(57)【要約】【課題】  多数の検知対象物質の検出・定量を一度にまとめて行う表面プラズモン共鳴測定装置及び、その表面プラズモン共鳴測定装置で使用する表面プラズモンセンサー、その表面プラズモンセンサーで使用する検知チップであって、安価にかつ安定に多数の検知対象物質の検出・定量を同時に行うことを可能にしつつ、全体のコンパクト化を図ること。【解決手段】  表面プラズモンセンサー１では、波形のマルチウエル４７において、各ＳＰＲ検知面４１と各反射面４２とが交互に直交するため、各光源１１から各ＳＰＲ検知面４１までの光ビームの伝搬経路に対して、各反射面４２から各受光部１２までの光ビームの伝搬経路がそれぞれ隣り合わせて並行に配置され、各光源１１及び各受光部１２は、それぞれ隣り合うように配置される。【選択図】        図１
2004219401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームをそれぞれ照射する複数の光供給手段と、
各光供給手段から照射された光ビームがそれぞれ入射する複数の表面プラズモン共鳴検知面と、
各表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームをそれぞれ検出するための複数の光検出手段と、を備え、
各光供給手段から各光検出手段までの各光路中に各表面プラズモン共鳴検知面に対向した複数の反射面をそれぞれ設けるとともに、各表面プラズモン共鳴検知面と各反射面とで波形のマルチウエルを形成することにより、各光供給手段の近傍に各光検出手段をそれぞれ配置させたこと、を特徴とする表面プラズモンセンサー。
【請求項２】
請求項１に記載する表面プラズモンセンサーであって、
各光供給手段及び各光検出手段が一体化された光学ユニットに対して、前記マルチウエルを有する検知チップを着脱自在に設けたこと、を特徴とする表面プラズモンセンサー。
【請求項３】
請求項２に記載する表面プラズモンセンサーであって、
前記検知チップは、光路とそれ以外とに、それぞれ屈折率の異なる材料を充填したこと、を特徴とする表面プラズモンセンサー。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する表面プラズモンセンサーであって、
前記光検出手段に単一素子のフォトダイオードを使用し、
前記表面プラズモン共鳴検知面における反射角度が表面プラズモン共鳴角度よりわずかにずれた光強度の角度依存性の傾きが大きい所定の反射角度からの光ビームを前記フォトダイオードの単一素子で検出することにより、検知対象物質が前記表面プラズモン共鳴検知面に吸着することによって生じる当該角度の光ビームの強度変化を検出すること、を特徴とする表面プラズモンセンサー。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載する表面プラズモンセンサーであって、
前記光検出手段にリニアフォトダイオードアレーを使用し、
前記表面プラズモン共鳴検知面における反射角度がそれぞれ異なる光ビームを前記リニアフォトダイオードアレーの各素子で検出することにより、検知対象物質が前記表面プラズモン共鳴検知面に吸着することによって生じる当該反射角度範囲の光ビームの表面プラズモン共鳴角度スペクトルを検出すること、を特徴とする表面プラズモンセンサー。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する表面プラズモンセンサーと、
前記表面プラズモンセンサーから得られた光信号を処理して目的成分の濃度を計算する機能と、
外部との通信を行う機能と、を備えたこと、を特徴とする表面プラズモン共鳴測定装置。
【請求項７】
請求項２に記載する検知チップ。
【請求項８】
請求項２に記載する検知チップであって、光路とそれ以外とに、それぞれ屈折率の異なる材料を充填したこと、を特徴とする検知チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数の検知対象物質の検出・定量を一度にまとめて行う表面プラズモン共鳴測定装置及び、その表面プラズモン共鳴測定装置で使用する表面プラズモンセンサー、その表面プラズモンセンサーで使用する検知チップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多数の検知対象物質の検出・定量を一度にまとめて行う表面プラズモン共鳴測定装置としては、例えば、多数のセルを設けたセルプレートの下面全体に対して、金属薄膜が一面に成膜されたガラス基板を接着させた後に、ガラス基板の非成膜側にプリズムを密着させつつ所要角度幅の光を照射して、ガラス基板と金属薄膜の境界面から反射する光の強度を測定することにより、セルプレートの各セルに分注された試料溶液に対する表面プラズモン共鳴角度（以下、「ＳＰＲ角度」という。）を検出するものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
また、その他にも、例えば、プリズムに形成された複数の金属膜のそれぞれに向けて、種々の入射角を含ませた状態で各光ビームを照射し、プリズムと各金属膜の界面でそれぞれ全反射した各光ビームの強度を測定することにより、各金属膜に接触させた試料に対するＳＰＲ角度を検出するものがある（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−６５７２９号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】特開平９−２９２３３３号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前者（特許文献１）の表面プラズモン共鳴測定装置において、セルプレートの各セルに分注された試料溶液に対する微量物質の検出・定量を行うには、三次元移動機構のスライダや手作業などでセルプレートを動かして、セルプレートの各セルを一つのプリズムに順に相対させていく必要があるので、多数の検知対象物質の検出・定量を一度にまとめて行おうとすると、かなりの時間を要することになる。
【０００５】
一方、後者（特許文献２）の表面プラズモン共鳴測定装置では、プリズムに形成された複数の金属膜のそれぞれに各光ビームを同時に照射し、プリズムと各金属膜の界面でそれぞれ全反射した各光ビームの強度を同時に測定することができるので、多数の検知対象物質の検出・定量を一度にまとめて行うには、前者（特許文献１）の表面プラズモン共鳴測定装置に比べ、短い時間で行うことが可能となるが、１本の光ビーム毎に種々の入射角が得られるように入射させる光学系と、プリズムと各金属膜の界面で全反射した光ビームの強度を検出する光検出手段とが、ＳＰＲ角度の２倍の角度をなす直線付近に配置されることから、上記光学系及び上記光検出手段を機能させるためのスペースを大きく確保しなければならなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、多数の検知対象物質の検出・定量を一度にまとめて行う表面プラズモン共鳴測定装置及び、その表面プラズモン共鳴測定装置で使用する表面プラズモンセンサー、その表面プラズモンセンサーで使用する検知チップであって、安価にかつ安定に多数の検知対象物質の検出・定量を同時に行うことを可能にしつつ、全体のコンパクト化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、表面プラズモンセンサーであって、光ビームをそれぞれ照射する複数の光供給手段と、各光供給手段から照射された光ビームがそれぞれ入射する複数の表面プラズモン共鳴検知面と、各表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームをそれぞれ検出するための複数の光検出手段と、を備え、各光供給手段から各光検出手段までの各光路中に各表面プラズモン共鳴検知面に対向した複数の反射面をそれぞれ設けるとともに、各表面プラズモン共鳴検知面と各反射面とで波形のマルチウエルを形成することにより、各光供給手段の近傍に各光検出手段をそれぞれ配置させたこと、を特徴としている。
