波モードセンサとして構成した被検体解析装置を第２実施形態に係る被検体解析装置として説明するが、第１実施形態に係る被検体解析装置と共通する事項については重複事項として説明を省略し、第１実施形態に係る被検体解析装置と異なる事項を説明する。
【００３２】
第２実施形態に係る被検体解析装置では、前記光導波モードセンサに用いられる検出シートを用いる。図５に具体的な第２実施形態に係る被検体解析装置に用いられる検出シートの構成を示す。
該図５に示すように、検出シート１５は、検出層が基材層１５ａ上に金属層１５ｂと誘電体層１５ｃとをこの順で積層させた積層体で構成される。
【００３３】
金属層１５ｂの形成材料としては、特に制限はなく、前記光導波モードセンサに適用される公知の金属層の形成材料が挙げられるが、金、銀、銅、プラチナ及びアルミニウムの少なくともいずれかを含む形成材料が好ましい。
また、金属層１５ｂとしては、前記直線偏光を照射したときの複素誘電率における実部が負の値を有し、虚部が正の値を有する層とされることが好ましい。
また、前記金属層の厚みとしては、特に制限はないが、１０ｎｍ〜１００ｎｍが好ましい。前記厚みが１０ｎｍ未満であると、基材層１５ａから前記入射光が透過して、反射光強度の特性変化を測定できないことがあり、１００ｎｍを超えると、廃棄処理時に扱いづらいことがある。
なお、基材層１５ａ上に金属層１５ｂを形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、公知の蒸着法等が挙げられる。
【００３４】
誘電体層１５ｃの形成材料としては、特に制限はなく、前記光導波モードセンサに適用される公知の誘電体層の形成材料を適用することができ、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、アクリル樹脂等の樹脂材料、酸化チタン等の金属酸化物、窒化アルミニウム等の金属窒化物などが挙げられる。
また、誘電体層１５ｃの厚みとしては、特に制限はないが、廃棄処理の観点から薄いことが好ましく、１ｎｍ〜５００ｎｍが好ましい。
なお、金属層１５ｂ上に誘電体層１５ｃを形成する方法としては、特に制限はなく、形成材料に応じて、公知の物理的、化学的な形成方法を適用することができる。
【００３５】
なお、基材層１５ａとしては、基材層５ａ（図２参照）と同様の構成とされる。
また、検出シート１５を用いる場合、前記入射光として用いられる前記直線偏光としては、ｐ偏光及びｓ偏光のいずれの偏光も利用することができる。
【００３６】
検出シート１５を用いた第２実施形態に係る被検体解析装置では、前記光学プリズムに対して全反射条件を満たすように前記入射光を導入すると、前記支持板から検出シート１５に向けて前記エバネセント光が染み出し、前記エバネセント光が検出シート１５の誘電体層１５ｃに入射されると、誘電体層１５ｃの表面近傍における電場を増強させる光導波モードと呼ばれる増強電場が励起可能とされる。
ここで、前記光照射部を入射角を増減する方向に駆動させると、ある特定の入射角度θにおいて、前記エバネセント光が誘電体層１５ｃを伝搬する前記光導波モードと結合し、前記反射光の強度が著しく減少する。前記反射光の強度は、光検出部７により入射角ごとに検出される。
検出されるこの入射角度θは、前記表面プラズモン共鳴を利用する場合と同様に、被検体収容空間Ｓにおける誘電率の変化に応じてシフト変化するため、入射角度θのシフト変化を通じて被検体収容空間Ｓにおける誘電率に影響を与える被検体の特性（屈折率や被検体中の異物の存在）を解析することができる。
【００３７】
（第３実施形態）
前記光導波モードセンサとして構成した場合の構成例として、第２実施形態に係る被検体解析装置を説明したが、前記光導波モードセンサとして構成する場合、前記誘電体層上に更に金属層を形成して前記検出シートを構成してもよい。
図６に、第３実施形態に係る被検体解析装置に用いられる検出シートの構成を示す。
該図６に示すように、検出シート２５は、検出層が基材層２５ａ上に第１金属層２５ｂと誘電体層２５ｃと第２金属層２５ｄをこの順で積層させた積層体で構成される。
なお、基材層２５ａ、第１金属層２５ｂ、誘電体層２５ｃのそれぞれは、検出シート１５における基材層１５ａ、金属層１５ｂ、誘電体層１５ｃと共通するため説明を省略し、第２金属層２５ｄについて説明する。
【００３８】
