(57)【要約】【課題】  一つ一つの素子の位置合わせをすることなく複数の素子のプラズモン共鳴を検出する。【解決手段】  プラズモン検出素子と光偏向手段を回転機構の上に複数搭載し、円筒面内で回転移動させ、さらに回転機構上の光偏向手段にレーザビームを照射することによって、プラズモン検出素子に入射する検出光角度をスキャンさせ、素子の反射光を受光手段により取得する。【選択図】  図１
2009139279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズモン共鳴を用いた、検体を検査する検査装置において、
プラズモン検出素子を保持するための複数の検出素子ホルダーと、
前記プラズモン検出素子に光を照射するための光源と、
前記検出素子ホルダーと同数の光偏向手段と、
前記プラズモン検出素子より反射した光の強度を検出する受光素子と、
前記検出素子ホルダーと前記光偏向手段とを一体として回転させるための回転機構とを持ち、
前記光源は、前記検出素子ホルダーと前記光の偏向手段よりも前記回転機構の回転中心に近い位置に存在し、回転機構の回転半径方向に光を出射することを特徴とする、検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の検査装置において、
前記光偏向手段が、前記回転機構の回転中心とプラズモン検出素子の検出部位との中間点に位置することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体中の標的物質の量、相互作用を検出するためのプラズモン共鳴を用いた検査装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
化学物質（とりわけ生体関連物質）を検出するセンサとして、表面プラズモン共鳴を原理とするセンサが実用化されている。表面プラズモン共鳴は、検出に際して、標識を付与することが不要であるため、反応過程を逐次モニタリングすることができ、物質の含有量だけではなく、複数の物質の相互作用の強弱を同時に計測可能という利点を有している。
【０００３】
しかしながら、表面プラズモン共鳴法を用いた検出手法は、図２に示したクレッチマン配置に代表されるように一般的には検出機構が複雑になるという不利益が存在する。具体的には、入射光の偏向とともに、出射光も偏向されるため、入射、出射光学系それぞれに独立した、駆動機構をもつ必要がある。
【０００４】
この課題を解決するために、特許文献１に示されるような、検出機構を単純化し装置コストを低減する試みが提案されている。
【特許文献１】特開平９−２９２３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この表面プラズモン共鳴法を用いた検出手法を広く、医療現場で用いる検出手法として用いるため、すなわち臨床検査に応用するためには、医療現場で発生する大量の検体を効率的に処理することが求められる。現状提案されている手法では、装置の簡便化には寄与するものの、検出毎に正確な位置合せが必要となり、複数検体検査あるいは複数対象物質検査の連続処理は困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、複数検体検査あるいは複数対象物質検査を迅速に行うことを可能とするプラズモン共鳴検出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】
【０００７】
そこで、本発明は、プラズモン共鳴を用いた、検体を検査する検査装置において、
プラズモン検出素子を保持するための複数の検出素子ホルダーと、
前記プラズモン検出素子に光を照射するための光源と、
前記検出素子ホルダーと同数の光偏向手段と、
前記プラズモン検出素子より反射した光の強度を検出する受光素子と、
前記検出素子ホルダーと前記光偏向手段とを一体として回転させるための回転機構とを持ち、
前記光源は、前記検出素子ホルダーと前記光の偏向手段よりも前記回転機構の回転中心に近い位置に存在し、回転機構の回転半径方向に光を出射することを特徴とする、検査装置である。
【０００８】
