(57)【要約】      （修正有）【課題】光学的技法を用いて生体内において分析対象物を測定するか又はモニターするために使用するセンサーチップにおいて、分析対象物質を長期にわたり、精度よくモニターできる高い耐久性を有するセンサーチップを提供する。【解決手段】固体支持体上に突起形状を形成することにより、センサー表面と生体組織、更にはセンサーチップ１０５を生体内に埋め込む際に使用される部材との接触を無くすことができることから、センサーチップ１０５の耐久性を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体支持体上に局在型表面プラズモン共鳴を誘起しうる金属微細構造が形成された金属微細構造形成部と、前記固体支持体上に、上部が平面であり、前記上面が光反射部である複数の突起形状を有するセンサーチップと、光源と前記光源からの光の前記光反射部からの反射光強度と、前記光源からの光のより前記金属微細構造形成部から発生する表面増強ラマン散乱光を測定する検出器と、光路を変更する光路変更手段からなる前記光計測装置を備える生体成分濃度計測装置。
【請求項２】
前記光反射部が、金属により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の生体成分濃度計測装置。
【請求項３】
前記光反射部が、特定の波長の光のみを反射することを特徴とする請求項１に記載の生体成分濃度計測装置。
【請求項４】
前記反射光用照射光の波長と、前記表面増強ラマン散乱光用照射光の波長が異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生体成分濃度計測装置。
【請求項５】
前記反射光用照射光の波長と、前記表面増強ラマン散乱光用照射光の波長が同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の生体成分濃度計測装置。
【請求項６】
前記突起形状が周期的に形成された請求項１〜５のいずれかに記載の生体成分濃度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内にセンサーを埋め込み、光学的技法を用いて生体成分を測定するか又はモニターするために使用する生体成分濃度計測装置に関するものである。
【０００２】
特に、生体内に、局在化表面プラズモン共鳴が発生する金属微粒子や、被検物質と反応して蛍光特性が変化する蛍光微粒子を埋め込み、生体外からこれらの微粒子に光を照射し、微粒子で発生した表面増強ラマン散乱光や、蛍光を経皮的に検出して、細胞間質液等に存在する被検物質の濃度を計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来より、生体にセンサーを埋め込み、生体外から光を照射し、蛍光やラマン散乱光などの発生した光を検出し、グルコース等の被検物質の濃度を計測する装置が提案されてきた。
【０００４】
例えば、グルコースと反応することで蛍光特性が変化する試薬を含んだ微粒子をセンサーとして皮膚上層に埋め込み、生体外から光を微粒子に照射し、微粒子で発生した蛍光を経皮的に検出することにより、グルコース濃度を計測する装置が開示されている。（特許文献１参照）。
【０００５】
また、金属コーティングされた誘電体微粒子を表面に形成した基板を生体内に埋め込み、分析対象物質と量論関係をなすラマン活性物質を共存させて、光を照射することにより発生する局在型表面プラズモン共鳴による増強電場を介して、ラマン散乱光強度を増強する表面増強ラマン散乱により、生体中のグルコース濃度を測定する技術が開示されている（非特許文献１）
上記の技術は、センサーを完全に生体内に埋め込むことで、測定したいときに外部から、光を照射するだけで、その都度の痛みを伴うことなく、生体成分濃度を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５１０５２７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｊ．Ｍ．Ｙｕｅｎ，  Ｎ．Ｃ．Ｓｈａｈ  ｅｔ．ａｌ．，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．