第２金属層２５ｄの形成材料としては、特に制限はなく、前記光導波モードセンサに適用される公知の金属層の形成材料が挙げられる。
また、第２金属層２５ｄの厚みとしては、特に制限はないが、廃棄処理の観点から薄いことが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍが好ましい。
また、第２金属層２５ｄとしては、前記直線偏光を照射したときの複素誘電率における実部が負の値を有し、虚部が正の値を有する層であることが好ましい。
なお、誘電体層２５ｃ上に第２金属層２５ｄを形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、公知の蒸着法等が挙げられる。
【００３９】
このように構成される第３実施形態に係る被検体解析装置においても、第２実施形態に係る被検体解析装置と同様に、被検体収容空間Ｓにおける誘電率の変化に応じてシフト変化する入射角度θの検出を通じて被検体収容空間Ｓにおける誘電率に影響を与える被検体の特性（屈折率や被検体中の異物の存在）を解析することができる。
【００４０】
（その他の変形例）
第１〜第３実施形態に係る各被検体解析装置では、前記光照射部を駆動させ、前記反射光の強度が減少する入射角度θのシフト変化を測定することで解析を行うが、前記光照射部を駆動させる場合、光学系が大型化するため、前記光照射部を固定して解析を行う波長分散型の光学系を採用してもよい。
例えば、第１実施形態に係る光照射部６において、レーザ６ａに代えて、白色光源を用いることで、広波長帯域の入射光を光学プリズム１に照射する光学系を採用してもよい。
この場合、光検出部７では、前記反射光の波長スペクトルを検出することとされ、前記波長スペクトルでは、ある特定波長において前記反射光の強度が著しく減少することが観察される。
前記波長スペクトルにおける、前記特定波長で前記反射光の強度が著しく減少する曲線形状は、ディップと呼ばれ、前記波長分散型の光学系で構成される被検体解析装置では、前記ディップ位置が前記被検体収容空間における誘電率の変化に応じて短波長側又は長波長側にシフト変化することを利用して解析を行う。
【００４１】
（シミュレーション結果）
前記被検体収容空間に収容される前記被検体の厚さ、前記光学プリズムに入射させる前記直線偏光の波長、前記光学プリズムに前記直線偏光を入射させる入射角度、及び前記光学プリズムから出射される前記反射光の反射特性は、フレネルの反射式に基づいて計算することができる。
ここでは、第１〜第３実施形態に係る各被検体解析装置に関するセンシング動作を、フリーソフトウエア（ＷｉｎＳｐａｌｌ  Ｖｅｒ．３．０２、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｅｓ−ｔｅｃ．ｄｅ／ｄｏｗｎｌｏａｄｓ．ｈｔｍｌ）を用いてシミュレーションした結果について説明する。
【００４２】
先ず、第１実施形態に係る被検体解析装置に関するシミュレーション結果について説明する。
シミュレーション条件としては、図２に示す被検体解析装置１０において、光学プリズム１及び支持板２を屈折率が１．７３のガラス材で形成し、光照射部６から光学プリズム１に入射させる前記直線偏光として、波長が６３２．８ｎｍのｐ偏光とｓ偏光とを用いた。
また、検出シート５は、基材層５ａの影響を排除するため、基材層５ａ上に厚みが無限大の検出層５ｂを金で形成した。前記金で形成された検出層５ｂの複素屈折率は、使用波長６３２．８ｎｍにおいて実部が０．１７であり、虚部が３．１５ｉであり、また、検出層５ｂの複素誘電率は、使用波長６３２．８ｎｍにおいて実部が−９．８９であり、虚部が１．０７ｉである。ここで、検出層５ｂを無限大の厚みで形成し、基材層５ａの影響を排除したのは、オットー配置型の被検体解析装置自体の有効性を確認するためである。
また、被検体収容空間Ｓ内は、屈折率が１．３３の水で満たした状態とした。
【００４３】
以上のシミュレーション条件（以下、「条件１−１」と称する）で計算を行った、光照射部６を駆動させて光学プリズム１に対する前記直線偏光の入射角度を変更させたときの光検出部７で検出される前記反射光の特性を図７（ａ）に示す。なお、図７（ａ）は、第１実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（１）であり、実線が前記ｐ偏光を用いた場合を示し、破線が前記ｓ偏光を用いた場合を示す。
