(57)【要約】【課題】  従来のＳＰＲ強度法の測定方法に使用するセンサーは抗体等の反応部を保持する金属薄膜を形成た基板にマッチングオイルとプリズムとを密着させて配置させなければならず、その取扱いや測定に対するかなり高度な知識と熟練を要し、センサーが複雑で大型になり、価格も高く、測定装置も大型で高価になるという課題を有していた。【解決手段】  被測定試料保持基板を、市販の安価な光学ガラス平板から切り出して、切り出し面４面のうちの１面さえ光学研磨すれば良い構成にし、測定光を、被測定試料保持基板の側面から直接入射させるように構成して課題を解決した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路にプリズムおよびマッチングオイル等の屈折率を調整する物質を介在させることなく単体で、測定対象物あるいは測定対象物と相互作用する物質（以下、測定対象物あるいは測定対象物と相互作用する物質を被測定試料という）の屈折率あるいは屈折率の変化を表面プラズモン共鳴（以下、ＳＰＲという）現象を利用した強度法により測定するのに用いることができるプリズムレスＳＰＲセンサであって、
被測定試料と接触させる金属薄膜を表面に有する基板を被測定試料保持基板と称することにして、
前記プリズムレスＳＰＲセンサは、少なくとも１つの穴を有する枠部と前記枠部の少なくとも１つの穴の底部にある被測定試料保持基板とを有しており、
前記被測定試料保持基板は、前記基板の上面としての前記枠部の穴の底部を形成する側の表面の少なくとも一部に金属薄膜が形成されているとともに、透光性の部分がある少なくとも一対の対向する側面を有する突出部として前記枠部から前記基板の上面とは反対側に突出している基板であり、
前記被測定試料保持基板は、前記金属薄膜に前記基板の内部を通って所定の波長の光（以下、測定光という）ビームを共鳴角近傍で入射させることができる入射面を前記基板の前記一対の対向する側面の一方の側面に有し、さらに前記金属薄膜で全反射された測定光ビームを出射させることができる出射面を前記基板の前記一対の対向する側面の他方の側面に有しており、
前記被測定試料保持基板の測定光の光路を含み前記金属薄膜が形成されている面（以下、試料保持面という）に垂直な断面の形状が四角形以上の多角形であり、
さらに、前記被測定試料保持基板は、少なくとも前記試料保持面と前記入射面と前記出射面が表面粗さが光学面グレードの面として形成されており、
前記プリズムレスＳＰＲセンサは、前記プリズムレスＳＰＲセンサを用いてＳＰＲ現象を利用して被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定する場合には、測定光の光源と前記被測定試料保持基板の入射面の間の測定光ビームの光路に、前記プリズムレスＳＰＲセンサに密着させてマッチングオイル等の屈折率を調整する物質およびプリズムを配置することなく前記被測定試料保持基板の前記入射面から測定光ビームを入射させて前記金属薄膜部でＳＰＲ現象を生起させ、前記金属薄膜で全反射されて前記出射面から出射する測定光ビームの強度を前記プリズムレスＳＰＲセンサに密着させてマッチングオイル等の屈折率を調整する物質およびプリズムを介在させることなく測定することによって前記金属薄膜に接している被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定するのに用いることができるプリズムレスＳＰＲセンサである
ことを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記枠部と前記被測定試料保持基板が一体に形成されていることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項３】
請求項１に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記枠部と前記被測定試料保持基板がそれぞれ独立の部品として形成されたことを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、測定光ビームの入射点における前記入射面と測定光ビームの出射点における前記出射面とが互いに平行な平面であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記枠体の穴が長円形の開口部を有していることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記基板と前記枠体が着脱可能に組み立てることができることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記被測定試料保持基板が光学研磨された前記入射面と出射面と試料保持面の３面を有する六面体以上の多面体であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項８】
請求項７に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記多面体が直方体であり前記入射面と出射面と試料保持面が連続する３面を形成していることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項９】
請求項７に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記多面体が立方体であり前記入射面と出射面と試料保持面が連続する３面を形成していることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１０】
請求項３〜９のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記被測定試料保持基板の材質がガラスであり、少なくとも前記入射面と出射面と試料保持面の３面が少なくとも測定光の４分の１波長レベルに光学研磨されていることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記基板が少なくとも４分の１波長レベルの研磨をされた平行平板のガラス板から切り出され、切り出し面の少なくとも１つの面を光学研磨したガラス小片であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、入射角を前記全反射点における前記金属薄膜の法線に対する角度で表すことにして、前記被測定試料保持基板が、測定光ビームを７０°近傍の鋭角の入射角で入射せせることができる基板であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前期入射角をθとしθからのズレをΔθとして、前記被測定試料保持基板が、前記金属薄膜部におけるθ±Δθの範囲の入射角となる入射光ビームが含まれている測定光ビームを入射させることができる基板であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記金属薄膜の金属がクロムとクロムを形成した後に形成された金であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記プリズムレスＳＰＲセンサが抗原の存在有無を検出することができるセンサであることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記検出する抗原がインフルエンザの抗原であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記被測定試料保持基板の試料保持面に形成されている金属薄膜上に、少なくとも２種類の抗体を保持する各抗体保持部とブランク部（被測定試料を何も入れない部分）が配置されていることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記プリズムレスＳＰＲセンサが使い捨てセンサであることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサ。