【０００８】
このような特徴を有する本発明の表面プラズモンセンサーでは、各表面プラズモン共鳴検知面が、生体分子等による相互作用を起こす場を提供し、その表面で起こる分子の化学反応に起因する屈折率変化をＳＰＲシグナルに変換するトランスデューサーの役目を果たしている。抗体・抗原反応を例に取ると、各光供給手段から照射された光ビームがそれぞれ各表面プラズモン共鳴検知面に入射すると、特異的抗原・抗体反応を起こしている表面プラズモン共鳴検知面においては、当該表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に検知対象物質が吸着することに応じて、反射光のＳＰＲ角度が移動していく。一方、特異的抗原・抗体反応を起こしていない表面プラズモン共鳴検知面においては、当該表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に検知対象物質が吸着することがないので、反射光のＳＰＲ角度は不動のままである。このようなＳＰＲシグナルは、各表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームにそれぞれ含まれることになるが、この点、各表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームは、各反射面を介して、各光検出手段にそれぞれ導かれることになるので、各表面プラズモン共鳴検知面からのＳＰＲシグナルを同時に知ることが可能となる。
【０００９】
さらに、このとき、各表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームは、各反射面に入射して反射した後、各反射面から各光検出手段にまで導かれることになるが、各表面プラズモン共鳴検知面と各反射面とで波形のマルチウエルを形成することにより、各光供給手段の近傍に各光検出手段をそれぞれ配置されるので、各光供給手段及び各光検出手段を機能させるために必要なスペースは比較的小さくて済む。
尚、「近傍」には、各光供給手段と各光検出手段との相対的位置関係が、例えば、上下・左右・斜めのいずれにあっても含まれる。
【００１０】
すなわち、本発明の表面プラズモンセンサーは、表面プラズモン共鳴検知面に入射した光ビームの強度を光検出手段で検出することを、マルチウエルの一部を構成する各表面プラズモン共鳴検知面の反入射側にそれぞれ注入された検査対象物に対して行うことができるので、多数の検査対象物質の検出・定量を一度にまとめて行うための表面プラズモンセンサーである。この点、各光供給手段から照射された光ビームがそれぞれ各表面プラズモン共鳴検知面に入射した後は、各表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームが、各反射面を介して、各光検出手段にそれぞれ入射し、各表面プラズモン共鳴検知面からのＳＰＲシグナルを同時に知ることが可能となるので、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことができる。さらに、各表面プラズモン共鳴検知面と各反射面とで波形のマルチウエルを形成することにより、各光供給手段の近傍に各光検出手段をそれぞれ配置されることから、各光供給手段及び各光検出手段を機能させるために必要なスペースは比較的小さくて済み、全体のコンパクト化がなされている。さらに従来の表面プラズモン共鳴測定装置に広く採用されている角度掃引のための機械駆動装置が不要で、安価で安定した表面プラズモン共鳴の測定が実現可能である。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載する表面プラズモンセンサーであって、各光供給手段及び各光検出手段が一体化された光学ユニットに対して、前記マルチウエルを有する検知チップを着脱自在に設けたこと、を特徴としている。
【００１２】
すなわち、本発明の表面プラズモンセンサーでは、全ての表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に検査対象物が注入された後は、いずれの表面プラズモン共鳴検知面もリンスなどを入念に行わない限り、再び使用することはできないので、他の検査対象物の検出・定量を行う際には、別の表面プラズモンセンサーを用意することが検出・定量精度を確保する上でも望ましいが、この点、本発明の表面プラズモンセンサーにおいて、各光供給手段及び各光検出手段が一体化された光学ユニットを、各表面プラズモン共鳴検知面と各反射面とで形成された波形のマルチウエルを有する検知チップに対して着脱自在に設ければ、当該検知チップを交換するだけで、他の検査対象物の検出・定量を行うことが可能となるので、各光供給手段及び各光検出手段が一体化された光学ユニットを再び使用することができる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載する表面プラズモンセンサーであって、前記検知チップが、光路とそれ以外とに、それぞれ屈折率の異なる材料を充填したこと、を特徴としている。
【００１４】
すなわち、検知チップで光路に相当する部分に光を通す材料を用い、それ以外には光を吸収する材料を充填し、直進光のみを用いることによって界面での反射、散乱光を減少させ、ノイズを低下させる機能を備えたことを特徴とし、検出信号からノイズを低減して感度を高めることができる。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する表面プラズモンセンサーであって、前記光検出手段に単一素子のフォトダイオードを使用し、前記表面プラズモン共鳴検知面における反射角度が表面プラズモン共鳴角度よりわずかにずれた光強度の角度依存性の傾きが大きい所定の反射角度からの光ビームを前記フォトダイオードの単一素子で検出することにより、検知対象物質が前記表面プラズモン共鳴検知面に吸着することによって生じる当該角度の光ビームの強度変化を検出すること、を特徴としている。
【００１６】
すなわち、本発明の表面プラズモンセンサーにおいて、光検出手段に単一素子のフォトダイオードを使用した場合には、光供給手段から照射された光ビームのうち、表面プラズモン共鳴角度よりわずかにずれた光強度の角度依存性の傾きが大きい所定の反射角度で表面プラズモン共鳴検知面に入射したものが、表面プラズモン共鳴検知面を当該角度で反射しフォトダイオードの単一素子で検出されることになるので、検知対象物質が表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に吸着することによって生じる当該角度の光ビームの強度変化を光検出手段で検出することが可能となる。従って、この光ビームの強度の変化分に注目すれば、当該表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に注入された検知対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載する表面プラズモンセンサーであって、前記光検出手段にリニアフォトダイオードアレーを使用し、前記表面プラズモン共鳴検知面における反射角度がそれぞれ異なる光ビームを前記リニアフォトダイオードアレーの各素子で検出することにより、検知対象物質が前記表面プラズモン共鳴検知面に吸着することによって生じる当該反射角度範囲の光ビームの表面プラズモン共鳴角度スペクトルを検出すること、を特徴としている。
【００１８】
