(57)【要約】【課題】携帯可能な大きさの光導波路型表面プラズモン共鳴装置と、安価で量産可能な光導波路型プラズモンセンサを提供する。【解決手段】被測定材料の誘電率の変化を被測定材料に接した金属薄膜１４の表面における表面プラズモンにより測定するセンサであって、金属薄膜１４の裏面に第１主面１０ａを接し、第２主面１０ｂから入射した光が、一定の入射角θで金属薄膜１４の裏面に入射し、金属薄膜１４の裏面で反射した光が、第２主面１０ｂから出射する透明な基板１０と、第１主面１０ａに接して金属薄膜１４の両側に配置された、光を金属薄膜１４の裏面に入射する前に回折する入射側グレーティング１２ａ、および光を金属薄膜１４の裏面で反射後に回折する出射側グレーティング１２ｂと、第１主面１０ａに接して、入射側グレーティング１２ａおよび出射側グレーティング１２ｂを覆うように設けられた保護膜１１とを含む。【選択図】      図１
2004184381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定材料の誘電率の変化を前記被測定材料に接した金属薄膜の表面における表面プラズモンにより測定するセンサであって、
前記金属薄膜の裏面に第１主面を接し、第２主面から入射した光が、一定の入射角で前記金属薄膜の裏面に入射し、前記金属薄膜の裏面で反射した前記光が、前記第２主面から出射する透明な基板と、
前記第１主面に接して前記金属薄膜の両端に配置された、前記光を前記金属薄膜の裏面に入射する前に回折する入射側グレーティング、および前記光を前記金属薄膜の裏面で反射後に回折する出射側グレーティングと、
前記第１主面に接して、前記入射側グレーティングおよび前記出射側グレーティングを覆うように設けられた保護膜
とを含むことを特徴とする光導波路型表面プラズモン共鳴センサ。
【請求項２】
前記被測定材料は、前記金属薄膜にシランカップリング剤によって結合された生体反応を起こす抗体であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路型表面プラズモン共鳴センサ。
【請求項３】
前記被測定材料は、前記金属薄膜に直接結合された生体反応を起こす抗体であることを特徴とする請求項１に記載の光導波路型表面プラズモン共鳴センサ。
【請求項４】
前記保護膜上に、前記金属薄膜を囲うように設けられたセル壁をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路型表面プラズモン共鳴センサ。
【請求項５】
前記金属薄膜上に設置され、注入孔、射出孔、および前記注入孔と前記射出孔を接続する溝を前記金属薄膜との境界面に設けた溶液注入器をさらに含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光導波路型表面プラズモン共鳴センサ。
【請求項６】
被測定材料の誘電率の変化を前記被測定材料に接した金属薄膜の表面における表面プラズモンにより測定するセンサであって、前記金属薄膜の裏面に第１主面を接し、第２主面から入射した光が、一定の入射角で前記金属薄膜の裏面に入射し、前記金属薄膜の裏面で反射した前記光が、前記第２主面から出射する透明な基板と、前記第１主面に接して前記金属薄膜の両側に配置された、前記光を前記金属薄膜の裏面に入射する前に回折する入射側グレーティング、および前記光を前記金属薄膜の裏面で反射後に回折する出射側グレーティングと、前記第１主面に接して、前記入射側グレーティングおよび前記出射側グレーティングを覆うように設けられた保護膜とを含む光導波路型表面プラズモン共鳴センサと、
前記第１主面と前記金属薄膜の境界面で１回のみ反射するように、前記一定の入射角で前記第２主面に前記光を照射する光源と、
前記第２主面から反射してくる残光を測定する受光素子
とを具備することを特徴とする光導波路型表面プラズモン共鳴装置。
【請求項７】
前記被測定材料は、前記金属薄膜にシランカップリング剤によって結合された生体反応を起こす抗体であることを特徴とする請求項６に記載の光導波路型表面プラズモン共鳴装置。
【請求項８】