前記光偏向手段は、前記回転機構の回転中心とプラズモン検出素子の検出部位との中間点に位置することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成を用いることにより、装置の光学構成の簡易性は保ったまま、連続して複数のプラズモン検出素子を計測することが可能となる。また、反応過程の経時的な変化を捉えることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る、最良の実施形態について添付図面を参照し説明する。なお、本発明は特許請求の範囲によって定まるものであって、本明細書の記載は本発明を限定するものではない。
【００１１】
（検査装置）
本発明のプラズモン共鳴を用いた検査装置の一例について、図１を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の検査装置の概要図である。図中、１０１はプラズモン検出素子である。ここではプラズモン検出素子の一例としてプリズムおよび反応用のキュベット（反応槽）が一体になっている形態を示しているが、これに限定されるものではない。なお、プラズモン検出素子は、検査装置の構成要素ではない。１０２は検出素子ホルダーである。ここに１０１のプラズモン検出素子を固定する。検出素子ホルダー１０２は、プラズモン検出素子を脱着可能に、かつ機械的に安定に保持するのものである。その構造には、特に制約はない。ここでは図示していないが、検出素子ホルダー１０２は、１０１のプラズモン検出素子毎の機械的な作製誤差分（機械加工精度に起因する誤差分）を修正するための位置合せ機構を有していることがより好ましい。上述したようにプラズモン検出素子１０１が一体成型されたプリズムを有している場合は、本図のように検出素子ホルダー１０２にはプリズムを搭載しないが、プラズモン検出素子にプリズムが一体成型されていない場合は、本素子ホルダーにプリズムを搭載しておく。１０３は光偏向手段である。光偏向手段１０３は複数のプラズモン検出素子ホルダー１０２のそれぞれに対応する位置に複数設けられている。本図では、光偏向手段として単レンズを記載しているが、単レンズでなく複数毎のレンズなどなるものを光偏向手段としても構わない。この光偏向手段１０３は、後述する回転機構の回転軸１０９とプラズモン検出素子１０１の検出部位が共役な配置になるように設計されている。光偏向手段１０３は、レンズもしくはレンズ群の軸上で球面収差が補正されているものであることがより望ましい。
【００１３】
１０４は回転機構であるサンプルロータであり、１０９はサンプルロータ１０４の回転軸である。サンプルロータ１０４は、回転軸１０９を中心として回転運動を行う。その際、サンプルロータ１０４は、プラズモン検出素子１０１を固定するための複数の検出素子ホルダー１０２と複数の光偏向手段１０３を搭載した状態で回転する。すなわち、すべての検出素子ホルダーとすべての光偏向手段とは同時に回転することになる。サンプルロータ１０４と回転軸１０９とを含む回転運動に関わる部分は、サンプルロータ１０４が回転する際に偏芯がないような機械精度を有している。また、プラズモン検出素子１０１が一部のホルダー１０２のみに搭載された場合であっても回転運動時に偏った力が発生しないようにするために、移動可能なバランサ（不図示）が設けられていることが好ましい。複数の検出素子ホルダー１０２は、このサンプルロータ上のサンプルロータの回転軸１０９を中心とした円周上に配置される。より詳細には、本実施形態の検出装置は、検出素子ホルダー１０２それぞれに保持されるプラズモン検出素子１０１のプラズモン検出領域のすべてがサンプルロータの回転軸１０９を中心とする一つの円周上に位置するように設計されている。
【００１４】
光偏向手段１０３も同様にサンプルロータの回転軸１０９を中心とした円周上に配置される。光偏向手段１０３はそれぞれの検出素子ホルダー１０２ごとに（すなわち検出素子ホルダーと同数）設けられており、検出素子ホルダーと同時に回転する。
【００１５】
