(57)【要約】【課題】分光器及びＣＣＤカメラを用いることなくセンサー体からの反射光の検出を行うことで、小型かつ安価な差動式ＳＰＲセンサー、特に差動式プローブ型センサー、を提供する。【解決手段】二つの光源と、導電性膜上に形成された動作面と参照面とからなるセンサー面を有するＳＰＲセンサー体と、一つの光検出器を有する。試料を該センサー面に接触させ、該参照面に対応する第１の波長を有する単色光と該動作面に対応する第２の波長を有する単色光とを該センサー体に入射し、該センサー体から出射された反射光を光検出器で同時に検出し、処理装置によって、該反射光の全体の出力電圧の変化から相互作用を検出する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長を有する複数の単色光を出射する光源と、導電性膜上に形成された動作面と参照面とからなるセンサー面を有するセンサー体と、該センサー体からの反射光を検出する光検出器と、該光源と該センサー体、該センサー体と該光検出器とを光学的に連結する手段と、該光検出器で検出された反射光を処理する処理装置とを有し、該波長の異なる単色光がそれぞれ動作面と参照面のいずれかの測定可能波長範囲に対応しており、該波長に対する反射光強度の変化量から相互作用を検出するように構成したことを特徴とする単色光を用いた差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項２】
請求項１において、前記センサー体は、センサープローブであることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項３】
請求項２において、前記センサープローブは、センサー面を備えた金属膜と、反射面とを有しており、該プローブの基端側は光の入出端部を構成しており、該光源は該プローブの基端側に光学的に連結されており、該光検出器は該金属膜及び該反射面を介して該プローブの基端側から出射された光を受光するように構成されていることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項４】
請求項３において、前記金属膜及び反射面はプローブの先端側に形成してあることを特徴とする差動式プローブ型ＳＰＲセンサー。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかにおいて、前記光源は複数の光源からなることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項６】
請求項５において、前記複数の光源は、第１の波長を有する単色光を出射する第１光源と第２の波長を有する単色光を出射する第２光源とからなることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかにおいて、前記光源は一つあるいは複数の波長可変光源であることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかにおいて、前記光検出器は一つの光検出器であることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項９】
請求項１乃至７いずれかにおいて、前記光検出器は、前記波長の数に対応した複数の光検出器であることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項１０】
請求項１乃至９いずれかにおいて、該光検出器はフォトダイオードであることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項１１】
請求項５において、前記第１の波長λ１が参照面に、前記第２の波長λ２が動作面に対応しており、前記第１の波長λ１は、反射光強度が表面プラズモンの励起に伴い減少し始める波長＜λ１＜参照面の極小値の波長、前記第２の波長λ２は、動作面の極小値の波長＜λ２＜表面プラズモンの励起が確認できなくなる波長、をそれぞれ満たすことを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項１２】
