(57)【要約】  本発明の一つの主題は、ＳＰＲおよび電気化学法による検出のために同時にまたは独立して用いられる固体支持体を形成するために、金属の少なくとも一つの層と、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、特にスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）の少なくとも一つの層で覆われた、透明固体支持体に関する。本発明は、特に高周波（ＲＦ）発生器を含んでなるデバイスを用いたカソードスパッタリングにより、このような支持体を作製するための方法に関し、このデバイスも本発明に含まれる。本発明のもう一つの主題は、このような支持体を含んでなるまたは用いる、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）および／または電気化学プラズモン共鳴による有機または無機化合物の検出または同定のためのキットおよび方法である。
2011506945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
‐ＳＰＲによる検出に使用可能な固体支持体を形成するための、少なくとも一種の金属の少なくとも一つの層；
‐少なくとも一つの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層、
‐および、必要であれば、接着層、
で部分的にまたは完全に覆われた透明固体支持体を含んでなることで特徴づけられる、固体支持体。
【請求項２】
ＴＣＯ層が、少なくとも一つの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層により形成されて、ＳＰＲによる検出および／または電気化学的検出に使用可能な固体支持体を形成する、請求項１に記載の固体支持体。
【請求項３】
ＴＣＯ層が、０＜ｘ＜３のＩｎ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜１のＺｎＯ１−ｘ、０＜ｘ＜２のＳｎＯ２−ｘ、０＜ｘ＜１のＣｄＯ１−ｘ、０＜ｘ＜３のＧａ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜３のＴｌ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜２のＰｂＯ２−ｘ、０＜ｘ＜５のＳｂ２Ｏ５−ｘ、０＜ｘ＜１のＭｇＯ１−ｘおよび０＜ｘ＜２のＴｉＯ２−ｘからなる群から選択される少なくとも一種の透明導電性酸化物を含んでなる、請求項１または２に記載の固体支持体。
【請求項４】
ＴＣＯ層が、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｄＯ、Ｇａ２Ｏ３、Ｔｌ２Ｏ３、ＰｂＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＭｇＯおよびＴｉＯ２からなる群から選択される少なくとも一種の透明導電性酸化物を含んでなる、請求項３に記載の固体支持体。
【請求項５】
ＴＣＯ層が、少なくとも二種の二元酸化物の組合せからなる少なくとも一種の透明導電性酸化物を含んでなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項６】
ＴＣＯ層がＴＣＯをドープ可能な成分も含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項７】
ＴＣＯ層が酸化インジウムＩｎ２Ｏ３を含んでなる層である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項８】
ＴＣＯ層が、好ましくは質量で９０％Ｉｎ２Ｏ３および１０％ＳｎＯ２の混合物からなるターゲット物質から合成された、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を含んでなる層である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項９】
ＴＣＯ層が、大気温度でかつ主として非晶質の構造で堆積されたスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を含んでなる層である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項１０】
ＴＣＯ層が３ｎｍ〜２００ｎｍの深さを有している、請求項１〜９のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項１１】
ＴＣＯ層が４ｎｍ〜１０ｎｍの深さを有している、請求項１０に記載の固体支持体。
【請求項１２】
少なくとも一種の金属で構成される層が、該金属が金、銀、銅およびアルミニウム、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金からなる群から選択される層である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項１３】
少なくとも一種の金属で構成される層が１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜５０ｎｍの深さを有している、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項１４】
層が少なくとも一種の金属で構成される前に、好ましくは深さ１ｎｍ〜１０ｎｍの接着層で固体支持体が覆われ、５ｎｍ±１ｎｍが好ましい深さである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項１５】
接着層が金属層であり、その金属がチタン、クロム、ニッケル、タンタル、モリブデン、トリウム、銅、アルミニウムまたはスズ、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金、酸化物および／または水酸化物からなる群から選択される、請求項１４に記載の固体支持体。
【請求項１６】
接着層が酸素勾配のある金属酸化物ＭＯｘ層であり、Ｍが金、銀、銅およびアルミニウム、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金の群から選択される少なくとも一種の金属を表わす、請求項１４に記載の固体支持体。
【請求項１７】
接着層が好ましくはチタンの層である、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項１８】
固体支持体が、少なくとも一種の有機または無機透明物質で構成されるか、または透明物質、例えばガラスまたは透明固体ポリマー、例えばポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、好ましくはガラス、の組合せで構成されている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項１９】
ＳＰＲによる検出に使用可能な固体支持体を形成するための少なくとも一種の金属の層が、金属ナノ粒子で構成された層である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項２０】
図２０および２１で示された支持体の中から選択可能な、請求項１９に記載の固体支持体。
【請求項２１】
透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層が、好ましくは図１７で示されているように、金属ナノ粒子で構成された層で覆われている、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項２２】
透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層が金属ナノ粒子で構成された層で覆われ、後者の金属ナノ粒子の層自体が、好ましくは図１８で示されているように、ＴＣＯ層で覆われている、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項２３】
図１９で示されているように、ｎが２〜５（含む）である、請求項２２に記載の固体支持体。
【請求項２４】
少なくとも一つのＴＣＯ層、好ましくは支持体が数層を含むならば堆積された最後のＴＣＯ層が、必要に応じて化学的に活性な、ヒドロキシル基を有している、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の固体支持体。
【請求項２５】
ヒドロキシル基および／または該ヒドロキシル基と反応した官能基が、紫外線への暴露によりＴＣＯ層から脱着可能な、請求項２４に記載の固体支持体。
【請求項２６】
表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）および／または電気化学法による検出のための固体支持体の製造方法であって、
‐固体支持体の少なくとも同一表面において、重ね合わせで、
‐ＳＰＲによる検出に使用可能な固体支持体を形成するために、少なくとも一種の金属で構成された少なくとも一つの層、および
‐少なくとも一つの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層（好ましくは、該ＴＣＯ層は、ＳＰＲによる検出および／または電気化学的検出に使用可能な固体支持体を形成するために、少なくとも一つの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層で構成されている）、
を堆積するステップを含んでなることで特徴づけられる方法。
【請求項２７】
ＴＣＯ層の堆積が、好ましくは１０−５〜１０−７ｍｂａｒ以下の残圧を付与された、真空チャンバ中で行われる、請求項２６に記載の製造方法。
【請求項２８】
ＴＣＯ層の堆積が、少なくとも一種の希ガス、好ましくはアルゴンの存在下、または希ガス（好ましくはアルゴン）および酸素元素含有ガス（好ましくは酸素分子）の混合物の存在下、好ましくは約５．１．１０−４のｐＯ２／ｐＡｒ比で、好ましくは約０．０１２ｍｂａｒの希ガス／酸素分子混合物の存在下、部分真空中において行われる、請求項２６または２７に記載の製造方法。
【請求項２９】
カソードスパッタリングハウジングが少なくとも一つの発生器、好ましくは高周波器（ＲＦ）を含んでなり、堆積に用いられる高周波電力が、好ましくは１０ｍｍ〜１５０ｍｍのターゲット‐基板距離で０．１Ｗ／ｃｍ２〜４Ｗ／ｃｍ２である、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載のカソードスパッタリングを用いる製造方法。
【請求項３０】
ＴＣＯ層の深さが、好ましくは７８ｍｍのターゲット／基板距離で０．８６Ｗ／ｃｍ２の電力のとき０．６ｎｍ／ｍｉｎの速度で、堆積時間によりコントロールされる、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３１】