（２０１０）８２：８３８２-８３８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の従来技術においては、生体内に埋め込まれたセンサーの位置が把握できず、生体内のセンサーの位置に光を照射し、発生する光を高い捕捉率で検出することができないため、生体成分濃度の計測に必要な光強度が得られないという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、生体内に埋め込まれたセンサーの位置を正確に把握し、生体内のセンサーの位置に正確に光を照射し、発生する光を高い捕捉率で検出することで、高精度に生体成分の濃度が測定できる表面増強ラマン散乱を用いた生体成分濃度計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の生体成分濃度計測装置は、固体支持体上に局在型表面プラズモン共鳴を誘起しうる金属微細構造が形成された金属微細構造形成部と、前記固体支持体上に、上部が平面であり、前記上面が光反射部である複数の突起形状を有するセンサーチップと、光源と前記光源からの光の前記光反射部からの反射光強度と、前記光源からの光のより前記金属微細構造形成部から発生する表面増強ラマン散乱光を測定する検出器と、光路を変更する光路変更手段からなる前記光計測装置を備える。
【００１１】
前記光反射部が、金属により構成されていることが好ましい。
【００１２】
前記光反射部が、特定の波長の光のみを反射することが好ましい。
【００１３】
前記反射光用照射光の波長と、前記表面増強ラマン散乱光用照射光の波長が異なることが好ましい。
【００１４】
前記反射光用照射光の波長と、前記表面増強ラマン散乱光用照射光の波長が同じであることが好ましい。
【００１５】
前記突起形状が周期的に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の生体成分濃度計測装置によれば、光路を変更しながら、センサーチップ上の光反射部からの反射光強度を計測することにより、生体内に埋め込まれたセンサーチップの位置を把握し、生体内のセンサーチップの位置に正確に光を照射し、発生する光を高い捕捉率で検出することができるので、高精度に生体成分の濃度が測定できるため、有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１における生体成分濃度計測装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における生体成分濃度計測装置の反射光を検出する際の構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるセンサーチップ１０５の断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるセンサーチップ１０５の平面図
【図５】本発明の実施の形態１における固体支持体上への突起形状の製造方法を示す工程図
【図６】本発明の実施の形態１における突起形状を有する固体支持体上への金属微細構造と金属薄膜の製造方法を示す工程図
【図７】本発明の実施の形態２における生体成分濃度計測装置の構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態２における生体成分濃度計測装置の反射光を検出する際の構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態２におけるセンサーチップ１０５の断面図
【図１０】本発明の実施の形態２におけるセンサーチップ１０５の平面図
【図１１】本発明の実施の形態２における突起形状を有する固体支持体上への金属微細構造と誘電体多層膜の製造方法を示す工程図
【図１２】本発明の実施の形態３における生体成分濃度計測装置の構成を示す図
【図１３】本発明の実施の形態３における生体成分濃度計測装置の反射光を検出する際の構成を示す図
【図１４】本発明の実施の形態３におけるセンサーチップ１０５の断面図
【図１５】本発明の実施の形態３におけるセンサーチップ１０５の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について図１〜６を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態における生体成分濃度計測装置１００の構成を示す図である。図１において生体成分濃度計測装置１００は、センサーチップ１０５、光計測装置２００から構成されている。光計測装置２００は、略平行光を発するレーザー光源１０１、光を５０％反射し、５０％透過するビームスプリッタ１０２、センサーチップ１０５から発生した表面増強ラマン散乱光を整形するレンズ群１０８、表面増強ラマン散乱光を分光する分光フィルター１０６、分光した表面増強ラマン散乱光と、センサーチップ１０５を反射したレーザー光を検出する光検出器１１０、光検出器１１０が検出した光強度を算出し、算出した光強度によりセンサーチップ位置を決定、及び光検出器１１０が検出した光強度を算出し、算出した光強度に基づきグルコース濃度を算出するマイクロコンピュータ１１１、メモリ１１２、ビームスプリッタ１０２とレーザー光源１０１とレンズ群１０８と分光フィルター１０６と光検出器１１０とを位置関係を保持したまま移動する光路変更器１１３よりなる。図２に示すように、レンズ群１０８と分光フィルター１０６は、移動可能であり、センサーチップ１０５からの反射光を検出する際は、光路外に移動する。センサーチップ１０５から発生した表面増強ラマン散乱光を検出する際は、図１に示す位置にレンズ群１０８と分光フィルター１０６が配置する。
【００２０】
表皮組織１０３は、生体の表面にあり、０．２〜０．５ｍｍ程度の厚さを有する。真皮組織１０４は、０．５〜２ｍｍ程度の厚さを有する。センサーチップ１０５は真皮組織１０４中に埋め込み、組織細胞間の体液、即ち細胞間質液に浸った状態にある。真皮組織１０４中では毛細血管が多数存在するので、細胞間質液にはこれら毛細血管中の成分が浸透している。特に、グルコースは浸透性が高いことから、細胞間質液のグルコース濃度は、血糖値との相関が高い。皮下組織１０７は主に脂肪細胞からなる。
【００２１】
レーザー光源１０１は、本発明における光源に相当する。本実施の形態では、分光する際に、分光フィルターを用いたが、所定の波長を分光できる公知技術であれば、特に限定することなく利用できる。たとえば、スリットとグレーティング素子を用いた分光器や、音響光学素子等を利用することができる。
【００２２】
レーザー光源１０１は、波長が７８０ｎｍの略平行光で、ビーム形状は直径が５００μｍの円形で、表皮組織１０２を透過し真皮組織１０４中のチップ１０５を照射する。レーザー光が照射されたチップ１０５からはラマン散乱光が発生する。グルコースの場合は照射光の波数より、１０００〜１２００ｃｍ-1程度小さい波数の表面増強ラマン散乱光を観測すると、蛋白質等の妨害成分の影響を比較的受けにくく有利である。本実施の形態の場合、照射光の波長が７８０ｎｍなので、８９０ｎｍ程度の波長を透過する分光フィルター１０６を利用することが好ましい。
【００２３】
本実施の形態では、図３に示すような断面を持つセンサーチップ１０５の場合を説明する。本実施の形態におけるセンサーチップの固体支持体１３を構成する材料は、シリコン、ガラス板、セラミック、プラスチックフィルムが挙げられる。
【００２４】
固体支持体１３上には、円筒状の突起形状１１が設けられている。円筒状の突起形状１１の上面には、金薄膜１４が形成されている。金薄膜１４は、本発明における光反射部に相当する。固体支持体１３の表面の突起形状１１は、固体支持体１３と異なる素材でも良いが、製造における簡便さを考慮すると同一の素材が好ましい。
【００２５】
固体支持体１３の凹部には、局在型表面プラズモン共鳴を誘起しうる金微細構造１２が形成されている。センサーチップ１０５は、図４に示すように、直径５００μｍの円形状の固体支持体１３に直径５０μｍの円柱状の突起形状１１が、２つ形成されている。突起形状１１は、固体支持体１３の中心を通る直線A上に中心を持ち、固体支持体１３の中心を通り、直線Aに対して垂直な直線Bに対して線対称な位置に中心を持つ。また、固体支持体１３の円周と、突起形状１１の円周は接するように形成されている。突起形状１１の上面には、金薄膜１４が形成されている。
【００２６】
例えば、固体支持体１３と突起形状１１が同一素材の場合、突起形状１１の形成は、フォトリソグラフィー法とエッチング法とを組み合わせて行うことができる。
【００２７】
固体支持体１３上への突起形状１１の形成方法の一例を、図５（a）〜（ｄ）を用いて説明する。図５（a）に示しすように、まず固体支持体１３上に、スピンコート法などを用いレジスト膜３１を成膜する。このレジスト膜３１を選択的に露光（図５（ｂ））、現像し、所定の形状を有するレジストパターン３２を作製する（図５（ｃ））。その後、固体支持体１３のレジストパターン３２のレジスト膜３１が存在しない部分を所定の深さになるようにエッチングすることで、図５（ｄ）に示すような突起形状１１が形成できる。
【００２８】
なお、エッチング法には、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２９】