請求項５において、前記第１の波長λ３が参照面に、前記第２の波長λ４が動作面に対応しており、前記第１の波長λ３は、参照面の極小値の波長＜λ３＜参照面の極小値と動作面の極小値の間に存在する極大値の波長、前記第２の波長λ４は、参照面の極小値と動作面の極小値の間に存在する極大値の波長＜λ４＜動作面の極小値の波長、をそれぞれ満たすことを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項１３】
請求項１１，１２いずれかにおいて、前記参照面及び前記動作面からの反射光強度は一つの光検出器により同時に測定され、全体の光強度の変化から相互作用を検出するように構成したことを特徴とする単色光を用いた差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項１４】
請求項１において、前記単色光は二つであり、前記光検出器は一つであることを特徴とする差動式ＳＰＲセンサー。
【請求項１５】
導電性膜上に形成された動作面と参照面とからなるセンサー面を有するＳＰＲセンサー体を用いた測定法であって、試料を該センサー面に接触させ、該参照面に対応する第１の波長を有する単色光と該動作面に対応する第２の波長を有する単色光とを該センサー体に入射し、該センサー体から出射された反射光を一つの光検出器で同時に検出し、該反射光の全体の出力電圧の変化から相互作用を検出することを特徴とする測定法。
【請求項１６】
請求項１５において、前記第１の波長λ１が参照面に、前記第２の波長λ２が動作面に対応しており、前記第１の波長λ１は、反射光強度が表面プラズモンの励起に伴い減少し始める波長＜λ１＜参照面の極小値の波長、前記第２の波長λ２は、動作面の極小値の波長＜λ２＜表面プラズモンの励起が確認できなくなる波長、をそれぞれ満たすことを特徴とする測定法。
【請求項１７】
請求項１５において、前記第１の波長λ３が参照面に、前記第２の波長λ４が動作面に対応しており、前記第１の波長λ３は、参照面の極小値の波長＜λ３＜参照面の極小値と動作面の極小値の間に存在する極大値の波長、前記第２の波長λ４は、参照面の極小値と動作面の極小値の間に存在する極大値の波長＜λ４＜動作面の極小値の波長、をそれぞれ満たすことを特徴とする測定法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を利用したＳＰＲセンサーに係り、詳しくは差動式ＳＰＲセンサーに関するものである。本発明に係る差動式ＳＰＲセンサーは好適には差動式プローブ型センサーとして具現化され、好ましくは、バイオセンサーとして用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＰＲセンサーは一般に図１（ａ）に示す構造を有する。表面プラズモン（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｌａｓｍｏｎ：ＳＰ）は金属と試料の誘電率によって決定される。このＳＰの波数ベクトルは光を入射することで励起することができ、一般的なＳＰＲセンサーでは、図中のプリズム側から光を入射することでＳＰの励起を行う。
【０００３】
図１（ａ）の配置を用い、また光源として白色光線を用いた場合に得られる結果は図１（ｂ）に示す通りであり、ある波長において極小値を得ることができる。本明細書ではこれを共鳴波長と呼ぶ。この共鳴波長が前述のＳＰの波数ベクトルと一致するので、共鳴波長から試料の誘電率を決定することができる。タンパク質の相互作用を検出する実験では、例えば、金属膜上に抗体を固定化し金属膜上の抗原抗体反応を起こさせる。この時の金属膜上の誘電率変化を見積もることで、抗原抗体反応の程度を見積もることが、ＳＰＲセンサ−をバイオセンサ−として利用する場合の方法である。
【０００４】
ＳＰＲセンサーは、タンパク質の相互作用を検出する装置として広く使用され、注目を集めている。現在使用されているＳＰＲセンサ−は大型であり、また、フローインジェクション形式を採用することから、試料をｉｎ  ｓｉｔｕで測定することができない。このことから、いわゆるプローブ型ＳＰＲセンサ−は試料をｉｎ  ｓｉｔｕで測定することができるセンサ−として有効な方法と考えられる。
