(57)【要約】【課題】            裏面からの反射光等を抑え、光学式センサーからの情報を高感度で検出するための光学式センサー用検出方法を提供すること。【解決手段】          被検出物と反応する回折構造を有する機能面51と、当該機能面51と平行に形成される裏面52とからなる光学式センサー50からの光の情報を検出するための方法であって、機能面51に光Ｌを照射する光照射工程と、機能面51からの回折光のうち、０次回折光を除く１つ以上の回折光の情報を検出する光検出工程と、で構成される光学式センサー用検出方法。【選択図】          図１０
2016080443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出物と反応する回折構造を有する機能面と、当該機能面と平行に形成される裏面とからなる光学式センサーからの光の情報を検出するための光学式センサー用検出方法であって、
前記機能面に光を照射する光照射工程と、
前記機能面からの回折光のうち、０次回折光を除く１つ以上の回折光の情報を検出する光検出工程と、
を有することを特徴とする光学式センサー用検出方法。
【請求項２】
前記光検出工程は、前記機能面が前記被検出物と反応する前後の回折光の情報の連続的な変化を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の光学式センサー用検出方法。
【請求項３】
前記光照射工程における光照射位置は、前記被検出物を前記機能面と反応させる前に検出される前記回折光の光強度が最も大きくなる位置にすることを特徴とする請求項１又は２記載の光学式センサー用検出方法。
【請求項４】
前記光照射工程における光照射位置は、回折光のいずれかが光照射方向に戻ってくる位置にすることを特徴とする請求項１又は２記載の光学式センサー用検出方法。
【請求項５】
前記光照射工程において照射する光は、光検出工程で検出する光が可視光となるものを用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光学式センサー用検出方法。
【請求項６】
前記光照射工程は、光を前記光学式センサーの裏面側から照射することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光学式センサー用検出方法。
【請求項７】
前記光検出工程は、前記光学式センサーの裏面側の位置で前記光学式センサーからの光の情報を検出することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光学式センサー用検出方法。
【請求項８】
前記回折構造は、フォトニック結晶として機能する凹凸構造であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光学式センサー用検出方法。
【請求項９】
前記機能面は、前記被検出物と結合する認識素子を具備するものであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光学式センサー用検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学式センサーからの情報を検出するための光学式センサー用検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酵素や抗体、ＤＮＡ、化学物質等の被検出物の検出および定量を行うものとして、フォトニック結晶として機能する構造を利用した光学式センサー（例えば、特許文献１参照）や、金、銀又は白金などのナノメートルオーダーでの貴金属微粒子に発現する非線形光学現象である局在表面プラズモン共鳴（LSPR）を利用した光学式センサー（例えば、特許文献２参照）等がある。
【０００３】
これらの光学式センサーによる被検出物の検出方法としては、光学式センサーの機能面に対して所定の角度で光を入射させ、その反射光又は透過光を検出し、機能面と被検出物との反応によって生じる光の変化を観測している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０４４２７４号
【特許文献２】特許公開２００６−２５０６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、検出した光に、裏面からの反射光などの被検出物を検出するために不要な光が含まれるため、機能面によって生じる光のわずかな変化を観測することが困難となり、感度が低くなるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明では、裏面からの反射光等を抑え、光学式センサーからの情報を高感度で検出するための光学式センサー用検出方法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】
【０００７】