また、固体支持体１３がプラスチックフィルムの場合は、モールド法により作製した微細な凹凸を有する支持体を用いた作製方法も可能である。これにより、微細な突起形状パターンを精密に形成することができる。
【００３０】
固体支持体１３上への金微細構造１２と金薄膜１４の形成方法の一例を、図６（a）〜(d)を用いて説明する。図５（a）〜（ｄ）に示したように、まず突起形状１３を有する固体支持体１３上に、電子線レジスト４２をスピンコート法などにより成膜する（図６（ａ））。次いで、電子描画装置で露光し、現像後レジストパターン４３を得る（図６（ｂ））。その後、金薄膜４１をスパッタ法、あるいは蒸着法により蒸着する。次いで、レジストを除去して、任意の形状を有する金微細構造１２と金薄膜１４を形成することが出来る（図６（ｃ））。
【００３１】
前述の電子線描画装置の他に、集束イオンビーム加工装置、Ｘ線露光装置、ＥＵＶ露光装置によるパターニング法で金微細構造１２を成形することもできる。
【００３２】
金微細構造１２の１例として、およそ１３０nmの直径、及びおよそ３０nmの高さを有する金ナノディスクが挙げられる。この金ナノディスクは、７８０〜９００nmの局在型表面プラズモン共鳴波長を有する。
【００３３】
固体支持体１３厚み（Ｗ４）は、特に限定されなく、生体内への埋め込み場所等を考慮して、適宜選択される。具体的に、固体支持体１３の厚みW４は、５μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１００μｍ〜５００μｍの範囲である。固体支持体１３の厚みが５μｍ以下であれば、固体支持体１３が破損または変形する恐れがある。また、固体支持体１３の厚みが１０００μｍ以上である場合は生体内へ埋め込む際、人体への負荷が大きくなる。
【００３４】
固体支持体１３が生体適合性材料で無い場合は、固体支持体１３表面に生体適合性ポリマーをコーティングすることができる。生体適合性ポリマーとしては、既知の材料を用いることができ、生体内へ埋め込むことを考慮して適宜選択される。例えば、ポリウレタン、シリコン樹脂、ＰＭＭＡ、パリレンなどがあげられる。
【００３５】
固体支持体１３への生体適合性ポリマーのコーティング方法としては、スピンコート法、インクジェット法、ディッピング法、真空重合法など、固体支持体１３上へ形成される突起形状１１に対し、均一にコーティングできる手法を適宜選択することが出来る。
【００３６】
尚、図３中の突起形状１１の高さ（Ｗ１）は、５μｍ〜１５０μｍの範囲であることが好ましい。
【００３７】
突起形状１１は、固体支持体１３上の端かつ、中心に対して対称な位置に配置されていればよく、円柱でも、四角柱でも六角柱でもよく、特に制限されない。
【００３８】
さらに、全光反射部１４の面積は、特に制限されないが、局在型表面プラズモン共鳴を誘起しうる金微細構造１２の面積を考慮すると、固体支持体１３の表面積の２０％以下であることが望ましい。
【００３９】
センサーチップ１０５は図１の様に、真皮組織１０４中に、突起形状１１が形成された面を皮膚表面と平行になる様に表面から深さ１．５ｍｍの位置に埋め込む。（皮膚表面より１．５ｍｍ下）。
【００４０】
次に、本実施の形態における生体成分濃度計測装置１００がグルコース濃度を測定する際の動作について、図面を参照しながら説明する。まず、センサーチップ１０５は生体内の真皮組織１０４中に埋め込まれ、細胞間質液に浸されている。光計測装置１００を生体外からセンサーチップ１０５の近傍の１ｃｍ角の領域にレーザー光が照射されるように接触させる。その後、レーザー光源１０１の電源を入れる。このとき、レンズ群１０８と分光フィルター１０６は、図２に示すように、光路から外れるようにモータ等を用いて移動される。
【００４１】
レーザー光源１０１から放射された光は、ビームスプリッタ１０２によって反射され、皮膚に照射される。その後、レーザー光は光路変更器１１３により、横方向へ一定距離移動する。レーザー光が横方向へ一定距離移動する間、光検出器１１０は、常に光強度を検出し、メモリ１１２に位置情報と光強度を格納する。横方向へ１ｃｍ移動した後、光路変更器１１３は、１ｃｍ移動した横方向と垂直な方向へ光路を変更し、また、横方向へ１ｃｍ移動する。光路変更器１１３は、この操作を繰り返し、メモリ１１２に位置情報と光強度を格納する。マイクロコンピュータ１１１は、メモリ１１２に格納された光強度から、光強度が最大になる位置情報を引き出し、光路変更器１１３を動かし、光強度が最大となる位置に動かす。一連の動作により、光計測装置２００は、生体内に埋め込まれたセンサーチップの位置を把握し、生体内のセンサーチップ１０５の位置に正確に光を照射し、発生する光を高い捕捉率で検出することができる。光強度を検出することにより、センサーチップ１０５の位置を把握できる理由は以下の通りである。
