(57)【要約】【課題】表面プラズモン共鳴現象を利用して被測定試料の反応や濃度変化などを検出し、安価でかつ簡易な構成のバイオセンサを提供する。【解決手段】表面プラズモン共鳴現象を応用して物質間相互作用を検出するバイオセンサであって、ガラス棒２と、ガラス棒２の外周部および第１片端面２ａに形成される金属層３と、金属層３上に形成され，特定の物質と相互作用する反応物質を含む反応層４とを有するセンサ部１と、ガラス棒２の第２片端面２ｂに光を導入する光源５と、ガラス棒２に導入された導入光、および金属層３上に形成された反応層４と表面プラズモン共鳴現象による物質間相互作用によって反射されたプラズモン共鳴光を分岐するビームスプリッタ７と、ビームスプリッタ７において分岐された光を検出する光検出器８とを備える。【選択図】図１
2008203216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面プラズモン共鳴現象を応用して物質間相互作用を検出するバイオセンサであって、
ガラス棒と、
前記ガラス棒の外周部および第１片端面に形成される金属層と、
前記金属層上に形成され，特定の物質と相互作用する反応物質を含む反応層
とを有するセンサ部を備えることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のバイオセンサにおいて、
前記ガラス棒の第２片端面に光を導入する光源と、
前記ガラス棒に導入された導入光、および前記金属層上に形成された前記反応層と表面プラズモン共鳴現象による物質間相互作用によって反射された表面プラズモン共鳴光を分岐するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにおいて分岐された光を検出する光検出器と
を更に備えることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項３】
請求項１または２記載のバイオセンサにおいて、
前記ガラス棒の外周部および片端面に形成される金属層はＡｕ（金）であることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項４】
請求項２記載のバイオセンサにおいて、
前記センサ部、前記光源、前記ビームスプリッタ、および前記光検出器は、空間系で光学的に接続されることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項５】
表面プラズモン共鳴現象を応用して物質間相互作用を検出するバイオセンサであって、
第１片端面、第２片端面を有し、湾曲形状を有するガラス棒と、
前記ガラス棒の外周部のみに形成される金属層と、
前記金属層上に形成され，特定の物質と相互作用する反応物質を含む反応層
とを有するセンサ部を備えることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項６】
請求項５記載のバイオセンサにおいて、
前記ガラス棒の前記第１片端面に光を導入する光源と、
前記ガラス棒に導入された導入光、および前記金属層上に形成された前記反応層と表面プラズモン共鳴現象による物質間相互作用によって反射されたプラズモン共鳴光を前記ガラス棒の前記第２片端面から検出する光検出器と
を更に備えることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項７】
請求項５または６記載のバイオセンサにおいて、
前記ガラス棒の外周部に形成される金属層はＡｕ（金）であることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項８】
請求項６記載のバイオセンサにおいて、
前記センサ部、前記光源、および前記光検出器は、空間系で光学的に接続されることを特徴とするバイオセンサ。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかに記載のバイオセンサにおいて、
湾曲形状を有する前記ガラス棒の前記第１片端面近傍、および前記第２片端面近傍を収納し、前記ガラス棒の湾曲形状の曲率半径に等しい湾曲溝を有する基板部材を更に備え、
前記金属層上に形成された前記反応層は、前記基板部材の外部に露出されることを特徴とするバイオセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面プラズモン共鳴現象を利用して被測定試料の反応や濃度変化などを検出するバイオセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
抗原抗体反応をノンラベル、且つリアルタイムでモニタリングできるセンサとして表面プラズモン共鳴（Surface Plasmon Resonance:SPR）を利用して生体内で起こるさまざまな分子間相互作用を電気的に解析するセンサが開発されている。
【０００３】
表面プラズモン共鳴現象とは、表面に厚さ約５０ｎｍの金属薄膜を形成したガラス内に白色光を入射した場合において、特定の波長の光が生じさせるエバネッセント波が金属薄膜表面の電子振動と共鳴する現象である。
【０００４】
このＳＰＲを利用したセンサは、センサ表面の表面状態（屈折率）に敏感なため、センサ表面で起こる反応をリアルタイムで検出できると共に、センサ表面と接する媒体（ガス、液体）などの成分の種類や濃度の違いによる微量な変化を検出できることから、物質の同定や物質濃度の測定用センサとしての応用も期待されている。
【０００５】