ＴＣＯ層が、０＜ｘ＜３のＩｎ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜１のＺｎＯ１−ｘ、０＜ｘ＜２のＳｎＯ２−ｘ、０＜ｘ＜１のＣｄＯ１−ｘ、０＜ｘ＜３のＧａ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜３のＴｌ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜２のＰｂＯ２−ｘ、０＜ｘ＜５のＳｂ２Ｏ５−ｘ、０＜ｘ＜１のＭｇＯ１−ｘおよび０＜ｘ＜２のＴｉＯ２−ｘからなる群から選択される、好ましくはＩｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｄＯ、Ｇａ２Ｏ３、Ｔｌ２Ｏ３、ＰｂＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＴｉＯ２の中から選択される、少なくとも一種の透明導電性酸化物を含んでなる、請求項２６〜３０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３２】
ＴＣＯ層が、少なくとも二種の二元酸化物の組合せからなる少なくとも一種の酸化物を含んでなる、請求項２６〜３１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３３】
ＴＣＯ層が、Ｉｎ２Ｏ３のためにＳｎのような、該ＴＣＯをドープ可能な成分とのＴＣＯの組合せを含んでなる、請求項２６〜３２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３４】
ＴＣＯ層が酸化インジウムＩｎ２Ｏ３を含んでなる層である、請求項２６〜３３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３５】
ＴＣＯ層が、好ましくは質量で９０％Ｉｎ２Ｏ３および１０％ＳｎＯ２の混合物からなるターゲット物質から合成された、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を含んでなる層である、請求項２６〜３４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３６】
ＴＣＯ層が、大気温度でかつ主として非晶質の構造で堆積されたスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を含んでなる層である、請求項２６〜３５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３７】
ＴＣＯ層が３ｎｍ〜２００ｎｍの深さ、好ましくは４ｎｍ〜１０ｎｍの深さを有している、請求項２６〜３６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３８】
少なくとも一種の金属で構成される層が、該金属が金、銀、銅およびアルミニウム、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金からなる群から選択される層である、請求項２６〜３７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項３９】
少なくとも一種の金属で構成される層が１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは３０〜５０ｎｍの深さを有している、請求項２６〜３８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４０】
固体支持体が事前に接着層で覆われる、請求項２６〜３９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４１】
接着層が金属層であり、その金属がチタン、クロム、ニッケル、タンタル、モリブデン、トリウム、銅、アルミニウム、スズ、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金、酸化物および／または水酸化物からなる群から選択される、請求項４０に記載の製造方法。
【請求項４２】
接着層が酸素勾配のある金属酸化物ＭＯｘの層であり、Ｍが金、銀、銅およびアルミニウム、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金からなる群で選択される少なくとも一種の金属を表わす、請求項４０に記載の製造方法。
【請求項４３】
接着層がチタンの層である、請求項４０〜４２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４４】
少なくとも一種の金属で構成される層の堆積前に、接着層が１ｎｍ〜１０ｎｍの深さ、好ましくは５ｎｍ±１ｎｍの深さを有している、請求項４０〜４３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４５】
ＴＣＯ層の堆積前に、固体支持体が事前に接着層と少なくとも一種の金属で構成される層で覆われる、請求項４０〜４４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４６】
必要であれば、接着層と少なくとも一種の金属で構成される層も、カソードスパッタリングにより堆積される、請求項４０〜４５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４７】
必要であれば、接着層、少なくとも一種の金属で構成される層およびＴＣＯ層が、一方が少なくとも一種の金属からなる上記層を成長させるために用いられる金属または合金で構成され、他方が上記ＴＣＯ層を成長させるために用いられる物質で構成されている、少なくとも２つのターゲットと、適宜に、上記接着層を成長させるために用いられる金属または合金で構成されたターゲットと、必要であれば、いずれか有用なターゲットの系を備えたエンクロージャを含んでなる同一デバイス内でのカソードスパッタリングにより、固体支持体へ連続的に堆積され、該デバイスが、エンクロージャで部分真空を作るために少なくとも一つの真空ポンプと、希ガス、好ましくはアルゴンのための少なくとも一つの制御入口と、必要であれば反応性ガス、好ましくは酸素元素、好ましくは酸素分子のキャリアガスのための追加制御入口、および／または希ガスおよび反応性ガス、好ましくは酸素元素、好ましくは酸素分子のキャリアガスの既確立混合物のための少なくとも一つの制御入口を備えている、請求項４６に記載の製造方法。
【請求項４８】
固体支持体が少なくとも一種の有機または無機透明物質で構成されるかまたは透明物質の組合せで構成されている、請求項２６〜４７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項４９】
固体支持体が、ガラスまたは透明固体ポリマー、例えばポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、好ましくはガラスの中から選択される、請求項４８に記載の製造方法。
【請求項５０】
サンプルで少なくとも一種の有機または無機化合物の決定のための、あるいはＳＰＲおよび／または電気化学的検出による複合混合物で少なくとも一つの反応のモニタリングのための、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の、または請求項２６〜４９のいずれか一項に記載の方法を用いて得られる支持体の使用。
【請求項５１】
特にポリマーまたは重金属を含んでなる化学または無機化合物、特に核酸、ポリペプチドまたはタンパク質、炭水化物、有機粒子、例えばリポソームまたは小胞、無機粒子（例えば、マイクロまたはナノ粒子、細胞内小器官または細胞）を含んでなる有機または生物学的化合物または構造のサンプル中における検出のための、請求項５０に記載の支持体の使用。
【請求項５２】
請求項１〜２５のいずれか一項に記載の支持体、または請求項２６〜４９のいずれか一項に記載の方法を用いて得られる支持体を含んでなることで特徴づけられる、ＳＰＲおよび／または電気化学によりサンプルで少なくとも一種の化合物の存在および／または量の決定のための、あるいは少なくとも一つの反応のモニタリングのためのキット。
【請求項５３】
請求項１〜２５のいずれか一項に記載の、または請求項２６〜４９のいずれか一項に記載の方法を用いて得られる支持体を含んでなる、診断または分析デバイス。
【請求項５４】
一方が少なくとも一種の金属からなる層を成長させるために用いられる金属または合金で構成され、他方がＴＣＯ層を成長させるために用いられる物質で構成されている、少なくとも２つのターゲットと、適宜に、接着層を成長させるために用いられる金属または合金で構成されたターゲットと、必要であれば、請求項１〜４９の一つで規定されているようないずれか有用なターゲットの系を備えたエンクロージャを含んでなり、エンクロージャで部分真空を作るために少なくとも一つの真空ポンプと、希ガス、好ましくはアルゴンのための少なくとも一つの制御入口と、必要であれば反応性ガス、好ましくは酸素元素、好ましくは酸素分子のキャリアガスのための追加制御入口、および／または希ガスおよび反応性ガス、好ましくは酸素元素、好ましくは酸素分子のキャリアガスの既確立混合物のための少なくとも一つの制御入口を備えている、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＰＲおよび電気化学法による検出のために同時にまたは独立して用いられる固体支持体を形成するために、金属の少なくとも一つの層と、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、特にスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）の少なくとも一つの層で覆われた、透明固体支持体に関する。本発明は、特に高周波（ＲＦ）発生器を含んでなるデバイスを用いたカソードスパッタリングで薄膜を堆積させることにより、このような支持体を作製するための方法に関し、このデバイスも本発明に含まれる。本発明は、このような支持体を含んでなるまたは用いる、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）および／または電気化学プラズモン共鳴による有機または無機化合物の検出または同定のためのキットおよび方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）は、界面方法をモニターするための、または薄膜を特徴づけるための分析ツールとしてその有用性を証明してきた、高感度分光測定技術である（１〜３）。ＳＰＲ技術はマーキングなしに検出を行える。該方法の感度は、生じる表面プラズモンに起因して、金属‐誘電体界面における電磁場の刺激からきている。全反射が調整されるプリズムを介して、偏光ｐが金属／誘電体界面を照射し、ある角度から入射光を表面プラズモンモードとカップリングさせたときに、これらの表面プラズモンが金属表面（例えば、金）で励起される。プラズモンの形成は、ある入射角値θ、即ち共鳴角θＳＰＲで（フォトダイオードで測定される）反射光の強度の著しい減衰により示される。このピークθＳＰＲの位置、その最小反射因子Ｒｍｉnと、中間高さにおけるその幅（即ち、“半値全幅”のＦＷＨＭ）は、隣接媒体の屈折率（ｎ）と光学的深さに関するいかなる変動にも極めて敏感である。
【０００３】
