(57)【要約】【課題】小型で安価な表面プラズモン共鳴センサ装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ部１０は、垂直共振器型面発光レーザである。センサ部２０は、第２多層反射膜１５上に設けられた誘電体膜２２と、その上に設けられた金属膜２３と、その表面に固定化された受容体２６とを具備する。誘電体膜２２の上面には、同心円状の凹凸からなるグレーティングが設けられており、その表面に沿って金属膜２３が形成されている。金属膜２３の凹凸表面には受容体２６が結合している。また、金属膜２３は、中心部が開口している。開口部２４の近傍には、光ファイバープローブ２７が設けられ、開口部２４から漏れ出す近接場光２５が検出される。【選択図】  図１
2005308658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面発光レーザと、
該面発光レーザの発光面上に設けられた導電膜と、
を備え、
前記導電膜は、周期的な凹凸パターンを有するとともに一部が開口していることを特徴とする表面プラズモン共鳴センサ装置。
【請求項２】
前記導電膜が、同心円状の周期的な凹凸パターンを有することを特徴とする請求項１記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
【請求項３】
前記導電膜の少なくとも一部に、検体を特異的に認識する受容体が配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
【請求項４】
前記面発光レーザの前記発光面と前記導電膜との間に、少なくとも1種類以上の誘電体膜が配置されたことを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
【請求項５】
前記開口部に散乱体が配置されたことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
【請求項６】
前記開口部に蛍光体が配置されたことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
【請求項７】
前記開口部の近傍に、光導波路が配置されたことを特徴とする請求項５または６に記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
【請求項８】
前記開口部の近傍に、光ファイバープローブが配置されたことを特徴とする請求項１乃至７いずれかに記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体の有無の検知あるいは種類の検出あるいは濃度の測定などを光学的に実施するための、面発光レーザを利用した表面プラズモン共鳴センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療や健康、食品、創薬、化学、生化学などの分野で、アンモニウムイオンやナトリウムイオンなどの化学物質、あるいはDNAや抗原抗体などの生体物質を検知、検出、定量する技術の重要性が増している。特に、表面プラズモン共鳴を利用して極微量な物質を高感度、迅速、簡易に検知、検出、定量できる表面プラズモン共鳴センサ装置が数多く提案されている（特許文献１）。
【０００３】
この種の表面プラズモン共鳴センサ装置の基本的要素は、図９に示すように、発光素子５１および高屈折率の光透過性基板５３およびその上面に配置した導電性薄膜５４および受光素子５２である。光波が高屈折率の光透過性基板５３を通って導電性薄膜５４の下面に全反射条件を満たす角度θで入射するとき、入射波は導電性薄膜の上面に一旦滲み出てエバネッセント波となってから、光透過性基板５３側に再び戻って反射波となり受光素子５２に到達する。エバネッセント波とは導電性薄膜表面に局在する表面波であり、導電性薄膜表面から垂直方向に離れるに従って振幅が減衰する光波である。ｐ偏光に由来するエバネッセント波の波数と導電性薄膜５４表面に存する電子に由来する表面プラズモンの波数が一致するとき共鳴が生じて入射波エネルギーが共鳴エネルギーに転化し、反射波エネルギーはほとんどゼロになる。共鳴を実現する入射波の入射角をプラズモン共鳴角といい、入射角とプラズモン共鳴角とが一致するとき共鳴が生じて反射波エネルギーは最小になる。エバネッセント波の波数はプラズモン共鳴角のほかに導電性薄膜５４表面付近の誘電率（屈折率）にも依存する。導電性薄膜５４表面に生体分子が相互作用する反応層があり、相互作用によって誘電率が変化したとき、プラズモン共鳴角も変化する。このプラズモン共鳴角のシフトの有無によって反応層の誘電率変化の有無がわかり、そのシフト量によって誘電率の変化量がわかる。