このＳＰＲ現象を応用して物質間の相互作用を測定するセンサが開発されており、その一つとして、光ファイバを用いたものがある（例えば、特許文献１参照。）。この光ファイバセンサは、光ファイバの先端のグラッドを除去し、むき出しになった光ファイバコアの表面に金属薄膜を形成し、さらにこの金属薄膜上に特定の物質と相互作用する物質、例えば抗体等を結合させたものであり、この抗体と外来の抗原との結合に伴う減衰波長の変化、或いは光の減衰量を検出することによって、試料中の抗原の濃度等を測定することができる。
【０００６】
また、コアとクラッドからなる光ファイバの中間部分をＵ字型に曲げてなる湾曲部と、この湾曲部のクラッドを除去して露出したコア表面を覆うように導電性金属からなる金属薄膜層を備える表面プラズモン共鳴センサプローブを形成することで、光ファイバのコア内を伝播する光の屈折率が、エバネッセント波及び表面プラズモンの作用により変化し、光ファイバの他端から出射光強度の変化として出力され、この出射光強度が最も減衰する最大共鳴波長を得ることで、被測定試料を特定することができる表面プラズモン共鳴センサプローブも開示されている（例えば、特許文献２参照。）。この表面プラズモン共鳴センサプローブは、光ファイバを完全に湾曲させる、又は１８０度折り返すことで、屈折率の微小変化を検出することができる。
【特許文献１】特許第３５９２０６５号公報
【特許文献２】特開２００６−１０５６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２のように、従来の光ファイバセンサは、クラッドを除去する際にキズが入りやすいなど、取り扱いや加工が難しく、高価な特殊光ファイバを用いているため、安価に大量に製造することが困難である。
【０００８】
近年、微量な試料中に微量ずつ含まれる多種類の物質を測定するために、光ファイバセンサの小型化及び低価格化の要求が高まっている。しかしながら、特殊光ファイバが高価なために普及していない。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みて為されたものであり、表面プラズモン共鳴現象を利用して被測定試料の反応や濃度変化などを検出することができ、安価でかつ簡易な構成のバイオセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の請求項１に記載のバイオセンサは、表面プラズモン共鳴現象を応用して物質間相互作用を検出するバイオセンサであって、ガラス棒と、前記ガラス棒の外周部および第１片端面に形成される金属層と、前記金属層上に形成され，特定の物質と相互作用する反応物質を含む反応層とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項２に記載のバイオセンサは、請求項１記載のバイオセンサにおいて、前記ガラス棒の第２片端面に光を導入する光源と、前記ガラス棒に導入された導入光、および前記金属層上に形成された前記反応層と表面プラズモン共鳴現象による物質間相互作用によって反射されたプラズモン共鳴光を分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタにおいて分岐された光を検出する光検出器とを更に備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３に記載のバイオセンサは、請求項１または２記載のバイオセンサにおいて、前記ガラス棒の外周部および片端面に形成される金属層はＡｕ（金）であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項４に記載のバイオセンサは、請求項２記載のバイオセンサにおいて、前記センサ部、前記光源、前記ビームスプリッタ、および前記光検出器は、空間系で光学的に接続されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５に記載のバイオセンサは、表面プラズモン共鳴現象を応用して物質間相互作用を検出するバイオセンサであって、第１片端面、第２片端面を有し、湾曲形状を有するガラス棒と、前記ガラス棒の外周部のみに形成される金属層と、前記金属層上に形成され，特定の物質と相互作用する反応物質を含む反応層とを有するセンサ部を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項６に記載のバイオセンサは、請求項５記載のバイオセンサにおいて、前記ガラス棒の前記第１片端面に光を導入する光源と、前記ガラス棒に導入された導入光、および前記金属層上に形成された前記反応層と表面プラズモン共鳴現象による物質間相互作用によって反射されたプラズモン共鳴光を前記ガラス棒の前記第２片端面から検出する光検出器とを更に備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項７に記載のバイオセンサは、請求項５または６記載のバイオセンサにおいて、前記ガラス棒の外周部に形成される金属層はＡｕ（金）であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項８に記載のバイオセンサは、請求項６記載のバイオセンサにおいて、前記センサ部、前記光源、および前記光検出器は、空間系で光学的に接続されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項９に記載のバイオセンサは、請求項５乃至８記載のいずれかのバイオセンサにおいて、湾曲形状を有する前記ガラス棒の前記第１片端面近傍、および前記第２片端面近傍を収納し、前記ガラス棒の湾曲形状の曲率半径に等しい湾曲溝を有する基板部材を更に備え、前記金属層上に形成された前記反応層は、前記基板部材の外部に露出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のバイオセンサによれば、安価でかつ簡易な構成で、表面プラズモン共鳴現象を利用して被測定試料の反応や濃度変化などを検出することができるバイオセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００２１】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置などを下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００２２】
[第１の実施の形態]
本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサは、図１に示すように、表面プラズモン共鳴現象を応用して物質間相互作用を検出するバイオセンサであって、ガラス棒２と、ガラス棒２の外周部および第１片端面２ａに形成される金属層３と、金属層３上に形成され，特定の物質と相互作用する反応物質を含む反応層４とを有するセンサ部１を備える。
【００２３】
さらに、本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサは、図１に示すように、ガラス棒２の第２片端面２ｂに光を導入する光源５と、ガラス棒２に導入された導入光、および金属層３上に形成された反応層４と表面プラズモン共鳴現象による物質間相互作用によって反射された表面プラズモン共鳴光を分岐するビームスプリッタ７と、ビームスプリッタ７において分岐された光を検出する光検出器８とを備えることを特徴とする。
【００２４】
ここで、ガラス棒２に導入された導入光は、ガラス棒２の内側を通過して、ガラス棒２の外周部および第１片端面に形成される金属層３によって反射される。
【００２５】
ガラス棒２の第２片端面２ｂから例えば、レーザ光を入射すると、ガラス棒２と金属層３の境界面にエバネッセント波が発生し、このエバネッセント波により金属層３と反応層４の境界面に表面プラズモンが励起され、エバネッセント波の平面方向の波数と表面プラズモンの平面方向の波数が一致したとき共鳴現象として生じる。
【００２６】
従って、反応層４上で抗原抗体反応が起こると、反応層４に付着した抗原などによって誘電率εが変化し、それに応じて共鳴角度も変化する。この変化を白色光などの連続光源を用いて測定すると、波長シフトとして観察することができる。
【００２７】
ガラス棒２の材質としては、ガラス、石英、プラステック等を適用することができる。さらに、特定の光を導波するために、不純物を添加して、屈折率を変化させてもよい。
【００２８】
また、ガラス棒の断面構造は、円形、楕円形、矩形のいずれであってもよい。円形とは、真円を含む実質的に加工・作成可能な円形であることを意味する。
【００２９】
ガラス棒２の材質中には、屈折率分布を持たせてもよいし、或いは、一定の屈折率に設定してもよい。たとえば、真円を含む実質的に円形の断面構造を有するガラス棒２の材質中には、円筒の中心から半径方向に屈折率分布を持たせてもよいし、或いは、一定の屈折率に設定してもよい。
【００３０】
本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサにおいては、ガラス棒２に導入された導入光は、金属層３上に形成された反応層４との物質間相互作用によって表面プラズモン共鳴現象を生じさせ、金属層３上で反射された表面プラズモン共鳴光をビームスプリッタ７によって分岐している。ビームスプリッタ７において分岐された光は、光検出器８において検出され、検出されたデータは解析用コンピュータ９に送られて、解析用コンピュータ９において解析される。
【００３１】
さらに、本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサにおいては、図１に示すように、光源５とビームスプリッタ７の間、およびビームスプリッタ７とセンサ部１の間には、それぞれレンズ６ａ,６ｂを備えていてもよい。
【００３２】
また、本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサにおいて、ガラス棒２の外周部および第１片端面２ａに形成される金属層３は、例えば、Ａｕ（金）であることを特徴とする。
【００３３】
なお、金属層３の材質は、金に限定されるものではなく、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）等を用いてもよい。密着性を上げる場合には、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）を下地に付けてもよいが、プラズモン共鳴にあまり適さないので、極力薄く付けることが重要である。
【００３４】
これらの金属層３は、単層として積層形成させてもよく、或いは、組み合わせて多層膜として堆積させても良い。また、これらの金属層３を堆積させ易くするために、クロム（Ｃｒ）を下地処理として堆積させるようにしてもよい。これにより、ガラス棒２と金属層３の密着性を向上させることができる。尚、ガラス棒２の表面に堆積させる堆積方法は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などが挙げられる。金属層３の厚さとしては、例えば、数ｎｍ〜数十ｎｍであり、具体例としては、約５０ｎｍである。