該図７（ａ）に示されるように、前記ｐ偏光を用いた場合では、前記表面プラズモン共鳴の発現により、前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θが確認され、前記ｐ偏光を用いることで、センシング動作が可能であることが確認された。
【００４４】
次に、条件１−１において、前記ｐ偏光のみを用いること、被検体収容空間Ｓ内の水に誘電率が１．４７の粒子を加え、前記検出シート表面に前記粒子の層を厚さ５ｎｍで形成したこと以外は、条件１−１と同一の条件（以下、「条件１−２」と称する）でシミュレーションを行った。
また、粒子の数を増やし、前記検出シート表面に前記粒子の層を厚さ１０ｎｍで形成したこと以外は、条件１−２と同一の条件（以下、「条件１−３」と称する）でシミュレーションを行った。
条件１−１〜１−３における各シミュレーション結果を図７（ｂ）に示す。なお、図７（ｂ）は、第１実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（２）であり、実線が条件１−１の場合を示し、破線が条件１−２の場合を示し、一点鎖線が条件１−３の場合を示す。
該図７（ｂ）に示すように、前記粒子を加えた条件１−２では、条件１−１に対し、前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θが高角度側にシフトする結果となり、また、前記粒子を増やした条件１−３では、条件１−２よりも前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θがより高角度側にシフトする結果となることが確認された。
したがって、条件１−１と条件１−２の比較により、前記粒子を検出対象としたセンシング動作が可能とされる。また、条件１−２と条件１−３の比較により、前記粒子の量なども解析対象とすることができる。
【００４５】
次に、第２実施形態に係る被検体解析装置に関するシミュレーション結果について説明する。
シミュレーション条件としては、検出シートを図５に示す検出シート１５の構成に変更したこと以外は、条件１−１と同様にし、前記検出シートは、検出シート１５における基材層１５ａ上に厚みが無限大の金属層１５ｂを金で形成し、金属層１５ｂ上に厚みが６１７ｎｍの誘電体層１５ｃを屈折率が１．４７のシリカ材で形成したものとした。
また、金属層１５ｂの複素屈折率は、使用波長６３２．８ｎｍにおいて実部が０．１７であり、虚部が３．１５ｉであり、また、金属層１５ｂの複素誘電率は、使用波長６３２．８ｎｍにおいて実部が−９．８９であり、虚部が１．０７ｉである。また、金属層１５ｂを無限大の厚みで形成し、基材層１５ａの影響を排除したのは、オットー配置型の被検体検出装置自体の有効性を確認するためである。
【００４６】
以上のシミュレーション条件（以下、「条件２−１」と称する）で条件１−１と同様の計算を行った前記反射光の特性を図８（ａ）に示す。なお、図８（ａ）は、第２実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（１）であり、実線が前記ｐ偏光を用いた場合を示し、破線が前記ｓ偏光を用いた場合を示す。
該図８（ａ）に示されるように、前記検出シートを光導波モードセンサと同様の構成にした場合、前記ｐ偏光及び前記ｓ偏光のいずれの前記直線偏光を用いても、前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θが確認され、センシング動作が可能であることが確認された。また、入射角度θ付近における前記反射光強度の減少曲線は、半値幅の狭いピークとして現れ、入射角度θのシフトを高感度に検出可能とされる。
【００４７】
次に、条件２−１において、前記ｐ偏光のみを用いること、被検体収容空間Ｓ内の水に誘電率が１．４７の粒子を加え、前記検出シート表面に前記粒子の層を厚さ５ｎｍで形成したこと以外は、条件２−１と同一の条件（以下、「条件２−２」と称する）でシミュレーションを行った。
また、粒子の数を増やし、前記検出シート表面に前記粒子の層を厚さ１０ｎｍで形成したこと以外は、条件２−２と同一の条件（以下、「条件２−３」と称する）でシミュレーションを行った。
条件２−１〜２−３における各シミュレーション結果を図８（ｂ）に示す。なお、図８（ｂ）は、第２実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（２）であり、実線が条件２−１の場合を示し、破線が条件２−２の場合を示し、一点鎖線が条件２−３の場合を示す。