【００４２】
センサーチップ１０５上には、金薄膜１４が設けられており、照射されたレーザー光を強く反射する。皮膚内には、レーザー光を強く反射する部位は存在しない。また、固体支持体１３の金微細構造１２が形成された領域では、散乱が強く、光検出器１１０に到達する光強度は弱い。したがって、光路を移動させたときに、光検出器１１０で検出される光強度が最大となる位置は、レーザー光の中心がセンサーチップ１０５の中心と一致する位置である。
【００４３】
次に、マイクロコンピュータ１１１は、レンズ群１０８と分光フィルター１０６を、図１に示すように、光路に動かす。レーザー光源１０１は、センサーチップ１０５に光を照射し、センサーチップ１０５直近の数十nm以下の領域に存在するグルコースから表面増強ラマン散乱光が発生する。発生したグルコースの表面増強ラマン散乱光は、レンズ群１０８により集光され、光検出器１１０に到達する。光検出器１１０に到達する表面増強ラマン散乱光は、レンズ群１０８の間にある分光フィルター１０６を通過することにより分光される。マイクロコンピュータ１１１は、メモリ１１２にあらかじめ格納されている光強度とグルコース濃度の相関関係を参照し、光検出器１１０により検出した光強度から、グルコース濃度を算出する。算出されたグルコース濃度は、例えば、スピーカー（図示せず）を通じて音声での通知や、ディスプレイ等（図示せず）に表示させることにより、使用者に通知される。
【００４４】
メモリ１１２に格納されている、光強度とグルコース濃度との相関を示す相関データは、例えば、以下の手順によって取得することができる。
【００４５】
まず、既知のグルコース濃度を有する使用者について、表面増強ラマン散乱光の光強度を測定する。この測定を、異なるグルコース濃度を有する複数の使用者について行うことにより、光強度とグルコース濃度とからなるデータの組を得ることができる。
【００４６】
本実施の形態によれば、反射光強度をセンサーチップの位置を把握でき、センサーチップ１０５に正確にレーザー光を照射し、発生する表面増強ラマン散乱光を高い捕捉率で検出することができるので、高精度に細胞間質液のグルコース濃度を測定できる。また、光源や光検出器が１つでよいため、装置構成が簡便である。
【００４７】
ここで、本実施の形態の様に、照射光の波長として７８０ｎｍを利用したが、これは次の点で有利である。一般的に生体中では、７００〜９００ｎｍの光に対しては透過性が極めて高い。またグルコースの特異的ラマン散乱光は、照射光の波数より、１０００〜１２００cm-1程度の小さい波数なので、照射光を７００〜８００nmに設定すると、照射光と表面増強ラマン散乱光の双方が、生体中の透過性が高い波長域を利用できるからである。
【００４８】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態について図７〜１１を用いて説明する。
【００４９】
図７〜１０において、図１〜４と同じ構成要素については、同じ符号を用い、説明を省略する。
【００５０】
図７は、本発明の実施の形態２に係る生体成分濃度計測装置の構成を示す図である。
図７において、実施の形態１と異なる構成は、光計測装置２００に、レーザー光源１０１と異なる波長の略平行光を発するレーザー光源１１４が設けられており、レーザー光源１０１とレーザー光源１１４が入れ替わることが出来る点である。また、センサーチップ１０５が、突起形状１１の上面の光反射部が、誘電体多層膜１５からなる点も異なる。その他の構成は同じであるので説明を省略する。
【００５１】
図７に示すレーザー光源１０１は、表面増強ラマン散乱光を検出する際に照射する光源であり、レーザー光源１１４は反射光強度を計測する際に照射する光源である。
【００５２】
図７に示す配置は、表面増強ラマン散乱光を検出する際の配置であり、レーザー光源１０１の光が生体に照射される。
【００５３】
図８は、反射光強度を検出する際の配置であり、レーザー光源１１４の光が生体に照射される。
【００５４】
レーザー光源１１４は、波長が６５０ｎｍの略平行光で、ビーム形状は直径が１０００μｍの円形で、表皮組織１０２を透過し真皮組織１０４中のチップ１０５を照射する。
本実施の形態では、図９に示すような断面を持つセンサーチップ２０５の場合を説明する。
【００５５】
図９において、実施の形態１と異なる構成は、円筒上の突起形状１１の上面の光反射部に６５０nmを中心波長として、６５０nm近傍の光のみを反射する誘電体多層膜１５が形成されている点である。