本発明の光学式センサー用検出方法は、被検出物と反応する回折構造を有する機能面と、当該機能面と平行に形成される裏面とからなる光学式センサーからの光の情報を検出するための方法であって、前記機能面に光を照射する光照射工程と、前記機能面からの回折光のうち、０次回折光を除く１つ以上の回折光の情報を検出する光検出工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
この場合、前記光検出工程は、前記機能面が前記被検出物と反応する前後の回折光の情報の連続的な変化を検出するものである方が好ましい。
【０００９】
また、前記光照射工程における光照射位置は、前記被検出物を前記機能面と接触させる前に検出する前記回折光の強度が最も大きくなる位置にする方が好ましい。また、前記光照射工程における光照射位置は、回折光のいずれかが光照射方向に戻ってくる位置にすることもできる。
【００１０】
また、前記光照射工程において照射する光は、光検出工程で検出する光が可視光となるものを用いる方が好ましい。
【００１１】
また、前記光照射工程は、光を前記光学式センサーの裏面側から照射する方が好ましい。
【００１２】
また、前記光検出工程は、前記光学式センサーの裏面側の位置で前記光学式センサーからの光の情報を検出する方が好ましい。
【００１３】
なお、本発明の光学式センサー用検出方法は、前記機能面に、フォトニック結晶として機能する凹凸構造を有するものに好適に使用できる。この場合、当該機能面は、前記被検出物と結合する認識素子を具備するものであっても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の光学式センサー用検出方法は、機能面からの回折光のうち、０次回折光以外の回折光の情報を検出するので、裏面からの反射光のような被検出物を検出、定量するために不要な光が検出されるのを抑制することができ、機能面からの光の情報を高感度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】光学式センサーの構成を示す概略説明図である。
【図２】光学式センサーの回折構造表面の構成を示す概略説明図である。
【図３】光の回折構造に対する入射方向を説明する図である。
【図４】入射光と回折光の方向を説明する図である。
【図５】光の回折構造に対する入射方向を説明する図である。
【図６】入射光と回折光の方向を説明する図である。
【図７】回折光の位置の特定方法を説明する図である。
【図８】回折光の位置の特定方法を説明する図である。
【図９】回折光を紙に投影した写真を示す図である。
【図１０】回折光の第１角度θout１（緯度）を説明する図である。
【図１１】回折光の第２角度θout２（経度）を説明する図である。
【図１２】入射角度と回折光の第１角度θout１との関係を示す図である。
【図１３】入射角度と回折光の第２角度θout２との関係を示す図である。
【図１４】入射角度と回折光の第１角度θout１との関係を示す図である。
【図１５】本発明の学式センサー用検出方法で被検出物の検出を行った際のグラフである。
【図１６】機能面上の溶液の屈折率の違いにおける検出角度と光強度との関係を示すグラフである。
【図１７】機能面の構造の違いにおける検出角度と光強度との関係を示すグラフである。
【図１８】本発明の学式センサー用検出方法で被検出物の検出を行った際のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の光学式センサー用検出方法は、被検出物と反応する回折構造を有する機能面51と、当該機能面51と平行に形成される裏面52とからなる光学式センサー50（図１参照）からの光の情報を検出するための方法であって、機能面51に光Ｌを照射する光照射工程と、機能面51からの回折光のうち、０次回折光を除く１つ以上の回折光の情報を検出する光検出工程と、で主に構成される。
【００１７】
ここで、被検出物とは、化学物質や生体物質等を意味する。具体的には、抗原、抗体、レセプター、リガンド、レクチン、糖鎖化合物、ＲＮＡ、ＤＮＡ、ＰＮＡ、ハプテン等が挙げられる。被検出物の機能から分類すると、ホルモン、イムノグロブリン、凝固因子、酵素、薬剤等が含まれる。物質名では、血清アルブミン、マクログロブリン、フェリチン、α−フェトプロテイン、ＣＥＡ、前立腺特異抗原（ＰＳＡ）、Ｂ型肝炎ウイルス表面抗原（ＨＢｓＡｇ）、ＨＩＶ−１Ｐ２４などが挙げられる。
【００１８】
また、光学式センサー50とは、被検出物と反応する回折構造11を有する機能面51と、当該機能面51と平行に形成される裏面52とからなり、光（電磁波）を照射すると、機能面51の機能により被検出物の有無や量によって反射光の波長や光強度が変化するものを意味する。裏面52は平坦に形成される方が好ましい。なお、機能面51は微視的には回折構造11を有するが、ここでいう「機能面と平行」とは、巨視的に見た場合に平面と見なせる面と裏面とが平行であることを意味する。
【００１９】
光学式センサー50は、図１、図２に示すように、所定の被検出物を検出するためのもので、被検出物と反応する回折構造11を有する基層１と、被検出物と結合する認識素子２と、認識素子２と結合する認識素子結合因子32を有し、回折構造11の表面に形成される媒介手段３と、で構成される。