誘電媒体と接触する金属膜の選択は重要なパラメーターである。金属膜は作動波長のとき吸収媒体であるため、金属層の屈折率はプラズモン曲線の吸収ピークの特徴に著しい影響を与える（４〜７）。適切な金属としては、特に銀、金、銅およびアルミニウムがある（４，８，９）。銀は金の場合よりかなり狭いまたは鋭いＳＰＲシグナルを発する（半値全幅は空気中において金で１０．６７°および銀で０．７１°である（１０））。この結果の原因は、金属の屈折率ｎ（ｎ＝ｎ′＋ｉｎ″）の実数部ｎ′の低い値と虚数部ｎ″の高い値である。銀は、金と比較して屈折率および光学的深さの変動に高い感受性を有している、としても記載されている（７，９〜１１）。更に、５０ｎｍ厚の金膜により生じるエバネッセント波の侵入長はλ＝６３０ｎｍに調整された光源のとき１６４ｎｍであるが、銀膜の場合は同深さのとき２１９ｎｍである（１２）。銀はＳＰＲチップにおける金属膜として理想的候補のようだが、金はそれより多く用いられており、それが銀の場合と比較して安定な化学的および光学的性質を有しているからである。確かに、銀の表面は反応性媒体中で化学的に不安定である。空気に曝されると銀は急速に酸化し、この酸化は水溶液中で加速される。こういう訳で、銀界面／隣接媒体の使用は、反応および生物学的相互作用のモニタリングに不可欠な光学測定に際して、長続きするとも考えられないのである（１３）。銀膜の使用は、したがって、その有利な光学的性質を保つために、その表面が均一な保護層で覆われることを含意している。異なるアプローチがこの保護について考えられてきた；例えば：ポリイオネン（１４）またはトリス（８‐ヒドロキシキノリン）アルミニウム（１５）の場合のように、有機単膜の追加堆積は、イオン‐Ｈ＋相互作用に敏感な界面を得られて、近傍場カップリングを可能にする。
【０００４】
今日では、ＳＰＲ測定技術は分子および生体分子現象のリアルタイム検出、例えばタンパク質‐ＤＮＡ相互作用、ＤＮＡ‐ＤＮＡ相互作用、細胞接着、ＤＮＡハイブリダイゼーション反応の研究に広く用いられている。
【０００５】
チップ（またはＳＰＲ支持体）の金膜の表面へ生物学的成分を固定するために用いられる化学は、主に、チオール化化合物（１６〜２１）、導電性ポリマー（２２〜２４）または機能性デキストラン（Biacore system）の単層（２５）の使用に基づいている。ある者は、生体分子の固定を行える、酸化物で用いられるシランのカップリング化学についても挙げられる。該方法は、金のような貴金属を酸化ケイ素ＳｉＯｘの純良層で覆うことからなる。ある者は、プラズマ増強化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）技術を用いて、均一かつ安定な深さのＳｉＯｘの層が堆積されている、金の層で覆われた固体支持体を製造するための方法を特に挙げられる（２６〜２７）。ＳｉＯｘのこれらの膜は電気化学測定のために興味深いが、それにもかかわらず非常に抵抗が残されたままである。
【発明の概要】
【０００６】
このように、前記からみて、常用される電気活性ウィンドウを広げながら電気化学測定にも用いられる固体支持体を得る目的で、ＳＰＲ測定に適応した固体支持体に改良しうる方法を有することができれば、望ましいであろう。好ましくは、この支持体が、例えば、金の場合と比較してその有利な光学的性質（例えば：反応媒体で倍増される分析深さ；隣接媒体の屈折率の測定ウィンドウΔｎの増大）も保ちながら、銀または銅金属膜で提供されたならば、その界面の安定性も有意に改善しうることは、ＳＰＲ支持体へ加えられるこの変更にとり有利であろう。しかも好ましくは、その表面で有機化合物の共有結合を促進しうることも、ＳＰＲ支持体へ加えられるこの変更にとり有利であろう。
【０００７】
これが、本発明の目的である。
【０００８】
金、銀または銅の金属層を表面上に有するＳＰＲ検出用に適応させた支持体へ、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）、例えばスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）の薄膜を堆積させると、ＳＰＲおよび電気化学法による検出のために同時にまたは独立して用いられるこのような支持体を得ることができた、と本発明者らは示していた。
【０００９】
薄層で堆積されたＩＴＯは、電流に導電性でかつ可視および近赤外領域で透明な電極として広く用いられることが知られている。これらの薄層は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光デバイス（ＯＬＥＤ）、太陽電池、検出器、ウィンドウ、ミラーまたはレンズ加熱デバイス、熱吸収反射層、エレクトロクロムデバイスなどのようなデバイスで用いられる。
【００１０】
ＩＴＯはｎ型縮退半導体である。その広い禁制帯（＞３．５ｅＶ）が可視領域におけるその透明性を説明している。ＩＴＯの導電性は、一方で酸素ホールを生み出し、他方で結晶構造中スズイオンによるインジウムイオンの置換により、伝導帯のボトムに近いレベルにおけるロードキャリア（電子）の関与に起因している。
【００１１】
このように、第一面において、本発明は、
‐ＳＰＲによる検出に使用可能な固体支持体を形成するための、少なくとも一種の金属の少なくとも一つの層、
‐透明導電性酸化物（ＴＣＯ）の少なくとも一つの層、
‐および、適宜に、接着層
で部分的にまたは全部覆われた透明固体支持体を含んでなることで特徴づけられる、固体支持体に関する。
【００１２】
好ましくは、本発明による固体支持体において、上記ＴＣＯ層は、ＳＰＲによる検出および／または電気化学的検出に使用可能な固体支持体を形成すること、しかも好ましくはＳＰＲによる検出および電気化学的検出に使用可能な固体支持体を形成することを可能としている。
【００１３】
このように、上記ＴＣＯ層がこの導電性を有するためには、それは好ましくは０＜ｘ＜３のＩｎ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜１のＺｎＯ１−ｘ、０＜ｘ＜２のＳｎＯ２−ｘ、０＜ｘ＜１のＣｄＯ１−ｘ、０＜ｘ＜３のＧａ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜３のＴｌ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜２のＰｂＯ２−ｘ、０＜ｘ＜５のＳｂ２Ｏ５−ｘ、０＜ｘ＜１のＭｇＯ１−ｘおよび０＜ｘ＜２のＴｉＯ２−ｘからなる化合物の群の中から選択され、区間ｘの値は、この酸化物層の透明性に加えて、良いまたは一層良いコンダクタンスを得られるようにさせるものである。
【００１４】
透明物質は、該物質を通過する光強度と該物質への入射光強度との比率が波長の少なくとも一つの範囲においてゼロではない物質である。
【００１５】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層が規定の安定な深さを有することで特徴づけられる。
【００１６】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記ＴＣＯ層が、好ましくはＩｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｄＯ、Ｇａ２Ｏ３、Ｔｌ２Ｏ３、ＰｂＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＴｉＯ２の群から選択される少なくとも一種の透明導電性酸化物を含んでなることで特徴づけられる。
【００１７】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記ＴＣＯ層が少なくとも二種の二元酸化物の組合せからなる少なくとも一種の透明導電性酸化物を含んでなることで特徴づけられる。
【００１８】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記ＴＣＯ層がＴＣＯをドープ可能な成分も含んでなることで特徴づけられる。
【００１９】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記ＴＣＯ層が酸化インジウムＩｎ２Ｏ３を含んでなる層であることで特徴づけられる。
【００２０】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記ＴＣＯ層が、好ましくは質量で９０％Ｉｎ２Ｏ３および１０％ＳｎＯ２の混合物からなるターゲット物質から合成された、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を含んでなる層であることで特徴づけられる。
【００２１】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記ＴＣＯ層が大気温度でかつ主として非晶質の構造で堆積されたスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を含んでなる層であることで特徴づけられる。
【００２２】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記ＴＣＯ層が３ｎｍ〜２００ｎｍの深さを有し、好ましくは深さが２ｎｍ〜２０ｎｍであり、４ｎｍ〜１０ｎｍが最も好ましい値であることで特徴づけられる。例えば：少なくとも一つの金膜で構成されて、ＳＰＲおよび／または電気化学法による検出に使用可能なＳＰＲ支持体では、４ｎｍが最も好ましい値である；少なくとも一つの銀膜で構成されて、ＳＰＲによる検出に使用可能なＳＰＲ支持体では、４ｎｍが最も好ましい値である；少なくとも一つの銀膜で構成されて、ＳＰＲおよび／または電気化学法による検出に使用可能なＳＰＲ支持体では、１０ｎｍが最も好ましい値である。
【００２３】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、少なくとも一種の金属で構成される上記層が、該金属が金、銀、銅およびアルミニウム、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金からなる群で選択される層であることで特徴づけられる。
【００２４】
一つの好ましい態様において、少なくとも一種の金属の上記層は、好ましくは直径が２．５ｎｍ〜１００ｎｍである、金属ナノ粒子で構成されているかまたはそれを含んでなる。
【００２５】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、少なくとも一種の金属で構成される上記層が１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜５０ｎｍの深さを有することで特徴づけられる。
【００２６】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記層が少なくとも一種の金属で構成される前に、好ましくは深さ１ｎｍ〜１０ｎｍの接着層で上記固体支持体が覆われ、５ｎｍ±１ｎｍが好ましい深さであることで特徴づけられる。
【００２７】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記接着層が金属層であり、該金属がチタン、クロム、ニッケル、タンタル、モリブデン、トリウム、銅、アルミニウムまたはスズ、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金、酸化物および／または水酸化物からなる群から選択されることで特徴づけられる。
【００２８】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記接着層が酸素勾配のある金属酸化物ＭＯｘ層であり、Ｍが金、銀、銅およびアルミニウム、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金の群から選択される少なくとも一種の金属を表わすことで特徴づけられる。