すなわち、本発明の表面プラズモン・センサーにおいて、光検出手段にリニアフォトダイオードアレーを使用した場合には、光供給手段から照射された光ビームのうち、表面プラズモン共鳴角度を含んだ範囲の角度で表面プラズモン共鳴検知面に入射したものが、表面プラズモン共鳴検知面を当該角度範囲で反射しリニアフォトダイオードアレーの各素子で検出されることになるので、検知対象物質が表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に吸着することによって生じる表面プラズモン共鳴角度スペクトル変化、つまり表面プラズモン共鳴角度の変化および共鳴角度付近の強度変化を検出することが可能となる。従って、この表面プラズモン共鳴角度スペクトルの変化分に注目すれば、当該表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に注入された検知対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００１９】
また、請求項６に係る発明は、表面プラズモン共鳴測定装置であって、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する表面プラズモンセンサーと、前記表面プラズモンセンサーから得られた光信号を処理して目的成分の濃度を計算する機能と、外部との通信を行う機能と、を備えたこと、を特徴としている。
【００２０】
すなわち、本発明の表面プラズモン共鳴測定装置では、表面プラズモンセンサーから得られた光信号を処理して目的成分の濃度を計算する機能と、外部との通信を行う機能と、を備えたことにより、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことを可能にしつつ全体のコンパクト化を図った表面プラズモンセンサーを使用することを可能にしたので、表面プラズモン共鳴測定装置そのものも、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことを可能にしつつ全体のコンパクト化を図ったものと言うことができる。
【００２１】
また、請求項７に係る発明は、請求項２に記載する検知チップであること、を特徴としている。
更に、請求項８に係る発明は、請求項２に記載する検知チップであって、光路とそれ以外とに、それぞれ屈折率の異なる材料を充填したこと、を特徴としている。
【００２２】
すなわち、本発明の検知チップは、光学ユニットに対して着脱自在なものであることから、当該検知チップの一部を構成するマルチウエルにおける全ての表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に検査対象物が注入された後は、当該検知チップを廃棄し、新たな検知チップを用意した方が、検出・定量精度や取り扱いなどの点で優位であるので、交換可能な消耗品として重要な意義を持つ。
そして、その検知チップにおいて光路に相当する部分に光を通す材料を用い、それ以外には光を吸収する材料を充填し、直進光のみを用いることによって界面での反射、散乱光を減少させ、ノイズを低下させる機能を備えるようにすれば、スリットを通った光のうち直進する光のみを用い、それ以外の光を界面で吸収することによって検出信号からノイズを低減して感度を高める効果を有する。
【００２３】
以下、本発明の変形例を示す。例えば、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する表面プラズモンセンサーであって、前記光供給手段として、光偏波面が前記表面プラズモン共鳴検知面への光入射面に並行な直線偏波（ｐ偏波）を有する光ビームを提供するものを使用するか又は、前記表面プラズモン共鳴検知面への光入射面に並行な直線偏波（ｐ偏波）のみを通過させる偏光フィルター素子を前記光路中に挿入することにより、前記光検出手段が当該直線偏波（ｐ偏波）のみを検出すること、を特徴とする発明。
【００２４】
すなわち、本発明の表面プラズモンセンサーにおいて、光供給手段として、光偏波面が表面プラズモン共鳴検知面への光入射面に並行な直線偏波（ｐ偏波）を有する光ビームを提供するものを使用するか又は、表面プラズモン共鳴検知面への光入射面に並行な直線偏波（ｐ偏波）のみを通過させる偏光フィルター素子を光供給手段から光検出手段までの光路中に挿入することにより、光検出手段が当該直線偏波（ｐ偏波）のみを検出することができるので、より精度良く、表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に注入された検査対象物の検出・定量を行うことができる。
【００２５】
また、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する表面プラズモンセンサーであって、前記光供給手段から照射された光ビームを前記表面プラズモン共鳴検知面に効率よく入射させるための入射レンズ又は、前記表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームを前記光検出手段に効率よく導くための反射レンズを備えたこと、を特徴とする発明。
【００２６】
尚、本発明の表面プラズモンセンサーにおいて、入射レンズは、光供給手段に内蔵されていてもよいし、光供給手段の外部に設けられていてもよい。また、反射レンズは、光検出手段に内蔵されていてもよいし、光検出手段の外部に設けられていてもよい。
【００２７】
また、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載する表面プラズモンセンサーであって、前記光供給手段から照射された光ビームを前記表面プラズモン共鳴検知面に対し所望範囲のみに入射させるための入射スリット又は、前記表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームを前記光検出手段に対し所望範囲のみに導くための出射スリットを備えることにより、迷光を軽減させたこと、を特徴とする発明。
【００２８】
すなわち、本発明の表面プラズモンセンサーにおいて、迷光を軽減させるために、光供給手段から照射された光ビームを表面プラズモン共鳴検知面に対し所望範囲のみに入射させるための入射スリットを設けた場合には、光検出手段に入射する部分の光強度を均一化するために光供給手段からの光ビームを拡大しても表面プラズモン共鳴検知面以外の部分を照射する光ビーム部分は入射スリットで除去することが可能になる。このため、入射スリットを通過して表面プラズモン共鳴検知面に入射する光ビームの均一性を保つことができるので、より精度良く、表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に注入された検査対象物の検出・定量を行うことができる。
さらに、入射スリットの後の光路部分とそれ以外とに、屈折率の異なる材料を充填することによって直進する光のみを用いることができ、精度良く検査対象物の検出と定量とを行うことができる。
【００２９】
