(57)【要約】【課題】検体１００、例えば体液中の極微量のグルコースを高感度かつ高精度で分析することが可能な光導波路型グルコースセンサと発色試薬膜固定化方法を提供する。【解決手段】基板１と、基板１に接して設けられた第１光導波路層２と、第１光導波路層２に接して、互いに離間して設けられた入射側グレーティング３ａ及び出射側グレーティング３ｂと、第１光導波路層２に接して、入射側グレーティング３ａ及び出射側グレーティング３ｂの間に設けられた第１光導波路層２より高屈折率を有する第２光導波路層４と、第２光導波路層４上に形成された発色試薬分子の単分子層からなる発色試薬膜８と、発色試薬膜８に接して設けられた酵素と触媒を含有する酵素触媒固定化層９を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に接して設けられた第１光導波路層と、
前記第１光導波路層に接して、互いに離間して設けられた入射側グレーティング及び出射側グレーティングと、
前記第１光導波路層に接して、前記入射側グレーティング及び前記出射側グレーティングの間に設けられた、前記第１光導波路層より高屈折率を有する第２光導波路層と、
前記第２光導波路層上に形成された発色試薬分子の単分子層からなる発色試薬膜と、
前記発色試薬膜に接して設けられた酵素と触媒を含有する酵素触媒固定化層
とを具備することを特徴とする光導波路型グルコースセンサ。
【請求項２】
前記酵素触媒固定化層の上部に設けられたメッシュ状導電性薄膜と、
前記メッシュ状導電性薄膜を陰極に接続し、電極板を陽極に接続した電源
とをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の光導波路型グルコースセンサ。
【請求項３】
前記第２光導波路層は導電性材料からなり、
前記第２光導波路層を陰極に接続し、電極板を陽極に接続した電源
とをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の光導波路型グルコースセンサ。
【請求項４】
前記発色試薬は３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジンである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グルコースセンサ。
【請求項５】
前記酵素にグルコースオキシダーゼを含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光導波路型グルコースセンサ。
【請求項６】
前記触媒がエチレンジアミン４酢酸鉄であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光導波路型グルコースセンサ。
【請求項７】
金属酸化膜の表面を有する基板に、エポキシ基を有するシランカップリング剤溶液を塗布する工程と、
前記シランカップリング剤溶液を焼き付けて金属シラン化膜を形成する工程と、
前記金属シラン化膜に、アミノ基を有する発色試薬溶液を塗布する工程と、
前記金属シラン化膜の前記エポキシ基と前記アミノ基とを結合させ単分子層の発色試薬膜を形成する工程
とを含むことを特徴とする発色試薬膜固定化方法。
【請求項８】
前記発色試薬は３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジンであることを特徴とする請求項７記載の発色試薬膜固定化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グルコースセンサに関し、特に血液等の溶液中のグルコース濃度を測定するための光導波路型グルコースセンサ及び発色試薬膜固定化方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
平面光導波路型グルコースセンサは、基板表面に一対のグレーティング（回折格子）を配置し、一方のグレーティングに光が入射され、もう一方のグレーティングから光が出射される。これらグレーティング間に位置する基板表面に単一の光導波路層を形成し、さらにこの光導波路層上に分子認識機能および情報変換機能を有する膜を形成した構造を有する。
【０００３】