該図８（ｂ）に示すように、前記粒子を加えた条件２−２では、条件２−１に対し、前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θが高角度側にシフトする結果となり、また、前記粒子を増やした条件２−３では、条件２−２よりも前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θがより高角度側にシフトする結果となることが確認された。
したがって、条件２−１と条件２−２の比較により、前記粒子を検出対象としたセンシング動作が可能とされる。また、条件２−２と条件２−３の比較により、前記粒子の量なども解析対象とすることができる。
【００４８】
次に、条件２−１において、前記ｐ偏光に代えて前記ｓ偏光を用いたこと以外は、条件２−１と同一の条件（以下、「条件２−４」と称する）でシミュレーションを行い、また、条件２−２において、前記ｐ偏光に代えて前記ｓ偏光を用いたこと以外は、条件２−２と同一の条件（以下、「条件２−５」と称する）でシミュレーションを行い、また、条件２−３において、前記ｐ偏光に代えて前記ｓ偏光を用いたこと以外は、条件２−３と同一の条件（以下、「条件２−６」と称する）でシミュレーションを行った。
【００４９】
条件２−４〜２−６における各シミュレーション結果を図８（ｃ）に示す。なお、図８（ｃ）は、第２実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（３）であり、実線が条件２−４の場合を示し、破線が条件２−５の場合を示し、一点鎖線が条件２−６の場合を示す。
該図８（ｃ）に示すように、前記粒子を加えた条件２−５では、条件２−４に対し、前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θが高角度側にシフトする結果となり、また、前記粒子を増やした条件２−６では、条件２−５よりも前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θがより高角度側にシフトする結果となることが確認された。
したがって、条件２−４と条件２−５の比較により、前記粒子を検出対象としたセンシング動作が可能とされる。また、条件２−５と条件２−６の比較により、前記粒子の量なども解析対象とすることができる。
【００５０】
次に、第３実施形態に係る被検体解析装置に関するシミュレーション結果について説明する。
シミュレーション条件としては、検出シートを図６に示す検出シート２５の構成に変更したこと、前記直線偏光の波長を８６０ｎｍに変更したこと以外は、条件１−１と同様にし、前記検出シートは、検出シート２５における基材層２５ａ上に厚みが無限大の第１金属層２５ｂを金で形成し、第１金属層２５ｂ上に厚みが６８０ｎｍの誘電体層２５ｃを屈折率が１．４７のシリカ材で形成し、誘電体層２５ｃ上に厚みが４７ｎｍの第２金属層２５ｄを金で形成したものとした。
また、第１金属層２５ｂの複素屈折率は、使用波長８６０ｎｍにおいて実部が０．２であり、虚部が５．５ｉであり、また、第１金属層２５ｂの複素誘電率は、使用波長８６０ｎｍにおいて実部が−３０．２であり、虚部が２．２ｉである。また、第２金属層２５ｄの複素屈折率は、使用波長８６０ｎｍにおいて実部が０．２であり、虚部が５．５ｉであり、また、第２金属層２５ｄの複素誘電率は、使用波長８６０ｎｍにおいて実部が−３０．２であり、虚部が２．２ｉである。また、第１金属層２５ｂを無限大の厚みで形成し、基材層２５ａの影響を排除したのは、オットー配置型の被検体検出装置自体の有効性を確認するためである。
【００５１】
以上のシミュレーション条件（以下、「条件３−１」と称する）で条件１−１と同様の計算を行った前記反射光の特性を図９（ａ）に示す。なお、図９（ａ）は、第３実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（１）であり、実線が前記ｐ偏光を用いた場合を示し、破線が前記ｓ偏光を用いた場合を示す。