【０００５】
ＳＰＲセンサーを用いてタンパク質相互作用を検出する場合、毎回の測定においてベースラインを決定し、その値からの変化量としてタンパク質相互作用を見積もる必要がある。すなわち目的とするタンパク質相互作用を検出するためには、測定試料の他に、ベースラインを決定するための試料が必要となる。したがって従来の測定方法に従うならば、プローブ型ＳＰＲセンサーを用いてｉｎ  ｓｉｔｕの測定を行う場合においても、他の試料を用いてベースラインを決定する必要がある。これでは、プローブ型ＳＰＲセンサーの特徴であるｉｎ  ｓｉｔｕ測定の有利性が減殺されてしまう。
【０００６】
そこで、差動式ＳＰＲセンサーを用いることが検討される。差動式ＳＰＲセンサーの本質は、同一の金属膜上に測定対象物質と相互作用する認識要素（例えば抗体）を固定した面と、認識要素（例えば抗体）を固定化しない面を作成し、それら両方の面で得られる共鳴波長を比較することで抗原抗体反応を見積もることである。
【０００７】
従来の差動式プローブ型ＳＰＲセンサーは、センサープローブの数が１つであり、光源として白色光を用いていた。この場合のＳＰＲ信号の検出方法は、分光器とＣＣＤカメラを用いるものであった。したがって、この方法を用いて多数のセンサープローブを持つプローブ型ＳＰＲセンサーを開発するためには、センサープローブと同数の分光器とＣＣＤカメラが必要となる。しかし、分光器とＣＣＤカメラは高価であり、また大型であるため、特に、多数のセンサープローブ（多数のセンサープローブは、同時に多数の異なる試料を測定するような場合に有利である）を持つプローブ型ＳＰＲセンサーの装置は、高価でかつ大型になることが避けられない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記不具合を解決するべく創案されたものであって、分光器及びＣＣＤカメラを用いることなくセンサー体からの反射光の検出を行うことで、小型かつ安価な差動式ＳＰＲセンサー、特に差動式プローブ型センサー、を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明が採用した技術手段は、互いに異なる波長を有する複数の単色光を出射する光源と、導電性膜上に形成された動作面と参照面とからなるセンサー面を有するセンサー体と、該センサー体からの反射光を検出する光検出器と、該光源と該センサー体、該センサー体と該光検出器とを光学的に連結する手段と、該光検出器で検出された反射光を処理する処理装置とを有し、該波長の異なる単色光がそれぞれ動作面と参照面のいずれかの測定可能波長範囲に対応しており、該波長に対する反射光強度の変化量から相互作用を検出するように構成したものである。
【００１０】
好ましくは、前記センサー体は、センサープローブである。しかしながら、本発明は、フローインジェクション型のセンサー体を排除するものではなく、本発明をフローインジェクション型のセンサーに適用することもできる。
【００１１】
好ましくは、前記単色光は、該参照面に対応する第１の波長を有する単色光と該動作面に対応する第２の波長を有する単色光の二つであり、前記光検出器は一つである。そして、二つの異なる波長を有する単色光を該センサー体に入射し、該センサー体から出射された反射光を一つの光検出器で同時に検出し、該反射光の全体の出力電圧の変化から相互作用を検出する。単色光を出射する光源は、後述する実験例では、二つの半導体レーザであるが、光源を一つあるいは複数の波長可変光源から構成してもよい。
【００１２】
本発明に係るＳＰＲセンサーは好適な例では抗原抗体反応の検出に用いられるが、本発明のＳＰＲセンサーは抗原抗体反応の測定に限定されるものではなく、相互作用の様子が「結合」という場合に広く適用することができ、例えば、核酸あるいは核酸アナログのハイブリダイゼーション、核酸とタンパク質の相互作用、レセプターとリガンドの結合、糖鎖同士の相互作用等に用いることもできる。センサー面に固定化される「測定対象物質と相互作用する物質（認識要素）」についても、試料中の測定対象物質（アナライト）に応じて抗体以外の物質が固定化される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［差動式ＳＰＲセンサー］