【００３５】
また、センサ部１を構成するガラス棒の寸法は、例えば、長さ数１０ｎｍ〜数ｍｍ、さらに長く設定することもできる。一方、断面寸法は、円形であれば、例えば、数１００ｎｍ〜数ｍｍ程度、或いはさらに数ｃｍ程度とすることもできる。
【００３６】
さらに、本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサにおいて、図１に示すように、センサ部１、光源５、ビームスプリッタ７、および光検出器８は、空間系で光学的に接続されることを特徴とする。
【００３７】
光源５は、適宜選択される波長帯域の光を照射するものであり、安定した光を照射するものが望ましく、例えば、緑色発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）、白色ＬＥＤ、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）、ランプ等が用いられる。或いは、波長としては、例えば、約４００ｎｍ〜９００ｎｍ程度の光を用いることができる。さらに、用途に応じて、９００ｎｍ以上の近赤外光、或いは赤外光を適用することも可能である。
【００３８】
光検出器８は、光源５から照射される光の内、少なくとも一つの波長帯域の光を検出するものであり、例えばフォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）が用いられる。
【００３９】
光検出器８の電気信号データを解析用コンピュータ９に入力し信号処理すれば、反応物質と目的物質との相互作用に伴う到達光（金属層３上で反射された表面プラズモン共鳴光）の変化をリアルタイムでモニタリングすることができる。すなわち、例えば、抗体を含む反応層４を形成したセンサ部１を、抗原を含む試料溶液中に浸漬した場合に、抗原と抗体との結合量の変化等を到達光量の経時的変化として解析用コンピュータ９上に表示することができる。
【００４０】
なお、本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサにおいては、センサ部１に主としてガラス棒２を適用したが、断面構造は真円を含む実質的に加工可能な円形に限られることはなく、楕円形、矩形であってもよい。表面プラズモン共鳴現象は、センサ部１の断面構造が、円形、楕円形、矩形等のいずれの形状の断面構造を有する場合であっても、同様に得られるからである。
【００４１】
本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサによれば、安価でかつ簡易な構成で、表面プラズモン共鳴現象を利用して被測定試料の反応や濃度変化などを検出することができるバイオセンサを提供することができる。
【００４２】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサは、図２に示すように、表面プラズモン共鳴現象を応用して物質間相互作用を検出するバイオセンサであって、第１片端面２ａ、第２片端面２ｂを有し、湾曲形状を有するガラス棒２と、ガラス棒２の外周部のみに形成される金属層３と、金属層３上に形成され，特定の物質と相互作用する反応物質を含む反応層４とを有するセンサ部１を備える。
【００４３】
さらに、本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサは、図２に示すように、ガラス棒２の第１片端面２ａに光を導入する光源５と、ガラス棒２に導入された導入光、および金属層３上に形成された反応層４と表面プラズモン共鳴現象による物質間相互作用によって反射されたプラズモン共鳴光をガラス棒２の第２片端面２ｂから検出する光検出器８とを備えることを特徴とする。
【００４４】
ここで、ガラス棒２に導入された導入光は、ガラス棒２の内側を通過して、ガラス棒２の外周部に形成される金属層３によって反射される。
【００４５】
ガラス棒２の第１片端面２ａからレーザ光を入射すると、ガラス棒２と金属層３の境界面にエバネッセント波が発生し、このエバネッセント波により金属層３と反応層４の境界面に表面プラズモンが励起され、エバネッセント波の平面方向の波数と表面プラズモンの平面方向の波数が一致したとき共鳴現象として生じる。
【００４６】
従って、反応層４上で抗原抗体反応が起こると、反応層４に付着した抗原などによって誘電率εが変化し、それに応じて共鳴角度も変化する。この変化を白色光などの連続光源を用いて測定すると、波長シフトとして観察することができる。
【００４７】
本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサにおいては、図２に示すように、ガラス棒２に導入された導入光は、金属層３上に形成された反応層４との物質間相互作用によって表面プラズモン共鳴現象を生じさせ、金属層３上で反射された表面プラズモン共鳴光をガラス棒２の第２片端面２ｂから導出している。ここで、導出された光は、図２に示すように、光検出器８において検出され、検出されたデータは第１の実施の形態と同様に解析用コンピュータ９（図示省略）に送られて、解析用コンピュータ９において解析される。
【００４８】