【請求項１９】
以下において屈折率あるいは屈折率の変化を測定することができる測定器を屈折率測定器ということにして、プリズムレスＳＰＲセンサを光路にプリズムおよびマッチングオイル等の屈折率を調整する物質を介在させることなく単体で用いて測定対象物あるいは測定対象物と相互作用する物質（以下、測定対象物あるいは測定対象物と相互作用する物質を被測定試料という）の屈折率あるいは屈折率の変化を表面プラズモン共鳴（以下、ＳＰＲという）現象を利用した強度法により測定することができる屈折率測定器であって、
被測定試料を搭載することができる金属薄膜を表面に有する基板を被測定試料保持基板と称することにして、
前記プリズムレスＳＰＲセンサが、少なくとも１つの穴を有する枠部と前記枠部の少なくとも１つの穴の底部にある被測定試料保持基板とを有しており、
前記被測定試料保持基板は、前記基板の上面としての前記枠部の穴の底部を形成する側の表面の少なくとも一部に金属薄膜が形成されているとともに、透光性の部分がある少なくとも一対の対向する側面を有する突出部として前記枠部から前記基板の上面とは反対側に突出している基板であり、
前記被測定試料保持基板が、前記金属薄膜に前記基板の内部を通って所定の波長の光（以下、測定光という）ビームを共鳴角近傍で入射させることができる入射面を前記基板の前記一対の対向する側面の一方の側面に有し、さらに前記金属薄膜で全反射された測定光ビームを出射させることができる出射面を前記基板の前記一対の対向する側面の他方の側面に有しており、
前記被測定試料保持基板の測定光の光路を含み前記金属薄膜が形成されている面（以下、試料保持面という）に垂直な断面の形状が四角形以上の多角形であり、
さらに、前記被測定試料保持基板は、少なくとも前記試料保持面と前記入射面と前記出射面が表面粗さが光学面グレードの面として形成されており、
前記屈折率測定器は、前記プリズムレスＳＰＲセンサを用いてＳＰＲ現象を利用して被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定する場合に、測定光の光源と前記被測定試料保持基板の入射面の間の測定光の光路に、前記プリズムレスＳＰＲセンサに密着させてマッチングオイル等の屈折率を調整する物質およびプリズムを介在させることなく前記被測定試料保持基板の前記入射面から測定光ビームを入射させて前記金属薄膜部でＳＰＲ現象を生起させ、前記金属薄膜で全反射されて前記出射面から出射する測定光ビームを前記プリズムレスＳＰＲセンサに密着させてマッチングオイル等の屈折率を調整する物質およびプリズムを配置することなく２次元センサもしくはリニアーセンサで受光して出射光の強度を測定することによって前記金属薄膜に接している被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定することができる測定器である
ことを特徴とする屈折率測定器。
【請求項２０】
請求項１９に記載の屈折率測定器において、入射角をθとしθからのズレをΔθとして、前記入射面へ入射する測定光ビームを、前記金属薄膜部においてθ±Δθの範囲の入射角となる入射光ビームが含まれている測定光ビームとして入射させることを特徴とする屈折率測定器。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の屈折率測定器において、前記屈折率測定器が前記２次元センサもしくはリニアーセンサの光検出位置の光検出強度に対応して測定結果に基づく表示をする表示部を備えていることを特徴とする屈折率測定器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下において屈折率あるいは屈折率の変化を測定することができる測定器を屈折率測定器ということにして、本発明は、プリズムやそのプリズムとの間にマッチングオイル等の屈折率を調整する物質を介在させることなく単体で表面プラズモン共鳴（以下、ＳＰＲという）現象の測定を利用して測定対象物あるいは測定対象物と相互作用する物質（以下、測定対象物あるいは測定対象物と相互作用する物質のいずれかあるいは両者を、特に区別する必要がある場合を除いて、被測定試料という）の存在有無あるいは屈折率あるいは屈折率の変化を高い精度で検出するのに用いることができるプリズムレスＳＰＲセンサとそれを用いた屈折率測定器に関し、さらに具体的には、インフルエンザの抗原などを簡便にしかも高精度で測定するのに用いることができる安価な、使い捨てセンサとして使用することもできるプリズムレスＳＰＲセンサとそれを用いた小型で使いやすく安価な屈折率測定器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インフルエンザ対策や環境汚染対策など人々の健康に大きな影響を及ぼす問題が多発しており、社会的にそれらの原因物質の検出がますます重要性を増している。これらの物質の検出は、多くの場合、極微量の有機化合物の検出が必要で、しかもそのための測定の結果に高い信頼性が要求されるものである。
【０００３】
有機化合物の検出、たとえばインフルエンザウイルスの抗原を検出するには、周知のように、ガスクロマトグラフィー・質量分析法、液体クロマトグラフィー、蛍光試薬や発光試薬を用いて化学反応に基づく光を計測する方法など種々の測定方法が考えられるが、被測定試料の調製に煩雑な工程が必要でリアルタイムで測定結果を得られなかったり、装置が高価であったり、操作に高度な専門知識や熟練を要するなど多くの課題を抱えていた。
【０００４】
有機化合物の検出に用いる重要な測定方法の一つとして、前記課題を解決するためにＳＰＲ測定法を用いる測定装置と測定用センサーが種々提案されている。
【０００５】
ＳＰＲ現象は、周知のように、たとえば、金属薄膜にプリズムを介して入射光をある角度で入射させると、金属薄膜の表面にある誘電体の状態によって、エバネッセント波の波数と表面プラズモンの波数とが一致して共鳴し、金属薄膜からの反射光強度が減衰する現象である。
【０００６】
有機化合物の検出にＳＰＲ現象を利用する測定方法の利点は、測定したい有機化合物の色や不透明さに測定精度が影響されにくいこと、測定したい有機化合物の量が少なくてすむこと、金属表面上での現象であるため、測定対象物と相互作用する物質を固定することによって面を利用することができること、短時間で高精度で測定できリアルタイムで有機化合物の検出結果を得られること等である。
【０００７】
ＳＰＲ法を用いる有機化合物の検出方法として、周知のように、測定対象物を決めたら、金属薄膜への入射光の波長を固定しておいて入射角度を変化させて金属薄膜からの反射光強度の変化を測定する強度法と、金属薄膜への入射光の入射角度を固定しておいて入射光の波長を変化させて金属薄膜からの反射光強度変化を測定する分光法がある。