このような構造のグルコースセンサにおいて、検体から抽出した血液等に含まれる生体分子を分子認識機能および情報交換機能を有する膜に接触した状態でレーザ光のような光をグレーティングを通して光導波路層に入射させ、エバネッセント波を発生させ、光導波路層上の膜による血液等に含まれる生体分子との反応に起因するエバネッセント波の変化量をグレーティングから出射される光を受光する受光素子により検出して、血液等に含まれる生体分子を分析する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−６１３４６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のグルコースセンサは光導波路層が単層で、ここで発生するエバネッセント波の変化量の検出には感度的に限界があり、また光導波路層上の膜構造から、検体から抽出した血液等に含まれる極微量の生体分子分析には不向きであるという問題があった。
【０００６】
本発明は、検体から抽出した、例えば体液中の極微量のグルコースを高感度かつ高精度で分析することが可能な光導波路型グルコースセンサと、その光導波路型グルコースセンサにおける発色試薬膜固定化方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【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、基板と、基板に接して設けられた第１光導波路層と、第１光導波路層に接して、互いに離間して設けられた入射側グレーティング及び出射側グレーティングと、第１光導波路層に接して、入射側グレーティングと出射側グレーティングの間に設けられた第１光導波路層より高屈折率を有する第２光導波路層と、第２光導波路層上に形成された発色試薬分子の単分子層からなる発色試薬膜と、発色試薬膜に接して設けられた酵素と触媒を含有する酵素触媒固定化層とを具備する光導波路型グルコースセンサを要旨とする。
【０００８】
本発明の第１の特徴によれば、酵素触媒固定化層上部から浸透される溶液中の極微量のグルコースを高感度かつ高精度で分析できる。
【０００９】
また本発明の第２の特徴は、金属酸化膜の表面を有する基板に、エポキシ基を有するシランカップリング剤溶液を塗布する工程と、シランカップリング剤溶液を焼き付けて金属シラン化膜を形成する工程と、金属シラン化膜に、アミノ基を有する発色試薬溶液を塗布する工程と、金属シラン化膜のエポキシ基とアミノ基とを結合させ単分子層の発色試薬膜を形成する工程とを含む発色試薬膜固定化方法を要旨とする。
【００１０】
本発明の第２の特徴によれば、発色試薬を単分子層として第２光導波路層上に固定できるため、形成される発色試薬膜を１００ｎｍ以内の厚さにすることができる。これにより光導波路型グルコースセンサのグルコース分析の感度及び精度を向上できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１の実施の形態及び変形例について説明する。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。従って、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グルコースセンサは、図１に示すように、基板１と、基板１に接して設けられた第１光導波路層２と、第１光導波路層２の両端部付近の基板１に接して設けられた入射側グレーティング３ａおよび出射側グレーティング３ｂと、第１光導波路層２に接して設けられ、入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂの間に位置する第１光導波路層２より高屈折率を有する第２光導波路層４と、第２光導波路層４上に形成された発色試薬分子の単分子層からなる発色試薬膜８と、発色試薬膜８に接して設けられた酵素と触媒を含有する酵素触媒固定化層９とを具備する。
【００１３】
さらに、酵素触媒固定化層９に接して設けられた多孔質膜１０と、多孔質膜１０に接して設けられたメッシュ状導電性薄膜１１と、入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂを覆うように第１光導波路層２に接して設けられた保護膜５と、保護膜５をさらに覆うように設けられた迷光トラッピング膜７とを具備する。
【００１４】