さらに、本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサにおいては、図２に示すように、光源５とガラス棒２の第１片端面２ａの間、およびガラス棒２の第２片端面２ｂと光検出器８の間には、それぞれレンズ６ａ,６ｂを備えていてもよい。
【００４９】
また、本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサにおいて、ガラス棒２の外周部に形成される金属層３は、例えば、Ａｕ（金）であることを特徴とする。
【００５０】
なお、金属層３の材質は、金に限定されるものではなく、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）等を用いてもよい。密着性を上げる場合には、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）を下地に付けてもよいが、プラズモン共鳴にあまり適さないので、極力薄く付けることが重要である。
【００５１】
金属層３の厚さとしては、例えば、数ｎｍ〜数十ｎｍであり、具体例としては、約５０ｎｍである。
【００５２】
また、センサ部１を構成する湾曲形状のガラス棒の寸法は、例えば、長さ数１０ｎｍ〜数ｍｍ、さらに長く設定することもできる。一方、断面寸法は、円形であれば、例えば、数１００ｎｍ〜数ｍｍ程度、或いはさらに数ｃｍ程度とすることもできる。
【００５３】
これらの金属層３は、単層として積層形成させてもよく、或いは、組み合わせて多層膜として堆積させても良い。また、これらの金属層３を堆積させ易くするために、クロム（Ｃｒ）を下地処理として堆積させるようにしてもよい。これにより、ガラス棒２と金属層３の密着性を向上させることができる。尚、ガラス棒２の表面に堆積させる堆積方法は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法などが挙げられる。
【００５４】
さらに、本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサにおいて、図２に示すように、センサ部１、光源５、および光検出器８は、空間系で光学的に接続されることを特徴とする。
【００５５】
さらに、本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサにおいては、図２に示すように、湾曲形状を有するガラス棒２の第１片端面２ａ近傍、および第２片端面２ｂ近傍を収納し、ガラス棒２の湾曲形状の曲率半径に等しい湾曲溝を有する位置決め用基板部材１０を備えていてもよい。位置決め用基板部材１０の材質は、例えばシリコン基板、ガラス基板などの加工の容易な材料を適用することができる。
【００５６】
本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサは、図２に示すように、センサ部１において、湾曲形状を有するガラス棒２が所定の曲率で固定されるように予め溝を設けた位置決め用基板部材１０を含み、さらにこのセンサ部１の一端に光を入射する光源５と、センサ部１の一端から入射され、内側を通過して、通過した光を検出する光検出器８とを含んで構成される。
【００５７】
また、本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサにおいては、図２に示すように、金属層３上に形成された反応層４は、位置決め用基板部材１０の外部に露出されることを特徴とする。
【００５８】
ガラス棒２の材質としては、ガラス、石英、プラステック等を適用することができる。さらに、特定の光を導波するために、不純物を添加して、屈折率を変化させてもよい。
【００５９】
また、ガラス棒の断面構造は、円形、楕円形、矩形のいずれであってもよい。円形とは、真円を含む実質的に加工・作成可能な円形であることを意味する。
【００６０】
ガラス棒２の材質中には、屈折率分布を持たせてもよいし、或いは、一定の屈折率に設定してもよい。たとえば、真円を含む実質的に円形の断面構造を有するガラス棒２の材質中には、円筒の中心から半径方向に屈折率分布を持たせてもよいし、或いは、一定の屈折率に設定してもよい。
【００６１】
発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサによれば、表面プラズモン共鳴するセンサ部１の湾曲されたガラス棒２を被測定試料（液体）に浸漬させるか、若しくは金属層３に直接被測定試料を接触又は載置した状態で、ガラス棒２の第１片端面２ａから光を入射させ、第２片端面２ｂから出射する透過光強度を測定すると、ガラス棒２内を伝播する光によりガラス棒２と金属層３の境界面にエバネッセント波が発生し、その作用により金属層３と被測定試料の境界面に表面プラズモンが励起される。被測定試料の濃度や抗原抗体反応によりこのエバネッセント波の平面方向の波数と表面プラズモンの平面方向の波数が一致したときに生じる共鳴現象により、ガラス棒２の第２片端面２ｂから出射された透過光強度が急激に減衰する特性を得られる。
【００６２】
また、本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサにおいては、所定の曲率半径で曲げられ、小型化されたガラス棒２を有するセンサ部１が構成されているため、表面プラズモン共鳴センサが小型化できると共に、小さな空間にプラズモン共鳴が得られる表面の反射部分の長さを長くしたセンサを容易に形成することができ、結果として高感度のセンサを得ることができる。
【００６３】
このような所定の曲率半径で曲げられ、小型化されたガラス棒２の形成方法の一例を以下に述べる。