【００２０】
回折構造11は、入射した光を回折する構造であればどのようなものでも良いが、例えば、所定の直径を有する孔や円柱を所定の間隔で二次元的に正確に周期配列した構造を用いることができる。また、回折構造11の間隔は、回折光のピーク波長が可視領域となるように形成するのが好ましい。具体的には、50〜500ｎｍの直径を有する孔又は柱を50〜1000ｎｍのピッチで二次元的に周期配列したものを用いることができる。なお、３次元的に周期配列させたものでも構わない。このような回折構造としてはフォトニック結晶として機能する凹凸構造が挙げられる。
【００２１】
また、基層１の材料としては、回折構造11を形成できるものであればどのようなものでも良いが、好ましくは、大面積で均一な凹凸構造を再現性良く形成できるインプリント技術（熱インプリント、光インプリント等）を適用可能な材料が良い。例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂が該当する。
【００２２】
光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂としては、エポキシド含有化合物類、（メタ）アクリル酸エステル化合物類、ビニルエーテル化合物類、ビスアリルナジイミド化合物類のようにビニル基・アリル基等の不飽和炭化水素基含有化合物類等を用いることができる。この場合、熱的に重合するために重合反応性基含有化合物類を単独で使用することも可能であるし、熱硬化性を向上させるために熱反応性の開始剤を添加して使用することも可能である。更に光反応性の開始剤を添加して光照射により重合反応を進行させて成型パターンを形成できるものでもよい。熱反応性のラジカル開始剤としては有機過酸化物、アゾ化合物が好適に使用でき、光反応性のラジカル開始剤としてはアセトフェノン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾインエーテル誘導体、キサントン誘導体等が好適に使用できる。また、反応性モノマーは無溶剤で使用しても良いし、溶媒に溶解して塗布後に脱溶媒して使用しても良い。
【００２３】
熱可塑性樹脂としては、環状オレフィン開環重合／水素添加体（ＣＯＰ）や環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）等の環状オレフィン系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ビニルエーテル樹脂、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂、ポリスチレン、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等を用いることができる。
【００２４】
認識素子２は、被検出物を特異的に結合できるものであればどのようなものでも良い。例えば、抗原に対しては抗体、抗体に対しては抗原、ハプテンに対しては抗ハプテン抗体、抗ハプテン抗体に対してはハプテン、ＤＮＡに対してはハイブリダイズすることができるＤＮＡ又はＰＮＡ、ビオチンに対してはアビジンあるいはストレプトアビジン、アビジンあるいはストレプトアビジンに対してはビオチンあるいはビオチン化タンパク、ホルモン受容体（例えばインスリン受容体）に対してはホルモン（例えばインスリン）、ホルモン（例えばインスリン）に対してはホルモン受容体（例えばインスリン受容体）、レクチンに対しては対応する糖鎖、糖鎖に対しては対応するレクチンなどが挙げられる。また、認識素子２は、特異的結合能を有するそれらのフラグメントあるいはサブユニットなどをも含む。さらに、細胞自体を認識素子２として選択可能であり、この場合の被検出物は、該細胞のある一部（受容体等）を特異的に認識するものでよい。
【００２５】
媒介手段３は、回折構造11の表面に形成され、回折構造11に認識素子２を確実に結合させるためのものであり、媒介手段３を構成する材料には、認識素子結合因子32が含まれている。このように媒介手段３を設けることにより、基層１の回折構造11を精密に形成できる材料を認識素子２の結合を考慮することなく選択することができ、認識素子２は媒介手段３を介して回折構造11上に均一かつ確実に配置することができる。
【００２６】
認識素子結合因子32は、認識素子２と結合できるものであればどのようなものでも良く、認識素子２のアミノ基やカルボキシル基、チオール基を有する分子あるいは導入した分子（例えば、抗体などのタンパク質）と結合するN-ヒドロキシスクシンイミド基（ＮＨＳ基）、アルデヒド基、カルボキシル基、マレイミド基等を用いることができる。例えば、アミノ基の場合、カルボキシル基、N-ヒドロキシスクシンイミド基（ＮＨＳ基）、アルデヒド基を用いることができ、チオール基の場合、マレイミド基を用いることができる。
【００２７】