ここで、基板１は例えばホウケイ酸ガラス等からなる。第１光導波路層２は基板１より高屈折率を有する材質からなる。入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂは、例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）またはポリイミド等の第１光導波路層２より高い屈折率を有する材質からなる。第２光導波路層４は、例えばＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、ＧａＡｓ、ＩＴＯ、Ｔａ２Ｏ５またはポリイミド等からなり、外周が傾斜した形状をしている。発色試薬膜８は、例えば３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジン等を含有する。酵素触媒固定化層９は、例えばグルコースオキシダーゼと、α−Ｄ−グルコースをβ−Ｄ−グルコースに転換するためのムタロターゼ等を含有し、触媒として例えばエチレンジアミン４酢酸鉄（Ｆｅ−ＥＤＴＡ）等を含有する。
【００１５】
さらに、多孔質膜１０は例えば含水ゲル等からなる。メッシュ状導電性薄膜１１は例えばチタン薄膜等からなる。保護膜５は例えばフッ素樹脂等からなる。そして迷光トラッピング膜７は例えば液晶表示装置に用いられるブラックマトリックス（顔料入りレジスト）等からなる。
【００１６】
なお、基板１の屈折率をｎ１、第１光導波路層２の屈折率をｎ２、入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂの屈折率をｎ３、第２光導波路層４の屈折率をｎ４および保護膜５の屈折率をｎ５とすると、それらの屈折率の大小関係は、ｎ４≧ｎ３＞ｎ２＞ｎ１＞ｎ５となる。
【００１７】
次に、図１に示した光導波路型グルコースセンサの製造方法の一例を図２、図３を参照して説明する。
【００１８】
（イ）まず、図２（ａ）に示すように、例えばホウケイ酸ガラスからなる基板１の表面を例えば３８０〜４００℃程度の硝酸カリウム溶液塩等のイオン交換溶液に浸漬してカリウム、ナトリウム等の高屈折率元素をイオン交換することにより第１光導波路層２を形成する。その後、化学蒸着（ＣＶＤ）法等により、第１光導波路層２上に例えばＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、ＧａＡｓ、ＩＴＯ、Ｔａ２Ｏ５またはポリイミド等の第１光導波路層２より屈折率の高い材料の層１２を形成する。
【００１９】
（ロ）次に、図２（ｂ）に示すように第１光導波路層２より屈折率の高い材料の層１２をフォトエッチング技術等を用いてパターニングすることにより第１光導波路層２の中央付近に外周が傾斜した形状の第２光導波路層４を形成する。
【００２０】
（ハ）次に、例えばＣＶＤ法等により、第１光導波路層２の全面に第１光導波路層２より屈折率の高い材料の層１２を再度形成する。その後、フォトエッチング技術等を用いて第１光導波路層２より屈折率の高い材料の層１２をパターニングすることにより、図２（ｃ）に示すように第１光導波路層２の両端部付近表面上に入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂを形成する。
【００２１】
（ニ）次に、入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂおよび第２光導波路層４を含む第１光導波路層２上に、例えば感光性フッ素系樹脂のような入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂに比べて低屈折率を有する材料の被膜をスピン塗布する。つづいて、この被膜に露光、現像処理を施すことにより図２（ｄ）に示すように第２光導波路層４の表面に対応する箇所に矩形状の開口部６を有する感光性フッ素系樹脂からなる保護膜５を形成する。
【００２２】
（ホ）次に、ＣＶＤ法や真空蒸着法により、図３（ｅ）に示すように保護膜５の表面（開口部６の内面を除く）に例えば液晶表示装置に用いられるブラックマトリックスからなる迷光トラッピング膜７を形成する。
【００２３】
（ヘ）次に、図３（ｆ）に示すように保護膜５の開口部６から露出した第２光導波路層４表面部分に発色試薬膜８を形成する。具体的な発色試薬膜８の形成方法については、後で詳細に記述する。
【００２４】