【００２９】
一つの特に好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記接着層が好ましくはチタンの層であることで特徴づけられる。
【００３０】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記固体支持体が少なくとも一種の有機または無機透明物質または透明物質の組合せ、例えばガラスまたは透明固体ポリマー、例えばポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネートで構成されていることで特徴づけられる。
【００３１】
上記固体支持体は、好ましくはガラスで選択される。
【００３２】
一つの具体的な態様において、本発明による固体支持体は、ＳＰＲによる検出に使用可能な固体支持体を形成するための少なくとも一種の金属の上記層が、好ましくは図２０および２１で示された支持体の中から選択される、金属ナノ粒子で構成された層であることで特徴づけられる。
【００３３】
一つの具体的な態様において、上記金属ナノ粒子、好ましくは金または銀を含んでなる金属膜は、蒸着により得られる。
【００３４】
もう一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層が、好ましくは図１７で示されているように、金属ナノ粒子で構成された層で覆われ、好ましくは金属粒子が金または銀であることで特徴づけられる。しかも好ましくは、これらの金属ナノ粒子を含んでなるこの金属膜は、ＴＣＯ層に金属ナノ粒子を形成させるために第二金属膜の蒸着により得られ、好ましくは上記の第二金属膜は１０ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ未満の深さを有する（金属ナノ粒子の金属膜の実現に関する、Ｎｏ．ＷＯ２００７／０３６５４４で公開されたBoukherroubらのＰＣＴ特許出願も参照）。
【００３５】
更にもう一つの具体的な態様において、本発明による固体支持体は、上記の透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層が金属ナノ粒子で構成された層で覆われ、後者の金属ナノ粒子の層自体が、好ましくは図１８または１９で示されているように、ＴＣＯ層で覆われていることで特徴づけられる（図１９における積層数ｎは好ましくは２〜１０（含む）であり、更に好ましくは２、３、４または５である）。
【００３６】
金属ナノ粒子、好ましくは金または銀で構成されたまたはそれを含んでなる金属膜を固体支持体上に得ることは当業者に周知であり、ここでは展開されない。非制限的に、ある者は、例えば、ガラスまたは金属酸化物表面への、好ましくは直径２．５ｎｍ〜１００ｎｍの市販金属ナノ粒子の直接堆積を挙げられる（ガラス表面は、（一般的には、単分散形で負電荷を帯びて供与される）それら粒子の良い固定化のために正電荷の群を最終的に供与しうるように、予めシラン処理しておける）。ある者は、熱的に（小さな深さで金属膜の蒸着／硬化）またはＩＴＯ型伝導膜上への電気化学的堆積により、このような層を得ることについても挙げられる。
【００３７】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、少なくとも一つのＴＣＯ層がヒドロキシル基を有していることで特徴づけられる。
【００３８】
好ましくは、ヒドロキシル基は、シラン類のような反応基へ共有結合で結合しうるように化学的に活性化され、適宜に、これらのシラン基自体はチオール、アミン、酸、シアニド、アルデヒド基、電気化学的に活性な、光活性化しうるなどの基から選択される基により、但しヒドロキシル基に活性な官能基を運ぶ他の分子（酸、アミンなど）でも官能基化される。
【００３９】
活性化されたヒドロキシル基を有するＴＣＯ表面、特にＩＴＯは、チオール基で官能基化されたシラン化合物の、共有結合による固定化に使用可能である。これらのチオール基は次いで、（例えば、２‐（２‐ピリジニルジチオ）エタンアミン塩酸塩化合物との反応により）チオール官能基および末端アミン官能基を有する二官能性試薬とジスルフィド架橋を容易に形成しうる。このアミン基は次いでそこに硬化剤（架橋剤）を固定するために用いられ、後者は所定の検出法のために選択されたプローブ、例えばＤＮＡまたはタンパク質を固定しうるように選択される。ジスルフィド架橋の存在の利点は、還元反応によりプローブを除去した後で、支持体を再使用またはリサイクルしうることである（２８）。
【００４０】
活性化されたヒドロキシル基を有するＩＴＯ層にタンパク質または核酸のような生体分子をグラフトすることを可能にさせる表面化学のために、ある者は、Ｎ‐エチル‐Ｎ′‐（３‐ジメチルアミノプロピル）カルボジイミドおよびＮ‐ヒドロキシスクシンイミド（ＥＤＣ／ＮＳＨ）の化学を用いて、少なくとも一つのＩＴＯ層で被覆されたガラス支持体にＮ‐（２‐アミノエチル）‐３‐アミノプロピル‐トリメトキシシラン（ＡＥＡＰＴＳ）の堆積を行う方法も挙げられる（２９）。核酸（ＲＮＡまたはＤＮＡ）のグラフト化のために、ある者はこれら核酸の末端の一つに予めアミノ基をグラフトして、この同タイプの試薬（ＥＤＣ／ＮＨＳ）を用いることに戻ることができる。
【００４１】
一つの好ましい態様において、本発明による固体支持体は、上記のヒドロキシル基および／または該ヒドロキシル基と反応した官能基が、紫外線への暴露または化学的還元により上記のＴＣＯ層から脱着されうることで特徴づけられる。
【００４２】
第二面において、本発明は、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）および電気化学法による検出のための固体支持体の製造方法であって、
‐固体支持体の少なくとも同一表面において、重ね合わせで、
‐ＳＰＲによる検出に使用可能な固体支持体を形成するために、少なくとも一種の金属で構成された少なくとも一つの層、および
‐少なくとも一つの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層（好ましくは、該ＴＣＯ層は、ＳＰＲによる検出および／または電気化学的検出に使用可能な、好ましくはＳＰＲによる検出および電気化学的検出に使用可能な固体支持体を形成するために、少なくとも一つの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層で構成されている）、
を堆積するステップを含んでなることで特徴づけられる方法に関する。
【００４３】
透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層は、（ｉ）有機化合物の共有結合グラフト化を促進するために、（ii）電気化学測定にも用いられる固体支持体を形成するために、(iii)必要であれば、あらゆる外部攻撃から金属層を防ぐために、ここでは堆積される。
【００４４】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、好ましくは１０−５〜１０−７ｍｂａｒ以下の残圧を付与された、真空チャンバ中でＴＣＯ層の堆積が行われることで特徴づけられる。
【００４５】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、ＴＣＯ層の堆積が少なくとも一種の希ガス、好ましくはアルゴンの存在下、または希ガス（好ましくはアルゴン）および酸素元素含有ガス（好ましくは酸素分子）の混合物の存在下、好ましくは約５．１．１０−４のｐＯ２／ｐＡｒ比で、好ましくは約０．００９ｔｏｒｒの希ガス／酸素分子混合物の存在下、部分真空中において行われることで特徴づけられる。
【００４６】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、ＴＣＯ層がカソードスパッタリングで固体支持体に堆積され、その際にカソードスパッタリングハウジングが少なくとも一つの発生器、好ましくは高周波（ＲＦ）発生器を含んでなり、堆積に用いられる高周波電力がターゲット表面（ＴＣＯ層の原料物質）の面積、ターゲットを固体支持体（基板）から隔てる距離の関数として計算され、好ましくは１０ｍｍ〜１５０ｍｍの距離で０．１Ｗ／ｃｍ２〜４Ｗ／ｃｍ２、好ましくは７８ｍｍのターゲット‐基板距離で０．８６Ｗ／ｃｍ２であることで特徴づけられる。
【００４７】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層の深さが、好ましくは７８ｍｍのターゲット／基板距離で０．８６Ｗ／ｃｍ２のとき０．６ｎｍ／ｍｉｎの速度で、堆積の時間によりコントロールされることで特徴づけられる。
【００４８】
カソードスパッタリングによる堆積（図１）がこのような層の合成向けに選択の方法であったことが示されていた。それらの合成は、一般的に、堆積中に基板を加熱することにより、または堆積後に制御雰囲気下で硬化を行うことにより、多結晶層を作製する高温処理（≒４００℃）を伴う。これは、本発明の態様の目的ではない。
【００４９】
対照的に、我々は、小さな高周波または超高周波損失を有するプラスチック膜のような温度脆性基板、例えばZeonex（Ｒ）（日本ゼオン製のコポリオレフィン）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、Transphan（Ｒ）（Lofo High Tech Film,ＧＭＢＨ,Germany市販の、高いガラス転移点を有する環状オレフィンポリマー）またはArton G（Ｒ）またはArtong（Ｒ）（日本合成ゴム，東京，日本製）のような透明プラスチックポリマーに、このような透明導電性層を大気温度で堆積させうる可能性を最近になり示していた。
【００５０】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層が、０＜ｘ＜３のＩｎ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜１のＺｎＯ１−ｘ、０＜ｘ＜２のＳｎＯ２−ｘ、０＜ｘ＜１のＣｄＯ１−ｘ、０＜ｘ＜３のＧａ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜３のＴｌ２Ｏ３−ｘ、０＜ｘ＜２のＰｂＯ２−ｘ、０＜ｘ＜５のＳｂ２Ｏ５−ｘ、０＜ｘ＜１のＭｇＯ１−ｘおよび０＜ｘ＜２のＴｉＯ２−ｘからなる群から選択される、好ましくはＩｎ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＣｄＯ、Ｇａ２Ｏ３、Ｔｌ２Ｏ３、ＰｂＯ２、Ｓｂ２Ｏ５、ＭｇＯ、ＴｉＯ２の中から選択される、少なくとも一種の透明導電性酸化物を含んでなることで特徴づけられる。
【００５１】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層が少なくとも二種の二元酸化物の組合せからなる少なくとも一種の酸化物を含んでなることで特徴づけられる。
【００５２】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層が、Ｉｎ２Ｏ３のためにＳｎのような、それらＴＣＯをドープ可能な成分とのＴＣＯの組合せを含んでなることで特徴づけられる。
【００５３】