【０００８】
強度法では従来のエリプソメータとほぼ同じ測定法となり、金属薄膜への入射角度を連続的に変化させて反射光強度の変化を測定する。
【０００９】
分光法では、金属薄膜への入射角を固定しておいて、入射光の波長を変化させて測定するか、ブロード光源を分光器で測定する方法がある。分光法は、たとえば、光ファイバ内での反射角がほぼ一定であることを利用して、ファイバ型センサで用いられる。
【００１０】
図１４と図１５は、特開２００３−２３２７２５号公報（以下、特許文献１という）に記載されている従来のＳＰＲセンサーの典型的な一つの例とその測定系の例で、金属薄膜を形成した基板に取り付けたプリズムとして台形断面を有する柱状プリズムを用いた例である。図１４はＳＰＲセンサーを説明する図、図１５はＳＰＲ測定法を用いる化学反応解析センサを説明する図で、符号１０１はプリズム、１０２は金属薄膜、１０３はサンプルが流れる平面状の微小流路、１０４は液送用のシリンジポンプ、１０５は微小流路１０３を形成した石英ガラス基板、１０５ａは厚さ０．７ｍｍの石英ガラス基板１０５に塗布されたフォトレジスト膜、１０６は厚さ０．５ｍｍのＢＫ７のガラス板、１０７，１０８はサンプル導入・排出のためのチューブ、１１０はレーザーダイオード、１１１，１２０はレンズ、１１２はシングルモード光ファイバ、１１３はコリメータ、１２１はＰ偏光子、１２２はＣＣＤカメラ、１２３はコンピュータ、１３０はセンサチップ、１３１は光源手段、１３２は測定手段、１３４は入射光、１３５は反射光、１３６は入射角度、１３７は屈折率マッチングオイルである。
【００１１】
図１５で、測定するサンプルを液送用のシリンジポンプ１０４の作用で微小流路１０３に流し、レーザーダイオード１１０からの光をシングルモード光ファイバ１１２、コリメータ１１３を介してプリズム１０１から金属薄膜１０２において全反射角になるように符号１３６で示した所定の入射角度で入射させ、微小流路１０３のサンプルと接触している金属薄膜１０２の表面におけるＳＰＲ現象を測定する。
【００１２】
センサチップ１３０は、図１４に示すように、上面に金属薄膜１０２を形成したＢＫ７のガラス板１０６の下面に屈折率マッチングオイル１３７を介してプリズム１０１を配置し、プリズム１０１の入射面（図１５に図示の入射光１３４が入射する面）から入射光を入射させ、プリズム１０１の上面から屈折率マッチングオイル１３７を介してガラス板１０６に入射させ、金属薄膜１０２に共鳴角で到達させてＳＰＲ現象を生じさせ、反射光をガラス板１０６の下面から屈折率マッチングオイル１３７を介してプリズム１０１に入射させ、プリズム１０１の出射面（図１５に図示の出射光１３５が出射する面）から出射光１３５として出射させ、図１０１Ａの測定手段１３２で検出するように構成されている。
【００１３】
従来のＳＰＲセンサーの前記例とは別の典型的な例として、前記断面が台形の柱状プリズムの代わりに、断面が三角形の三角柱状のプリズムを用いる例や断面が半円の半円筒形プリズムを用いる例がある。なかでも、断面が半円の半円筒形プリズムを用いる例は、ＳＰＲ法の強度法において、入射光の入射角を変えた場合に、どの入射角の時でもプリズムの入射面に入射光を垂直に入射させることができるという利点を有することを特徴の一つにしたものである。
【００１４】
しかしながら、原理的な測定として、プリズムに直接金属薄膜をつけた場合を説明している場合でも、その詳細な説明をみれば、実際には金属薄膜をつけた平板状の基板をプリズムとは独立に作成しておき、屈折率マッチングオイルを介してプリズムの一面と接触させて用いざるを得ないと考えられているのが現状である。
【特許文献１】特開２００３−２３２７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上説明したように、従来のＳＰＲ現象による屈折率あるいは屈折率の変化の測定を利用したインフルエンザウイルス等の有機化合物のＳＰＲ強度法の測定方法は、リアルタイムで高精度の測定結果を得ることができるという大きな利点があるものの、測定用の金属薄膜は良好な光学面である必要があり、測定用の金属薄膜を形成した基板と光源との間に、その基板に入射光を入射させる光路に沿って、プリズムと前記プリズムと前記基板の間に屈折率を整合させるためのマッチングオイルとをそれぞれ密着させて配置することが必須として行われていたため、被測定物を配置するセンサーは抗体等の反応部を保持する金属薄膜を形成してある基板の他にその基板とマッチングオイルとプリズムとを密着させて配置させなければならず、それらの取扱いや測定に対するかなり高度な知識と熟練を要し、センサーが複雑で大型になり、価格も高く、測定装置も大型で高価になるという課題を有していた。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、本発明の最大の目的は、ＳＰＲ現象を利用した屈折率測定に関する特別高度な知識と熟練を要求しなくても、インフルエンザ抗原と抗体の反応などによる屈折率あるいは屈折率の変化を、リアルタイムで簡単に行うことができる使い捨て的に使用できる安価なＳＰＲセンサーとそれを用いた小型の測定器を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
課題を解決するためになされた本発明のＳＰＲセンサは、従来は不可能と考えられていた金属薄膜を形成してある基板の他に屈折率マッチングオイルとプリズムを基板に密着させて配置することなくＳＰＲ現象を測定して簡単に被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定することができる、小型で、使いやすく、しかも高い信頼性をもってインフルエンザの抗原の存在を検出でき、使い捨てにもできるような安価なプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００１８】
本発明の例としての第１の発明（以下、発明１という）は、光路にプリズムおよびマッチングオイル等の屈折率を調整する物質を介在させることなく単体で、被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化をＳＰＲ現象を利用した強度法により測定するのに用いることができるプリズムレスＳＰＲセンサであって、
被測定試料と接触させる金属薄膜を表面に有する基板を被測定試料保持基板と称することにして、
前記プリズムレスＳＰＲセンサは、少なくとも１つの穴を有する枠部と前記枠部の少なくとも１つの穴の底部にある被測定試料保持基板とを有しており、
前記被測定試料保持基板は、前記基板の上面としての前記枠部の穴の底部を形成する側の表面の少なくとも一部に金属薄膜が形成されているとともに、透光性の部分がある少なくとも一対の対向する側面を有する突出部として前記枠部から前記基板の上面とは反対側に突出している基板であり、
前記被測定試料保持基板は、前記金属薄膜に前記基板の内部を通って所定の波長の光（以下、測定光という）ビームを共鳴角近傍で入射させることができる入射面を前記基板の前記一対の対向する側面の一方の側面に有し、さらに前記金属薄膜で全反射された測定光ビームを出射させることができる出射面を前記基板の前記一対の対向する側面の他方の側面に有しており、
前記被測定試料保持基板の測定光の光路を含み前記金属薄膜が形成されている面（以下、試料保持面という）に垂直な断面の形状が四角形以上の多角形であり、