（ト）次に、図３（ｇ）に示すように酵素触媒固定化層９は、例えば下記式（１）に示す構造式の化合物のような脂質の膜で固定化することにより形成される。
【化１】
2004212188.tif 000003
【００２５】
（チ）次に、保護膜５の開口部６から露出した酵素触媒固定化層９上に、例えば有機モノマー、光反応開始剤およびデカン酸メチルのような貧溶媒を含む溶液をスピン塗布し、乾燥させ光重合させた後、洗浄処理することにより図３の（ｈ）に示すように多孔質膜１０を形成する。
【００２６】
（リ）最後に、チタンアルコキシドを加水分解して原液を作り、これをスピン塗布し、乾燥後加熱して酸化チタン薄膜を得るゾルゲル方法等によって、図３（ｉ）に示すようにメッシュ状導電性薄膜１１を多孔質膜１０上に形成する。そして検体１００に電界（例えばパルス状の電界）が印加されるように、検体１００の電極板１０１に電源１０２の陽極を接続し、メッシュ状導電性薄膜１１に電源１０２の陰極を接続する。この結果、図１に示す光導波路型グルコースセンサが完成する。
【００２７】
つづいて本発明の第１の実施の形態に係る発色試薬膜固定化方法について、図４、図５を参照しながら詳細に説明する。図１に示した光導波路型グルコースセンサは、第２光導波路層４上での発色試薬と生体分子との発色反応に起因するエバネッセント波の吸光量を検出することで、その生体分子量を測定しようとするものである。しかしエバネッセント波は第２光導波路層４表面から約１００ｎｍの厚さまでしかしみ出さない。そこで本発明の第１の実施の形態では、分析精度を向上させるため発色試薬膜８を第２光導波路層４表面から約１００ｎｍ以内に設けるように形成する。
【００２８】
（Ｉ）  シランカップリング剤溶液の調製：
例えば図４（Ａ）に示すようなエポキシ基を有する構造をしたシランカップリング剤を、アルコールと少量の純水からなる溶液に溶かし、シランカップリング剤溶液を調製する。
【００２９】
（ＩＩ）  発色試薬溶液の調製：
発色試薬として、例えば図４（Ｂ）に示すようにアミノ基を有する３，３’，５，５’−テトラメチルベンジジンを使用し、この発色試薬を室温で純水に溶かし、発色試薬溶液を調製する。
【００３０】
（ＩＩＩ）  膜構造発色試薬の固定：
１）第２光導波路層４表面にＣＶＤ法等により、図４（ａ）に示す金属酸化膜８ａを形成する。なお、第２光導波路層４が金属酸化物で形成されているのであれば、その表面が図４（ａ）のような状態になっているので特にこの操作は必要としない。
２）（Ｉ）で調製したシランカップリング剤溶液を図４（ａ）に示す金属酸化膜８ａ表面上にスピン塗布するか、図４（ａ）に示した構造体を（Ｉ）で調製したシランカップリング剤溶液中に３０分から６０分程度浸漬した後に純水で洗浄する。
３）続いて１２０℃で焼き付け、図４（ｂ）に示す金属シラン化膜８ｂを形成する。
４）次に、（ＩＩ）で調製した発色試薬溶液を金属シラン化膜８ｂ上にスピン塗布するか、図４（ｂ）に示した構造体を（ＩＩ）で調製した発色試薬溶液中に３０分から６０分程度浸漬した後に純水で洗浄する。
５）続いて常温で乾燥させ、図４（Ｂ）の発色試薬のアミノ基と金属シラン化膜８ｂのエポキシ基と結合させ、図４（ｃ）に示す発色試薬膜８を形成する。  この固定方法により形成される発色試薬膜８の立体的な構造は、図５に示すように、発色試薬分子がシランカップリング剤によって第２光導波路層４表面に対してほぼ垂直に結合し配列した単分子層となる。そして、発色試薬分子が酵素触媒固定化層９と接する構造となる。この単分層子は高々数ｎｍ〜数十ｎｍレベルの厚さしかないため、発色を起こす部位が第２光導波路層表面から１００ｎｍ以内のところに位置するようになる。そのために、発色すれば、確実にエバネッセント波を吸収することになる。
【００３１】
続いて、検体１００のグルコースの測定方法について説明する。図１に示す光導波路型グルコースセンサのメッシュ状導電性薄膜１１側に検体１００、例えば人体の皮膚の一部を接触させ、さらに検体１００の別の部位に電極板１０１を接触させる。ここで、多孔質膜１０の上部に配置されたメッシュ状導電性薄膜１１と電極板１０１の間に電源１０２から所望の電界（例えばパルス状電界）を印加すると、検体１００からグルコースを含む体液が多孔質膜１０を通して酵素触媒固定化層９に効率よく抽出される、いわゆる微侵襲作用がなされる。この体液中のグルコースは、酵素触媒固定化層９でグルコースオキシダーゼ（ＧＯＤ）等との酸化酵素反応により過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を発生させる。さらに過酸化水素からＦｅ−ＥＤＴＡを触媒としてラジカル酸素原子（Ｏ＊）が生成される。このラジカル酸素原子により発色試薬膜８で発色試薬を発色させる。この反応を模式すると（２）、（３）、（４）のようになる。