一つの特に好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層が酸化インジウムＩｎ２Ｏ３を含んでなる層であることで特徴づけられる。
【００５４】
一つの更に一層特に好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層が、好ましくは質量で９０％Ｉｎ２Ｏ３および１０％ＳｎＯ２の混合物からなるターゲット物質から合成された、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を含んでなる層であることで特徴づけられる。
【００５５】
更にもう一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層が大気温度でかつ主として非晶質の構造で堆積されたスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）を含んでなる層であることで特徴づけられる。
【００５６】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層が３ｎｍ〜２００ｎｍの深さを有し、好ましくは深さが３ｎｍ〜２０ｎｍであり、４ｎｍ〜１０ｎｍが最も好ましい値であることで特徴づけられる。例えば：少なくとも一つの金膜で構成されて、ＳＰＲおよび／または電気化学法による検出に使用可能なＳＰＲ支持体では、４ｎｍが最も好ましい値である；少なくとも一つの銀膜で構成されて、ＳＰＲによる検出に使用可能なＳＰＲ支持体では、４ｎｍが最も好ましい値である；少なくとも一つの銀膜で構成されて、ＳＰＲおよび／または電気化学法による検出に使用可能なＳＰＲ支持体では、１０ｎｍが最も好ましい値である。
【００５７】
カソードスパッタリングにより、基板を加熱することなく、我々は主として非晶質のＩＴＯ層を合成したが、それは多結晶ＩＴＯ層の場合に匹敵する導電性および透明性特徴を有していた（３０，３１）。高圧、連続電流（ＤＣ）または適度の高周波（ＲＦ）、および大きなターゲット‐基板距離を含んでなる一連のスパッタリング条件の選択は、基板に到達する原子の熱化に有利であり、したがって非晶質層の獲得に有利である（３１〜３３）。
【００５８】
更に、スズが非晶質ＩＴＯでキャリアの形成に関与せず、そのため非晶質ＩＴＯについて言われたことは純粋かつ非晶質Ｉｎ２Ｏ３にも当てはまることが示されていた（３４〜３６）。
【００５９】
Ｉｎ２Ｏ３または非晶質ＩＴＯの最良特性を得るために、作動雰囲気下の酸素分圧は重要である（図２）。それは他のスパッタリングパラメーター（ターゲットの性質、マグネトロンの使用、ＤＣまたはＲＦ電力、ターゲット／基板距離など）に依存する。それは実験で求められていた（３０）。これらの条件下で小さな深さｄのとき、各層は非晶質または非常にわずかな多結晶構造（図３）、滑らかな表面（図４）を有し、それらの抵抗率ρは深さｄの関数として一定である（図５）。
【００６０】
得られる層はエンクロージャから取り出された後にいかなる処理も要せず、それらは約１２５〜１８０℃の温度まで環境下で安定であり、その温度以上のときそれらは我々の実験と様々な著者らによると著しい速度で結晶化し始める（３５，３７，３８）。特に基板が有機物で、したがってそれ自体が温度脆性であるときに、この閾値温度は多くの用途に適合しうる。更に、硬化の不在が酸化物の表面再構築現象を抑制し（３９）、それが特に分子グラフト化タイプの用途に有用な良い反応性を保持しているらしい。更に、ＩＴＯが準化学量論的酸化物であるため、分子グラフト化は（ｉ）貴金属（Ａｕ）または半貴金属（Ａｇ，…）で構成された表面と比較してずっと簡単であり、（ii）化学吸着（例えば、電気活性有機層を用いる化学的表面構築）のための新たな路を開いている。
【００６１】
（表面プラズモン検出と並行して）電気化学測定または検出が考えられたときに、堆積された酸化物の良いコンダクタンスは積層での電気的接触にも重要である。
【００６２】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、少なくとも一種の金属で構成される上記層が、該金属が金、銀、銅およびアルミニウム、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金からなる群で選択される層であることで特徴づけられ、金、銀および銅が最も好ましい。
【００６３】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、少なくとも一種の金属で構成される上記層が１０ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜５０ｎｍの深さを有することで特徴づけられる。
【００６４】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記固体支持体が最初に接着層で覆われることで特徴づけられる。
【００６５】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、少なくとも一種の金属で構成される上記層の堆積前に、上記接着層が１ｎｍ〜１０ｎｍの深さ、好ましくは５ｎｍ±１ｎｍの深さを有することで特徴づけられる。
【００６６】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記接着層が金属層であり、該金属がチタン、クロム、ニッケル、タンタル、モリブデン、トリウム、銅、アルミニウム、スズ、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金、酸化物および／または水酸化物からなる群から選択されることで特徴づけられる。
【００６７】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記接着層が酸素勾配のある金属酸化物ＭＯｘの層であり、Ｍが金、銀、銅およびアルミニウム、またはこれら金属のいずれかの組合せまたはそれら各々の合金からなる群で選択される少なくとも一種の金属を表わすことで特徴づけられる。
【００６８】
一つの特に好ましい態様において、本発明による方法は、上記接着層がチタンの層であることで特徴づけられる。
【００６９】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記ＴＣＯ層の堆積前に、上記固体支持体が最初に接着層と少なくとも一種の金属で構成される上記層で覆われることで特徴づけられる。
【００７０】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、必要であれば、上記接着層と少なくとも一種の金属で構成される上記層もカソードスパッタリングで堆積されることで特徴づけられる。
【００７１】
本発明の興味はＩＴＯ／金属／...層の温度転移の不在にもあり、各層間の拡散および／または剥離の問題が避けられるが、それらは特に多結晶ＩＴＯに基づく積層の場合に遭遇するものである（４０〜４２）。
【００７２】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、必要であれば、上記接着層、少なくとも一種の金属で構成される上記層および上記ＴＣＯ層が、一方が少なくとも一種の金属からなる上記層を成長させるために用いられる金属または合金で構成され、他方が上記ＴＣＯ層を成長させるために用いられる物質で構成されている、少なくとも２つのターゲットと、適宜に、上記接着層を成長させるために用いられる金属または合金で構成されたターゲットと、必要であれば、いずれか有用なターゲットの系を備えたエンクロージャを含んでなる同一デバイス内でのカソードスパッタリングにより、上記の固体支持体へ連続的に堆積され、上記のデバイスが、エンクロージャで部分真空を作るために少なくとも一つの真空ポンプと、希ガス、好ましくはアルゴンのための少なくとも一つの制御入口と、必要であれば反応性ガス、好ましくは酸素元素、好ましくは酸素分子のキャリアガスのための追加制御入口、および／または希ガスおよび反応性ガス、好ましくは酸素元素、好ましくは酸素分子のキャリアガスの既確立混合物のための少なくとも一つの制御入口を備えていることで特徴づけられる。
【００７３】
一つの好ましい態様において、本発明による方法は、上記の固体支持体が少なくとも一種の有機または無機透明物質または透明物質の組合せで構成されていることで特徴づけられる。
【００７４】
好ましくは、特に製造法が大気温度でカソードスパッタリング技術を用いる場合に、上記の透明物質はガラスまたは透明固体ポリマー、例えばポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネートの中から選択され、ガラスが最も好ましい固体支持体である。
【００７５】
第三面において、本発明は、本発明によるまたは本発明による方法で得られる固体支持体を用いることで特徴づけられる、サンプルで少なくとも一種の有機または無機化合物を調べるための、あるいはＳＰＲおよび／または電気化学的検出により複合混合物で少なくとも一つの反応をモニターするための方法に関する。
【００７６】
本発明は、特にポリマーまたは重金属を含んでなる化学または無機化合物、特に核酸、ポリペプチドまたはタンパク質、炭水化物、有機粒子、例えばリポソームまたは小胞、無機粒子（例えば、マイクロまたはナノ粒子、細胞内小器官または細胞）を含んでなる有機または生物学的化合物または構造のサンプル中における検出のための、本発明によるまたは本発明による方法で得られる支持体の使用にも関する。
【００７７】
第四面において、本発明は、本発明によるまたは本発明による方法で得られる支持体を含んでなることで特徴づけられる、ＳＰＲおよび／または電気化学によりサンプルで少なくとも一種の化合物の存在および／または量を調べるための、あるいは少なくとも一つの反応をモニターするためのキットまたはサプライに関する。
【００７８】
最後の面において、本発明は、本発明によるまたは本発明による方法を用いて得られる支持体を含んでなる、診断または分析デバイスに関する。
【００７９】
上記のデバイスは、好ましくは、一方が少なくとも一種の金属からなる上記層を成長させるために用いられる金属または合金で構成され、他方が上記ＴＣＯ層を合成するために用いられる物質で構成されている、少なくとも２つのターゲットと、必要であれば、上記接着層を成長させるために用いられる金属または合金で構成されたターゲットと、必要であれば、本発明による請求項の一つで規定されているようないずれか有用なターゲットの系を備えたエンクロージャを含んでなり、上記のデバイスは、エンクロージャで部分真空を作るために少なくとも一つの真空ポンプと、希ガス、好ましくはアルゴンのための少なくとも一つの制御取入口と、必要であれば反応性ガス、好ましくは酸素元素、好ましくは酸素分子のキャリアガスのための追加制御取入口、および／または希ガスおよび反応性ガス、好ましくは酸素元素、好ましくは酸素分子のキャリアガスの既確立混合物のための少なくとも一つの制御取入口を備えている。
【００８０】
本発明の他の特徴および利点は例および図による説明の継続で明らかになるであろうが、その解説は以下で示されている。
【００８１】