また、本発明の表面プラズモンセンサーにおいて、迷光を軽減させるために、表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームを前記光検出手段に対し所望範囲のみに導くための出射スリットを設けた場合には、出射スリットを通過して光検出手段に導かれる光ビームの均一性を保つことができるので、より精度良く、表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に注入された検査対象物の検出・定量を行うことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の表面プラズモンセンサーは、表面プラズモン共鳴検知面に入射した光ビームの強度を光検出手段で検出することを、マルチウエルの一部を構成する各表面プラズモン共鳴検知面の反入射側にそれぞれ注入された検査対象物に対して行うことができるので、多数の検査対象物質の検出・定量を一度にまとめて行うための表面プラズモンセンサーである。この点、各光供給手段から照射された光ビームがそれぞれ各表面プラズモン共鳴検知面に入射した後は、各表面プラズモン共鳴検知面で反射した光ビームが、各反射面を介して、各光検出手段にそれぞれ入射し、各表面プラズモン共鳴検知面からのＳＰＲシグナルを同時に知ることが可能となるので、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことができる。さらに、各表面プラズモン共鳴検知面と各反射面とで波形のマルチウエルを形成することにより、各光供給手段の近傍に各光検出手段をそれぞれ配置されることから、各光供給手段及び各光検出手段を機能させるために必要なスペースは比較的小さくて済み、全体のコンパクト化がなされている。さらに従来の表面プラズモン共鳴測定装置に広く採用されている角度掃引のための機械駆動装置が不要で、安価で安定した表面プラズモン共鳴の測定が実現可能である。
【００３１】
また、本発明の表面プラズモンセンサーでは、全ての表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に検査対象物が注入された後は、いずれの表面プラズモン共鳴検知面もリンスなどを入念に行わない限り、再び使用することはできないので、他の検査対象物の検出・定量を行う際には、別の表面プラズモンセンサーを用意することが検出・定量精度を確保する上でも望ましいが、この点、本発明の表面プラズモンセンサーにおいて、各光供給手段及び各光検出手段が一体化された光学ユニットを、各表面プラズモン共鳴検知面と各反射面とで形成された波形のマルチウエルを有する検知チップに対して着脱自在に設ければ、当該検知チップを交換するだけで、他の検査対象物の検出・定量を行うことが可能となるので、各光供給手段及び各光検出手段が一体化された光学ユニットを再び使用することができる。
【００３２】
また、本発明の表面プラズモンセンサーにおいて、光検出手段に単一素子のフォトダイオードを使用した場合には、光供給手段から照射された光ビームのうち、表面プラズモン共鳴角度よりわずかにずれた光強度の角度依存性の傾きが大きい所定の反射角度で表面プラズモン共鳴検知面に入射したものが、表面プラズモン共鳴検知面を当該角度で反射しフォトダイオードの単一素子で検出されることになるので、検知対象物質が表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に吸着することによって生じる当該角度の光ビームの強度変化を光検出手段で検出することが可能となる。従って、この光ビームの強度の変化分に注目すれば、当該表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に注入された検知対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００３３】
また、本発明の表面プラズモン・センサーにおいて、光検出手段にリニアフォトダイオードアレーを使用した場合には、光供給手段から照射された光ビームのうち、表面プラズモン共鳴角度を含んだ範囲の角度で表面プラズモン共鳴検知面に入射したものが、表面プラズモン共鳴検知面を当該角度範囲で反射しリニアフォトダイオードアレーの各素子で検出されることになるので、検知対象物質が表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に吸着することによって生じる表面プラズモン共鳴角度スペクトル変化、つまり表面プラズモン共鳴角度の変化および共鳴角度付近の強度変化を検出することが可能となる。従って、この表面プラズモン共鳴角度スペクトルの変化分に注目すれば、当該表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に注入された検知対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００３４】
また、本発明の表面プラズモン共鳴測定装置では、表面プラズモンセンサーから得られた光信号を処理して目的成分の濃度を計算する機能と、外部との通信を行う機能と、を備えたことにより、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことを可能にしつつ全体のコンパクト化を図った表面プラズモンセンサーを使用することを可能にしたので、表面プラズモン共鳴測定装置そのものも、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことを可能にしつつ全体のコンパクト化を図ったものと言うことができる。
【００３５】
また、本発明の検知チップは、光学ユニットに対して着脱自在なものであることから、当該検知チップの一部を構成するマルチウエルにおける全ての表面プラズモン共鳴検知面の反入射側に検査対象物が注入された後は、当該検知チップを廃棄し、新たな検知チップを用意した方が、検出・定量精度や取り扱いなどの点で優位であるので、交換可能な消耗品として重要な意義を持つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。図１に、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１の概要を示す。図１に示すように、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１は、光学ユニット３０や波形のマルチウエル４７を有する検知チップ４０などから構成されている。
【００３７】
そして、光学ユニット３０は、基板１０や、レンズアレー２０、偏光フィルター２２などから構成されている。
基板１０には、熱伝導性のよいものを使用して温度分布の均一化をはかり、複数組の光源１１及び受光部１２を同一平面内に設けている。もっとも、光源１１と受光部１２はそれぞれ別の基板に形成して上下に重ね合わせてもかまわない。また、光源１１には、単色性の強いレーザーダイオードや発光ダイオードなどを用い、受光部１２には、フォトダイオードや一次元フォトダイオードアレーなどを用いている。
尚、複数組の光源１１及び受光部１２を設けた基板１０は、半導体プロセスで直接作りこみを行って形成するか、あるいは、デバイスチップを高精度位置決めにより貼り付けて形成する。
【００３８】
また、レンズアレー２０には、樹脂又はガラスで製作された複数のレンズ２１を設けている。そして、レンズ２１には、後述するように、コリメートレンズ又はフォーカスレンズが使用されている。
また、偏光フィルター２２には、表面プラズモンを共鳴させることができるｐ偏波のみを通過させるものが使用されている。尚、ｐ偏波は、光偏波面がＳＰＲ検知面４１への光入射面に平行な直線偏波である。
【００３９】
そして、光学ユニット３０の組立においては、基板１０及び、レンズアレー２０、偏光フィルター２２を、高精度位置決めにより接合することにより行われる。さらに、光学ユニット３０に対しては、嵌込ガイド５０が周設される。
【００４０】
一方、検知チップ４０は、複数の表面プラズモン共鳴検知面４１（以下、「ＳＰＲ検知面」という）や、複数の反射面４２、複数の第１アイリス４３、複数の第２アイリス４４などから構成されている。
そして、検知チップ４０では、各ＳＰＲ検知面４１と各反射面４２とが交互に直交することにより、２次元平面状に配列されたマルチウエル４７が形成され、さらに、一対のＳＰＲ検知面４１と反射面４２の下方には、それぞれ、一対の第１アイリス４３と第２アイリス４４が形成されている。
【００４１】