【特許文献１】特開昭６１−２９２０４５号
【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、上記従来例には以下のような課題があった。すなわち、プラズモン共鳴角を見出すために入射波の入射角を変化させなければならず、装置が大型で高価になるという課題があった。また、発光素子と導電性薄膜が離れているため装置が大型になるという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、小型で安価な表面プラズモン共鳴センサ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、面発光レーザと、該面発光レーザの発光面上に設けられた導電膜と、を備え、前記導電膜は、周期的な凹凸パターンを有するとともに一部が開口していることを特徴とする表面プラズモン共鳴センサ装置が提供される。
【０００７】
本発明においては、面発光レーザ上に、周期的な凸凹パターンを有し一部が開口している導電膜が配置される。凸凹パターンはグレーティングとして機能し、その周期と面発光レーザから誘導放出された光の波長が整合したとき、導電膜の表面に存する表面プラズモンと光が相互作用して表面プラズモン共鳴が生起する。このとき開口部から漏れ出る近接場光は表面プラズモン共鳴の影響を受けて強められる。ところが、検体が導電膜上に付着していくと共鳴状態は崩れ、開口部から漏れ出る近接場光は共鳴状態のときより弱まっていく。本発明は、こうした現象を利用する新規な表面プラズモン共鳴センサ装置であり、開口部から漏れ出る近接場光を検知することで導電膜に付着した検体の有無や濃度を知ることができる。
【０００８】
本発明によれば、光源を動かすことなく、表面プラズモン共鳴を起こさせることができるので、小型で安価な表面プラズモン共鳴センサ装置を実現することができる。
【０００９】
本発明において、前記導電膜が、同心円状の周期的な凹凸パターンを有することとしてもよい。こうすることにより、効率的に表面プラズモン共鳴を起こさせることができる。
【００１０】
本発明において、導電膜の少なくとも一部に、検体を特異的に認識する受容体が配置してもよい。こうすることにより、検出部となる導電膜表面に検体を効率よく捕獲することが可能となり、検体の付着による近接場光強度の変化が大きくなり、測定精度が安定的に向上する。
【００１１】
面発光レーザの発光面と導電膜との間に、少なくとも1種類以上の誘電体膜を配置してもよい。
【００１２】
開口部に散乱体が配置された構成としてもよく、また、開口部に蛍光体が配置された構成としてもよい。こうすることにより散乱波が伝搬光に変換され、近接場光の強度変化をより確実に検出することができる。この場合、開口部の近傍に、光導波路が配置してもよい。このようにすれば、伝搬光を光導波路に導くことにより、安定的に受光することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１３】
開口部の近傍に、光ファイバープローブが配置された構成としてもよい。近接場光は非伝搬波であり開口部付近に波長程度の範囲で局在する光であるので、それ以上離れたところで近接場光を検出することは困難である。上記構成によれば、こうした近接場光を好感度で検出することができる。
【００１４】
本発明において、面発光レーザの構成としては種々の形態を採用することができる。たとえば、半導体基板上に、第一の多層反射膜、活性層、第二の多層反射膜がこの順で積層してなる半導体レーザとすることができる。この場合、凹凸パターンを有する金属膜は、第二の多層反射膜上に設けられる。この場合、基板裏面には第一の電極を設けるとともに金属膜の周囲には第二の電極を設け、活性層への電流注入が円滑に行われる構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明によれば、面発光レーザを用いた装置構成を採用しているため、小型で安価なセンサ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（第1の実施形態）
図1は、本実施形態に係る表面プラズモン共鳴センサ装置を示す。このセンサ装置は、半導体レーザ部１０と、その上に設けられたセンサ部２０とにより構成されている。
【００１８】