【００５６】
図１０に示すように、本実施の形態においては、センサーチップ２０５は、実施の形態１のセンサーチップ１０５と同様に、直径５００μｍの円形状の固体支持体１３に直径５０μｍの円柱状の突起形状１１が、２つ形成されている。突起形状１１は、固体支持体１３の中心を通る直線A上に中心を持ち、固体支持体１３の中心を通り、直線Aに対して垂直な直線Bに対して線対称な位置に中心を持つ。また、固体支持体１３の円周と、突起形状１１の円周は接するように形成されている。突起形状１１の上面には、誘電体多層膜１５が形成されている。
【００５７】
固体支持体１３上への金微細構造１２と誘電体多層膜１５の形成方法の一例を、図１１（a）〜(ｇ)を用いて説明する。図５（a）〜（ｄ）に示した方法で作成した突起形状１１を有する固体支持体１３上に、スピンコート法などを用いレジスト膜５１を成膜する。このレジスト膜５１を選択的に露光、現像し、所定の形状を有するレジストパターン５２を作製する（図１０（ｂ））。その後、スパッタ法等を用いて、誘電体多層膜５３を成膜する（図１０（ｃ））。次いで、レジストを除去して誘電体多層膜５４を得る（図１０（ｄ））。次に電子線レジスト５５をスピンコート法などにより成膜する（図１０（e））。次いで、電子描画装置で露光し、現像後、レジストパターン５６を得る（図１０（ｆ））。その後、金をスパッタ法、あるいは蒸着法により蒸着する。次いで、レジストを除去して、任意の形状を有する金微細構造１２と誘電体多層膜１５を形成することが出来る（図１０（ｇ））。
【００５８】
誘電体多層膜１５を構成する材料は、2種類の６５０nmの光に対して透明材料であれば、特に限定されることなく使用できる。例えば、SiO2とTiO2の誘電体周期多層膜が上げられる。
【００５９】
次に、本実施の形態における生体成分濃度計測装置がグルコース濃度を測定する際の動作について、図面を参照しながら説明する。まず、センサーチップ２０５は生体内の真皮組織１０４中に埋め込まれ、細胞間質液に浸されている。光計測装置２００を生体外からセンサーチップ２０５の近傍の１ｃｍ角の領域にレーザー光が照射されるように接触させる。その後、レーザー光源１１４の電源を入れる。このとき、レンズ群１０８と分光フィルター１０６は、図２に示すように、光路から外れるようにモータ等を用いて移動される。
【００６０】
レーザー光源１１４から放射された光は、ビームスプリッタ１０２によって反射され、皮膚に照射される。その後、レーザー光は光路変更器１１３により、横方向へ一定距離移動する。レーザー光が横方向へ一定距離移動する間、光検出器１１０は、常に光強度を検出し、メモリ１１２に位置情報と光強度を格納する。横方向へ１ｃｍ移動した後、光路変更器１１３は、１ｃｍ移動した横方向と垂直な方向へ光路を変更し、また、横方向へ１ｃｍ移動する。光路変更器１１３は、この操作を繰り返し、メモリ１１２に位置情報と光強度を格納する。マイクロコンピュータ１１１は、メモリ１１２に格納された光強度から、光強度が最大になる位置情報を引き出し、光路変更器１１３を動かし、光強度が最大となる位置に動かす。一連の動作により、光計測装置２００は、生体内に埋め込まれたセンサーチップ２０５の位置を把握し、生体内のセンサーチップ２０５の位置に正確に光を照射し、発生する光を高い捕捉率で検出することができる。
【００６１】
次に、マイクロコンピュータ１１１は、レンズ群１０８と分光フィルター１０６を、図１に示すように、光路に動かす。同時に、マイクロコンピュータ１１１は、レーザー光源１０１をレーザー光源１１４と入れ替える。レーザー光源１０１は、センサーチップ２０５に光を照射し、センサーチップ２０５直近の数十nm以下の領域に存在するグルコースから表面増強ラマン散乱光が発生する。発生したグルコースの表面増強ラマン散乱光は、レンズ群１０８により集光され、光検出器１１０に到達する。光検出器１１０に到達する表面増強ラマン散乱光は、レンズ群１０８の間にある分光フィルター１０６を通過することにより分光される。マイクロコンピュータ１１１は、メモリ１１２にあらかじめ格納されている光強度とグルコース濃度の相関関係を参照し、光検出器１１０により検出した光強度から、グルコース濃度を算出する。算出されたグルコース濃度は、例えば、スピーカー（図示せず）を通じて音声での通知や、ディスプレイ等（図示せず）に表示させることにより、使用者に通知される。
【００６２】
本実施の形態によれば、金微細構造の７８０nmにおける反射光強度が強く、センサーチップ１０５上の位置によって、反射光強度の変化が小さい場合に特に有効である。