前記被測定材料は、前記金属薄膜に直接結合された生体反応を起こす抗体であることを特徴とする請求項６に記載の光導波路型表面プラズモン共鳴装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンパク質の量を測定するセンサに関し、特に溶液中の特定タンパク質の濃度を測定するための光導波路型表面プラズモン共鳴センサおよび光導波路型表面プラズモン共鳴装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
生体分子反応を測定する技術として、表面プラズモン共鳴（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｌａｓｍｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：ＳＰＲ）を利用したセンサが開発され、免疫測定、タンパク質吸着現象の測定などの基礎研究の分野で利用されている。ＳＰＲを利用したセンサは、センサ表面で起こる媒質の変化をリアルタイムで検出できること、センサ表面近傍での測定となることからサンプル量を微量化できること等の利点があり、物質の濃度測定用センサに応用可能であると考えられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図８（ａ）に示すように、最も一般的なＳＰＲセンサとしては、プリズム２００の反射面に金属薄膜１４を蒸着等により堆積させ、金属薄膜１４上に測定する試料３０を滴下する構造が用いられる。光源２０から入射角θでプリズム２００の底面に平行光を照射し、その反射光量を受光素子２１で測定する。平行光を照射すると、プリズム２００の底面と金属薄膜１４の境界面でエバネッセント波２０１が発生し、このエバネッセント波２０１によって、金属薄膜１４と試料３０の境界面で、表面プラズモン２０２が励起される。この励起された表面プラズモン２０２は試料３０の誘電率の影響を受ける。
【０００４】
図８（ｂ）は、光源２０を移動させ、プリズム２００の底面に対する入射角θを変化させていったときの、プリズム２００の透過率の値の変化を示している。試料３０の反応前がグラフＡであり、試料３０が何らかの生体分子反応を起こし、誘電率が変化した後がグラフＢである。ここで、ある入射角度θＸでの透過率はＡｘからＢｘに変化している。この差を求めることで、反応量等を計算することができる。
【０００５】
ＳＰＲを起こす方法には、光ファイバー、プリズム２００、回折格子、光導波路を使った光学系がある。材料でも、ガラスやプラスティックを使用できる。ＳＰＲ測定は、これらの組み合わせから用途に応じて選ぶことができる（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２６０１３４号公報
【０００７】
【非特許文献１】
「表面プラズモン共鳴センサーのバリエーションと利用法」        ＵＲＬ：  ｗｗｗ．ｂａｓ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｅｍｉｎａｒ／ｕｔｉｌｉｔｙ＿ａｎｄ＿ａｄｖａｎａｔａｇｅ＿ｆｏｒ＿ｓｐｒ．ｐｄｆ
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＳＰＲセンサを用いた測定装置は、構造上、大きな装置となり、測定室等に設置した状態で使用する据え置きタイプのものがほとんどであった。また、最も一般的に利用されるプリズム２００は、高精度が要求され、作製するのに高度の技術を要する。そのため、高価なものとなり、量産しにくいという問題があった。
本発明は、携帯可能な大きさの光導波路型ＳＰＲ共鳴装置と、安価で量産可能な光導波路型ＳＰＲセンサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、被測定材料の誘電率の変化を被測定材料に接した金属薄膜の表面における表面プラズモンにより測定するセンサであって、金属薄膜の裏面に第１主面を接し、第２主面から入射した光が、一定の入射角で金属薄膜の裏面に入射し、金属薄膜の裏面で反射した光が、第２主面から出射する透明な基板と、第１主面に接して金属薄膜の両端に配置された、光を金属薄膜の裏面に入射する前に回折する入射側グレーティング、および光を金属薄膜の裏面で反射後に回折する出射側グレーティングと、第１主面に接して、入射側グレーティングおよび出射側グレーティングを覆うように設けられた保護膜とを含む光導波路型表面プラズモン共鳴センサを要旨とする。
【００１０】