半導体レーザ部１０は、ｎ型とｐ型の半導体多層膜反射鏡を活性層の上下に配置した垂直共振器型面発光レーザ（VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser。以下、単に面発光レーザ素子と称する。）であり、光の共振する方向が基板面に対して垂直に設けられている。図１に示すように、半導体基板１１上に、ｎ型の導電型を有する第１多層反射膜１２と、多重量子井戸活性層１３と、ｐ型の導電型を有する光閉じ込め層１４および第２多層反射膜１５がこの順で積層し、多重量子井戸活性層１３から上部はメサ構造となっている。半導体基板１１の裏面には裏面電極１９が設けられている。
【００１９】
第１多層反射膜１２の上面およびメサの側壁は、シリコン窒化膜１６により被覆されている。第２多層反射膜１５の上部において、シリコン窒化膜１６が円形に開口しており、この開口部の縁部に沿って円環状の上部電極１８が設けられている。
【００２０】
第２多層反射膜１５の最上層はｐ型コンタクト層となっている。シリコン窒化膜１６の開口部において、このｐ型コンタクト層上に、センサ部２０が設けられている。
【００２１】
センサ部２０は、第２多層反射膜１５上に設けられた誘電体膜２２と、その上に設けられた金属膜２３と、金属膜２３表面に固定された受容体２６とを具備する構成となっている。誘電体膜２２の上面には、同心円状の凹凸からなるグレーティングが設けられている。この誘電体膜２２の表面に沿って金属膜２３が形成されている。金属膜２３は、下地の誘電体膜２２の凹凸形状を反映し、凹凸表面を有する。この凹凸表面に、受容体２６が結合している。金属膜２３は、中心部が開口している。開口部２４の近傍には、開口部２４から漏れ出す近接場光２５を検出する光ファイバープローブ２７が設けられている。なお、開口部２４で反射して、半導体基板１１側に戻ってくる光を検出してもよい。
【００２２】
以下、このセンサ装置の動作について説明する。半導体レーザ部１０において誘導放出された光は、誘電体膜２２を通過して金属膜２３に入射する。このときグレーティングの周期と入射した光の波長とが整合すると、表面プラズモン共鳴状態が発生し、開口部２４から漏れ出る近接場光が強調される。
【００２３】
センサ部２０表面、すなわち、金属膜２３表面に試料を接触させると、試料中の所定の検体（被測定成分）が、金属膜２３表面に固定された受容体２６に結合する。検体が受容体２６に結合することは、光学的にグレーティングの周期が変化することと等価であり、共鳴状態が崩れ、開口部から漏れ出ている近接場光が弱まる。この近接場光を光ファイバープローブ２７により検出しその強度を測定することで、検体の存否や検体の定量を行うことができる。
【００２４】
図２は、上記センサ装置を含む測定システム全体の構成を示す図である。表面プラズモンセンサ装置３０は、試料中の特定の検体と結合するセンシング部を有する。検体を検出したとき、表面プラズモンセンサ装置３０から漏れ出る近接場光の強度が変化する。光ファイバープローブ２７は、この近接場光を検出し、受光部２０３に導く。近接場光の強度と検体濃度との関係は、あらかじめ実験またはシミュレーションによって求めておき、これを検量線データとして検量線ＤＢ２０５に格納しておく。解析部２０４は、受光部２０３で受光した光の強度を取得するとともに、検量線ＤＢ２０５にアクセスして所定の検量線を取得し、これらを比較することにより被測定試料の定量分析を行う。分析結果は表示部２０６により表示される。以上のようにして、表面プラズモンを利用した検体の分析が実現される。
【００２５】
次に、図１に示すセンサ装置各部の構造の詳細について説明する。
【００２６】
誘電体膜２２は、種々の誘電体材料により構成することができる。本実施形態ではシリコン酸化膜を採用する。
【００２７】
金属膜２３は、銀、金等、表面プラズモン共鳴を利用することができる金属材料により構成される。本実施形態では銀を用いる。
【００２８】
受容体２６は、金属膜２３表面に検体を特異的に付着させる役割を果たす。付着の態様は特に制限がなく、吸着または結合のいずれであってもよい。受容体２６として、抗体、酵素、細胞、イオノフォア、１本鎖ＤＮＡなどの受容体を挙げることができる。認識物質と被検出物質との組合せとしては、種々のリガンド−レセプタの組合せを用いることができる。たとえば、抗原−抗体、酵素−基質または反応抑制剤、ホルモン−ホルモン受容体、ポリヌクレオチド−相補ポリヌクレオチド、プロテインＡ−免疫グロブリン、レクチン−特定の炭水化物等が挙げられ、いずれか一方を認識物質として用い、他方を被認識物質（検体）とすればよい。
【００２９】