【００６３】
（実施の形態３）
本発明の第３の実施の形態について図１２〜１５を用いて説明する。
【００６４】
図1２〜１５において、図１〜４と同じ構成要素については、同じ符号を用い、説明を省略する。
実施の形態１と異なる構成は、センサーチップ３０５の突起状形状１１が周期的に配置されている点である。
【００６５】
図１２において、実施の形態１と異なる構成は、センサーチップ３０５の突起状形状１１が周期的に配置されている点である。その他の構成は同じであるので説明を省略する。
【００６６】
図１３は、反射光強度を検出する際の配置であり、実施の形態１と異なる構成は、センサーチップ３０５の突起状形状１１が周期的に配置されている点である。その他の構成は同じであるので説明を省略する。
【００６７】
本実施の形態では、図１４に示すような断面を持つセンサーチップ３０５の場合を説明する。図１４において、実施の形態１と異なる構成は、センサーチップ３０５の突起状形状１１が周期的に配置されている点である。その他の構成は同じであるので説明を省略する。
固体支持体１３上には、正方配列した周期的な円筒状の突起形状１１が設けられている。円筒状の突起形状１１の上面には、金薄膜１４が形成されている。センサーチップ３０５は、図１５に示すように、直径５００μｍの円形状の固体支持体１３に直径２０μｍの円柱状の突起形状１３が、ピッチ間隔（W2）が、６０μｍで３６個形成されている。W2は円柱形状の中心間の距離である。
【００６８】
尚、図３中の突起形状１１の高さ（Ｗ１）は、５μｍ〜１５０μｍの範囲であることが好ましい。
突起形状１１は、固体支持体１３上の端かつ、中心に対して対称な位置に配置されていればよく、円柱でも、四角柱でも六角柱でもよく、特に制限されない。突起形状１１は、その形状は、円柱でも、四角柱でも六角柱でもよく、特に制限されない。また、柱状の突起形状の配列方法は、正方配列でも、三角配列、六角配列でもよく、規則的に配列していれば特に制限は無い。
【００６９】
本実施の形態における生体成分濃度計測装置の動作については、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。
【００７０】
本実施の形態によれば、周期的に光反射部を配置したことにより、光路変化に対する反射光強度の変化が、大きくなるため、より正確にセンサーチップ位置を把握できる。
【００７１】
本実施の形態では、実施の形態１生体成分濃度計測装置のセンサーチップに周期的な突起形状を設けたが、実施の形態２の生体成分濃度計測装置センサーチップに同様に周期的な突起形状を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の生体成分濃度計測装置によれば、光路を変更しながら、センサーチップ上の光反射部からの反射光強度を計測することにより、生体内に埋め込まれたセンサーチップの位置を把握し、生体内のセンサーチップの位置に正確に光を照射し、発生する光を高い捕捉率で検出することができるので、高精度に生体成分の濃度が測定できるため、有効である。
【符号の説明】
【００７３】
１１  突起形状
１２  金微細構造
１３  固体支持体
１４  金薄膜
１５  誘電体多層膜
３１  レジスト膜
３２  レジストパターン
４１  金薄膜
４２  電子線レジスト
４３  レジストパターン
W1  突起形状高さ
W２  ピッチ間隔
W４  固体支持体厚み
５１  レジスト膜
５２  レジストパターン
５３、５４  誘電体多層膜
５５  電子線レジスト
５６  レジストパターン
１００  生体成分濃度計測装置
１０１  レーザー光源
１０２  ビームスプリッタ
１０３  表皮組織
１０４  真皮組織
１０５、２０５、３０５  センサーチップ
１０６  分光フィルター
１０７  皮下組織
１０８  レンズ群
１１０  光検出器
１１１  マイクロコンピュータ
１１２  メモリ
１１３  光路変更器
１１４  レーザー光源
２００  光計測装置
【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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【図１４】
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【図１５】
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