また、媒介手段３は、被検出物以外の夾雑物との結合を防止する夾雑物非特異的吸着除去因子33を有する方が好ましい。夾雑物非特異的吸着除去因子33としては、被検出物以外の夾雑物との結合を防止することができるものであればどのようなものでも良いが、例えば、非特異的吸着除去能を有するポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリスコリン（ＭＰＣ）ポリマー、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）が該当する。
【００２８】
また、媒介手段３は、基層１に被覆することによって形成することもできるが、媒介手段３に基層１を構成する材料と結合する基層結合因子31を設ければ、媒介手段３を基層１に直接形成することもできる。基層結合因子31としては、基層１を構成する材料と結合できるものであればどのようなものでも良く、例えば、基層１の材料が環状オレフィン系樹脂の場合には、シラノール基を用いることができる。
【００２９】
光学式センサー50をこのように形成することにより、回折構造11に光を照射すると、回折構造11に応じた特定の波長の回折光が特定の方向に生じる。例えば、環状オレフィン系熱可塑性樹脂（ＣＯＰ）製であって、ピッチ460nm、直径230nm、深さ200nmのホールを三角配置したフォトニック結晶として機能する回折構造を有する機能面と、当該機能面と平行に形成される平坦な裏面とからなる光学式センサーと、波長が405nmの光を機能面に照射するレーザー光源（出力5mW：3V）を用意する。そして、図３、図４に示すように、入射光Ｌを光学式センサー50の裏面側から裏面に対し所定の角度でホールの最短ピッチ方向９に入射させる。すると、光学式センサーの照射位置Ｐから機能面側に回折光Ａ１，Ａ２，Ａ３が生じ、裏面側に回折光Ａ４，Ａ５，Ａ６が生じる。また、図５、図６に示すように、入射光を光学式センサー50の裏面側から裏面に対し所定の角度でホールの最短ピッチ方向９と直交する方向に入射させる。すると、光学式センサーの照射位置Ｐから機能面側に回折光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ７生じ、裏面側に回折光Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ８が生じる。なお、入射光の延長上に現れる回折光Ａ１，Ｂ１およびこれらを光学式センサー50に対して反転させた回折光Ａ６，Ｂ６が０次回折光である。
【００３０】
また、この回折構造11に所定の被検出物が吸着し、回折構造11に微妙な変化があると、それに応じて回折光のピーク波長や光強度などの光学特性が変化する。この変化によって、所定の被検出物を検出することが可能となる。
【００３１】
なお、光学式センサー50の機能面51は回折構造11だけでなく、更に、局在表面プラズモン共鳴を利用した構造としても良い。これにより、更に感度を向上することができる。
【００３２】
このような光学式センサー50は、チップとして用いても良いし、マルチウェルプレートやディッシュ等の容器の底面に配置して用いても良い。
【００３３】
光照射工程では、光学式センサー50の機能面51に光（電磁波）を照射するものである。照射する光の波長は、光学式センサー50から光の情報を受けることができる範囲のものであれば特に限定はされないが、好ましくは所定範囲の波長、更に好ましくは単波長のものを用いる方が良い。また、取り扱いが簡単であることから、可視光である方が好ましい。
【００３４】
光照射工程における光照射位置は、光学式センサー50から回折光の情報を受けることができる範囲であれば特に限定されるものではないが、感度の観点からは、被検出物を機能面51と反応させる前の光学式センサー50から光検出手段が検出する光の強度が最も大きくなる位置に設定するのが好ましい。一方、光源60と光検出手段が一体となった反射プローブを用いることができるという観点からは、光照射位置は、回折光のいずれかが光照射方向に戻ってくる位置に設定しても良い。
【００３５】
なお、光学式センサー50の機能面51側には、被検出物を含む溶液等が存在することから、当該溶液の影響を排除するため、図４又は図６に示すように、光照射工程は、光を光学式センサー50の裏面52側から照射する方が好ましい。
【００３６】
光源60としてはどのようなものでも良いが、例えば、タングステン・ハロゲン光源や発光ダイオード、ＬＥＤ、重水素ランプ、有機ＥＬ、レーザー等を用いれば良い。また、光ファイバーを用いて光源60の光を機能面51に照射しても良い。
【００３７】
光検出工程は、機能面51からの回折光のうち、０次回折光を除く１以上の回折光の情報を検出するものである。ここで、０次回折光とは、機能面51を通過した光のうち光照射方向の延長線上で検出される透過光および、当該透過光を光学式センサー50に対して反転させた方向で検出される反射光を言う。検出する光から０次回折光を除く理由は、０次回折光の方向には、被検出物と回折構造とが反応しても光強度や波長等の光情報がほとんど変化しない透過光や反射光などの不要な光が含まれるためである。透過光や反射光は、機能面によって生じる光のわずかな変化を観測する際に邪魔となり光学式センサーの感度が低くなる原因となる。なお、光の情報とは、ピーク波長や光強度等の光学特性を意味する。