【００６４】
所定の長さのガラス棒２を用意し、外周を熱源（例えばガスバーナー）で軟化溶融し、Ｕ字型に曲げ加工する。このときＵ字型の湾曲部の曲げ角度は、例えば、１８０°を中心とした角度に曲げ加工することが望ましい。
【００６５】
次に、例えば真空蒸着法を用いてＵ字型に曲げ加工されたガラス棒２の表面に約１００ｎｍ以下の厚さで金属層３を堆積させる。堆積方法は、真空蒸着法に限らず、スパッタリング法、ＣＶＤ法などの堆積方法を用いても良い。上記工程により、図２に示した曲げ加工されたガラス棒２を得ることができる。
【００６６】
さらに別の形成方法としては、光導波路を用いることもできる。この場合には、平坦なガラス板上にガラス棒２となる材料を層状に形成し、この層に、例えば、Ｕ字型マスクを被覆し、それ以外の層をエッチング除去して、Ｕ字型形状のガラス棒を形成し、これに導電性材料からなる金属層３を形成することで、湾曲形状を有するガラス棒２を形成することができる。この場合には、ガラス棒２の断面形状は、矩形となるが、所定の曲率半径で曲げられ、小型化されたガラス棒２を有するセンサ部１が構成されるため、表面プラズモン共鳴センサが小型化できると共に、小さな空間にプラズモン共鳴が得られる表面の反射部分の長さを長くしたセンサを容易に形成することができ、結果として高感度のセンサを得ることができる点は、断面が円形、楕円形のガラス棒２を用いる場合と同様である。
【００６７】
また、表面プラズモン共鳴現象は、センサ部１の断面構造が、円形、楕円形、矩形等のいずれの形状の断面構造を有する場合であっても、同様に得られる。
【００６８】
光源５は、適宜選択される波長帯域の光を照射するものであり、安定した光を照射するものが望ましく、例えば、緑色ＬＥＤ、白色ＬＥＤ、ＬＤ、ランプ等が用いられる。或いは、波長としては、例えば、約４００ｎｍ〜９００ｎｍ程度の光を用いることができる。さらに、用途に応じて、９００ｎｍ以上の近赤外光、或いは赤外光を適用することも可能である。
【００６９】
光検出器８は、光源５から照射される光の内、少なくとも一つの波長帯域の光を検出するものであり、例えばＰＤが用いられる。
【００７０】
光検出器８の電気信号データを第１の実施の形態と同様に、解析用コンピュータ９に入力し信号処理すれば、反応物質と目的物質との相互作用に伴う到達光の変化をリアルタイムでモニタリングすることができる。すなわち、例えば、抗体を含む反応層４を形成したセンサ部１を、抗原を含む試料溶液中に浸漬した場合に、抗原と抗体との結合量の変化等を到達光量の経時的変化として解析用コンピュータ９上に表示することができる。
【００７１】
本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサを用いた測定結果の一例は、図３に示すように、模式的に表される。
【００７２】
本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサを用いた物質間相互作用の測定においては、表面に反応層４が形成されたセンサ部１を、測定対象である試料溶液中に浸漬し、このときのガラス棒２の第２片端面２ｂにおける到達光（表面プラズモン共鳴光）を光検出器８によって検出する。
【００７３】
すなわち、センサ部１を試料溶液に浸漬しない状態での到達光を予め検出しておき、これとセンサ部１を試料溶液に浸漬した後の到達光を検出して、これら到達光の変化を評価する。このとき、試料溶液中にセンサ部１の反応層４に含まれる反応物質と相互作用する特定の物質（目的物質）が含まれていれば、当該相互作用によって、図３に示すように、到達光の光量が変化するため、この到達光量の変化から試料溶液中の目的物質の有無や量等を測定することができる。
【００７４】
本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサによれば、第１の実施の形態に比べ、ビームスプリッタ等のプリズムを使用する必要がなく、部品点数を減らすことができる。
【００７５】
本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサによれば、安価でかつ簡易な構成で、表面プラズモン共鳴現象を利用して被測定試料の反応や濃度変化などを検出することができるバイオセンサを提供することができる。
【００７６】
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第１乃至第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７７】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバイオセンサの模式的構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサの模式的構成図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るバイオセンサを用いた測定結果の一例を示す模式的特性図。
【符号の説明】
【００７９】
１…センサ部
２…ガラス棒
２ａ…ガラス棒の第１片端面
２ｂ…ガラス棒の第２片端面
３…金属層
４…反応層
５…光源
６ａ,６ｂ…レンズ
７…ビームスプリッタ
８…光検出器
９…解析用コンピュータ
１０…位置決め用基板部材
【図１】
2008203216.tif 000003
【図２】
2008203216.tif 000004
【図３】
2008203216.tif 000005