先ず、本発明の前提となる差動式ＳＰＲセンサーについて説明する。図２（ａ）は差動式ＳＰＲセンサーの原理図であって、同一の金属膜上に膜厚の異なる部位を有する誘電体層を設けることで、膜厚の異なる二つの誘電体表面が形成されており、一方の表面が動作面、他方の表面が参照面を構成している。動作面には認識要素として例示する抗体が固定化されており、抗原を含む緩衝液を動作面および参照面で測定して比較することで、抗原濃度を算出する。この場合に得られる信号は図２（ｂ）に示すように、誘電体層の厚い面と誘電体層の薄い面それぞれからの二つの共鳴波長である。すなわち、それぞれの面の誘電体層の厚さに依存する共鳴波長を得ることで、それぞれの共鳴波長変化分を明確に観測することができる。図示のものでは、膜厚の異なる誘電体膜表面を二つ形成することで動作面、参照面を構成しているが、原理的には、三つ以上の誘電体膜表面を形成することも可能である。例えば、膜厚の異なる三つの誘電体膜表面を設け、二つの表面にそれぞれ異なる抗体を固定化し、他の一つの表面を参照面として、同時に二つの物質を測定することもできる。
【００１４】
［センサープローブ］
次いで、本発明が採用するセンサー体として好適な例としての、センサープローブの構成について図３に基づいて説明する。図３は本発明に係るセンサープローブの基本的構成を示している。センサープローブは長尺状の本体を有し、先端側（図では下端側）には、センサー面を備えた金属膜と、反射鏡（反射面）とが形成されており、一方該プローブの基端側（図では上端側）は光の入出端部を構成している。該センサー面と該反射面とはプローブの長さ方向に対して傾斜状に延出する傾斜面に形成されていると共に、互いに直角に会合するように構成されている。センサー面には、図４に示すように二つの膜厚の異なる誘電体膜表面を備えた誘電膜層が形成される。センサープローブは図のものでは上から平行光線が入射される。センサー面は光路に対して直交する面に対して６８度の角度で傾斜状に延出しており、上端面から入射した光はセンサー面に入射角６８度で入射するように設計されている。反射面は光路に対して直交する面に対して２２度の角度で傾斜状に延出している。センサー面で反射した光は反射面によって反射され、上端面に出射するように設計されている。このセンサーでは、初めに反射面で反射した後にセンサー面に入射角６８度で入射する光路も考えられるが、それぞれの光路で得られるＳＰＲ信号は同じである。センサー面に対する光の入射角は６８度に限定されるものではなく、好ましくは６０度から８０度の間の入射角を適宜選択することが可能である。
【００１５】
センサープローブのセンサー面は、金を膜厚５２ｎｍ、クロムを２ｎｍスパッタリングすることによって作製してある。反射面はクロムを約１００ｎｍスパッタリングすることで作製した。センサープローブはＢＫ７ガラスを使用してある。センサープローブの直径は３ｍｍ、長さは１５ｍｍである。尚、本発明に採用され得るセンサープローブの構成は、図示のものに限定されるものではなく、差動式ＳＰＲセンサーが実現できるものであれば、他の構成を備えたセンサープローブであってもよい。
【００１６】
図４に差動式ＳＰＲセンサーのセンサープローブの拡大図を示す。センサー面の左右それぞれに膜厚の異なる誘電体層を形成させて差動式のセンサープローブを構成する。センサー面は金属膜上に膜厚の異なるプラズマ重合膜を形成して差動式ＳＰＲセンサーを構成する。誘電体層はＨｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ（ＨＭＤＳ）をプラズマ重合することで作製した。ＨＭＤＳプラズマ重合膜は金属膜上に強固に形成され、また疎水性であることから、非特異的なタンパク質の吸着を妨げる。プラズマ重合膜の厚さは、それぞれの共鳴波長が十分離れるために必要な厚さとして、それぞれ１ｎｍ、３４ｎｍとした。プラズマ重合は、ペルジャー内の真空度１．３Ｐａとした後、ｍｏｎｏｍｅｒガスを４０Ｐａ導入し、ＲＦ発振器によってｍｏｎｏｍｅｒガスをプラズマとする。実施例では、Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉｌｏｘａｎｅ（ＨＭＤＳ）（信越シリコーン）をｍｏｎｏｍｅｒガスとして用い、重合時間は参照面５秒間、動作面１５０秒間であり、発振出力はいずれの場合も１５０Ｗである。