該図９（ａ）に示されるように、前記検出シートを光導波モードセンサと同様の構成にした場合、前記ｐ偏光及び前記ｓ偏光のいずれの前記直線偏光を用いても、前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θが確認される。また、入射角度θ付近における前記反射光強度の減少曲線は、半値幅の狭いピークとして現れ、入射角度θのシフトを高感度に検出可能とされる。なお、前記ｓ偏光では、前記ピークの高さが前記ｐ偏光よりも低くなっている。
【００５２】
次に、条件３−１において、前記ｐ偏光のみを用いること、被検体収容空間Ｓ内の水に誘電率が１．４７の粒子を加え、前記検出シート表面に前記粒子の層を厚さ５ｎｍで形成したこと以外は、条件３−１と同一の条件（以下、「条件３−２」と称する）でシミュレーションを行った。
また、粒子の数を増やし、前記検出シート表面に前記粒子の層を厚さ１０ｎｍで形成したこと以外は、条件３−２と同一の条件（以下、「条件３−３」と称する）でシミュレーションを行った。
【００５３】
条件３−１〜３−３における各シミュレーション結果を図９（ｂ）に示す。なお、図９（ｂ）は、第３実施形態に係る被検体解析装置に関する反射光特性を示す図（２）であり、実線が条件３−１の場合を示し、破線が条件３−２の場合を示し、一点鎖線が条件３−３の場合を示す。
該図９（ｂ）に示すように、前記粒子を加えた条件３−２では、条件３−１に対し、前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θが高角度側にシフトする結果となり、また、前記粒子を増やした条件３−３では、条件３−２よりも前記反射光の強度が減少する特定の入射角度θがより高角度側にシフトする結果となることが確認された。
したがって、条件３−１と条件３−２の比較により、前記粒子を検出対象としたセンシング動作が可能とされる。また、条件３−２と条件３−３の比較により、前記粒子の量なども解析対象とすることができる。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
図２に示す構成で、実施例１に係る被検体解析装置を製造した。具体的には、次のように製造を行った。
【００５６】
実施例１に係る被検体解析装置では、レーザから照射される波長６３２．８ｎｍの光を偏光板に導入してｐ偏光として偏光後、光学プリズムに入射させるように設定を行った。また、前記光学プリズムから出射される反射光をサーモパイルセンサで受光するように光学系の設定を行った。
前記光学プリズムとしては、波長６３２．８ｎｍの光に対して屈折率が１．７３のガラス製光学プリズム（三角形プリズム、頂角９０°）を用いた。
被検体収容部としては、波長６３２．８ｎｍの光に対して屈折率が１．７３のガラス板を支持板とし、前記支持板の一の面上に酸化ケイ素をスパッタリング法により高さ５００ｎｍで堆積させ、側壁部とした。
検出シートとしては、市販のステッカー紙の表面上に金を１００ｎｍの厚みで蒸着させて形成した。
前記光学プリズムの底面に前記被検体収容部の前記支持板の他の面を屈折率整合液を介して光学的に密着させ、前記光学プリズムの底面に前記被検体収容部を密着させた。
また、前記被検体収容部の前記側壁部上に被検体収容空間を密閉するように前記検出シートを密着させた。
以上により、実施例１に係る被検体解析装置を製造した。なお、実施例１に係る被検体解析装置は、前記ステッカー紙裏面のシールを剥がし、水平な支持台上に粘着させて解析に用いた。
【００５７】
解析は、先ず、初期状態として前記被検体収容空間に空気（屈折率：１）のみが存在する状態で行った。具体的には、入射光の前記光学プリズムに対する入射角を２０°から４７°まで変化させ、各入射角での反射光強度の測定を行った。
次に、前記被検体収容空間に水（Ｍｉｌｌｉ−Ｑグレード、屈折率：１．３３）を毛管引力により導入し、入射光の前記光学プリズムに対する入射角は、５５°から８０°まで変化させ、各入射角での反射光強度の測定を行った。
測定結果を図１０に示す。なお、図１０は、実施例１における空気及び水を被検体とした反射光強度測定の測定結果を示す図である。
該図１０に示すように、空気の場合（ｇａｐ  ａｉｒ）、３０°付近で反射光強度の減少が確認され、水の場合(ｇａｐ  ｗａｔｅｒ)、６３°付近で反射光強度の減少が確認される。
このように実施例１に係る被検体解析装置では、前記被検体収容空間における誘電率の変化に応じて、反射光強度が減少する入射角がシフトし、センシング動作を行うことができる。
【００５８】