さらに、前記被測定試料保持基板は、少なくとも前記試料保持面と前記入射面と前記出射面が表面粗さが光学面グレードの面として形成されており、
前記プリズムレスＳＰＲセンサは、前記プリズムレスＳＰＲセンサを用いてＳＰＲ現象を利用して被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定する場合には、測定光の光源と前記被測定試料保持基板の入射面の間の測定光ビームの光路に、前記プリズムレスＳＰＲセンサに密着させてマッチングオイル等の屈折率を調整する物質およびプリズムを配置することなく前記被測定試料保持基板の前記入射面から測定光ビームを入射させて前記金属薄膜部でＳＰＲ現象を生起させ、前記金属薄膜で全反射されて前記出射面から出射する測定光ビームの強度を前記プリズムレスＳＰＲセンサに密着させてマッチングオイル等の屈折率を調整する物質およびプリズムを介在させることなく測定することによって前記金属薄膜に接している被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定するのに用いることができるプリズムレスＳＰＲセンサである
ことを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００１９】
発明１を展開してなされた本発明の例としての第２の発明（以下、発明２という）は、発明１に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記枠部と前記被測定試料保持基板が一体に形成されていることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２０】
発明１を展開してなされた本発明の例としての第３の発明（以下、発明３という）は、発明１に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記枠部と前記被測定試料保持基板がそれぞれ独立の部品として形成されたことを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２１】
発明１〜３を展開してなされた本発明の例としての第４の発明（以下、発明４という）は、発明１〜３のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、測定光ビームの入射点における前記入射面と測定光ビームの出射点における前記出射面とが互いに平行な平面であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２２】
発明１〜４を展開してなされた本発明の例としての第５の発明（以下、発明５という）は、発明１〜４のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記枠体の穴が長円形の開口部を有していることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２３】
発明３〜５を展開してなされた本発明の例としての第６の発明（以下、発明６という）は、発明３〜５のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記基板と前記枠体が着脱可能に組み立てることができることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２４】
発明３〜６を展開してなされた本発明の例としての第７の発明（以下、発明７という）は、発明３〜６のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記被測定試料保持基板が光学研磨された前記入射面と出射面と試料保持面の３面を有する六面体以上の多面体であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２５】
発明７を展開してなされた本発明の例としての第８の発明（以下、発明８という）は、発明７に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記多面体が直方体であり前記入射面と出射面と試料保持面が連続する３面を形成していることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２６】
発明７を展開してなされた本発明の例としての第９の発明（以下、発明９という）は、発明７に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記多面体が立方体であり前記入射面と出射面と試料保持面が連続する３面を形成していることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２７】
発明３〜９を展開してなされた本発明の例としての第１０の発明（以下、発明１０という）は、発明３〜９のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記被測定試料保持基板の材質がガラスであり、少なくとも前記入射面と出射面と試料保持面の３面が少なくとも測定光の４分の１波長レベルに光学研磨されていることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２８】
発明１０を展開してなされた本発明の例としての第１１の発明（以下、発明１１という）は、発明１０に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記基板が少なくとも４分の１波長レベルの研磨をされた平行平板のガラス板から切り出され、切り出し面の少なくとも１つの面を光学研磨したガラス小片であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００２９】
発明１〜１１を展開してなされた本発明の例としての第１２の発明（以下、発明１２という）は、発明１〜１１のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、入射角を前記全反射点における前記金属薄膜の法線に対する角度で表して、前記被測定試料保持基板が、測定光ビームを７０°近傍の鋭角の入射角で入射せせることができる基板であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００３０】
発明１〜１２を展開してなされた本発明の例としての第１３の発明（以下、発明１３という）は、発明１〜１２のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前期入射角をθとしθからのズレをΔθとして、前記被測定試料保持基板が、前記金属薄膜部におけるθ±Δθの範囲の入射角となる入射光ビームが含まれている測定光ビームを入射させることができる基板であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００３１】
発明１〜１３を展開してなされた本発明の例としての第１４の発明（以下、発明１４という）は、発明１〜１３のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記金属薄膜の金属がクロムとクロムを形成した後に形成された金であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００３２】