この点、検知チップ４０の製造においては、３次元のマイクロ加工が可能なＬＩＧＡプロセスなどを駆使して高精度の型を作り、ガラスや高分子などの材料を型成形することにより、波形部分の製造を行う。また、各第１アイリス４３と各第２アイリス４４については、透明基板に遮光膜を成膜したフォトリソグラフィーによってパターンを作り、エッチングにより加工される。また、各ＳＰＲ検知面４１には、金属膜が形成され、さらに、当該金属膜上には、検知対象物質を選択的に吸着する抗体などが、インクジェット方式などを用いて、微量で精度良くかつ安価に形成される。
【００４２】
そして、検知チップ４０を、嵌込ガイド５０に沿って光学ユニット３０に嵌め込めば、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１となる。従って、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１は、シンプルな構造をもったカードタイプのものであり、さらに、図２に示すように、光学ユニット３０に対して、検知チップ４０を付けたり外したりすることができる。ここで、図９は検知チップ４０を示した概念図である。
【００４３】
図３は、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１の斜視図である。図３では、嵌込ガイド５０に囲まれた光学ユニット３０（図３には示されていない）の下に、温度補償装置５２が設けられている。この温度補償装置５２は、各光源１１の波長変化を低減し、また、受光部１２の温度依存性を低減し、さらに、検知対象物質の温度依存性を低減するために、表面プラズモンセンサー１の全体の恒温化を図るものであり、基板１０が平板のため、ペルチェなどの冷却素子が用いられている。また、嵌込ガイド５０の側面には、入出力マイクロコネクター５１が設けられている。この入出力マイクロコネクター５１を介して、パーソナル・コンピューター６０（図８参照）は、各光源１１の制御が可能になるとともに、各受光部１２からの情報を受信することも可能になる。
【００４４】
そして、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１においては、検知チップ４０の上方から、各ＳＰＲ検知面４１に対して、液体やガスなどの試料を送り込むことができる。このとき、検知チップ４０の上方全面をマイクロ流路として試料を送ってもよいし、検知チップ４０の各ウエルに敷居を設けて、混合しないように試料をスポイトなどで注入してもよい。
【００４５】
次に、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１の光学測定原理について説明する。
図６に示すように、レンズアレー２０のレンズ２１にフォーカスレンズ２１Ｂを使用した場合には、光源１１から照射された光ビームは、フォーカスレンズ２１Ｂを通過することにより、集束光となり、さらに、偏光フィルター２２を通過することにより、ｐ偏波のみとする。ｐ偏波のみとなった直後の光ビームは、第１アイリス４３Ｂを通過し、入射角度の所定値θ１を含んだ角度幅をもってＳＰＲ検知面４１に集光した後に全反射し、当該ＳＰＲ検知面４１と９０度の角度を持った反射面４２に向かう。そして、反射面４２に向かった光ビームは、反射面４２に到達した後に全反射し、その後に、第２アイリス４４Ｂ及び、偏光フィルター２２、レンズアレー２０の第３アイリス２３Ｂを順に通過して、一次元フォトダイオードアレーである受光部１２Ｂに到達する。
尚、レンズアレー２０の第３アイリス２３Ｂは、図１と図２では、省略してある。
【００４６】
このとき、当該ＳＰＲ検知面４１において、金属膜上に形成された抗体などが試料に含まれた検査対象物質を選択的に吸着すると、図４に示すように、表面プラズモン共鳴曲線は実線から二点鎖線に移動することになるが、この表面プラズモン共鳴曲線の変化（ＳＰＲ角度変化Δθ）は、一次元フォトダイオードアレーである受光部１２Ｂにて検出される。従って、受光部１２Ｂの検出情報を、入出力マイクロコネクター５１を介して、パーソナル・コンピューター６０に送信すれば、試料に含まれた検査対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００４７】
もっとも、試料に含まれた検査対象物質の検出・定量において、図４の表面プラズモン共鳴曲線の変化（ＳＰＲ角度変化Δθ）の検出精度は、一次元フォトダイオードアレーである受光部１２Ｂの分解能に大きく影響されることになるが、一次元フォトダイオードアレーである受光部１２Ｂは、分解能だけでなく、コストや大きさなどの兼ね合いで用途に応じて選択することになるので、こられの点までも考慮すれば、例えば、画素数が１２８〜４０９６ほどの分解能を持つ一次元フォトダイオードアレーを使用することが望ましい。
【００４８】
そして、このような光学測定原理は、ＳＰＲ検知面４１と反射面４２とが直交することにより形成された各ウエルにおいて同時に行われるので、多数の試料に対する検査対象物質の検出・定量を一度にまとめて行うことができる。
【００４９】
尚、ここでは、わかりやすいように各光源１１から各ＳＰＲ検知面４１までの光ビームの光軸と、各反射面４２から各受光部１２Ｂまでの光ビームを反平行にして図示した。つまり、図６に示すように、各光源１１から各ＳＰＲ検知面４１までの光ビームの伝搬経路に対して、各反射面４２から各受光部１２Ｂまでの光ビームの伝搬経路がそれぞれ隣り合わせて反平行に配置されている。しかし２つの光軸が反平行ではなくても同様に動作することは明らかである。
【００５０】
また、図７（ａ）は、ｐ偏波のみとなった直後の光ビームの照射範囲４５と、第１アイリス４３Ｂのスリットの相対的な位置・大きさの関係を示したものであるが、この点、ｐ偏波のみとなった直後の光ビームの照射範囲４５を第１アイリス４３Ｂのスリットより僅かに大きくしており、ｐ偏波のみとなった直後の光ビームの強度の均一性を確保している。
また、図７（ｂ）は、反射面４２を全反射した光ビームの照射範囲４６と、第２アイリス４４Ｂのスリットの相対的な位置・大きさの関係を示したものであるが、この点、反射面４２を全反射した光ビームの照射範囲４６を第２アイリス４４Ｂのスリットより僅かに大きくしており、反射面４２を全反射した光ビームの強度の均一性を確保している。
【００５１】
一方、図５に示すように、レンズアレー２０のレンズ２１にコリメートレンズ２１Ａを使用した場合には、光源１１から照射された光ビームは、コリメートレンズ２１Ａを通過することにより、平行光となり、さらに、偏光フィルター２２を通過することにより、ｐ偏波のみとする。ｐ偏波のみとなった直後の光ビームは、第１アイリス４３Ａを通過することにより、スポット光になり、ＳＰＲ検知面４１に入射角度の所定値θ１で到達した後に全反射し、当該ＳＰＲ検知面４１と９０度の角度を持った反射面４２に向かう。そして、反射面４２に向かったスポット光は、反射面４２に到達した後に全反射し、その後に、第２アイリス４４Ａ及び、偏光フィルター２２、レンズアレー２０の第３アイリス２３Ａを順に通過して、単一素子を有するフォトダイオードである受光部１２Ａに到達する。
尚、レンズアレー２０の第３アイリス２３Ａは、図１と図２では、省略してある。
【００５２】
このとき、当該ＳＰＲ検知面４１において、金属膜上に形成された抗体などが試料に含まれた検査対象物質を選択的に吸着すると、図４に示すように、表面プラズモン共鳴曲線は実線から二点鎖線に移動することになるが、この表面プラズモン共鳴曲線の変化（ＳＰＲ角度変化Δθ）は、フォトダイオードアレーである受光部１２Ａにて検出するには、データ処理を行わなければならない。しかしながら、当該ＳＰＲ検知面４１に入射角度の所定値θ１で到達した後に全反射したスポット光の強度変化ΔＩ（図４参照）は、受光部１２Ａにて検出することができるので、受光部１２Ｂの検出情報を、入出力マイクロコネクター５１を介して、パーソナル・コンピューター６０に送信すれば、試料に含まれた検査対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００５３】