続いて、前記被検体収容空間に対し、屈折率が１．３４の５質量％塩化ナトリウム水溶液を毛管引力により導入し、同様の反射光強度測定を行った。
測定結果を図１１に示す。なお、図１１は、実施例１における水及び５質量％塩化ナトリウム水溶液を被検体とした反射光強度測定の測定結果を示す図である。
該図１１に示すように、水に代えて５質量％塩化ナトリウム水溶液を導入すると、高角度側に反射光強度が減少する入射角がシフトすることが確認される。
水の屈折率が１．３３であるのに対し、５質量％塩化ナトリウム水溶液の屈折率は１．３４であり、実施例１に係る被検体解析装置では、水より０．０１大きい屈折率の増大を反射光強度が減少する入射角のシフト変化を通じて解析することができる。
【００５９】
（実施例２）
実施例１における検出シートの金層の表面を更に１−アミノエタンチオールで表面修飾し、その上にビオチンＮ−ヒドロキシスルフォスクシンイミドエステルを反応させたものを検出シートとした実施例２に係る被検体解析装置を製造した。
【００６０】
実施例２に係る被検体解析装置に対し、前記被検体収容空間に空気（屈折率：１）のみが存在する状態で、実施例１と同様の反射光強度の測定を行った。
次に、前記検出シートを装置から一旦取り外し、表面にストレプトアビジンを含むリン酸バッファー液（ｐＨ７．４）を滴下し、３０分静置した後、前記検出シートを再び装置に取り付け、実施例１と同様の反射光強度の測定を行った。
測定結果を図１２に示す。なお、図１２は、実施例２におけるストレプトアビジンの検出を目的とした反射光強度測定の測定結果を示す図である。
該図１２に示すように、ストレプトアビジンを含むリン酸バッファー液の導入前では、２９．５°付近で反射光強度の減少が確認されるのに対し、導入後では、３１°付近で反射光強度の減少が確認される。ビオチンＮ−ヒドロキシスルフォスクシンイミドエステルにおけるビオチン基は、ストレプトアビジンと特異的に結合する分子であり、リン酸バッファー液を除去しても、反射光強度が減少する入射角を導入前の入射角よりも高角度側にシフトさせる。
したがって、実施例２に係る被検体解析装置では、ビオチン基とストレプトアビジンとの結合による、反射光強度が減少する入射角のシフト変化を通じて、被検体中のストレプトアビジンを検出することができる。
【００６１】
（実施例３）
市販のステッカー紙に代えて、紙材として日本製紙パビリア社製のオーパーＭＤＰを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３に係る被検体解析装置を製造した。
【００６２】
実施例３に係る被検体解析装置に対し、前記被検体収容空間に空気（屈折率：１）のみが存在する状態で、実施例１と同様の反射光強度の測定を行った。
次に、前記検出シートを装置から一旦取り外し、表面に１−デカンチオールのエタノール溶液を滴下し、１０分静置した後、前記検出シートを再び装置に取り付け、実施例１と同様の反射光強度の測定を行った。
測定結果を図１３に示す。なお、図１３は、実施例３におけるチオールの検出を目的とした反射光強度測定の測定結果を示す図である。
該図１３に示すように、１−デカンチオールのエタノール溶液の導入前では、２９．３°付近で反射光強度の減少が確認されるのに対し、導入後では、２９．５°付近で反射光強度の減少が確認される。  したがって、実施例３に係る被検体解析装置では、１−デカンチオールにおけるチオール基と前記検出シートにおける金との化学結合による、反射光強度が減少する入射角のシフト変化を通じて、金−チオール反応を検出することができる。
【００６３】
（実施例４）
市販のステッカー紙に代えて、紙材として日本製紙社製のエスプリＣを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４に係る被検体解析装置を製造した。
【００６４】
（実施例５）
市販のステッカー紙に代えて、紙材として王子製紙社製のミラーコートプラチナを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５に係る被検体解析装置を製造した。
【００６５】
（比較例１）
市販のステッカー紙に代えて、紙材として日本製紙社製のオーロラコートを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１に係る被検体解析装置を製造した。
【００６６】
＜光沢度＞