【００３８】
光検出工程における回折光の検出位置は、適宜任意の方法で特定すれば良い。例えば、機能面と平行な位置に紙などの平面状のシート８を配置し、回折光を投影して確認することができる。上述した図４に示す回折光を機能面側に配置したシート８に投影すると、回折光は図７及び図９の写真（ａ）に示すように確認できる。また、上述した図６に示す回折光を機能面側に配置したシート８に投影すると、回折光は図８及び図９の写真（ｂ）に示すように確認できる。また、コンピュータを用いたシミュレーションによって計算し特定することも可能である。
【００３９】
０次回折光以外の回折光が複数ある場合には、いずれか１つ以上の回折光の情報を検出すれば良いが、好ましくは、被検出物と反応させる前の光学式センサー50から検出される回折光のうち、光強度が最も高くなる回折光の情報を検出するのが好ましい。
【００４０】
なお、光学式センサー50の機能面51側には、被検出物を含む溶液等が存在することから、当該溶液の影響を排除するため、光検出工程では、光学式センサー50の裏面52側の位置で光学式センサー50からの光の情報を検出する方が好ましい。
【００４１】
また、当該光検出工程は、機能面51が被検出物と反応する前後の反射光の情報の連続的な変化を検出すれば、より高感度かつ迅速に被検出物を検出することができる。
【００４２】
また、光を検出する光検出手段には、例えば、マルチチャンネル分光器やＣＣＤイメージセンサー、ＣＭＯＳセンサー等を用いることができる。また、光ファイバーを用いて光センサーからの光を光検出手段に取り込んでも良い。また、取得した情報の処理には、コンピュータ等の情報処理手段を用いれば良い。
【００４３】
次に本発明の実施例を説明するが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。光学式センサーとしては、環状オレフィン系熱可塑性樹脂（ＣＯＰ）製であって、ピッチ460nm、直径230nm、深さ200nmのホールを三角配置したフォトニック結晶として機能する回折構造を有する機能面を持つ光学式センサーＡと、ピッチ600nm、直径400nm、深さ400nmのホールを三角配置したフォトニック結晶として機能する回折構造を有する機能面を持つ光学式センサーＢを用いた。また光源60には、実施例１，２については、波長が405nmの光を照射できるレーザー光源（出力5mW：3V）を用い、実施例３〜６については、波長が462nmの光を照射できる青色ＬＥＤ光源（出力3W：700mA）を用いた。当該光源60の光は光ファイバーを介して機能面51に照射した。また、回折光の情報を検出するための光検出手段には、Ocean Optics社製の分光器（USB4000）を用いた。光学式センサーからの光は、コリメートレンズを先端に取り付けた反射プローブを用いて当該分光器に取り込んだ。
【実施例１】
【００４４】
まず、光学式センサーＡの裏面側から裏面に対し種々の照射角度θinでホールの最短ピッチ方向９にレーザー光源60（出力5mW：3V）の光Ｌ（波長が405nm）を入射させた場合の回折光A1〜A4（図４参照）の位置およびホールの最短ピッチ方向９と垂直な方向に光Ｌを入射させた場合の回折光B1，B6〜B8（図６参照）の位置を測定した。回折光の位置は、光学式センサー50への入射光Ｌの照射位置Ｐを中心とした緯度を第１角度θout１（図１０参照）、経度を第２角度θout２（図１１参照）として表す。緯度は光学式センサ50の機能面51又は裏面52の位置を０°とし、機能面51側をプラス、裏面52側をマイナスとして表した。また、経度は、入射光Ｌの進む方向を０°とし、機能面側から見て左回りをプラス、右回りをマイナスとして表した。なお、回折光B1，B6〜B8については、第２角度θout２が０°又は１８０°であったため、第２角度が９０°以上の場合には、その第１角度θout１をθout３＝１８０−θout１で表した。照射角度θinと回折光A1〜A4の第１角度θout１（緯度）の関係を図１２に、照射角度と回折光A2〜A4の第２角度θout２（経度）の関係を図１３に、照射角度と回折光B1，B6〜B8の第１角度θout１（緯度）の関係を図１４に示す。
【実施例２】
【００４５】
光学式センサーＡを濃度が2mg/mlであるドーパミン含有溶液に浸漬し、１時間後、３時間後および５時間後に取り出して洗浄及び乾燥した。この光学式センサーＡの底面側から照射角度θinを５５°として青色ＬＥＤ光源（出力3W：700mA）の光（波長が462nm）を照射し、回折光A4（第１角度１５５°、第２角度１２４°）と回折光B8（第１角度５５°、第２角度１８０°）の光強度を光検出手段を用いて測定した。光強度は、ドーパミン含有溶液に浸漬する前の未処理の状態のものを100％として比較した。その結果を図１５に示す。光強度の減少割合は、回折光B8より回折光A4の方が大きく、回折光A4を用いる方が検出感度が高いことがわかる。
【実施例３】
【００４６】