発明１〜１４を展開してなされた本発明の例としての第１５の発明（以下、発明１５という）は、発明１〜１４のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記プリズムレスＳＰＲセンサが抗原の存在有無を検出することができるセンサであることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００３３】
発明１５を展開してなされた本発明の例としての第１６の発明（以下、発明１６という）は、発明１５に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記検出する抗原がインフルエンザの抗原であることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００３４】
発明１〜１６を展開してなされた本発明の例としての第１７の発明（以下、発明１７という）は、発明１〜１６のいずれかに記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記被測定試料保持基板の試料保持面に形成されている金属薄膜上に、少なくとも２種類の抗体を保持する各抗体保持部とブランク部（被測定試料を何も入れない部分）が配置されていることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００３５】
発明１〜１７を展開してなされた本発明の例としての第１８の発明（以下、発明１８という）は、発明１〜１７のいずれか１項に記載のプリズムレスＳＰＲセンサにおいて、前記プリズムレスＳＰＲセンサが使い捨てセンサであることを特徴とするプリズムレスＳＰＲセンサである。
【００３６】
本発明の例としての第１９の発明（以下、発明１９という）は、プリズムレスＳＰＲセンサを光路にプリズムおよびマッチングオイル等の屈折率を調整する物質を介在させることなく単体で用いて被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化をＳＰＲ現象を利用した強度法により測定することができる屈折率測定器であって、
被測定試料を搭載することができる金属薄膜を表面に有する基板を被測定試料保持基板と称することにして、
前記プリズムレスＳＰＲセンサが、少なくとも１つの穴を有する枠部と前記枠部の少なくとも１つの穴の底部にある被測定試料保持基板とを有しており、
前記被測定試料保持基板は、前記基板の上面としての前記枠部の穴の底部を形成する側の表面の少なくとも一部に金属薄膜が形成されているとともに、透光性の部分がある少なくとも一対の対向する側面を有する突出部として前記枠部から前記基板の上面とは反対側に突出している基板であり、
前記被測定試料保持基板が、前記金属薄膜に前記基板の内部を通って測定光ビームを共鳴角近傍で入射させることができる入射面を前記基板の前記一対の対向する側面の一方の側面に有し、さらに前記金属薄膜で全反射された測定光ビームを出射させることができる出射面を前記基板の前記一対の対向する側面の他方の側面に有しており、
前記被測定試料保持基板の測定光の光路を含み試料保持面に垂直な断面の形状が四角形以上の多角形であり、
さらに、前記被測定試料保持基板は、少なくとも前記試料保持面と前記入射面と前記出射面が表面粗さが光学面グレードの面として形成されており、
前記屈折率測定器は、前記プリズムレスＳＰＲセンサを用いてＳＰＲ現象を利用して被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定する場合に、測定光の光源と前記被測定試料保持基板の入射面の間の測定光の光路に、前記プリズムレスＳＰＲセンサに密着させてマッチングオイル等の屈折率を調整する物質およびプリズムを介在させることなく前記被測定試料保持基板の前記入射面から測定光ビームを入射させて前記金属薄膜部でＳＰＲ現象を生起させ、前記金属薄膜で全反射されて前記出射面から出射する測定光ビームを前記プリズムレスＳＰＲセンサに密着させてマッチングオイル等の屈折率を調整する物質およびプリズムを配置することなく２次元センサもしくはリニアーセンサで受光して出射光の強度を測定することによって前記金属薄膜に接している被測定試料の屈折率あるいは屈折率の変化を測定することができる測定器である
ことを特徴とする屈折率測定器である。
【００３７】
発明１９を展開してなされた本発明の例としての第２０の発明（以下、発明２０という）は、発明１９に記載の屈折率測定器において、入射角をθとしθからのズレをΔθとして、前記入射面へ入射する測定光ビームを、前記金属薄膜部においてθ±Δθの範囲の入射角となる入射光ビームが含まれている測定光ビームとして入射させることを特徴とする屈折率測定器である。
【００３８】
発明１９または２０を展開してなされた本発明の例としての第２１の発明（以下、発明２１という）は、発明１９または２０に記載の屈折率測定器において、前記屈折率測定器が前記２次元センサもしくはリニアーセンサの光検出位置の光検出強度に対応して異なる表示をする表示部を備えていることを特徴とする屈折率測定器である。
【００３９】
本発明のプリズムレスＳＰＲセンサの特に重要な特徴の一つは、後述するように、被測定試料保持基板として、たとえば市販の安価な光学ガラス平板から切り出して、切り出し面４面のうちの１面さえ光学研磨すれば良い製造工程で製造することができる基盤を用い、測定光を被測定試料保持基板の側面から直接入射させるように構成したところにあり、従来では考えられなかった使い捨てＳＰＲセンサを実現させたことである。
【発明の効果】
【００４０】
以上説明したように、本発明は、新型インフルエンザなどが発生し大きな社会問題になる恐れが生じたときなどに、大量の検体をリアルタイムで、簡単に、安価に測定し、適切な対策を早急に講じることを可能にし、ひいては社会不安を取り除くことができるなど、社会的に、工業的に、経済的に多大な効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について説明する。なお、説明に用いる各図は本発明の例を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあり、本発明の例の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図において、同様な構成成分については同一の番号を付けて示し、重複する説明を省略することもある。
【００４２】
図１は本発明の例としてのプリズムレスＳＰＲセンサの斜視図で、符号１はプリズムレスＳＰＲセンサ、２はプラスチック製の枠部、２ａは枠部２の基板、３は被測定試料保持基板、４は枠部２の基板２ａに設けられた穴、５は穴４の斜面、６は試料保持面、７は試料保持面６を配置する前は穴４の貫通孔になっている部分、１１ａ〜１１ｄは被測定試料保持基板３の側面である。側面１１ａと１１ｃは互いに対向している面で、側面１１ｂと１１ｄは互いに対向している面である。
【００４３】