金属膜２３への受容体２６の固定化は、種々の方法を用いることができる。たとえば、認識物質および被認識物質（検体）のいずれかを金属膜２３に直接、またはリンカー層を介して結合すればよい。
【００３０】
具体例として、金属膜２３を銀膜や金膜とし、その表面にチオール化した認識物質を固定化する方法が挙げられる。この場合、認識物質としては、ＤＮＡ、ビオチン、アビジン等が挙げられる。また、金属膜２３に直接またはリンカー層を介してカルボキシメチルデキストランのコーティング層を形成した後、カルボジイミドを用いてカルボキシル基を活性化し、次いで、カルボキシル基を介して所定の認識物質をデキストランに結合させることができる。その他、静電相互作用を用いてデキストラン層を固定化することもできる。たとえば、プラスチック上にデキストラン層を固定化する場合、カチオン性のＰＤＤＡ（ポリ塩化ジアリルジメチルアンモニウム）やアニオン性のＰＶＳ（ポリビニル硫酸カリウム）を利用すれば、静電相互作用を用いてデキストランを吸着させることができる。具体的には、ｐＨが７より大きい塩基性の溶液の中でデキストラン層をマイナスに帯電させ、さらにプラスチック表面をプラズマ処理にてマイナスに帯電させれば、カチオン性のＰＤＤＡやＰＶＳを介して、プラスチック表面にデキストラン層を固定化させることができる。本実施形態では、銀からなる金属膜２３表面に、チオール化したビオチンを固定化する。
【００３１】
本実施形態では、発光波長８５０ｎｍの面発光レーザの発光面上に厚さ３００ｎｍのシリコン酸化膜からなる誘電体膜２２を形成し、その上に厚さ１００ｎｍの銀からなる金属膜２３を形成する。誘電体膜２２表面には同心円状の凸凹を形成してあり、金属膜２３上面のグレーティングのピッチが４２５ｎｍになるようにしてある。導電膜の同心円の中心には直径センサ部２００ｎｍの開口部２４を設けてある。
【００３２】
次に、図１に示す表面プラズモンセンサ装置３０の製造方法について、図３を参照して説明する。まず図３（ａ）に示す構造体を作製する。はじめに、ｎ型ＧａＡｓ半導体からなる半導体基板１１上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属化学気相成長法）により第１多層反射膜１２を形成する。第１多層反射膜１２は、それぞれの厚さがλ／４ｎ（λは発振波長、ｎは屈折率）であるｎ型高屈折率層とｎ型低屈折率層との積層構造を１ペアとして、複数ペア分積層した層である。例えば、ｎ型高屈折率層はｎ型ＧａＡｓで形成され、ｎ型低屈折率層はｎ型ＡｌＧａＡｓで形成される。第１多層反射膜１２を形成した後、適宜、下部クラッド層（不図示）を形成した後、多重量子井戸活性層１３を形成する。その後、光閉じ込め層１４を形成し、さらにその上に、第２多層反射膜１５を形成する。第２多層反射膜１５は、それぞれの厚さがλ／４ｎ（λは発振波長、ｎは屈折率）であるｐ型高屈折率層とｐ型低屈折率層との積層構造を１ペアとして、例えばそれを複数ペア分積層した層である。例えば、ｐ型高屈折率層とｐ型低屈折率層は、Ａｌ組成をそれぞれ変えたｐ型ＡｌＧａＡｓで形成することができる。第２多層反射膜１５の最上層には、ｐ型コンタクト層が形成される。次に、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程（ドライエッチングまたはウェットエッチング）を経て、第２多層反射膜１５、光閉じ込め層１４および多重量子井戸活性層１３からなる積層構造の外縁部を除去し、これにより円形のメサ部を形成する。メサ部の直径は例えば４０μｍ程度とする。以上により、図３（ａ）に示す構造体を得る。
【００３３】
つづいて、メサ部の上面と側面、および、第１多層反射膜１２の上面を覆うようにシリコン窒化膜１６を形成する。その後、メサ部の周囲をポリイミド埋め込み層１７によって埋設する。さらに、メサ部の上面に形成されたシリコン窒化膜１６を円形状に除去する。これによって第２多層反射膜１５の最上層にあるコンタクト層の表面が露出する（図３（ｂ））。
【００３４】
その後、コンタクト層の露出部に金属膜を成膜した後、エッチング加工を施し、リング状の上部電極１８を形成する（図４（ｃ））。
【００３５】
つづいて、全面にシリコン酸化膜を形成した後、選択的にエッチングを行い、上部電極１８の開口部に誘電体膜２２を形成する。そして、誘電体膜２２表面の所定領域をイオンビームエッチングし、所望の凹凸パターンを形成する。ここでは、４００ｎｍピッチの凹凸パターンとする。これにより、図４（ｄ）に示す構造が得られる。
【００３６】