また、本発明の第２の特徴は、被測定材料の誘電率の変化を被測定材料に接した金属薄膜の表面における表面プラズモンにより測定するセンサであって、金属薄膜の裏面に第１主面を接し、第２主面から入射した光が、一定の入射角で金属薄膜の裏面に入射し、金属薄膜の裏面で反射した光が、第２主面から出射する透明な基板と、第１主面に接して金属薄膜の両側に配置された、光を金属薄膜の裏面に入射する前に回折する入射側グレーティング、および光を金属薄膜の裏面で反射後に回折する出射側グレーティングと、第１主面に接して、入射側グレーティングおよび出射側グレーティングを覆うように設けられた保護膜とを含む光導波路型表面プラズモン共鳴センサと、第１主面と金属薄膜の境界面で１回のみ反射するように、一定の入射角で第２主面に光を照射する光源と、第２主面から反射してくる残光を測定する受光素子とを具備する光導波路型表面プラズモン共鳴装置を要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１〜第４の実施の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一また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、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また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勿論である。
【００１２】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサの構造、製造方法および測定方法について説明する。
【００１３】
１）光導波路型ＳＰＲセンサの構造：
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、金属薄膜１４の裏面に第１主面１０ａを接し、第２主面１０ｂから入射した光が、一定の入射角θで金属薄膜１４の裏面に入射し、金属薄膜の裏面で反射した光が、第２主面１０ｂから出射する透明な基板１０と、第１主面１０ａに接して金属薄膜１４の両側に配置された光を金属薄膜の裏面に入射する前に回折する入射側グレーティング１２ａ、および光を金属薄膜の裏面で反射後に回折する出射側グレーティング１２ｂと、第１主面１０ａに接して、入射側グレーティング１２ａおよび出射側グレーティング１２ｂを覆うように設けられた保護膜１１とを含む。金属薄膜１４には、生体反応を起こす抗体１５がシランカップリング剤１７により結合されている。金属薄膜１４で抗体１５が結合されなかった箇所がある場合には、ブロッキング剤１６をシランカップリング剤１７により結合される。さらに、金属薄膜１４を囲うように保護膜１１に接して設けられたセル壁１３を含む。
【００１４】
基板１０は、例えばホウケイ酸ガラス等の透過性のある材質からなる。入射側グレーティング１２ａおよび出射側グレーティング１２ｂには、加工がしやすいように例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いるのが好ましいが、基板１０と同じ材質であってもよい。保護膜１１は、例えば感光性フッ素系樹脂からなる。金属薄膜１４は、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）等の導電性金属からなる。抗体１５は、例えばインスリンを抗原とするインスリン抗体等、検出しようとするタンパク質を抗原として生体内で生成されたものである。ブロッキング剤１６は、例えば牛血清アルブミン（ＢＳＡ）のように、他の生体分子との反応性の弱いタンパク質からなる。セル壁１３は、例えばフッ素系樹脂等の、生体分子を吸着しない材質からなる。
【００１５】
この光導波路型ＳＰＲセンサにレーザ光等を照射する光源２０と、その反射光量を測定する受光素子２１をさらに設置し光導波路型ＳＰＲ装置とする。
【００１６】
２）光導波路型ＳＰＲセンサの製造方法：
図２および図３を参照しながら、第１の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサの製造方法について説明する。
【００１７】
（イ）  図２（ａ）に示すように、基板１０の第１主面１０ａ上に、化学気相（ＣＶＤ）法等によりグレーティング層１２ｃを形成する。