図２は被測定試料保持基板３を説明する斜視図で、符号１１は被測定試料保持基板３のガラス基板、１２は基板１１の上に形成された第１の金属薄膜としてのクロム蒸着層、１３は基板１１の上の第１の金属薄膜１２の上に形成された第２の金属薄膜としての金蒸着層、６ａは試料保持面６の一部としての第１のタイプのインフルエンザ抗体を配置した試料保持面、６ｃは試料保持面６の一部としての第２のタイプのインフルエンザ抗体を配置した試料保持面、６ｂは試料保持面６の一部としてのインフルエンザ抗体を配置していない試料保持面、Ｗは基板１１の幅、Ｔは基板１１の厚み、Ｌは基板１１の長さ寸法である。
【００４４】
本発明のプリズムレスＳＰＲセンサの特に重要な特徴の一つは、試料保持面６で表面プラズモン共鳴現象を生起させるための入射光を、光ファイバやプリズムと屈折率マッチングオイルを用いることなく、基板１１の側面１１ａと側面１１ｃの一方から直接入射させ他方から出射させるように構成したことであり、基板１１の厚みＴと幅Ｗはこのことを考慮して決められている。これに狭く限定されないが、本実施の形態例では厚みＴと幅Ｗは概ね同じ寸法になっている。
【００４５】
図１の枠部２の穴４の底部は被測定試料保持基板３で塞がれた状態になっており、その形状は図で左右に細長い長円形状になっている。
【００４６】
被測定試料保持基板３のガラス基板１１の側面１１ａ，１１ｃは互いに平行な平面になっており、被測定試料保持基板３のガラス基板１１の試料保持面６ａ〜６ｃは、穴４の底部、換言すれば穴４の貫通孔７の長円の部分にその長径方向に平行に配置されている。
【００４７】
被測定試料保持基板３のガラス基板１１の側面１１ａ，１１ｃは、ＳＰＲ現象を利用して試料のウイルス検出のための屈折率あるいは屈折率の変化を測定するときに、一方が光の入射面となり一方が光の入射面となる面で、少なくとも入射光の４分の１波長以下の表面粗さの光学面になっている。
【００４８】
被測定試料保持基板３のガラス基板１１の上面すなわち第１の金属薄膜が形成されている面も側面１１ａ，１１ｃと同レベルの光学面になっている。
【００４９】
図３〜図７は枠部２を説明する図で、図３は枠部２を図１における穴４の開口部側から見た平面図、図４は図３の枠部２のＹ１−Ｙ２の位置における断面図、図５は図３の枠部２のＸ１−Ｘ２の位置における断面図、図６と図７はそれぞれ図３の枠部２の側面図である。符号２ａ１〜２ａ４は枠部２の側面、２ａ５と２ａ６はそれぞれ枠部２の上面と下面、２１，２２は枠部２の側面２ａ１に設けられた断面（側面に垂直に切った断面）がＶ字型の溝、２３，２４は枠部２の側面２ａ３に設けられた断面がＶ字型の溝、Ｘ１−Ｘ２とＹ１−Ｙ２はそれぞれ図４と図５に示した枠部２の断面図の位置を説明する符号である。
【００５０】
試料保持面Ｖ字型の溝２１〜２４は、たとえば、図示していないが、測定器のピンとプランジャを当接してセンサと測定器の相対位置を変えるのに利用することもできる。
【００５１】
枠部２はプラスチックの型成形加工で形成されており、上面２ａ５と下面２ａ６は互いに平行な平面である。
【００５２】
枠部２は上面２ａ５と下面２ａ６が平行な平面である基板２ａのほぼ中央部に長円形の貫通孔部分７とその周辺に斜面５が形成された穴４が形成された形状になっている。図４と図５に示した断面図のように、長円形の貫通孔部分７とその周辺に斜面５が形成された穴４は基板２ａの上面２ａ５側に相対的に広い開口部を有し斜面５の概ね中央部が下面２ａ６側に突き抜けた長円形の貫通孔になっており、貫通孔部分７はその内側に図２の被測定試料保持基板３の試料保持面６ａ〜６ｃの測定に必要な部分が位置するように枠部２と被測定試料保持基板３を接合できる寸法・形状に形成されている。
【００５３】
図１のプリズムレスＳＰＲセンサ１は図２を用いて説明した被測定試料保持基板３と図３〜図７を用いて説明した枠部２をそれぞれ別々に作成してのち、枠部２の下面２ａ６の貫通孔部分７とその周辺に、被測定試料保持基板３を試料保持面６ａ〜６ｃの要部が貫通孔部分７の内側に位置するようにして取り付ける。
【００５４】
枠部２への被測定試料保持基板３の取り付け方は、接着、はめ込み等各種従来技術を用いることができる。
【００５５】
図８と図９は、図２を用いて説明した被測定試料保持基板３の製造方法の例について説明する斜視図で、符号３０はガラス板、３０ａはガラス板３０の光学面レベルに研磨された面である上面、３０ｂはガラス板３０の光学面レベルに研磨された面である下面、３１ａ〜３１ｆはそれぞれ同じ寸法に切断されたガラス棒、３２は切断残部、３１ａａ，３１ｂａ，３１ｃａ，３１ｄａ，３１ｅａ，３１ｆａはガラス棒の上面、３１ａｂ，３１ｂｂ，３１ｃｂ，３１ｄｂ，３１ｅｂ，３１ｆｂはガラス棒の下面、３１ｆｃはガラス棒３１ｆの側面、３３はガラス板３０から切断されたガラス棒３１ａ〜３１ｆを研磨するために一方の切断面を上にして配列させたガラス棒群、３３ａは配列させたガラス棒群３３の上面、３３ｂは配列させたガラス棒群３３の下面、３４は上面３３ａを研磨したガラス棒群、３５は上面３３ａを研磨したガラス棒群３４を所定の寸法に切断した状態のガラス棒群、３１ｅ１〜３１ｅ３，３１ｆ１〜３１ｆ３は所定の寸法に切断した状態のガラス片、３１ｅ４，３１ｆ４は切断残部、３１ｆｄは切断面、３１ｆｄ０は光学面に研磨された切断面、３６はガラス棒群３５から切断残部を取り除いてから上面に厚さ約５ｎｍのクロム薄膜とその上に厚さ約５５ｎｍの金薄膜を形成した状態のガラス片群、３６ａはガラス片群３６の前記クロム薄膜とその上の金薄膜から成る金属薄膜を形成された上面、３６ｂはガラス片群３６の下面である。
【００５６】
図８（Ａ）に示したガラス３０は、たとえば厚みが２ｍｍのガラスで、その上面３０ａと下面３０ｂが光学面に研磨されている。この光学面は、ＳＰＲに用いる入射光の波長をλとして、少なくともλ／４レベルの光学面である。このような板ガラス３０は市販品になっており、安価に入手できるものである。
【００５７】
このガラス３０を図８（Ｂ）に示したように所定の幅のガラス棒３１ａ〜３１ｆに切断する。図８（Ｃ）に切断されたガラス棒３１ｆを例示してあり、上面３１ｆａ（前記上面３０ａの一部）と下面３１ｆｂ（前記下面３０ｂの一部）は前記のようにλ／４レベル以上の光学面になっており、側面３１ｆｃに対向している面は切断面（図８（Ｃ）で切断された面）である。
【００５８】
次に、図８（Ｂ）で切断されたガラス棒３１ａ〜３１ｆをそれぞれ９０°回転した状態で隣り合ったガラス棒の前記光学面同志を接触させるようにして図８（Ｄ）のように板状のガラス棒群３３にし、図９（Ｅ）のようにその上面と下面の少なくとも一方（一例として、上面３３ａ）を研磨して少なくともλ／４レベルの光学面にしたガラス棒群３４にする。
【００５９】
次に、ガラス棒群３４を、図９（Ｆ）のように、各ガラス棒を所定の寸法を有するガラス片３１ｅ１〜３１ｅ３，３１ｆ１〜３１ｆ３のようなガラス片にする。
【００６０】
これらのガラス片を、入射面と試料保持面と出射面が連続した３面として形成された直方体や立方体に形成することにより、本発明のＳＰＲセンサに組み込みやすく測定に使いやすくでき、製造コストを大幅に低減することができる。なお、直方体や立方体のほかに、光路を含み試料保持面に垂直な断面における形状を四角形以上の多角形にすることにより、扱いやすくコストを低減したものにすることができる。また、直方体や立方体の稜線部分をテーパ状や曲面に形成するとさらに取り扱いやすくなるなどの利点を生み、本発明ではこれらの形状も入射面と試料保持面と出射面が連続した３面として形成された直方体や立方体に含むものである。
【００６１】
図９（Ｇ）にその１つのガラス片３１ｆ１を示す。上面３１ｆｄ０と側面３１ｆａならびに側面３１ｆｂは少なくともλ／４レベルに研磨された光学面である。