また、医療診断等の用途では、ターゲットの検査対象物質が予め特定されていることが多いので、当該ＳＰＲ検知面４１に入射角度の所定値θ１で到達した後に全反射したスポット光の強度変化ΔＩ（図４参照）の状態を解析すれば、検査対象物質の定量的な検出・定量を十分に行うことができる。
【００５４】
そして、このような光学測定原理は、ＳＰＲ検知面４１と反射面４２とが直交することにより形成された各ウエルにおいて同時に行われるので、多数の試料あるいは多数の検査項目に対する検査対象物質の検出・定量を一度にまとめて行うことができる。
【００５５】
尚、ここでは、各光源１１から各ＳＰＲ検知面４１までの光ビーム（スポット光）の光軸と、各反射面４２から各受光部１２Ａまでのスポット光の光軸とが平行にある。つまり、各光源１１から各ＳＰＲ検知面４１までの光ビーム（スポット光）の伝搬経路に対して、各反射面４２から各受光部１２Ａまでの光ビームの伝搬経路がそれぞれ隣り合わせて平行に配置されている。
【００５６】
次に、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１を使用した表面プラズモン共鳴測定装置について説明する。
図８に示すように、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１は、入出力マイクロコネクター５１（図３参照）を介して、パーソナル・コンピューター６０に接続されることにより、表面プラズモン共鳴測定装置１００を構成する。この点、表面プラズモン共鳴測定装置１００では、複数の受光部１２Ａ，１２Ｂ（図５，図６参照）から同時に送信されてきた検出情報について、記憶されている種々の検査対象物質のデータベースを活用して解析することにより、多数の試料に対する検査対象物質の検出・定量を一度にまとめて行うことができる。
【００５７】
さらに、表面プラズモン共鳴測定装置１００を、インターネット７０を介して、外部のデータベース８０に接続すれば、情報解析や、早期の問題点の発見とその対応や、解析ソフトウエアの供給など、種々のサービスを受けられることが可能となる。つまり、表面プラズモン共鳴測定装置１００は、複数の受光部１２Ａ，１２Ｂ（図５，図６参照）から同時に送信されてきた検出情報を、外部のデータベース８０と照合してユーザーに結果を提供したり、解析ソフトウエアの更新や、複数の受光部１２Ａ，１２Ｂ（図５，図６参照）の検出における問題点の発見やその対応を早期に実現することができる。
【００５８】
以上詳細に説明したように、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、各ＳＰＲ検知面４１は、金属膜上に形成された抗体などが試料に含まれた検査対象物質を選択的に吸着することにより、生体分子等による相互作用を起こす場を提供し、その表面で起こる分子の化学反応に起因する屈折率変化をＳＰＲシグナルに変換するシグナルトランスデューサーの役目を果たしている。
【００５９】
たとえば免疫反応では、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ各ＳＰＲ検知面４１に入射すると、特異的抗原・抗体反応を起こしているＳＰＲ検知面４１においては、当該ＳＰＲ検知面４１の反入射側に検知対象物質が吸着することに応じて、図４に示すように、反射光のＳＰＲ共鳴角が移動していく。一方、特異的抗原・抗体反応を起こしていないＳＰＲ検知面４１においては、当該ＳＰＲ検知面４１の反入射側に検知対象物質が吸着することがないので、反射光のＳＰＲ共鳴角は不動のままである。このようなＳＰＲシグナルは、各ＳＰＲ検知面４１で全反射した光ビーム又は、スポット光にそれぞれ含まれることになるが、この点、各ＳＰＲ検知面４１で全反射した光ビーム又は、スポット光は、各反射面４２を介して、各受光部１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ導かれることになるので、各ＳＰＲ検知面４１からのＳＰＲシグナルを同時に知ることが可能となる。
【００６０】
さらに、このとき、各ＳＰＲ検知面４１で全反射した光ビーム又は、スポット光は、各反射面４２に入射して全反射した後、各反射面４２から各受光部１２にまで導かれることになるが、各ＰＳＲ検知面４１と各反射面４２とで波形のマルチウエル４７を形成することにより、各光源１１の近傍に各受光部１２をそれぞれ配置されるので、各光源１１及び各受光部１２Ａ，１２Ｂを機能させるために必要なスペースは比較的小さくて済む。
【００６１】
これを、別の観点から詳しく言えば、各ＳＰＲ検知面４１で全反射した光ビーム又は、スポット光は、各反射面４２に入射して全反射した後、各反射面４２から各受光部１２までの光ビーム又は、スポット光の各伝搬経路を通ることになるが、図５や図６に示すように、波形のマルチウエル４７において、各ＳＰＲ検知面４１と各反射面４２とが交互に直交するため、各伝搬経路は、各光源１１から各ＳＰＲ検知面４１までの光ビーム又は、スポット光の伝搬経路に対して、それぞれ隣り合わせて並行に配置され、各光源１１及び各受光部１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ隣り合うように配置されるので、各光源１１及び各受光部１２Ａ，１２Ｂを機能させるために必要なスペースは比較的小さくて済む。
【００６２】
すなわち、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１は、ＳＰＲ検知面４１に入射・全反射した光ビーム又は、スポット光の強度を受光部１２Ａ，１２Ｂで検出することを、マルチウエル４７の一部を構成する各ＳＰＲ検知面４１の反入射側にそれぞれ注入された検査対象物質に対して行うことができるので、多数の検査対象物質の検出・定量を一度にまとめて行うための表面プラズモンセンサー１である。この点、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ各ＳＰＲ検知面４１に入射・全反射した後は、各ＳＰＲ検知面４１で反射した光ビーム又は、スポット光が、各反射面４２を介して、各受光部１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ入射し、各ＳＰＲ検知面４１からのＳＰＲシグナルを同時に知ることが可能となるので、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことができる。さらに、各ＳＰＲ検知面４１と各反射面４２とで波形のマルチウエル４７を形成することにより、各光源１１の近傍に各受光部１２Ａ，１２Ｂをそれぞれ配置されるので、各光源１１及び各受光部１２Ａ，１２Ｂを機能させるために必要なスペースは比較的小さくて済み、全体のコンパクト化がなされている。さらに従来の表面プラズモン共鳴測定装置に広く採用されている角度掃引のための機械駆動装置が不要で、安価で安定した表面プラズモン共鳴の測定が実現可能である。
【００６３】
また、本実施の形態における表面プラズモン・センサー１では、マルチウエル４７の上方から、全てのＳＰＲ検知面４１の反入射側に検査対象物質などが含まれた試料が注入された後は、いずれのＳＰＲ検知面４１もリンスなどを入念に行わない限り、再び使用することはできないので、他の検知対象物質の検出・定量を行う際には、別の表面プラズモンセンサー１を用意することが検出・定量精度を確保する上でも望ましい。この点、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１においては、図２に示すように、各光源１１及び各受光部１２などが一体化された光学ユニット３０を、各ＳＰＲ検知面４１と各反射面４２とで形成された波形のマルチウエル４７を有した検知チップ４０に対して、嵌込ガイド５０を介して着脱自在に設けており、当該検知チップ４０を交換するだけで、他の検知対象物質の検出・定量を行うことが可能となるので、各光源１１及び各受光部１２などが一体化された光学ユニット３０再び使用することができる。