以下の例で挙げられた条件が本発明の興味に不利となることなく（特に装置に依存して）変動しうることは、薄層の開発に従事した全実施者により理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】ＲＦカソードスパッタリングハウジング。  図１は、酸化物の層および／または金属層を堆積するために用いられる、カソードスパッタリングハウジングの原理図である。  ターゲットへの高周波電圧（ここで示されているようなもの、またはＤＣ高電圧）の供給は、ターゲット（カソード）とアノードとの間で放電してプラズマを形成させる。Ａｒ＋イオンによるターゲットの表面のスパッタリングは、後者から成分原子を放出させる。元素がこうしてエンクロージャへ放出され、一部が反対側に置かれた基板で凝縮する。  我々は１枚のＩＴＯターゲットのみを示したが、ハウジングは有利には、異なる性質の膜の連続堆積間で真空破壊を避けるために、多数のターゲットを有している。
【図２】ＩＴＯ堆積時にプラズマへ注入された酸素の割合の関数としての抵抗率ρの展開。
【図３】４００℃で硬化前（非晶質状態）および後（多結晶状態）における、ガラス基板に堆積されたＩＴＯ層のＸ線回折図。  硬化前に得られた下図は、２θ≒２５°のときガラス基板の非晶質状態に起因して拡散ピークを示し、２θ≒３１°のときは、非晶質状態で酸化インジウムに特徴的な他の拡散ピークが呈示されている。ある者は２θ≒３０．３°；３５．２°；５０．５°および６０．２°で非常に低い強度のいくつかのピークの存在に注目しており、これは（極めて小さな量で）多結晶状態における酸化インジウムの劈開面の回折に起因するものである。  この同サンプルの硬化後に得られた上図は、良く読み取れるように上方へずらせておいた。基板の拡散ピークがなお存在し、３１°付近におけるＩｎ２Ｏ３の拡散ピークは完全に消失し、劈開面の拡散ピークが強められている。  これらの図は、硬化が、優先配向なしに、本質的に非晶質堆積の未処理ＩＴＯ層を多結晶層へ完全に変換していたことを証明している。
【図４】深さ２００ｎｍのＩＴＯ層の表面状態のＳＥＭ検査。  ＩＴＯの非晶質状態にも関連した、表面形態の非常に滑らかな外観に注目せよ。
【図５】深さｄの関数としてＩＴＯ層の平方当たりのコンダクタンスＧ°＝ｄ／ρ  図５は、深さの関数として、異なるＩＴＯ層で測定された平方当たりのいくつかのコンダクタンス値を示している。約２００ｎｍの深さまで、コンダクタンスは深さと比例している（四角点）。
【図６】ロードロックおよびＲＦカソードスパッタリング堆積エンクロージャ（上面図）。堆積エンクロージャは積層構造をとる：ＩＴＯ‐Ｃｕ‐Ｔｉ。
【図７】ＩＴＯ層で覆われたまたは覆われていないＳＰＲチップの透過率の比較。ＩＴＯ層により起きる反射防止効果に注目せよ。
【図８】積層構造：ＩＴＯ‐Ａｇ‐Ｔｉにおける堆積エンクロージャの内側。
【図９】水に浸漬された異なるＳＰＲ支持体における入射角θの関数としての反射率：（Ａ）Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（黒色），（Ｂ）ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（灰色），（Ｃ）Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（青色），（Ｄ）ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｕ（４０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（緑色），実験曲線：点線，理論ＳＰＲ曲線：実線；理論曲線に用いられるパラメーター：表３Ａおよび３Ｂ参照。
【図１０】大気温度で水に２時間浸漬された４ＳＰＲ支持体における共鳴角の変動（ΔθＳＰＲ）：（Ａ）Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ），（Ｂ）ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ），（Ｃ）Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ），（Ｄ）ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｕ（４０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）。
【図１１Ａ】異なるＳＰＲ支持体における入射角θの関数としての反射率：（Ａ）ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）；実験曲線：点線，理論ＳＰＲ曲線：実線；理論曲線に用いられるパラメーター：表３Ａおよび３Ｂ参照：水（黒色），エタノール（青色），ヘキサン（赤色），１‐ブタノール（緑色），２‐ペンタノール（灰色），１‐ヘキサノール（橙色），１，３‐プロパンジオール（紫色）。
【図１１Ｂ】異なるＳＰＲ支持体における入射角θの関数としての反射率：（Ｂ）Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）；実験曲線：点線，理論ＳＰＲ曲線：実線；理論曲線に用いられるパラメーター：表３Ａおよび３Ｂ参照：水（黒色），エタノール（青色），ヘキサン（赤色），１‐ブタノール（緑色），２‐ペンタノール（灰色），１‐ヘキサノール（橙色），１，３‐プロパンジオール（紫色）。
【図１１Ｃ】異なるＳＰＲ支持体における入射角θの関数としての反射率：（Ｃ）ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｕ（４０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）；実験曲線：点線，理論ＳＰＲ曲線：実線；理論曲線に用いられるパラメーター：表３Ａおよび３Ｂ参照：水（黒色），エタノール（青色），ヘキサン（赤色），１‐ブタノール（緑色），２‐ペンタノール（灰色），１‐ヘキサノール（橙色），１，３‐プロパンジオール（紫色）。
【図１１Ｄ】異なるＳＰＲ支持体における入射角θの関数としての反射率：（Ｄ）ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ｃｕ（４４ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）；実験曲線：点線，理論ＳＰＲ曲線：実線；理論曲線に用いられるパラメーター：表３Ａおよび３Ｂ参照：水（黒色），エタノール（青色），ヘキサン（赤色），１‐ブタノール（緑色），２‐ペンタノール（灰色），１‐ヘキサノール（橙色），１，３‐プロパンジオール（紫色）。
【図１２】屈折率の関数として５ＳＰＲ支持体の共鳴角θＳＰＲの展開：ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（黒丸），Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（黒四角）およびＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｕ（４０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（白四角）；Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（白丸）およびＩＴＯ（４ｎｍ）／Ｃｕ（４４ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（黒三角）の、“Windspall”ソフトウェアで求められた理論値を、比較のために加えた。
【図１３Ａ】異なる濃度のＮｉＳＯ４の水溶液（０．４．１０−３ｍｏｌ／Ｌ〜５０．１０−３ｍｏｌ／Ｌ）と接触しているＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ支持体の共鳴角の変動（ΔθＳＰＲ）。
【図１３Ｂ】異なるＳＰＲ支持体：ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ（白四角），Ａｕ／Ｔｉ（白丸），ＩＴＯ／Ａｕ／Ｔｉ（黒丸）におけるＮｉＳＯ４中の濃度の関数として共鳴角の変動ΔθＳＰＲ。
【図１４】濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＫＣｌの溶液中５０ｍＶ／ｓの走査速度で参照電極Ａｇ／ＡｇＣｌ装備のAutolab 30装置で記録されたボルタモグラム。支持体：Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（黒色）；ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｕ（４０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（青色）で行われた測定。Ａｕ／Ｔｉ支持体の表面へのチオール基のグラフト化が、矢印の個所で局在ピーク（−０．５Ｖ）を示すようになる。
【図１５】濃度１０−２ｍｏｌ／Ｌの〔Ｆｅ（ＣＮ）６〕４−および濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＫＣｌの混合物を含有した水溶液中５０ｍＶ／ｓの走査速度で参照電極Ａｇ／ＡｇＣｌ装備のAutolab 30装置で記録されたボルタモグラム。支持体：Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（黒色）；ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｕ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（灰色）；ＩＴＯ（１０ｎｍ）／Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（灰色点線）で行われた測定。
【図１６】ポリピロールの５ｎｍの膜の電気化学的堆積により改変された支持体における入射角θの関数としての反射率：ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（黒色），Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（赤色）および（ｃ）ＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｕ（４０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）（青色）。濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＬｉＣｌＯ４の溶液中で行われた測定。実験曲線：点線；理論ＳＰＲ曲線：実線；理論曲線に用いられるパラメーター：表３Ａおよび３Ｂ参照。
【図１７】ＴＣＯ層上で金属ナノ粒子の堆積により作られた支持体を示した図である。堆積は、（同一ハウジング中で）カソードスパッタリングにより；化学的または電気化学的な熱蒸着により行える。
【図１８】金属ナノ粒子上でＴＣＯ層の堆積により実現された支持体を示した図である。堆積は、カソードスパッタリング、ＰＥＣＶＤ、化学的または電気化学的な熱蒸着により行える。
【図１９】金属ナノ粒子およびＴＣＯの一層毎の積層堆積により実現された支持体を示した図である。
【図２０】ガラス上で金属ナノ粒子の堆積により実現された支持体を示した図である。堆積は、カソードスパッタリング、化学的または電気化学的な熱蒸着により行える。