【００１７】
図４において、センサー面（ａ）で示した面には膜厚の薄いプラズマ重合膜のみを形成した。センサー面（ｂ）で示した面には膜厚の厚いプラズマ重合膜を形成し、プラズマ重合膜上にウシ血清アルブミン（Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ  Ａｌｂｕｍｉｎ：ＢＳＡ）を固定化した。本明細書では、誘電体層が薄い面で認識要素（ＢＳＡ）が固定化されていない面を参照面、誘電体層が厚く認識要素（ＢＳＡ）が固定化されている面を動作面という。もちろん、誘電体層の膜厚が薄い方にＢＳＡを固定化して動作面としてもよい。センサープローブへの抗原の固定化については、リン酸緩衝液に１０ｇ／ｌのウシ血清アルブミンを混合した液体にセンサープローブを約８時間浸すことで、ウシ血清アルブミンをセンサープローブへ固定化した。
【００１８】
図５に基づいてセンサープローブの固定について説明する。図５では筒状の固定部材に対して右側からセンサープローブを挿入するように記載してあり、該固定部材には左側から光ファイバーを挿入するようになっている。光ファイバーのコアの直径は２００μｍであり、開口数は０．３９である。光ファイバーからの光を平行光線とするために、本実施例では平凸レンズを用いた。用いた平凸レンズの直径は４ｍｍであり、焦点距離は４ｍｍである。また、このレンズはセンサープローブからの反射光線を、光ファイバー端面に焦点を持つ集光光線あるいは収束光線とする働きも担っている。図６に差動式ＳＰＲセンサープローブで得られた反射光強度と波長の関係を示す。図から二つの共鳴波長が確認できる。これらはそれぞれ、プラズマ重合膜が厚くＢＳＡが固定化されている面での共鳴波長と、プラズマ重合膜が薄くＢＳＡが固定化されていない面での共鳴波長を示している。ここでは、プラズマ重合膜が厚くかつＢＳＡが固定されている面を動作面、プラズマ重合膜が薄くＢＳＡが固定化されていない面を参照面と呼ぶ。
【００１９】
［ＳＰＲセンサー装置］
本発明に係るＳＰＲセンサー装置の全体構成について、図１１に基づいて説明する。ＳＰＲセンサー装置は、互いに異なる波長の単色光を出射する二つの光源と、ビームスプリッターと、光ファイバツリーカプラーと、複数のセンサープローブと、光ファイバーカプラーと、光検出器と、処理装置（プロセッサーないしコンピュータ）と、光源とセンサープローブ、センサープローブと光検出器とを光学的に連結する光導波路（好適には、光ファイバ）とを備えている。二つの光源から出射される光はビームスプリッターを通して、光ファイバーへと導入され、センサープローブの端部からセンサー面に向けて入射される。センサープローブからの反射光は、光ファイバーを通して、一つのフォトダーオードから構成される光検出器によって検出され、処理装置によって共鳴波長が読み取られる。フォトダイオードは、本発明に採用される光検出器の最も好ましい例の一つであるが、本発明に用いられる光検出器はフォトダイオードに限定されるものではなく、他の公知の光検出器、例えば、光電子増倍管や光導電検出器を用いても良い。図１１に示す装置は、後述する実験に用いられる。
【００２０】
［単色光を用いるＳＰＲセンサーの原理］
単色光を用いるＳＰＲセンサーの原理について説明する。従来ＳＰＲセンサーにおける光の検出は、図７に示すようにタンパク質などの相互作用に伴うスペクトルの変化を検出することを基本としていた。この場合センサー面でのタンパク質の相互作用は、スペクトルの極小点の移動として観測することができた。ここで、図７に示すように波長λ１の単色光を用いることで、タンパク質の相互作用にともなうスペクトルの移動はλ１の反射光強度の増加として観測することが可能である。