回転させるための動力は、安定した回転を可能にするものであれば特に制約はないが、回転数制御の容易性の観点からは、直流モータあるいはインバータ制御が可能な誘導モータを用いることが望ましい。また、常に角度位置および回転角速度をモニターする機構をもつことが望ましい。角度位置の取得と回転角速度のモニター機構としては、アブソリュートロータリーエンコーダーを用いることが望ましく、高分解能のインクリメントタイプのロータリーエンコーダを併用することがさらに望ましい。１０５は光源である。光源１０５は、回転機構の回転半径方向に光を出射する。光源１０５としては、単一波長光源で平行光が出射できる光源であれば制約はないが、レーザ光源を用いることが望ましい。
【００１６】
１０６は偏光素子である。偏光素子１０６は、プラズモン検出素子１０１に入射する光をＰ偏光に限定するために設けられている。１０７は受光素子である。受光素子１０７としては、使用光源１０５の出射波長で十分な感度有しており、各プラズモン検出素子の角度走査（すなわち、サンプルロータの回転）に伴ってプラズモン検出素子の反射光の出力位置が変化しても反射光を受光しうるだけの面積を有しているものが用いられる。反射光の出力位置変化に対応し、出力ビームスポットの強度を感度よくとらえるという観点からは、受光素子１０７としてリニアフォトダイオードアレイを好適に用いることができる。１０８は光源１０５から受光素子１０７に至る検出光の通過領域に外乱光の入射を防ぐための遮光部位を示している。ここは、検出値に影響を与えるような外乱光を防げればとくに素材等含めて制約はない。１１０は遮光部材であり、光源レーザの光を遮るものである。より具体的には、遮光部材１１０は光偏向手段１０３を通らない光がプラズモン検出素子１０１や受光素子１０７に入射しないようにするという機能を有している。遮光部材１１０としては、散乱や反射の少ないもの、具体的には、光吸収率が９０％以上のものが好ましい。遮光部材１１０の機能としては、検出光偏向手段１０３に光が照射されている時以外に必要外の光が検出素子に入射することを防止するとともに、装置の外部に検出光が漏れ出ることを防ぐことが挙げられる。
【００１７】
（プラズモン検出素子）
プラズモン検出素子は本発明の構成要素ではないが、本発明の装置の使用時には重要な位置を占めるためここで説明しておく。
【００１８】
本発明の検査装置で使用可能なプラズモン検出素子は、基板上に設けられた金属構造体に起因したプラズモン共鳴による吸収が光の入射角度に応じて変化するものである。以下に代表的な構成例を示す。
【００１９】
プラズモン検出素子の基板としては、光学的に透明な誘電体基板が好適に用いられる。検出する際に水を用いることが多いので、吸水性が小さいことが望ましい。プラズモン検出素子の基板の具体例としては、各種光学ガラス、光学樹脂を挙げることができる。なお、後述するような薄膜形状の表面プラズモン共鳴を用いる場合、入射角が浅い角度に共鳴ピークを持つ構成が採りやすい高屈折率（高誘電率）の基板を選択することが設計自由度の点でより好ましい。この場合、屈折率としては、１．７以上の材料を用いるとより好ましい。
【００２０】
また、後述するが、プリズム一体型の素子を用いる場合で光学ガラス材料を用いる場合、ガラス転移点の低い光学ガラスを用いることが、モールド成型が容易になるためより好ましい。プリズムの形状としては、円筒面型、球面型のいずれかが好ましい。円筒面型の場合その中心軸が、球面型の場合その中心が、プラズモン検出素子表面にくるように設計する。
【００２１】
本検出素子の金属構造体に用いられる金属は、プラズモン共鳴現象を示す金属である。このような金属としては、金、銀、銅、アルミニウム、白金、亜鉛やこれら金属を含む合金を挙げることができる。中では、プラズモン共鳴を顕著に示す金や銀またこれを含む合金が好ましく、耐食性の観点からは金がより好ましい。
【００２２】
本検出素子の金属構造体の形状としては、金属薄膜、金属薄膜に孔を多数もったホールパターン、金属薄膜の微小なドットパターンを挙げることができる。
【００２３】
このような金属構造体を誘電体基板上に形成する際に、基板と金属構造体との間に、バインディング層として、Ｔｉ、Ｃｒ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの薄膜を設けてもよい。また本発明の本質とは関係がないが、図５に示すような反応キュベット一体型の素子を用いてもよい。図５の反応キュベット一体型の素子では、２０６に示される反応キュベットが、素子上の検出部位２０２に検出溶液を保持できるように固定されている。