【００１８】
（ロ）  次に、フォトエッチング技術等を用いてグレーティング層１２ｃをパターニングすることにより、図２（ｂ）に示すように基板１０のの第１主面１０ａの両端部付近表面上に入射側グレーティング１２ａと出射側グレーティング１２ｂを形成する。
【００１９】
（ハ）  次に、図２（ｃ）に示すように、入射側グレーティング１２ａと出射側グレーティング１２ｂを覆うように、基板１０のの第１主面１０ａ上に保護膜層１１ａを形成する。
【００２０】
（ニ）  次に、この保護膜層１１ａに露光、現像処理を施すことにより、図２（ｄ）に示すように、矩形状の開口部を有する保護膜１１を形成する。
【００２１】
（ホ）  次に、矩形状の開口部に、例えばリフトオフ法を用いて、金属を真空蒸着法やスパッタリング法等によって選択的に堆積させ、図２（ｅ）に示すように金属薄膜１４のパターンを形成する。この金属薄膜１４は４５〜５５ｎｍの厚さであることが好ましい。さらに好ましくは５０ｎｍとする。また、長期間再利用できるようにするために、耐酸化性に優れたＡｕを使用するほうが好ましい。
【００２２】
（ヘ）  次に、図３（ａ）に示すように、（ホ）で形成した金属薄膜１４を囲うように筒状のセル壁１３を保護膜１１上に接着する。
【００２３】
（ト）  ここで、アルコールと少量の水からなる溶液にシランカップリング剤１７を溶かし、金属薄膜１４上に塗布し、図３（ｂ）に示すように、シランカップリング剤１７を金属薄膜１４に結合させる。結合しなかったシランカップリング剤１７は、アルコールと少量の水によって洗浄し、取り除く。
【００２４】
（チ）  つづいて、例えばリン酸緩衝液（ＰＢＳ）等のバッファに抗体１５を溶かし、シランカップリング剤１７が結合した金属薄膜１４上に塗布し、図３（ｃ）に示すように、抗体１５をシランカップリング剤１７に結合させる。結合しなかった抗体１５は、ＰＢＳによって洗浄し、取り除く。
【００２５】
（リ）  最後に、ブロッキング剤１６をＰＢＳに溶かし、シランカップリング剤１７が結合した金属薄膜１４上に塗布し、図３（ｄ）に示すように、ブロッキング剤１６を抗体１５の結合しなかったシランカップリング剤１７に結合させる。結合しなかったブロッキング剤１６を、ＰＢＳによって洗浄し取り除けば、光導波路型ＳＰＲセンサが完成する。
【００２６】
３）光導波路型ＳＰＲセンサによる測定方法（バッチ法）：
再び図１（ａ）を参照しながら、光導波路型ＳＰＲセンサによるバッチ法を用いた生体分子濃度測定方法について説明する。
【００２７】
（イ）  まず、セル壁１３で囲われ、抗体１５とブロッキング剤１６をシランカップリング剤１７によって結合された金属薄膜１４を底面とするセルを、ＰＢＳで満たす。
【００２８】
（ロ）  光源２０から、基板１０の第１主面１０ａと金属薄膜１４との境界面に対し入射角θでレーザ光が入射するように、入射側グレーティング１２ａに向け、基板１０の第２主面１０ｂから照射する。この入射角θは、基板１０中を伝搬するレーザ光が、基板１０の第１主面１０ａと入射側グレーティング１２ａとの境界面で回折した後に、金属薄膜１４で１回だけ反射するように固定した角度である。そして、金属薄膜１４で反射した光が、基板１０の第２主面１０ｂで反射し、出射側グレーティング１２ｂに入射する。さらに出射側グレーティング１２ｂから出射してきた反射光量を受光素子２１で測定する。ここで反射光量を入射光量で割って初期透過率を求める。
【００２９】
（ハ）  次に、セル内のＰＢＳを吸い取り、濃度を求めようとする抗原を含む試料溶液でセルを満たす。一定時間後にこの試料溶液を吸い取り、ＰＢＳで数回洗浄する。これにより、抗体１５に結合した抗原のみが残り、その他の不純物は取り除かれる。
【００３０】
（ニ）  再びセルをＰＢＳで満たし、光源２０から、基板１０の第１主面１０ａと金属薄膜１４との境界面に対し入射角θでレーザ光が入射するように、入射側グレーティング１２ａに向け、基板１０の第２主面１０ｂから照射する。この入射角θは、基板１０中を伝搬するレーザ光が、基板１０の第１主面１０ａと入射側グレーティング１２ａとの境界面で回折した後に、金属薄膜１４で１回だけ反射するように固定した角度である。そして、金属薄膜１４で反射した光が、基板１０の第２主面１０ｂで反射し、出射側グレーティング１２ｂに入射する。さらに出射側グレーティング１２ｂから出射してきた反射光量を受光素子２１で測定する。ここで（ロ）と同様に反射光量を入射光量で割って反応後透過率を求める。