その後、蒸着法により、誘電体膜２２の表面に、銀からなる金属膜２３を形成する。金属膜２３の厚みは、たとえば１００ｎｍ程度とする。つづいて金属膜２３の表面に受容体２６を固定化する。本実施形態では、金属膜２３を銀膜とし、その表面にチオール化したビオチンを固定化する。チオール化したビオチンを含む液を金属膜２３の表面に接触させることにより、このような構造が得られる。以上により、図１に示す表面プラズモンセンサ装置３０が作製される。
【００３７】
本実施形態のセンサ装置は、面発光型半導体レーザを光源に用い、凹凸パターンを有する金属膜２３への検体の結合の有無による近接場光の強度変化を検出することにより、検体のセンシングを行う。このため、センサの小型化を図ることができる上、高精度の測定結果を安定的に得ることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
図５は、図１の表面プラズモン共鳴センサ装置におけるセンサ部２０の構成例を示す図である。図５に示すように、半導体レーザ部１０の発光面上に厚さ３００ｎｍのシリコン酸化膜からなる誘電体膜２２を介して厚さ１００ｎｍの銀からなる金属膜２３を形成する。あらかじめ誘電体膜２２表面には同心円状の凸凹を形成してあり、金属膜２３のピッチが４２５ｎｍになるようにしてある。金属膜２３の同心円の中心には直径センサ部２００ｎｍの開口部２４を設けてある。
【００３９】
図２において、半導体レーザ部１０から誘導放出された波長８５０ｎｍの光は、誘電体膜２２を通過して金属膜２３に入射する。このときグレーティングの周期と入射した光の波長が整合すると表面プラズモン共鳴状態が発生し、開口部から漏れ出る近接場光が強調される。金属膜２３の表面に検体が付着すると光学的にグレーティングの周期が変化するのと等価なので、共鳴状態が崩れ、開口部２４から漏れ出ている近接場光２５が弱まる。開口部の上部に光ファイバープローブ２７を配置してこの近接場光の強度を受光素子で測定する。
【００４０】
（第３の実施形態）
図６は、図１の表面プラズモン共鳴センサ装置におけるセンサ部２０の他の構成例を示す図である。図６に示すように、半導体レーザ部１０の発光面上に厚さ３００ｎｍのシリコン酸化膜からなる誘電体膜２２を介して厚さ１００ｎｍの銀からなる金属膜２３を形成する。あらかじめ誘電体膜２２表面には同心円状の凸凹を形成してあり、金属膜２３のピッチが４２５ｎｍになるようにしてある。金属膜２３の同心円の中心には直径センサ部２００ｎｍの開口部２４を設けてある。
【００４１】
第１の実施形態との違いは、近接場光２５を検知するためにこの開口部２４に直径１０ｎｍの微粒子からなる散乱体２８を設け、局在化する光である近接場光２５を散乱体２８で伝搬光に変換しているところである。すなわち、近接場光２５が照射した散乱体２８において電気双極子から発せられた散乱波は伝搬光として進行する。
【００４２】
面発光レーザにおいて誘導放出された波長８５０ｎｍの光は、誘電体膜２２を通過して金属膜２３に入射する。開口部２４から漏れ出る近接場光２５は散乱体２８によって散乱され伝搬光となる。このときグレーティングの周期と入射した光の波長が整合すると表面プラズモン共鳴状態が発生し、開口部２４から漏れ出る近接場光２５が強調される。金属膜２３の表面に検体が付着すると光学的にグレーティングの周期が変化するのと等価なので共鳴状態が崩れ、開口部２４から漏れ出ている近接場光２５が弱まる。近接場光２５の強度と散乱光の光強度は比例することから、散乱光を観察することで金属膜２３表面に付着した検体の有無や濃度を知ることができる。
【００４３】
伝搬光が溶液中で散乱を受けるのを避けるため、開口部２４の上部にガラスやＰＭＭＡなどの光導波路を設置してもよい。また光導波路にレンズの機能を持たせ、散乱点を拡大してもよい。
【００４４】
散乱体２８の直径は１０ｎｍに限るものではなく、面発光レーザからの光の波長より小さい値なら同様な効果が得られる。
【００４５】
また、散乱体２８は微粒子に限るわけでなく、図７に示すように、発光面上の誘電体膜２２のうち開口部２４に相当する部分に凹凸部３２を設けて近接場光２５を散乱させてもよい。
【００４６】
（第４の実施形態）
図８は、図１の表面プラズモン共鳴センサ装置におけるセンサ部２０の他の構成例を示す図である。本実施形態では、発光波長６３３ｎｍの赤色面発光レーザを用いる。この半導体レーザは、ＧａＡｓに格子整合したＡｌＧａＩｎＰ系材料により構成される。半導体分布ブラッグ反射鏡は、Ａｌ組成を変化させたＡｌＧａＡｓの積層膜により構成される。図８に示すように、半導体レーザ部１０の発光面上に厚さ３００ｎｍのシリコン酸化膜からなる誘電体膜２２を介して厚さ１００ｎｍの銀からなる金属膜２３を形成する。あらかじめ誘電体膜２２表面には同心円状の凸凹を形成してあり、金属膜２３のピッチが４２５ｎｍになるようにしてある。金属膜２３の同心円の中心には直径センサ部２００ｎｍの開口部２４を設けてある。