【００６４】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図５や図６に示すように、マルチウエル４７を有する検知チップ４０の各第１アイリス４３に偏光フィルター２２を配置させて、ｐ偏波のみを通過させる偏光フィルター２２を各光源１１から各受光部１２までの光路中に設けており、表面プラズモンを共鳴させることができるｐ偏波のみを各ＳＰＲ検知面４１に入射させることができるので、さらに、マルチウエル４７を有する検知チップ４０の各第２アイリス４４の下にも偏光フィルター２２を配置させて、ｐ偏波のみを通過させる偏光フィルター２２を各光源１１から各受光部１２までの光路中に設けており、各受光部１２Ａ，１２Ｂに導かれる光ビーム又はスポット光において、ｓ偏波が含まれることは殆どないので、各受光部１２がｐ偏波のみを検出する。よって、より精度良く、各ＳＰＲ検知面４１の反入射側に注入された検査対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００６５】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図６に示すように、レンズアレー２０の各レンズ２１として、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ通過する複数のフォーカスレンズ２１Ｂを備えた場合には、図７（ａ）に示すように、各第１アイリス４３Ｂのスリットを、各ＳＰＲ検知面４１に入射する前の光ビームの照射範囲４５にそれぞれ内在させている。これにより、迷光を軽減させるために、各光源１１から照射された光ビームを各ＳＰＲ検知面４１に対し所望範囲のみに入射させるための各第１アイリス４３Ｂを設けたことになり、各受光部１２Ｂに入射する部分の光強度を均一化するために各光源１１からの光ビームを拡大しても各ＳＰＲ検知面４１以外の部分を照射する光ビーム部分は各第１アイリス４３Ｂで除去することが可能になる。このため、各第１アイリス４３Ｂを通過してＳＰＲ検知面４１に入射する光ビームの均一性を保つことができるので、より精度良く、各ＳＰＲ検知面４１の反入射側に注入された検査対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００６６】
この点は、図５に示すように、レンズアレー２０の各レンズ２１として、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ通過する複数のコリメートレンズ２１Ａを備えた場合でも、同様である。
一方、コリメートレンズを使用しない場合においても、図２に示すように、取り外した検知チップ４０に換えて、図１０に示す検知チップ４０´を取り付けて表面プラズモンセンサーを構成するようにしてもよい。図１０に示した検知チップ４０´は、アイリス４３から４４にかけて光路４８となる部分には光透過材料を、そしてその光路４８以外の部分４９には光りを吸収する材料をそれぞれ充填したものである。こうした検知チップ４０´は、光硬化樹脂を用いて光りを照射して光路４８部分のみを硬化させた後、屈折率の異なる光硬化樹脂を充填して光路以外の部分４９を硬化させて作製する。そして、この検知チップ４０´を使用することにより、屈折率の違いによって直進する光のみが光路４８を通り、さらに迷光を低減する効果が期待できる。
【００６７】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図６に示すように、レンズアレー２０の各レンズ２１として、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ通過する複数のフォーカスレンズ２１Ｂを備えた場合には、図７（ｂ）に示すように、各第２アイリス４４Ｂのスリットを、各受光部１２Ｂに入射する前の光ビームの照射範囲４６にそれぞれ内在させている。これにより、迷光を軽減させるために、各ＳＰＲ検知面４１で反射した光ビームを各受光部１２Ｂに対し所望範囲のみに導くための各第２アイリス４４Ｂを設けたことになり、各第２アイリス４４Ｂを通過して各受光部１２Ｂに導かれる光ビームの均一性を保つことができるので、より精度良く、各ＳＰＲ検知面４１の反入射側に注入された検査対象物質の検出・定量を行うことができる。
この点は、図５に示すように、レンズアレー２０の各レンズ２１として、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ通過する複数のコリメートレンズ２１Ａを備えた場合でも、同様である。
【００６８】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図５に示すように、レンズアレー２０の各レンズ２１として、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ通過する複数のコリメートレンズ２１Ａを備えた場合には、各受光部１２Ａにフォトダイオードを使用している。そして、受光部１２Ａから照射された光ビームのうち、ＳＰＲ角度よりわずかにずれた光強度の角度依存性の傾きが大きい所定の反射である角度θ１でＳＰＲ検知面４１に入射したものが、ＳＰＲ検知面４１を当該角度θ１で反射し、受光部１２Ａであるフォトダイオードの単一素子で検出されることになるので、検知対象物質がＳＰＲ検知面４１の反入射側に吸着することによって生じる当該角度θ１の光ビームの強度変化を受光部１２Ａで検出することが可能となる（図４参照）。従って、この光ビームの強度の変化分ΔＩに注目すれば、当該ＳＰＲ検知面４１の反入射側に注入された検知対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００６９】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図６に示すように、レンズアレー２０の各レンズ２１として、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ通過する複数のフォーカスレンズ２１Ｂを備えた場合には、各受光部１２Ａに一次元フォトダイオードアレーを使用している。そして、各光源１１から照射された光ビームのうち、ＳＰＲ角度を含んだ範囲の角度でＳＰＲ検知面に入射したものが、ＳＰＲ検知面４１を当該角度範囲で反射し、受光部１２Ｂである一次元リニアフォトダイオードアレーの各素子で検出されることになるので、検知対象物質がＳＰＲ検知面４１の反入射側に吸着することによって生じる表面プラズモン共鳴角度スペクトル変化、つまり表面プラズモン共鳴角度の変化および共鳴角度付近の強度変化を、図４の表面プラズモン共鳴曲線として検出することが可能となる。従って、図４の表面プラズモン共鳴曲線が実線から二点鎖線に移動する変化分（ＳＰＲ角度変化Δθ）に注目すれば、当該ＳＰＲ検知面４１の反入射側に注入された検知対象物質の検出・定量を行うことができる。
【００７０】
また、本実施の形態における表面プラズモン共鳴測定装置１００では、図８に示すように、複数の受光部１２Ａ，１２Ｂ（図５，図６参照）から同時に送信されてきた検出情報について、記憶されている種々の検査対象物質のデータベースを活用して解析することにより、多数の試料に対する検査対象物質の検出・定量を一度にまとめて行うことができる。さらに、表面プラズモン共鳴測定装置１００は、インターネット７０を介して、外部のデータベース８０に接続されている。従って、本実施の形態における表面プラズモン共鳴測定装置１００は、表面プラズモンセンサー１から得られた光信号を処理して目的成分の濃度を計算する機能と、外部との通信を行う機能と、を備えたものであり、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことを可能にしつつ全体のコンパクト化を図った表面プラズモンセンサー１を使用することを可能にしたので（図８参照）、表面プラズモン共鳴測定装置１００そのものも、多数の検査対象物質の検出・定量を同時に行うことを可能にしつつ全体のコンパクト化を図ったものと言うことができる。