【００６２】
図９（Ｆ）の切断残部を取り除き、清浄にしたガラス片を、再び図９（Ｆ）の切断残部を取り除いた状態に配置し、真空蒸着装置により、たとえばスパッタやイオンアシスト蒸着などの方法により、各ガラス片の上面に厚さ約５ｎｍのクロム薄膜を形成し、つぎに、その上に厚さ約５５ｎｍの金薄膜を形成したのが図９（Ｈ）のガラス片群である。
【００６３】
試料保持面６ａ〜６ｃの形成は、図示していないが、たとえば、試料保持面６ａの部分だけが開口部になっているマスクで試料保持面６全面を覆い、マスクの上から試料保持面６ａに保持させる、測定対象物と相互作用する物質の例としての第１のタイプのインフルエンザ抗体を塗布し、つぎに、試料保持面６ｃの部分だけが開口部になっているマスクで試料保持面６全面を覆い、マスクの上から試料保持面６ｃに保持させる、測定対象物と相互作用する物質の例としての第２のタイプのインフルエンザ抗体を塗布して形成することができる。
【００６４】
図９（Ｈ）のガラス片群３６の各ガラス片は図２に示した被測定試料保持基板３となり、その金属薄膜が形成された上面３６ａは試料保持面６を構成する。
【００６５】
図３〜図７を用いて説明した枠部２は、切削加工によっても製作できるが、プラスチックを材料にした型成形による一体成形技術によって製作し製造コストを極めて安くすることができる。
【００６６】
このような構成の本発明のプリズムレスＳＰＲセンサ１の製造コストは極めて安く、使い捨てセンサーとしても経済的に成り立つものであり、その実用効果は極めて大きい。しかもその構成からわかるように、ＳＰＲの高度な知識を有しないユーザーでも、簡単な操作方法を短時間で使用に必要な修得することができ、後述のように小型で簡単な構成で、安価な本発明の屈折率測定器によって、どこででも簡単に抗原等の検出を行うことができる。
【００６７】
なお、被測定試料保持基板３の試料保持面６として３つの試料保持面６ａ〜６ｃを有し、たとえばインフルエンザＡ型とインフルエンザＢ型の２種類の抗原を検出できる例を説明したが、本発明における試料保持面の数はこれに限定されず、さらに増やすことができる。
【００６８】
次に、このようにして作成された図１のプリズムレスＳＰＲセンサ１を用いて、ＳＰＲを利用して試料の屈折率あるいは屈折率の変化を高精度に測定することができる本発明の例としての屈折率測定器について説明する。
【００６９】
図１０と図１１は、本発明の例としての、プリズムレスＳＰＲセンサ１を用いて、ＳＰＲを利用して試料の屈折率あるいは屈折率の変化を高精度に測定することができる本発明の例としての屈折率測定器について説明する図で、図１０は側方からみて光路に沿った断面を用いてモデル的に説明する図、図１１は上方からみてモデル的に説明する図である。符号５０は屈折率測定器、５１は光源としてのレーザダイオード（以下、ＬＤという）、５２，５２ａ〜５２ｇはＬＤ５１から発せられた光ビームを説明する符号、５３はｆ３０の平凸レンズ、５４はｆ１５のシリンドリカルレンズ、５５は支持枠５５ａ，５５ｂに開けられた穴、５６は支持枠５６ａ，５６ｂに開けられた穴、５７ａ〜５７ｅは試料保持面６で反射された反射光ビームを説明する符号、５８はＣＭＯＳを用いた光検出システム、５９は位置決めピン、６０はプランジャー、７０は全反射点における前記金属薄膜の法線である。
【００７０】
光検出部にリニアーセンサや２次元光センサーを用いることにより、ＳＰＲ現象を用いた強度法による測定において、入射角度を、たとえば測定対象物が水を主とするものの場合７０°±２°のように、７０°を中心に±２°の範囲で変えることに関する光源側と受光部側の可動部分をなくすことができる。
【００７１】
たとえば、図１０で、光源ＬＤ５１から発せられた光ビームをレンズ５３で符号５２ｂと５２ｃで示した幅の平行ビームにし、レンズ５４で符号５２ａ示した入射角がθとなるビームを中心として、符号５２ｄ示した入射角がθ＋Δθとなるビームと符号５２ｅで示した入射角がθ−Δθとなるビームの範囲の、すなわち入射角がθ±Δθとなる範囲のビームを含むビームとして、図１１に符号５２ｆと５２ｇで示した幅の平行なビームとして試料保持面６ａ〜６ｃの裏面に入射させて、ＳＰＲ現象を生じさせ、その反射光を２次元に配置されたＣＭＯＳを用いた光検出システム５８によって、異なる入射角の測定光に対する反射率を光検出システムの光検出部における検出位置に対応させて検出することができる。すなわち、図１０と図１１の屈折率測定器では入射角をθ±Δθの範囲で変えるための可動部分をなくすことができる。このことは、測定器の一層の小型化と低価格化をもたらすものである。
【００７２】
位置決めピン５９とプランジャー６０によって入射光ビーム５２ａに対する被測定試料の相対位置を変えることができる。
【００７３】
図１０で、ＬＤ５１から発せられた光ビーム５２は矢印で示したビーム５２ａを中心に符号５２ｂと５２ｃ、５２ｄと５２ｅで示した範囲の光ビームがレンズ５３，５４によって集光されて穴５５を通り、被測定試料保持基板３の側面である入射面１１ａから入射して本発明のプリズムレスＳＰＲセンサ１の試料保持面６に入射し、試料保持面６にある金属薄膜と被測定試料とＳＰＲ現象を生じ、その反射光ビームが被測定試料保持基板３の側面である入射面１１ｃから出射して穴５６を通り、符号５７ａ〜５７ｃのように光検出システム５８によって検出される。光検出システム５８の光検出センサーにはＣＭＯＳイメージセンサーが用いられている。
【００７４】
なお、ＬＤ５１の代わりに、ＬＥＤ（発光ダイオード）や他の白色光光源など多くの光源を用いることができる。光源にＬＤを用いることによって、測定の解像度を上げることができる。また、ＬＥＤを用いることにより、より小型で安価な測定器にできる。
【００７５】
また、平凸レンズ５３はこれに限られず、入射光ビームを平行ビームにすることができるレンズであればよい。
【００７６】
ＣＭＯＳを用いた光検出システム５８は少なくとも光検出部を有している。この光検出部はＣＭＯＳの他にＣＣＤ，ＰＤ（フォトダイオード）アレイなどのリニアーセンサや２次元光センサーを用いることができる。
【００７７】
図１１を用いてさらに説明すると、ＬＤ５１から発せられた入射光ビームは、符号６１で示した位置では５×２ｍｍの長方形断面を有する光ビームにされている。符号６２で示した位置での測定ラインは直線状である。
【００７８】
このような構成の本発明のプリズムレスＳＰＲセンサ１を用いた本発明の屈折率測定器の最も重要な特徴の一つは、ＳＰＲ測定時の入射光を、試料保持面に向けて被測定試料保持基板３のガラス基板１１の側面１１ａ，１１ｃの一方から入射させ、他方から反射光を出射させるところにあり、図１０と図１１を用いて説明したように、ＳＰＲ強度法の測定においては、従来不可欠とされていた、被測定試料保持基板としての金属薄膜を形成したガラス基板に入射光を入射させ、金属薄膜からの反射光を検出器に導くために、前記基板に加えて円筒形や三角柱形などのプリズムおよびプリズムと試料保持面の間の屈折率マッチングオイルを設ける必要が無くなり、極めて小型で、取扱いが簡単で、安価な屈折率測定器を提供することができることである。
【００７９】
前記例の屈折率測定器は、１片が５ｃｍ以下の寸法にケースに収めることができ、５Ｖ（５ボルト）以下の直流電源で動作させることができ、電源を電池にすることができる。
【００８０】