【００４７】
第１の実施形態との違いは、近接場光２５を検知するためにこの開口部に蛍光色素３１（Ｃｙ５）をつけてあることである。
【００４８】
面発光レーザにおいて誘導放出された波長６３３ｎｍの光は誘電体膜２２を通過して金属膜２３に入射する。開口部から漏れ出る波長６３３ｎｍに対応する近接場光２５によって蛍光色素３１が励起され波長６７０ｎｍの伝搬光を発光する。このときグレーティングの周期と入射した光の波長が整合しており表面プラズモン共鳴状態が発生し、開口部から漏れ出ている近接場光２５が強調されている。金属膜２３の表面に検体が付着すると光学的にグレーティングの周期が変化するのと等価なので共鳴状態が崩れ、開口部から漏れ出ている近接場光２５が弱まる。近接場光２５の強度と蛍光色素の光強度は比例することから、蛍光色素の発光を観察することで金属膜２３表面に付着した検体の有無や濃度を知ることができる。
【００４９】
本実施形態では、局在化する光である近接場光２５を、蛍光色素を用いて伝搬光に変換しているため、光の検出が比較的容易になる。なお、伝搬光が溶液中で散乱を受けるのを避けるため、開口部の上部にガラスやＰＭＭＡなどの光導波路を設置してもよい。また光導波路にレンズの機能を持たせ、蛍光色素の発光点を拡大してもよい。
【００５０】
本実施形態において、蛍光色素はＣｙ５に限定されるものではなく、面発光レーザの波長を吸収波長とする蛍光色素なら種々のものを用いることができる。
【実施例】
【００５１】
実施例１
本実施例では、第１の実施の形態で示したのと同様の構成のセンサを用い、測定を行った。本実施例では、誘電体膜２２はシリコン酸化膜（膜厚２５０ｎｍ）により構成し、金属膜２３は銀膜（膜厚５０ｎｍ）により構成した。金属膜２３の凹凸ピッチは４００ｎｍ、中央開口部の直径はセンサ部２００ｎｍとした。
【００５２】
受容体２６としてチオール化したビオチンを用い、これを金属膜２３上に固定化した。これにより、チオール基を介してビオチンが金属膜２３に強固に固定化される。
面発光半導体レーザは、ＡｌＧａＩｎＰ系材料からなる発光波長６３３ｎｍのものを用いた。
【００５３】
被検出物質であるビオチンを含む溶液を検出部（金属膜２３表面）に滴下し近接場光を測定した。検出部が被検出物質を捕捉するに従い近接場光の光エネルギーが大きくなった。この変動値より検出部が捕捉した被検出物質の有無や種類、量について分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施形態に係る表面プラズモン共鳴センサを説明するための図解的な断面図である。
【図２】実施形態に係る表面プラズモン共鳴センサを説明するための図解的な断面図である。
【図３】実施形態に係る表面プラズモン共鳴センサの製造方法を説明するための模式的工程断面図である。
【図４】実施形態に係る表面プラズモン共鳴センサの製造方法を説明するための模式的工程断面図である。
【図５】センサ部の構成例を示す図である。
【図６】センサ部の構成例を示す図である。
【図７】センサ部の構成例を示す図である。
【図８】センサ部の構成例を示す図である。
【図９】従来の表面プラズモンセンサを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  半導体レーザ部
１１  半導体基板
１２  第１多層反射膜
１３  多重量子井戸活性層
１４  光閉じ込め層
１５  第２多層反射膜
１６  シリコン窒化膜
１７  ポリイミド埋め込み層
１８  上部電極
１９  裏面電極
２０  センサ部
２２  誘電体膜
２３  金属膜
２４  開口部
２５  近接場光
２６  受容体
２７  光ファイバープローブ
３０  表面プラズモンセンサ装置
３１  蛍光色素
３２  凹凸部
２０３  受光部
２０４  解析部
２０５  検量線ＤＢ
２０６  表示部
【図１】
2005308658.tif 000003
【図２】
2005308658.tif 000004
【図３】
2005308658.tif 000005
【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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