グルコース  ＋  酸化酵素（ＧＯＤ等）→  Ｈ２Ｏ２  ・・・・・（２）
Ｈ２Ｏ２  ＋  Ｆｅ−ＥＤＴＡ  →  Ｏ＊              ・・・・・（３）
Ｏ＊  ＋  発色試薬  →  発色                      ・・・・・（４）
【００３２】
このような状態で、図１に示すように光源２１（例えば波長６５０ｎｍの半導体レーザ）および受光素子２２をそれぞれグルコースセンサの基板１の裏面左側および右側に配置する。そして光源２１からレーザ光を偏光フィルタ２３を通してグルコースセンサの基板１裏面側に入射する。そのレーザ光は基板１を通して入射側グレーティング３ａと第１光導波路層２の界面で屈折されて、その第１光導波路層２を伝播される。第１光導波路層２を伝播されるレーザ光は、この第１光導波路層２より高屈折率の第２光導波路層４との界面で２つのモード（ＴＭモード、ＴＥモード）に分割され、ＴＭモードレーザ光は第１光導波路層２を、ＴＥモードレーザ光は第２光導波路層４を伝播する。このとき、発色試薬膜８における発色試薬の発色に基づく変化（例えば吸光度変化）によりこの発色試薬膜８直下の第２光導波路層４を伝播する光の強度が変化する。第１光導波路層２と第２光導波路層４を伝播した光は、受光素子２２側端付近において第１光導波路層２と第２光導波路層４の界面で再び結合、干渉するため、第２光導波路層４を伝播する光の強度変化を増幅される。その結果、第２光導波路層４を伝播する光の極微な変化も偏光フィルタ２４を通して受光素子２２で検出される。
【００３３】
したがって、光導波路を第１光導波路層２と第２光導波路層４により構成し、本発明の発色試薬膜固定化方法により、発色試薬膜８を第２光導波路層４上に接して１００ｎｍ以内に設けることで、検体１００（人体の皮膚下）から抽出されたグルコースと酵素の反応による発色試薬の発色に基づく第２光導波路層４を伝播する光の極微な変化を第１光導波路層２と第２光導波路層４の界面で検出できる。したがって、検体１００から抽出された体液中の極微量のグルコースを一層高感度で分析できる。
【００３４】
また、図１に示すように入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂを含む第１光導波路層２上に保護膜５を設けることによって、第１光導波路層２および入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂに外部圧力が直接加わるのを防止できる。このため、第１光導波路層２および入射側グレーティング３ａと出射側グレーティング３ｂに外部圧力が直接加わることに伴う部材の屈折率変化によって、その第１光導波路層２を伝播する光が外部に漏れるのを防止できる。しかも、保護膜５を第１光導波路層２に比べて低屈折率材料で形成することによって、その第１光導波路層２を伝播する光を第１光導波路層２と保護膜５との界面で効果的に全反射させて第１光導波路層２内に封じ込めることができる。したがって、第１光導波路層２から光が外部に漏れるのを防止できる。その結果、検体１００中の極微量のグルコースをより高感度で分析することが可能となる。
【００３５】
さらに、第１光導波路層２を伝播する光が保護膜５との界面から保護膜５側に漏れた場合、迷光トラッピング膜７を保護膜５の表面（開口部６の内面を除く）に設けることによって、漏光を迷光トラッピング膜７でトラップすることができる。すなわち、第１光導波路層２を伝播する光が保護膜５との界面から保護膜５側に漏れると、保護膜５表面と外界（空気）との屈折率の差により漏光は保護膜５表面で全反射して第２光導波路層４に迷光として入射されるため、前述した検体１００中のグルコースの検出感度を低下させる。これに対し、迷光トラッピング膜７を保護膜５の表面に設けることによって、漏光が保護膜５表面で全反射することなく迷光トラッピング膜７でトラップできる。したがって、漏光が第２光導波路層４に迷光として入射するのを防止でき、検体１００中のグルコースをより高感度で分析することが可能となる。