【００７１】
また、本実施の形態における検知チップ４０は、光学ユニット３０に対して着脱自在なものであることから、当該検知チップ４０の一部を構成するマルチウエル４７における全てのＳＰＲ検知面４１の反入射側に検査対象物が注入された後は、当該検知チップ４０を廃棄し、新たな検知チップ４０を用意した方が、検出・定量精度や取り扱いなどの点で優位であるので、交換可能な消耗品として重要な意義を持つ。
【００７２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図５に示すように、レンズアレー２０の各レンズ２１として、各光源１１から照射された光ビームがそれぞれ通過する複数のコリメートレンズ２１Ａを備えているが、この点、各光源１１から照射される光ビームが指向性を有するものであれば、各コリメートレンズ２１Ａを省略することができる。
【００７３】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図１や図２に示すように、各第１アイリス４３及び各第２アイリス４４を検知チップ４０の側に設けているが、この点、光学ユニット３０の側に設けてもよい。
【００７４】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図１や図２に示すように、各第１アイリス４３及び各第２アイリス４４の下に偏光フィルター２２を設けているが、この点、各第１アイリス４３だけの下に偏光フィルター２２を設けても支障はない。
【００７５】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、図５や図６のレンズアレー２０の第３アイリス２３Ａ，２３Ｂに対し、図６の第２アイリス４４Ｂの機能（図７参照）を持たせても良い。
【００７６】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、同時に検出・定量を行う検知対象物質の種類に応じて、各ＳＰＲ検知面４１に入射する光ビーム又は、スポット光の入射角度の所定値θ１を予め決定して製造されることから、各所定値θ１は、全部のＳＰＲ検知面４１で異なる場合もあるし、一部のＳＰＲ検知面４１で同じである場合もあるし、全部のＳＰＲ検知面４１で同じである場合もある。さらに、各ＳＰＲ検知面４１の反入射側においても、同時に検出・定量を行う検知対象物質の種類に応じて、検知対象物質を選択的に吸着する抗体などを金属膜上に形成するので、金属膜上の抗体なども、全部のＳＰＲ検知面４１で異なる場合もあるし、一部のＳＰＲ検知面４１で同じである場合もあるし、全部のＳＰＲ検知面４１で同じである場合もある。
【００７７】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１において、光源１１として、光偏波面がＳＰＲ検知面４１への光入射面に並行な直線偏波（ｐ偏波）を有する光ビームを提供するものを使用すれば、偏光フィルター２２を削除することができる。そのためには、例えば、偏光フィルター２２と同一の機能を有する微小な偏光フィルターを内蔵させたダイオードなどを光源１１として使用する。
【００７８】
また、本実施の形態における表面プラズモンセンサー１では、光源１１から照射された光ビームをＳＰＲ検知面に効率よく入射させるためのレンズ２１を、光源１１の外部に設けていたが、この点、光源１１に内蔵させてもよい。また、当該レンズ２１は、ＳＰＲ検知面４１で反射した光ビームを受光部１２に効率よく導くためのものとも言えるが、ＳＰＲ検知面４１で反射した光ビームを受光部１２に効率よく導くためのレンズを別途設けてもよいし、受光部１２に内蔵させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーの概要図である。
【図２】本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーの概要図であって、光学ユニットに対して、マルチウエルを付けたり外したりすることができる状態を示したものである。
【図３】本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーの斜視図である。
【図４】本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーにおいて、一つのＳＰＲ検知面における表面プラズモン共鳴曲線を示した図である。
【図５】本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーにおいて、レンズアレーのレンズとしてコリメートレンズを使用した場合の光学測定原理を示した図である。
【図６】本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーにおいて、レンズアレーのレンズとしてフォーカスレンズを使用した場合の光学測定原理を示した図である。
【図７】（ａ）は、本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーにおいて、レンズアレーのレンズとしてフォーカスレンズを使用した場合での、ｐ偏波のみとなった直後の光ビームの照射範囲と、第１アイリスのスリットの相対的な位置・大きさの関係を示したものである。  （ｂ）は、本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーにおいて、レンズアレーのレンズとしてフォーカスレンズを使用した場合での、反射面を全反射した直後の光ビームの照射範囲と、第２アイリスのスリットの相対的な位置・大きさの関係を示したものである。
【図８】本発明の一実施の形態における表面プラズモン共鳴測定装置の情報ネットワークへの接続を示した概念図である。
【図９】本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーの検知チップを示した概念図である。
【図１０】本発明の一実施の形態における表面プラズモンセンサーの検知チップで光路とそれ以外との部分に屈折率の異なる材料を充填した概念図である。
【符号の説明】
【００８０】
１    表面プラズモンセンサー
１１  光源（光供給手段）
１２  受光部（光検出手段）
２１  レンズ（入射レンズ）
２１Ａ  コリメートレンズ
２１Ｂ  フォーカスレンズ
２２  偏光フィルター（偏光フィルター素子）
２３Ａ，２３Ｂ  第３アイリス（検知スリット）
３０  光学ユニット
４０  検知チップ
４１  ＳＰＲ検知面（表面プラズモン共鳴検知面）
４２  反射面
４３  第１アイリス（入射スリット）
４４  第２アイリス（出射スリット）
４７  マルチウエル
５０  嵌込ガイド
５１  入出力マイクロコネクター
６０  パーソナル・コンピューター
１００  表面プラズモン共鳴測定装置
【図１】
2004219401.tif 000003
【図２】
2004219401.tif 000004
【図３】
2004219401.tif 000005
【図４】
2004219401.tif 000006
【図５】
2004219401.tif 000007
【図６】
2004219401.tif 000008
【図７】
2004219401.tif 000009
【図８】
2004219401.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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