実施例１，３〜５及び比較例１に係る各被検体解析装置に用いた紙材に対し、ＪＩＳ（ＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔ４８０）に従って光沢度を測定した。なお、光沢度は、屈折率１．５４のガラスを光沢度１００としたときの比で表したものである。
測定結果を後掲の表１に示す。
【００６７】
＜表面粗さ＞
実施例１，３〜５に係る各被検体解析装置に用いた紙材に対し、次のように表面粗さの測定を行った。なお、比較例１に係る被検体解析装置に用いた紙材に対しては、有効なセンシング動作を期待できないため、測定を行っていない。
即ち、各紙材上に金を厚み１００ｎｍで蒸着後、１０μｍ四方における金表面領域の凹凸形状を走査型電子間力顕微鏡（Ｖｅｅｃｏ  Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ  ＩＩＩ）で観察し、前記凹凸形状を算術平均粗さの概念で評価した。
測定結果を下記表１に示す。
【００６８】
【表１】
2018028468.tif 000003
【００６９】
実施例１，３〜５及び比較例１に係る各被検体解析装置を用いて、実施例１における空気を被検体とした反射光強度の減少確認試験を行った結果を図１４に示す。なお、図１４は、実施例１，３〜５及び比較例１に係る各被検体解析装置を用いた場合の試験結果を示す図である。
【００７０】
図１４に示すように、光沢度が９０以上の紙材を用いた実施例１，３〜５に係る各被検体解析装置では、特定の入射角で反射光強度の減少が確認され、センシング動作が可能とされる。
これに対し、光沢度が９０未満の紙材を用いた比較例１に係る被検体解析装置では、図１４に示すように、特定の入射角で反射光強度の減少が確認されず、センシング動作されることができない。
【００７１】
図１４に示す試験結果において、反射光強度の減少する曲線をピーク形状に見立てたとき、ピーク形状の半値幅が狭ければ狭い程、高感度のセンシング動作が可能となる。なお、表１に示した半値幅は、図１４に示す反射率曲線のうち、２２°から４０°までの範囲を、ソフトウエア（ＯｒｉｇｉｎＰｒｏ２０１６Ｊ）上でＬｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法による反復アルゴリズムを用いてガウシアンで非線形フィッティングして得られた値である。
９０以上の光沢度に加え、表面粗さが１６ｎｍ以下である紙材を用いた実施例１，３，４に係る各被検体解析装置、特に表面粗さが１４ｎｍ以下である紙材を用いた実施例１，３に係る各被検体解析装置では、表面粗さが２０ｎｍである紙材を用いた実施例４に係る被検体解析装置よりも、前記半値幅が狭いため、ピークトップを確認し易く、高感度なセンシングが可能となる。
【符号の説明】
【００７２】
１，１０１  光学プリズム
２，１０２  支持板
３，１０３  側壁部
３ａ    導入部
３ｂ    排出部
４，１０４  被検体収容部
５，１５，２５，１０５  検出シート
５ａ，１５ａ，２５ａ，１０５ａ  基材層
５ｂ    検出層
１５ｂ    金属層
１５ｃ、２５ｃ  誘電体層
２５ｂ    第１金属層
２５ｄ    第２金属層
【図１】
2018028468.tif 000004
【図２】
2018028468.tif 000005
【図３（ａ）】
2018028468.tif 000006
【図３（ｂ）】
2018028468.tif 000007
【図４】
2018028468.tif 000008
【図５】
2018028468.tif 000009
【図６】
2018028468.tif 000010
【図７（ａ）】
2018028468.tif 000011
【図７（ｂ）】
2018028468.tif 000012
【図８（ａ）】
2018028468.tif 000013
【図８（ｂ）】
2018028468.tif 000014
【図８（ｃ）】
2018028468.tif 000015
【図９（ａ）】
2018028468.tif 000016
【図９（ｂ）】
2018028468.tif 000017
【図１０】
2018028468.tif 000018
【図１１】
2018028468.tif 000019
【図１２】
2018028468.tif 000020
【図１３】
2018028468.tif 000021
【図１４】
2018028468.tif 000022