【００３６】
さらに、酵素触媒固定化層９を多孔質膜１０で覆うことによって、酵素触媒固定化層９に検体１００から抽出される溶液（例えば体液）中のグルコース以外の蛋白や血球等の不純物の影響を防止できる。つまり酵素触媒固定化層９における酵素とグルコースの酵素反応および発色試薬膜８での発色試薬の発色反応に基づく変化による第２光導波路層４を伝播する光の強度変化に対して作用する外乱を低減できる。したがって、検体１００から抽出された体液中の極微量のグルコースをより一層高感度で分析することが可能となる。
【００３７】
（第１の実施の形態の変形例）
本発明の第１の実施の形態の変形例として、図６に示すように電源１０２の陰極を導電性のある金属酸化物でできた第２光導波路層４に接続し、検体１００の電極板１０１に電源１０２の陽極を接続する。このようにすることでメッシュ状導電性薄膜１１は不要となる。そして多孔質膜１０側に検体１００、例えば人体の皮膚の一部を接触させ、さらに検体１００の別の部位に電極板１０１を接触させる。ここで、この多孔質膜１０の後方に配置された導電性の第２光導波路層４と電極板１０１の間に電源１０２から所望の電界（例えばパルス状電界）を印加すると、微侵襲作用により、検体１００からグルコースを含む体液が多孔質膜１０を通して酵素触媒固定化層９に効率よく抽出される。
【００３８】
第１の実施の形態で記述したグルコースの測定方法と同様に、抽出された体液中のグルコースは酵素触媒反応を起こし、この酵素触媒反応によるラジカル酸素原子により酵素触媒固定化層９直下の発色試薬膜８の発色試薬を発色させる。そして発色に基づく第２光導波路層４を伝播する光の極微な変化を偏光フィルタ２４を通して受光素子２２で検出することが可能になる。したがって検体１００から抽出された体液中の極微量のグルコースを高感度で分析することができる。
【００３９】
（その他の実施の形態）
ここで、図１と図６は微侵襲作用を利用して体液を抽出する場合について示しているが、本発明のその他の実施の形態として、検体１００への電界の印加に代えて、検体１００への穿刺等によって得られる血液等を直接メッシュ状導電性薄膜１１または多孔質膜１０上から滴下して分析することも可能であることは勿論である。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。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、検体１００から抽出される例えば体液中の極微量のグルコースを高感度かつ高精度で分析することが可能な光導波路型グルコースセンサと、光導波路型グルコースセンサの第２光導波路層４に接して１００ｎｍ以内の厚さに発色試薬膜８を固定化する発色試薬膜固定化方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光導波路型グルコースセンサを示す断面図である。
【図２】図１の光導波路型グルコースセンサの製造工程を示す行程断面図である（その１）。
【図３】図１の光導波路型グルコースセンサの製造工程を示す行程断面図である（その２）。
【図４】膜構造発色試薬の固定化方法の図である。
【図５】発色試薬膜の立体的な構造を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る光導波路型グルコースセンサを示す断面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…第１光導波路層、３ａ…入射側グレーティング、３ｂ…出射側グレーティング、４…第２光導波路層、５…保護膜、６…開口部、７…迷光トラッピング膜、８…発色試薬膜、８ａ…金属酸化膜、８ｂ…金属シラン化膜、９…酵素触媒固定化層、１０…多孔質膜、１１…メッシュ状導電性薄膜、１２…第１光導波路層より屈折率の高い材料の層、２１…光源、２２…受光素子、２３…偏光フィルタ、２４…偏光フィルタ、１００…検体、１０１…電極板、１０２…電源。
【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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