【００２１】
［２波長の光を用いる差動式ＳＰＲセンサーの原理］
差動式ＳＰＲセンサーでは、図８に示すようにスペクトル中に２つの極小点を観測することができる。ここで、左の極小点が参照面で、右の極小点がタンパク質の相互作用を測定する動作面であると仮定する。このとき、図８に示す波長λ１とλ２の二つの光を同時に観測に用いることで、差動式プローブ型ＳＰＲセンサーのスペクトルの移動を観測することができる。すなわちこの場合、参照面の信号は波長λ１の光の増加として、また、タンパク質の相互作用を見積もるための動作面の信号は、波長λ２の光の減少として観測することができる。したがって、タンパク質の相互作用が起きていない場合、すなわち参照面と動作面での信号が同じ場合はλ１とλ２を加算した光量は変化しない。一方タンパク質の相互作用が起きている場合、すなわち動作面の信号のみが変化した場合、λ１とλ２を加算した光量は減少する。具体的には、図８において、スペクトルの変化にともないＩ０がＩ１に変化しＪ０がＪ１に変化するときＩ０＜Ｉ１なのに対しＪ０＞Ｊ１となる。不等号が異なるために、それぞれの波長を区別することなく検出した場合、それぞれのピークの移動量が同じならば全体の光量の変化が無いといことになる。
【００２２】
二つの異なる波長（λ１とλ２、λ３とλ４）を有する単色光がセンサー体に入射される場合に、波長の採り得る範囲について図９，１０に基づいて説明する。二つの異なる波長は、一方の波長が参照面、他方の波長が動作面の測定可能波長範囲に対応している。図９，１０において、二つの谷の左側を参照面、右側を動作面とすると（参照面、動作面はこの逆も場合も採り得る）。λ１は領域Ａ（参照面において反射光強度が１より小さくなる波長、すなわち、反射光強度が表面プラズモン（ＳＰ）の励起に伴い減少し始める波長＜λ１＜参照面の極小値の波長）、λ２は領域Ｄ（動作面の極小値の波長＜λ２＜動作面において反射光強度が１より小さくなる波長、すなわち、表面プラズモン（ＳＰ）が励起が確認できなくなる波長）、λ３は領域Ｂ（参照面の極小値の波長＜λ３＜参照面の極小値と動作面の極小値の間に存在する極大値の波長、λ４は領域Ｃ（参照面の極小値と動作面の極小値の間に存在する極大値の波長＜λ４＜動作面の極小値の波長）である。
【００２３】
【実施例】
［実験装置］
実験には、図１１に示す装置を用いた。使用した光源は６７０  ｎｍと８３０  ｎｍ  の二つの半導体レーザーであった。これらの光源から出射される単色光をビームスプリッターを通して、光ファイバーへと導入し、センサープローブへと入射した。また、センサープローブからの信号は一つのフォトダイオードで検出をおこなった。本装置を差動式ではないプローブ型ＳＰＲセンサーへ用いる場合は一方の光を遮断することによって実現することができる。
【００２４】
［実験１］
［差動式のプローブ型ＳＰＲセンサーを用いた屈折率標準液の測定］
差動式のプローブ型ＳＰＲセンサーでは、動作面と参照面の測定感度はほぼ同等である必要がある。このため、動作面と参照面の測定感度を屈折率標準液を用いて個別に評価することをおこなった。評価方法はまず、８３０  ｎｍ  の光を遮断することで参照面の測定感度を評価した。ついで６７０  ｎｍの光を遮断し動作面の測定感度の評価をおこなった。最後に８３０  ｎｍ、６７０  ｎｍ  の両方を用いて屈折率標準液の測定をおこなった。実験で用いた屈折理標準液は、グリセリンを任意の濃度で純水に希釈することで作製した。使用した標準液は７種類で、それぞれの屈折率は１．３３６１、１．３３６４、１．３３６５、１．３３６７、１．３３７０、１．３３７３、１．３４１２であった。
【００２５】
図１２に屈折率標準液の測定結果を示す。図１２のＡは動作面で得られた結果であり、Ｂは参照面から得られた結果である。Ｃは動作面と参照面を同時に測定した結果である。また、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇはそれぞれの屈折率標準液を示している。この結果からＡでは試料の屈折率が増加するに伴い出力電圧が低下しているが、Ｂでは増加していることがわかる。この結果から本研究で作製した図１１に示す装置が予想通りに動作していることがわかる。また図１２のＣの結果から、出力電圧は試料の屈折率によらずほぼ一定であることがわかる。この結果から動作面と参照面の測定感度がほぼ同等であり、２波長を用いた差動式のプローブ型ＳＰＲセンサーの開発が可能であることがわかる。