【図２１】金属ナノ粒子およびＴＣＯの一層毎の積層堆積により実現された支持体を示した図である。
【実施例】
【００８３】
例１：物質
塩化カリウム（ＫＣｌ）、カリウムヘキサシアノフェリシアニド（Ｆｅ（ＣＮ）６−４）、ピロール、メタノール、エタノール、ヘキサン、１‐ブタノール、２‐プロパノール、１‐ヘキサノール、１，３‐プロパンジオールはAldrichから入手し、追加の精製なしに用いる。
【００８４】
例２：Ａｕ（４０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）二層（ＩＥＭＮで蒸着により合成された二層）上のＩＴＯ堆積
当業界の規則に従い、新たに洗浄および脱気されたエンクロージャ中において、直径７５ｍｍのＩＴＯセラミックターゲット（純度＝９９．９９９％および組成≒質量で９０％Ｉｎ２Ｏ３‐１０％ＳｎＯ２）からＲＦカソードスパッタリングにより大気温度でＩＴＯの薄膜を堆積させる。ポンピングはターボ分子ポンプにより行い、エンクロージャ中の閾値圧Ｐ０は５．１０−７ｍｂａｒより良い。方法ガスＡｒおよびＯ２は、純粋ガスボトルから、マスフローメーター装備の２ガスラインにより堆積時に導入する（図１）。
【００８５】
二層は、装填後に、基板ホルダ上に直接置かれる。それはいかなる前処理もうけない。次いでロードロックを経て堆積エンクロージャへそれを導入する（図６）。
【００８６】
Ｐ≦１０−６ｍｂａｒへポンピング後、ＩＴＯターゲットは、先行堆積に関連したターゲットの表面のいかなる記憶効果もそれ自体から消すために、３０分間にわたりプレスパッタリングをうける（表１にまとめられたパラメーター）。二層上におけるＩＴＯ物質の堆積を次いで行う（表２にまとめられたパラメーター）。堆積速度を決めた後で、ＩＴＯ膜の深さを堆積時間により制御する。
【表１】
2011506945.tif 000003
【表２】
2011506945.tif 000004
【００８７】
大気温度でＩＴＯ膜を成長させるための技術は、特別な表面調製なしに、他の技術（この場合は蒸着）を用いて、前合成された二層上で堆積を行うことができる。金上におけるＩＴＯの機械抵抗が実証されてきた。３物質間で剥離または相互拡散効果は現れなかった。これらサンプルのプラズモン応答も実証された。
【００８８】
この例において、ＩＴＯ層は以下のために合成される：
‐有機化合物の共有結合グラフト化を促進するため；
‐電気化学測定を行うため；
‐電気化学測定で金の使用のために電気化学ウィンドウを広げるため（例６；Ｃ．電気化学測定；ポイントＣ．参照）；
‐機械的攻撃から金の純良層を防ぐため；
‐波長の関数として透過率の光学的適用（４３）、例えば：反射防止の役割（図７）または干渉フィルターに用いるため。スタックの光学的性質は実験で最適化しても、または例えばMacleodによるクラスワークで記載された方法を用いて計算しても（４４）、または同原理に基づく市販ソフトウェアで計算してもよい。
【００８９】
例３：ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ三層合成
屈折率ｎ（ｎ＝ｎ′＋ｉｎ″）の強い値ｎ″と共に低い値ｎ′の金属を用いることにより、非常に狭いＳＰＲピークが得られる。“銀”ＳＰＲチップはしたがって、以前に製造されたように、“金”チップより良い理論感度を有することになる（表３Ａ）。しかしながら、銀は外気中にあるかまたは分析される溶液への浸漬で自然に酸化および／またはスルホン化するため、このタイプのチップ（Ａｇ／Ｔｉ）はしたがって、保護層が銀の層の表面に堆積されていないかぎり使用、ひいては市販できない。
【００９０】
表３：（Ａ）試験される異なるＳＰＲ支持体を製造するために用いられる物質の複合屈折率。（Ｂ）用いられ異なる誘電媒体の屈折率。屈折率はλ＝６７０ｎｍで示されている。
【表３Ａ】
2011506945.tif 000005
【表３Ｂ】
2011506945.tif 000006
【００９１】
この場合に、我々は例２で用いられた同一の堆積ハウジングを用いたが、これは実際のところ１回のランで別々の３物質の堆積を行えるマルチターゲットエンクロージャ（図８）である（サンプルはその成長期中ずっとエンクロージャの内側に留まる）。
【００９２】
ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ三層の合成は、下記ステップを含んでなる方法を用いて行われる：
‐ロードロックを介して、堆積ハウジングへ透明固体支持体の挿入；
‐ＩＴＯターゲット（表１）、銀ターゲット（表４）、次いでチタンターゲット（表４）のプレスパッタリング；
‐チタン堆積（表５）
‐銀堆積（表５）        堆積時間により制御される膜の深さ
‐ＩＴＯ堆積（表２）
‐ＳＰＲチップの回収、次いで使用準備。
【表４】
2011506945.tif 000007
【表５】
2011506945.tif 000008
【００９３】
付加サブ層の深さは好ましくは約５ｎｍであり、その深さのとき第一Ｔｉアイランドのパーコレーションがあり、そのことが銀の上層の効果的接着を確実にさせうる。
【００９４】
この例において、ＩＴＯ層は以下のために合成される：
‐有機化合物の共有結合グラフト化を促進するため；
‐機械的攻撃（スクラッチング、…）および／または化学的攻撃（酸化、スルフィド化、…）から金の純良層を防ぐため；
‐電気化学測定を行うため；
‐電気化学測定で銀の使用のために電気化学ウィンドウを広げるため（例６；Ｃ．電気化学測定；ポイントＣ．参照）；
‐波長の関数として透過率の光学的適用（４３）、例えば：反射防止の役割（図７）または干渉フィルターに用いるため。
【００９５】
例４：ＩＴＯ／Ｃｕ／Ｔｉ三層の合成
“銅”ＳＰＲチップは、したがって、銅の屈折率ｎの虚数部ｎ″の高数値の結果として、“金”ＳＰＲチップの場合より大きな理論感度を有している（表３Ａ）。しかしながら、この場合も、銅は外気中にあるかまたは分析される溶液への浸漬で自然に酸化するため、このタイプのチップはしたがって、ＴＣＯの層がその表面に堆積されていないと市販できない（この例ではＩＴＯ）。
【００９６】
この場合に、我々は例３で用いられた同一の堆積ハウジングを用い、銀ターゲットを銅ターゲットで置き換える（図６）。ＩＴＯ／Ｃｕ／Ｔｉ三層の合成は例２と同様の方法に従い行われる（ｃｆ．表１、２、４および５）
【００９７】
銅の表面におけるＩＴＯ堆積の利点は、例３で成長させた場合に相当する。
【００９８】
例５：これらの好ましい態様に代わる合成
Ａ）接着層に用いられる物質の置換え
ａ）Ｔｉの付加サブ層の代わりに、Ｃｒ、Ｎｉ‐Ｃｒ、Ａｌ、ＴａまたはＴｈのような他の物質へ置き換えられる。
ｂ）Ｔｉの付加サブ層の代わりに、プラズモン共鳴に用いられる金属の酸化物、即ちＡｕＯｘ、ＡｇＯｘ、ＡｌＯｘおよび／またはＣｕＯｘに置き換えられる。
実際には、以下で金属層に酸素濃度勾配を形成することによる：
‐基板の表面と接触しているゾーンで最大ｘ（＞０）：そのとき基板を作製する酸化物（例えば、シリカＳｉＯ２）と共有結合を生じさせうる；
‐プラズモン表面活性ゾーンでｘ＝０；
【００９９】
Ｂ）金、銀、銅またはアルミニウムを覆う透明導電性酸化物層
この層はＴＣＯ（透明導電性酸化物）ファミリーに属するいかなる物質から作製してもよい（４５〜５０）。
【０１００】
Ｃ）固体支持体でガラスの置換え
大気温度でＳＰＲチップを成長させるこの技術は、脆性または温度感受性有機基板、例えばZeonex（Ｒ）透明ポリマー（日本ゼオン製のコポリオレフィン）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、Transphan（Ｒ）（Lofo High Tech Film,ＧＭＢＨ,Germany市販の、高いガラス転移点を有する環状オレフィンポリマー）またはArton G（Ｒ）またはArtong（Ｒ）（日本合成ゴム，東京，日本製）でこれらのチップを作製することも可能にする（５１）。
【０１０１】
例６：計測
Ａ）組合せＳＰＲおよび電気化学計測
電気化学測定はAutolab 30ポテンシオスタット（Eco Chemie,Utrecht,The Netherlands）を用いて行った。用いられた電極セルは従来の３電極型ではなく、同時電気化学測定およびＳＰＲ検出を可能にしたAutolab SPRINGLE装置（Eco Chemie,Utrecht,The Netherlands）の２チャンネルのものである。この装置の構成はリファレンス５２および５３で記載されている。要約すると、プリズム（屈折率ｎ＝１．５２のＢＫ７型）に置かれた半球形レンズを介して偏光レーザービーム（λ＝６７０ｎｍ）がセンサーの裏面を照射する。反射光がフォトダイオードで検出される。測定される入射角は４４Ｈｚの周波数でミラー発振の使用により修正される。ＳＰＲ曲線は前方から後部へのミラーの移動で記録される。最小反射率が測定され、次いで平均化される。
【０１０２】
測定装置はキャパシティ２０〜１５０μＬのオープンタンクを装備し、そこにはＡｇ／ＡｇＣｌ参照電極、白金補助電極およびＳＰＲ支持体がサンプルの表面と電気的接触しながら浸されている。電極の活性表面は０．０７ｃｍ２である。
【０１０３】
Ｂ）結果
ａ）ＳＰＲシグナルの形状に及ぼす金属（金、銀または銅）の性質の影響
ＳＰＲシグナルの質は主にいくつかのパラメーターに、本質的には金属層の屈折率およびその深さに依存する。金属層の屈折率ｎ（ｎ＝ｎ′＋ｉｎ″のように、その実数部ｎ′とその虚数部ｎ″の値で特徴づけられる）は、（ｉ）共鳴ピークの最小の角度値（θＳＰＲ）；（ii）この共鳴ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）；（iii）各々、θＳＰＲ付近における共鳴ピークの傾斜ＳＬおよびＳＴ、シグナルヘッド傾斜およびシグナルテール傾斜；（iiii）共鳴角θＳＰＲにおける最小反射率（Ｒｍｉn）に対して、その深さとほぼ同様に重要な影響を有する（４）。
【０１０４】
ＳＰＲ検出に際して、角度スケールで角度θＳＰＲの変動（ΔθＳＰＲ）が測定される。所定波長の光線および固定プリズムには、共鳴ピークＲｍｉnの強度が最小となる膜の最良深さと、角度位置θＳＰＲの非常に鋭敏な検出を行える最狭の半値全幅ＦＷＨＭがある。これらの値は、（ｉ）プリズムの；（ii）金属膜の；（iiii）金属膜の表面に置かれた層の屈折率と、もちろんこれら層の各々の深さに依存する。しかしながら、酸化物（例えば、ガラス）の表面への貴または半貴金属の膜の低接着には、ガラスの表面と金属層との間に置かれた接着層（例えば、チタンの膜）の使用を要する。この接着層は、金属層の最良接着も確実化しながら、プラズモンシグナルの破壊を最小で済ませるために、できるだけ純良でなければならない。
【０１０５】
我々の作動波長（λ＝６７０ｎｍ）のとき、率ｎ＝１．５２のＢＫ７プリズムでは、ＳＰＲ検出に用いられる金属膜の最良深さｄｍｉｎは、Ａｕ（４０ｎｍ）；Ａｇ（３８ｎｍ）；Ｃｕ（４４ｎｍ）；Ｔｉ（５ｎｍ）である。それらの各複合屈折率が表３Ａに掲載されている。ｄｍｉｎより大きな金属層深さｄが用いられるならば、入射光ビームの反射に起因してエバネッセント場の強度の減衰があるだろう。Ｒｍｉnは、ｄが増すに従い、１に近づきやすい。並行して、半値全幅ＦＷＨＭと傾斜ＳＬおよびＳＴも変化するであろう。
【０１０６】