【００３１】
（ホ）  センサを再利用するために、セル内を１規定の塩酸で数回洗浄する。すると、抗体１５に結合した抗原のみが解離して取り除かれる。その後さらにＰＢＳで再度洗浄して、元の状態に戻す。
【００３２】
抗原が抗体１５に結合すると、その構造の変化によって、金属薄膜１４上の誘電率が変化し、その結果として反射光量が変化する。そのため、初期透過率と反応後透過率の差は、抗原が抗体１５に結合した量と相関関係がある。予め既知の濃度の抗原を使用して、その相関関係を求めておくことにより、未知の濃度の抗原の溶液を試料３０とした場合でも、初期透過率と反応後透過率の差から抗原となった生体分子の濃度を求めることができる。
【００３３】
なお、本発明者がインスリン抗体を用いて実測した結果、金属薄膜１４の裏面への入射角θと透過率の関係は、図４に示すグラフのようになった。入射角θが６５．８度付近より、ＳＰＲの励起が発生し、７１度を超えた付近で、反射光強度が最低となる。この結果、レーザ光の金属薄膜１４の裏面への入射角θは６７．５〜６９．５度にするのが好ましい。さらに好ましくは、６８．５度にすれば最も変化を検出しやすくなる。
【００３４】
本発明の第１の実施の形態では、プリズム２００に代わって、光導波路としてガラス等の基板１０を用いることにより細工が容易となる。また材料も安価であり、量産化に適している。
【００３５】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサは、その構造と製造方法の一部が、前述した第１の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサと異なる。測定方法は、前述した測定方法と同じである。
【００３６】
１）光導波路型ＳＰＲセンサの構造の差異：
図１に示した光導波路型ＳＰＲセンサでは、抗体１５とブロッキング剤１６をシランカップリング剤１７によって、金属薄膜１４に結合している。一方、本発明の第２の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサでは、金属薄膜１４としてＡｕを用い、シランカップリング剤１７を用いず、直接抗体１５とブロッキング剤１６を金属薄膜１４に結合させる構造となっている。
【００３７】
２）光導波路型ＳＰＲセンサの製造方法の差異：
前述の（イ）〜（へ）および図２（ａ）〜（ｅ）と図３（ａ）に示した製造工程までは同じであり、差異の工程を図４を参照しながら説明する。なお、図４（ａ）は図３（ａ）と同じである。
【００３８】
（ト）  例えばＰＢＳ等のバッファに抗体１５を溶かし、金属薄膜１４上に塗布し、図４（ｂ）に示すように、抗体１５を金属薄膜１４に結合させる。結合しなかった抗体１５は、ＰＢＳによって洗浄し、取り除く。
【００３９】
（チ）  次に、ブロッキング剤１６をＰＢＳに溶かし、金属薄膜１４上に塗布し、図４（ｃ）に示すように、ブロッキング剤１６を、金属薄膜１４のうち抗体１５の結合しなかった部分に結合させる。結合しなかったブロッキング剤１６を、ＰＢＳによって洗浄し取り除けば、光導波路型ＳＰＲセンサが完成する。
【００４０】
抗体１５とブロッキング剤１６がＡｕに結合するのは、タンパク質の構造中にあるジスルフィド（Ｓ−Ｓ）結合によって、常温でもＡｕに接触するだけで、タンパク質はＡｕと結合してしまう性質を利用したものである。
【００４１】
本発明の第２の実施の形態では、光導波路型ＳＰＲセンサを作製する工程が少なくなり、より容易に作製することができ、量産化しやすくなる。
【００４２】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサおよび光導波路型ＳＰＲ装置は、複数の試料３０を同時に測定できるような構造をしている。第１および第２の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサとの差異は、保護膜１１上に設置するセル壁１３の構造にある。また光導波路型ＳＰＲ装置は、複数の試料３０を同時に測定するために、光源２０と受光素子２１の数や、レーザ光の照射の方法も異なっている。
【００４３】