【００２６】
［実験２］
［差動式のプローブ型ＳＰＲセンサーを用いたアトラジンの測定］
差動式のプローブ型ＳＰＲセンサーを用いてアトラジンの測定実験を行った。この場合、動作面に抗アトラジン抗体を固定化して実験を行った。しかし、アトラジンは分子量が小さいために測定が困難であることが予想できるため、サンドウッチ方法を用いてアトラジンの測定を行った。
【００２７】
図１３に差動式のプローブ型ＳＰＲセンサーを用いてアトラジンを測定した結果を示す。図における出力電圧は、動作面及び参照面から反射された光信号を足し合わせた結果である。図１３ではａ，ｂ，ｃ，ｄの領域でそれぞれリン酸緩衝液、アトラジン１０μｇ／ｍｌ、アトラジン抗体、リン酸緩衝液の測定である。参照面ではアトラジン、アトラジン抗体と試料を変えることで試料の屈折率に依存する出力電圧の増加が観測される。一方動作面では、試料の屈折率に依存する出力電圧の低下とセンサー面での分子間相互作用（ｂ，ｃ）による出力電圧の低下の両方が観測される。この両者を加算した結果が図１３であって、図１３から明らかなようにアトラジン及びアトラジン抗体の測定おいて出力電圧が低下していることがわかる。これはアトラジン抗体を固定化した動作面ける特異的な抗原抗体反応が検出できていることを示している。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る差動式ＳＰＲセンサーは、センサー体に入射する光として単色光を用いたので、光の検出には、分光器及びＣＣＤカメラが不要となり、小型でかつ安価な検出器（好ましい例では、フォトダイオード）で代用することができる。したがって、本発明は、多数のセンサープローブを有するプローブ型ＳＰＲセンサーを小型かつ安価に開発するために有効な手段である。特に、参照面に対応する第１の波長を有する単色光と動作面に対応する第２の波長を有する単色光とを該センサー体に入射し、該センサー体から出射された反射光を一つの光検出器で同時に検出し、該反射光の全体の出力電圧の変化から相互作用を検出するものでは、さらに小型で安価なＳＰＲセンサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はＳＰＲセンサーの原理図、（ｂ）は観測される信号である。
【図２】（ａ）は差動式ＳＰＲセンサーの原理図、（ｂ）は差動式ＳＰＲセンサーで観測される信号である。
【図３】プローブ型ＳＰＲセンサーの正面図、側面図および端面図である。
【図４】センサー面を示すセンサープローブの拡大図である。
【図５】プローブ型ＳＰＲセンサーの固定部分の概略図である。
【図６】差動式プローブ型ＳＰＲセンサーで得られた反射光強度と波長の関係を示す図である。
【図７】単色光を用いるＳＰＲセンサーの原理図である。
【図８】２波長の光を用いるＳＰＲセンサーの原理図である。
【図９】参照面及び動作面からの反射光を同時に測定する場合の、２波長の範囲を説明する図であり、採り得る組み合わせとしては、λ１とλ２、λ３とλ４の組み合わせがある。
【図１０】参照面及び動作面からの反射光を同時に測定する場合の、２波長の範囲を説明する図であり、採り得る組み合わせとしては、範囲Ａと範囲Ｄ、範囲Ｂと範囲Ｃの組み合わせがある。
【図１１】差動式プローブ型ＳＰＲセンサー装置の全体図である。
【図１２】差動式プローブ型ＳＰＲセンサーを用いた屈折率標準液の測定結果を示す図である。
【図１３】差動式プローブ型ＳＰＲセンサーを用いたアトラジンの測定結果を示す図である。
【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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