図９は積層Ａｕ／Ｔｉ; Ａｇ／Ｔｉ;ＩＴＯ／Ａｕ／ＴｉおよびＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉで構成されたチップの水（ｎ＝１．３３）中浸漬時に得られた実験および理論ＳＰＲシグナルを示している。予想通りに、最狭ＳＰＲピークが銀で得られる（ＦＷＨＭ＝２．３１°；表６）。Ａｇ／Ｔｉチップの使用に及ぼす主な制約は経時的なその化学的不安定性であり、特にそれが水溶液へ浸漬されたときである。測定はＨ２Ｏ／Ａｇ／Ｔｉ界面で行われた。我々がみられるように、θＳＰＲシグナルはチップの浸漬の２時間中に高い値の方へ自然に展開する（図１０）。これは酸化銀ＡｇＯｘおよび／または水酸化銀Ａｇ（ＯＨ）の表面形成の結果である。
表６：異なる支持体における理論および実験共鳴角θＳＰＲとＳＰＲピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）の値（λ＝６７０ｎｍ，ｎｐｒｉｓｍ＝１．５２，誘電体＝水）
【表６】
2011506945.tif 000009
【０１０７】
どのような分解からも、この場合には化学的なものから銀膜を保護することが、結果的に必要である。ＩＴＯの純良層の堆積が一つの解決法である（例３参照）。図９はＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉヘテロ構造で得られたＳＰＲシグナルを掲載している。ＩＴＯ４ｎｍ深さの保護膜の存在にもかかわらず、ＳＰＲピークの狭さが観察される（表６）。シグナルθＳＰＲの位置は１．５°ずれている。しかしながら、こうして製造されたチップの水中安定性は優れている（図１０）：θＳＰＲの値の有意な変動は２時間の浸漬時に検出されなかった。
【０１０８】
このＩＴＯ堆積はＡｕチップでも行われ、そこでは特別な保護を要しない。この場合には、Ａｕ／Ｔｉ二層と比較してＳＰＲシグナルの広域化（ΔＦＷＨＭ＝２．８°）とずれ（ΔθＳＰＲ＝２．３°）が観察される（表６）。新ＩＴＯ／Ａｕ／Ｔｉヘテロ構造の化学的安定性は銀の場合に匹敵する。
【０１０９】
ｂ）ＳＰＲチップの感度
多くの表面プラズモン測定装置は角度位置θＳＰＲの値の検出および決定に基づいている。この場合に、測定の精度はＳＰＲピークの狭さに直接依存している。そのため、（ｉ）ＳＰＲピークの極端な鋭敏さ、（ii）急なＳＬおよびＳＴ傾斜、(iii)大きな化学的安定性を併せもつＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉヘテロ構造は理想的なチップであろう。
【０１１０】
しかしながら、他の装置では、それらの感度に関して、反応性媒体の屈折率の変動の関数として、角度θＳＰＲの変動の幅のような他のパラメーターを組み入れている。したがって、シグナルの感度を決めるのは、ＳＰＲピークの鋭敏さとその変動幅との組合せである。図１１Ａ、１１Ｂおよび１１Ｃは、屈折率漸増の異なる溶液と接触しているときにおける、試験３チップ：ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ、Ａｕ／ＴｉおよびＩＴＯ／Ａｕ／ＴｉのＳＰＲシグナルの展開を掲載している（表３Ｂ）。チップの各々における角度θＳＰＲの位置、ＳＰＲピークの幅およびその最小Ｒｍｉnの展開が表７で報告されている。図１１ＤはＩＴＯ（４ｎｍ）／Ｃｕ（４４ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）チップのＳＰＲシグナルの理論的展開を示している；結果は“Windspall”ソフトウェアで求められた。Ａｕ／ＴｉおよびＩＴＯ／Ａｕ／Ｔｉデバイスの場合に、ある者は有意なθＳＰＲ変動幅に注目しうるが、ピークの半値全幅の広域化およびその最小反射率Ｒｍｉnの劣化という損失もある。試験溶液の屈折率の測定範囲はしたがって減少する（最良でｎ＝１．４２）。一方、ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉチップでは、より減少したθＳＰＲ変動幅とＳＰＲシグナルの幅（ＦＷＨＭ）およびＲｍｉnの低い展開が、１．４２より大きな溶液の屈折率を正確に測定させている（図１２）。更に、試験溶液におけるエバネッセント場の侵入深さは金バイオチップの場合と比較して２倍である。バット中における反応性媒体の分析ゾーンはこのように広いため、上記支持体の表面へグラフトされた高分子の特徴づけを可能にする。
表７：異なる誘電媒体の関数として異なる支持体の共鳴角θＳＰＲ、ＳＰＲピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）およびθＳＰＲにおける最小反射率Ｒｍｉnの展開
【表７】
2011506945.tif 000010
【０１１１】
これらバイオチップの感度のもう一つの面は、（例えば、ナノメートルスケールで生物学的用途の場合）１０−５もの低い反射率変動を検出しうるそれらの能力である。図１３Ａは試験されるＮｉＳＯ４溶液の濃度（２５０．１０−６ｍｏｌ／Ｌ〜５０．１０−３ｍｏｌ／Ｌのモル濃度）の関数として共鳴角θＳＰＲの変動幅（ΔθＳＰＲ）を示しており、用いられた支持体はＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉヘテロ構造である。５０．１０−３ｍｏｌ／Ｌの溶液は０．３２°のθＳＰＲ角度の変動に至り、それは２．５．１０−３の屈折率の変動幅Δｎに相当する。検出限界は濃度４００．１０−６ｍｏｌ／Ｌの溶液で得られ、そのときΔｎ＝５，６．１０−５である。Ａｕ／ＴｉおよびＩＴＯ／Ａｕ／Ｔｉヘテロ構造で得られる検出限界も同一である（図１３Ｂ）。
【０１１２】
ｃ）電気化学測定
電気化学測定は、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＫＣｌの溶液中５０ｍＶ／ｓの走査速度で、Autolab 30ポテンシオスタット（Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極）を用いて行った。
【０１１３】
Ａｕ‐Ｔｉ支持体の電気活性ウィンドウは−１．５Ｖ＜Ｅ＜＋１．２Ｖである（図１４）。＋１．２Ｖの電位を超えると、金属Ａｕ（酸化度０）はＡｕ＋（酸化度＋１）に酸化され、次いで溶液中へ入り、支持体の破壊をもたらす。この支持体の表面へチオール基のグラフト化の場合には、電気活性ウィンドウは減少する：−０．５Ｖ＜Ｅ＜＋１．２Ｖ。実際に、チオール基との結合は、それらが−０．５Ｖ未満のカソード電位へ付されたときに壊される（図１４）（５４）。
【０１１４】
Ａｕ／ＴｉチップにおけるＩＴＯの４ｎｍの堆積は：
‐アノード電位で分極を増すことにより：図１４のボルタモグラムで示されているように、ＩＴＯ層はＡｕ＋の溶液中への通過を妨げる；
‐カソード電位で分極を増すことにより：ＩＴＯ層はシラン官能基のグラフト化を行わせるため、０．５Ｖ未満のカソード電位での測定がしたがって可能である（５５）；
製造された新バイオチップの電気活性ウィンドウを広げられる：−１．５Ｖ＜Ｅ＜＋１．９Ｖ。
【０１１５】
バイオチップ：ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ
作動電極としてＩＴＯ（４ｎｍ）／Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）支持体で得られたボルタモグラムは、Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（４ｎｍ）支持体で得られたものと比較して変形している（図１５）。この変化はＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ界面の有意な電気抵抗に起因している。この欠点は堆積ＩＴＯ層の深さを増すことで容易に解決される。確かに、ＩＴＯ（１０ｎｍ）／Ａｇ（３８ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）支持体で得られたボルタモグラムの質（図１５）は古典的Ａｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（４ｎｍ）支持体の場合と同一であるばかりか、作動電気活性ウィンドウも広げられる：−１．５Ｖ＜Ｅ＜＋１．９Ｖ。
【０１１６】
ｄ）好ましいバイオチップへの拡張：ポリピロール／ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉヘテロ構造
Ａｕ／Ｔｉ、Ａｇ／ＴｉまたはＣｕ／Ｔｉ支持体の表面におけるＴＣＯ膜の堆積により、それらの表面で導電性ポリマーの純良層の電気化学的堆積を行える。そのため、リファレンス５６で記載された方法を用いて、５ｎｍのポリピロールの膜を３ヘテロ構造：ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ、Ａｕ／ＴｉおよびＩＴＯ／Ａｕ／Ｔｉに堆積させた。図１６は、濃度０．１ｍｏｌ／ＬのＬｉＣｌＯ４の溶液に浸された支持体の各々について、シミュレートおよび測定されたＳＰＲピークを示している。ある者は、ポリピロール／Ａｕ／Ｔｉおよびポリピロール／ＩＴＯ／Ａｕ／Ｔｉ支持体について７．０６°および８．４２°とＳＰＲピークの半値全幅で増加をみることができ、一方それはポリピロール／ＩＴＯ／Ａｇ／Ｔｉ支持体でわずか４．５°である。結果的に、このヘテロ構造は反応を検出および／またはモニターする上で測定に最も適しており、それが明らかに歪みの少ないＳＰＲシグナルを呈するからである。
【０１１７】
2011506945.tif 000011
2011506945.tif 000012
2011506945.tif 000013
【図１】
2011506945.tif 000014
【図２】
2011506945.tif 000015
【図３】
2011506945.tif 000016
【図４】
2011506945.tif 000017
【図５】
2011506945.tif 000018
【図７】
2011506945.tif 000019
【図８】
2011506945.tif 000020
【図９】
2011506945.tif 000021
【図１０】
2011506945.tif 000022
【図１１Ａ】
2011506945.tif 000023
【図１１Ｂ】
2011506945.tif 000024
【図１１Ｃ】
2011506945.tif 000025
【図１１Ｄ】
2011506945.tif 000026
【図１２】
2011506945.tif 000027
【図１３Ａ】
2011506945.tif 000028
【図１３Ｂ】
2011506945.tif 000029
【図１４】
2011506945.tif 000030
【図１５】
2011506945.tif 000031
【図１６】
2011506945.tif 000032
【図１７】
2011506945.tif 000033
【図１８】
2011506945.tif 000034
【図１９】
2011506945.tif 000035
【図２０】
2011506945.tif 000036
【図２１】
2011506945.tif 000037
【図６】
2011506945.tif 000038
【国際調査報告】
2011506945.tif 000039
2011506945.tif 000040
2011506945.tif 000041
2011506945.tif 000042
2011506945.tif 000043
2011506945.tif 000044