図６（ａ）〜（ｃ）に示した光導波路型ＳＰＲセンサは、例として３試料を同時に測定できるようにしたものである。セル壁１３の構造は、仕切を設けて、第１セル１００、第２セル１０１および第３セル１０２の３つのセルができるようになっている。そして各々のセルの底面にあたる金属薄膜１４に結合させる抗体１５の種類を異ならせることで、同じ試料３０内の別々のタンパク質の濃度を測定することもできる。一方、金属薄膜１４に結合させる抗体１５は各セルとも同じにしておいて、別々の試料３０中の、特定のタンパク質の濃度をそれぞれ測定することもできる。
【００４４】
つづいて、レーザ光の照射の方法の３つの型について、それぞれ説明する：
１）複数光源型
図６（ａ）に示すように、第１光源２０ａ、第２光源２０ｂおよび第３光源２０ｃのように、セルの数だけ光源２０を設置して、それぞれからレーザ光を照射する。受光素子２１も、第１受光素子２１ａ、第２受光素子２１ｂおよび第３受光素子２１ｃを設置して、反射光を受光する。
【００４５】
２）ミラー応用型
図６（ｂ）に示すように、光源２０からのレーザ光の経路の途中に、例えばポリゴンミラーやガルバノミラー等のミラー５０を設置し、ミラー５０を駆動させて反射させ、各セル下をレーザ光が透過するようにスキャンさせる。
【００４６】
３）レンズ応用型
図６（ｃ）に示すように、光源２０からのレーザ光の経路の途中に、例えば
シリンドリカルレンズ等のレンズ５１を設置し、細いレーザ光をある一定の幅の平行光にして光導波路型ＳＰＲセンサに照射する。
【００４７】
本発明の第３の実施の形態では、複数の試料３０のタンパク質濃度を同時に測定することができ、大量の試料３０の測定時間を大幅に短縮できるようになる。
【００４８】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサは、第１〜第３の実施の形態の光導波路型ＳＰＲセンサと異なり、セル壁１３に代わって図７に示す溶液注入器４０を金属薄膜１４上に設置する構造をしている。
【００４９】
溶液注入器４０はセル壁１３と同様の材質からなり、３試料を同時に測定する場合を例とすると、第１注入孔４１、第２注入孔４２および第３注入孔４３を、上面から底面まで貫通させる。また、第１射出孔４４、第２射出孔４５および第３射出孔４６も、上面から底面まで貫通させる。そして各々の孔を連結するように、底面に溝が掘り、溶液が注入孔から入り、金属薄膜１４上を通過して射出孔から流れ出るようにする。
【００５０】
この溶液注入器４０を使用した光導波路型ＳＰＲセンサによる測定方法（オールフローインジェクト法）を説明する：
（イ）  まず、第１射出孔４４から流出する程度まで、第１注入孔４１からＰＢＳを流し込む。
【００５１】
（ロ）  光源２０から、基板１０の第１主面１０ａと金属薄膜１４との境界面に対し入射角θでレーザ光が入射するように、入射側グレーティング１２ａに向け、基板１０の第２主面１０ｂから照射する。この入射角θは、基板１０中を伝搬するレーザ光が、基板１０の第１主面１０ａと入射側グレーティング１２ａとの境界面で回折した後に、金属薄膜１４で１回だけ反射するように固定した角度である。そして、金属薄膜１４で反射した光が、基板１０の第２主面１０ｂで反射し、出射側グレーティング１２ｂに入射する。さらに出射側グレーティング１２ｂから出射してきた反射光量を受光素子２１で測定する。ここで反射光量を入射光量で割って初期透過率を求める。
【００５２】
（ハ）  次に、第１注入孔４１から濃度を求めようとする抗原を含む試料溶液を流し込み、第１射出孔４４から流出させる。一定時間流し続けた後に、再びＰＢＳを流し続ける。これにより、抗体１５に結合した抗原のみが残り、その他の不純物は取り除かれる。
【００５３】
（ニ）  再び光源２０から、基板１０の第１主面１０ａと金属薄膜１４との境界面に対し入射角θでレーザ光が入射するように、入射側グレーティング１２ａに向け、基板１０の第２主面１０ｂから照射する。この入射角θは、基板１０中を伝搬するレーザ光が、基板１０の第１主面１０ａと入射側グレーティング１２ａとの境界面で回折した後に、金属薄膜１４で１回だけ反射するように固定した角度である。そして、金属薄膜１４で反射した光が、基板１０の第２主面１０ｂで反射し、出射側グレーティング１２ｂに入射する。さらに出射側グレーティング１２ｂから出射してきた反射光量を受光素子２１で測定する。ここで（ロ）と同様に反射光量を入射光量で割って反応後透過率を求める。
【００５４】