光学式センサーＡを35mmディッシュの底面とし、ｐＨ７のリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ溶液）を２ml入れた。このセンサーＡの底面側から照射角度θinを５５°としてホールの最短ピッチ方向９と垂直な方向にレーザー光源60の光Ｌを照射した。光学式センサー50の底面との角度を光Ｌの方向を０°として検出角度θoutとし、当該検出角度θoutが５５°、９０°、１２５°における光のピーク波長の光強度を調べた。その結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2016080443.tif 000003
【００４８】
検出角度が９０°の場合には、ピーク波長を観測することができなかった。また、検出角度が５５°の場合には、裏面からの反射光が強すぎるため、機能面で反射される光のわずかな変化を検出するのには適さないことがわかった。
【実施例４】
【００４９】
センサーＡを35mmディッシュの底面とし、屈折率の異なる３種類の溶液を２ml入れた。溶液としては、屈折率が1.33の超純水（ミリＱ）、屈折率が1.37のショ糖溶液（25w％）、屈折率が1.42のショ糖溶液（50w％）を用いた。このセンサーＡの底面側から照射角度θinでホールの最短ピッチ方向９と垂直な方向にレーザー光源60の光Ｌを照射した。光学式センサー50の底面との角度を検出角度θoutとし、検出角度θoutが４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、６５°、７０°における回折光の光強度を光検出手段を用いて測定した。なお、当該実施例では、光源と光検出手段が一体となった反射プローブを用いたため、θinとθoutは同一の値である。その結果を図１６に示す。
【００５０】
図１６より、溶液の屈折率を変えても回折光に光強度が変化するだけで、最適な検出角度θoutは変わらなかった。
【実施例５】
【００５１】
センサーＡとセンサーＢについて光の検出角度θoutと光強度との関係を調べた。まず、センサーＡおよびセンサーＢをそれぞれ35mmディッシュの底面とし、ｐＨ７のリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ溶液）を２ml入れた。次に、各センサーの底面側から照射角度θinでホールの最短ピッチ方向９と垂直な方向にレーザー光源60の光Ｌを照射した。光学式センサー50の底面との角度を検出角度θoutとし、検出角度θoutが４０°、４５°、５０°、５５°、６０°、６５°、７０°における回折光の光強度を光検出手段を用いて測定した。なお、当該実施例では、光源と光検出手段が一体となった反射プローブを用いたため、θinとθoutは同一の値である。その結果を図１７に示す。
【００５２】
センサーＡは検出角度θoutが５５°、センサーBは検出角度θoutが６５°のときが最も光強度が高い。したがって、機能面に形成された回折構造が変わると、最適な検出角度θoutも変化することがわかる。
【実施例６】
【００５３】
センサーＡが被検出物であるウシ血清アルブミン（BSA）を吸着し易くするために、機能面に親水化処理を行い、当該センサーＡを96ウェルプレートの底面とした。このウェルに、0.05w%の界面活性剤（Tween20）を含むｐＨ７のリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ溶液）を100μl入れた。次に、当該溶液を50μl抜き、代わりに被検出物としてウシ血清アルブミン（BSA）溶液を50μl加え、ウシ血清アルブミン（BSA）溶液を加えてからの時間と、回折光の光強度との関係を調べた。加えたウシ血清アルブミン（BSA）溶液は、50mg/ml、5mg/ml、0.5mg/mlの３種類の濃度を用いた。したがって、加えた後の各ウシ血清アルブミン（BSA）溶液は、25mg/ml、2.5mg/ml、0.25mg/mlとなる。光の照射は、光学式センサーＡの底面側から照射角度θinが６０°となる位置からホールの最短ピッチ方向９と垂直な方向にレーザー光源60の光Ｌを照射した。また、回折光の検出は、光学式センサーＡの底面側で、当該底面との検出角度θoutが６０°となる位置で光検出手段を用いて行った。また、当該実施例では、光源と光検出手段が一体となった反射プローブを用いた。その結果を図１８に示す。被検出物を短時間で高感度に検出できることがわかる。
【符号の説明】
【００５４】
１    基層
２    認識素子
３    媒介手段
８    シート
９    最短ピッチ方向
１１  回折構造
３１  基層結合因子
３２  認識素子結合因子
３３  夾雑物非特異的吸着除去因子
５０  光学式センサー
５１  機能面
５２  裏面
A1〜A6  回折光
B1〜B8  回折光
Ｌ    入射光
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図９】
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