図１２と図１３は、本発明のプリズムレスＳＰＲセンサ１と本発明の屈折率測定器を用いて測定した測定データの例で、２次元に配列されたＣＭＯＳセンサを有する検出器を用いて反射光強度を測定した結果を図示のように、横軸に測定光の入射角度を、縦軸に反射率を、斜め奥行き方向にセンサ幅（センサの幅方向の位置）をとって３次元的に表したグラフである。
【００８１】
グラフＡは反応物質としてタイプＡの反応物質を金属表面に固定しておき、グラフＢは反応物質としてタイプＢの反応物質を金属表面に固定しておき、グラフＮは反応物質として何も金属表面に固定していない場合における場合のＳＰＲのグラフで、図１２はプリズムレスＳＰＲセンサ１の穴４に反応物質Ａに反応する物質も反応物質Ｂのに反応する物質も含まれていない水だけを入れたときのデータで、図１３はプリズムレスＳＰＲセンサ１の穴４に風邪かインフルエンザに罹っていると思われる人の粘液を入れたときのデータである。データからわかるように、図１２ではグラフＡ，Ｎ，Ｂのピーク位置が横一直線状にそろっており、図１３ではグラフＡのピーク位置だけがグラフＮ，Ｂのピーク位置よりも右側にずれている。これは、グラフＡのピーク位置におけるＳＰＲ共鳴角がグラフＮ，Ｂのピーク位置におけるＳＰＲ共鳴角と異なることを意味しており、これより、プリズムレスＳＰＲセンサ１の穴４に入れた粘液に反応物質Ａに反応物質Ｂに反応する物質は含まれていないが反応する物質が含まれていることがわかる。
【００８２】
以上、主に図を用いて本発明の実施の形態例を説明したが、本発明はこれに狭く限定されるものではなく、多くのバリエーションを可能とするものであることは、以上の説明からも明らかなことである。
【００８３】
たとえば、枠体２と被測定試料保持基板３を一体に形成することができる。
【００８４】
また、前記金属薄膜として、基板の上にクロムの薄層をスパッタや蒸着などで形成し、その上に金の薄層をスパッタや蒸着などで形成し、安定な金属薄膜にして用いることを取り上げたが、検出効率をよくする手段として銀を用いることができる。また、金や銀と基板の間に密着性をよくするためにクロムの薄層を形成する例を説明したが、ニッケルやニッケルとクロムを用いることもできる。
【００８５】
また、本発明の実施の形態例としてのプリズムレスＳＰＲセンサの例として、穴４の底部に抗体を載置した金属薄膜を配置し、穴４に測定対象物を入れて、測定対象物と抗体との反応による金属薄膜の上の誘電率の変化を測定するタイプを例にとって、説明したが、穴４の構造を測定対象物を流すフロー型にすることもできる。この場合も、本発明の前記のような効果を発揮させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上説明したように、本発明のプリズムレスＳＰＲセンサならびにそれを用いた屈折率測定器を用いて、新型インフルエンザなどが発生し大きな社会問題になる恐れが生じたときなどに、大量の検体をリアルタイムで、簡単に、安価に測定し、適切な対策を早急に講じことを可能にし、ひいては社会不安を取り除くことができるなど、社会的に、工業的に、経済的に多大な効果を発揮するものである。
【００８７】
さらに、本発明のプリズムレスＳＰＲセンサならびにそれを用いた屈折率測定器は、インフルエンザ等の抗原の測定にとどまらず、広く屈折率の測定に用いて同様な効果を発揮させることができ、医療分野、光学分野など広い範囲の工業分野に用いて顕著な効果を発揮することができ、産業上多大な貢献をするものである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態例としてのプリズムレスＳＰＲセンサの斜視図である。
【図２】図１の被測定試料保持基板３を説明する斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態例としてのプリズムレスＳＰＲセンサを構成する枠部２の平面図である。
【図４】図３の枠部２のＹ１−Ｙ２の位置における断面図である。
【図５】図３の枠部２のＸ１−Ｘ２の位置における断面図である。
【図６】図３の枠部２の側面図である。
【図７】図３の枠部２の側面図である。
【図８】図１の被測定試料保持基板３の製造方法の例について説明する斜視図である。
【図９】図１の被測定試料保持基板３の製造方法の例について説明する斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態例としての屈折率測定器について説明する図である。
【図１１】本発明の実施の形態例としての屈折率測定器について説明する図である。
【図１２】本発明のプリズムレスＳＰＲセンサ１と屈折率測定器を用いて測定した測定データの例である。
【図１３】本発明のプリズムレスＳＰＲセンサ１と屈折率測定器を用いて測定した測定データの例である。
【図１４】従来のＳＰＲセンサーの例を説明する図である。
【図１５】従来のＳＰＲセンサーを用いたＳＰＲ測定法を説明する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１：プリズムレスＳＰＲセンサ
２：枠部
２ａ：枠部２の基板
２ａ１〜２ａ４：枠部２の側面
２ａ５：枠部２の上面
２ａ６：枠部２の下面
３：被測定試料保持基板
４：穴
５：穴の斜面
６，６ａ〜６ｃ：試料保持面
７：貫通孔
１１：被測定試料保持基板の基板
１１ａ〜１１ｄ：被測定試料保持基板の基板の側面
１２，１３，１０２：金属薄膜
２１，２２，２３，２４：Ｖ字型の溝
３０：ガラス板
３０ａ：ガラス板の上面
３０ｂ：ガラス板３０の下面
３１ａ〜３１ｆ：ガラス棒
３１ａａ，３１ｂａ，３１ｃａ，３１ｄａ，３１ｅａ，３１ｆａ：ガラス棒の上面
３１ａｂ，３１ｂｂ，３１ｃｂ，３１ｄｂ，３１ｅｂ，３１ｆｂ：ガラス棒の下面
３１ｅ１〜３１ｅ３，３１ｆ１〜３１ｆ３：ガラス片
３１ｅ４，３１ｆ４，３２：切断残部
３１ｆｃ：ガラス棒３１ｆの側面
３１ｆｄ：切断面
３１ｆｄ０：光学面に研磨された切断面
３３，３４，３５：ガラス棒群
３３ａ：ガラス棒群３３の上面
３３ｂ：ガラス棒群３３の下面
３６：ガラス片群
３６ａ：ガラス片群の上面
３６ｂ：ガラス片群の下面
５０：屈折率測定器
５１，１１０：レーザダイオード
５２，５２ａ〜５２ｇ：レーザダイオードから発せられた光ビームを説明する符号
５３，５４，１１１，１２０：レンズ
５５，５６：支持枠に開けられた穴
５７ａ〜５７ｅ：反射光を説明する符号
５８：光検出システム
５９：位置決めピン
６０：プランジャー
７０：全反射点における前記金属薄膜の法線
１０１：プリズム
１０３：平面状の微小流路
１０４：液送用のシリンジポンプ
１０５：微小流路を形成した石英ガラス基板
１０５ａ：フォトレジスト膜
１０６：ＢＫ７のガラス板
１０７，１０８：サンプル導入・排出のためのチューブ
１１２：シングルモード光ファイバ
１１３：コリメータ
１２１：Ｐ偏光子
１２２：ＣＣＤカメラ
１２３：コンピュータ
１３０：センサチップ
１３１：光源手段
１３２：測定手段
１３４：入射光
１３５：反射光
１３６：入射角度
１３７：屈折率マッチングオイル
Ｌ：基板１１の長さ
Ｔ：基板１１の厚み
Ｗ：基板１１の幅
Ｘ１−Ｘ２，Ｙ１−Ｙ２：枠部２の断面図の位置を説明する符号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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