（ホ）  センサを再利用するために、１規定の塩酸を第１注入孔４１から流し続け、抗体１５に結合した抗原を解離させ取り除く。その後さらにＰＢＳを流し続け、元の状態に戻す。
【００５５】
ここで測定した初期透過率と反応後透過率の差から、抗原となった生体分子の濃度を求めることができる。
【００５６】
第４の実施の形態では、溶液の交換が簡単であり、さらに溶液量を少なくすることができる。
【００５７】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１〜第４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および図面は、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、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００５８】
例えば、第１〜第４の実施の形態に示した構造、製造方法および測定方法の組み合わせを変えることで、別の実施の形態が可能となる。またセル毎に金属薄膜１４に用いる金属の種類を変えること等も可能である。
【００５９】
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等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。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、携帯可能な大きさの光導波路型ＳＰＲ共鳴装置と、安価で量産可能な光導波路型ＳＰＲセンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）：本発明の第１の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲ装置の断面図である。（ｂ）：本発明の第１の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサの平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）：図１の光導波路型ＳＰＲセンサの製造方法を示す行程断面図である（その１）。
【図３】（ａ）〜（ｄ）：図１の光導波路型ＳＰＲセンサの製造方法を示す行程断面図である（その２）。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路型ＳＰＲセンサにおける入射角と透過率の相関グラフである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）：本発明の第２の実施の形態に係る光導波型ＳＰＲセンサの製造方法を示す行程断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）：本発明の第３の実施の形態に係る光導波型ＳＰＲセンサの平面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る溶液注入器の全体斜視図である。
【図８】（ａ）：従来のＳＰＲセンサの断面図である。（ｂ）：ＳＰＲセンサにおける入射角と透過率の相関グラフである。
【符号の説明】
１０…基板、１０ａ…第１主面、１０ｂ…第２主面、１１…保護膜、１１ａ…保護膜層、１２ａ…入射側グレーティング、１２ｂ…出射側グレーティング、１２ｃ…グレーティング層、１３…セル壁、１４…金属薄膜、１５…抗体、１６…ブロッキング剤、１７…シランカップリング剤、２０…光源、２０ａ…第１光源、２０ｂ…第２光源、２０ｃ…第３光源、２１…受光素子、２１ａ…第１受光素子、２１ｂ…第２受光素子、２１ｃ…第３受光素子、３０…試料、４０…溶液注入器、４１…第１注入孔、４２…第２注入孔、４３…第３注入孔、４４…第１射出孔、４５…第２射出孔、４６…第３射出孔、５０…ミラー、５１…レンズ、１００…第１セル、１０１…第２セル、１０２…第３セル、２００…プリズム、２０１…エバネッセント波、２０２…表面プラズモン。
【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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