【００２４】
検出素子部は、前述したように金属構造体を用いているが、この金属構造体の表面あるいは近傍に液体中の標的物質を捕捉する捕捉体を固定しておくと好適である。この捕捉体と標的物質の組み合わせとしては、以下に挙げられるものがある。
【００２５】
捕捉体としては、標的物質と特異的な結合対を形成するものであれば、特に制約はない。検出対象物質と特異的に結合する結合対の組合せには、抗原／抗体、相補的ＤＮＡ、リセプター／リガンド、酵素／基質が挙げられる。
【００２６】
検体中に含まれる標的物質は、非生体物質と生体物質に大別される。非生体物質として産業上利用価値の大きいものとしては、環境汚染物質としての塩素置換数／位置の異なるＰＣＢ類、同じく塩素置換数／位置の異なるダイオキシン類、いわゆる環境ホルモンと呼ばれる内分泌撹乱物質等が挙げられる。生体物質としては、核酸、タンパク質、糖鎖、脂質及びそれらの複合体から選択される生体物質が含まれ、更に詳しくは、核酸、タンパク質、糖鎖、脂質から選択される生体分子を含んでなるものであり、具体的には、ＤＮＡ、ＲＮＡ、アプタマー、遺伝子、染色体、細胞膜、ウイルス、抗原、抗体、レクチン、ハプテン、ホルモン、レセプター、酵素、ペプチド、スフィンゴ糖、スフィンゴ脂質の何れかから選択された物質を含むものであれば、如何なる物質にも本発明を適用することができる。更には、前記の「生体物質」を産生する細菌や細胞そのものも、本発明が対象とする「生体物質」として標的物質となり得る。
【実施例】
【００２７】
（実施例１）
まず、実施例１の構成を図を用いて説明する。
【００２８】
＜装置構成＞
本実施形態の計測装置構成を図１に示す。それぞれの部材の概要は前述したとおりである。
【００２９】
本例では、光源１０５として、レーザーダイオードを用いたレーザーヘッドとコリメートレンズとが一体となったものを用いている。この光源からは、平行光が出射されるようになっている。本例で用いているレーザーダイオードは、波長６７０ｎｍのものである。偏光素子１０６は、プラズモン検出素子１０１にＰ偏光のみを照射するように配置された偏光フィルターである。光偏向手段１０３としては凸レンズを用いている。なお、凸レンズに限らず、正の屈折パワーを持った光学素子であれば、光偏向手段１０３として用いることができる。受光素子１０７として、ここではシリコンのリニアフォトダイオードアレイを用いている。遮光部位１０８の周囲は、ここでは黒色塗装した金属部材によって囲んでいる。遮光部材１１０としては、黒色塗装した金属部材を用いている。
【００３０】
ここで、図６を用いてプラズモン検出素子１０１と凸レンズ（光偏向手段）１０３との位置関係を詳細に示す。図６中、４０１は回転中心軸、４０２は凸レンズである。４０３はプラズモン検出素子の検出部位である。ここでは、回転中心軸４０１と検出部位４０３が共役の位置になるように構成している。ここでレンズの焦点距離をｆとし、回転中心とレンズの主点（回転中心側）の距離をｓとし、センサ面とレンズの主点（センサ側）との距離をｓ’とすると、
【００３１】
【数１】
2009139279.tif 000003
【００３２】
となるように構成すればよい（図６（１））。この場合に、サンプルロータが一定角度（α）回転した場合の素子入射角度の変化をα‘とすると、
【００３３】
【数２】
2009139279.tif 000004
【００３４】
となる（図６（２））。
【００３５】
＜検出素子の作製＞
本実施例では、図３に示す形態の検出素子を用いる。
【００３６】
本実施例では、フリントガラスからなる基板２０１を用いている。図３に示されるように、基板２０１はプリズムを有している。このプリズムは、略半円筒形状のプリズムとなっている。また、基板の平板状の部分とプリズム部分とは一体成型されている。一体成型方法としては、略半円筒形状のフリントガラス製ロッドレンズを研磨し一体成型後にプリズムの曲率の中心が基板面になるように設計したプリズム部材と、平板状のフリントガラス板とを、屈折率がフリントガラスと略等しいＵＶ硬化接着剤で接合する方法を採用することができる。
【００３７】
本実施例における検出部位２０２は、金の薄膜を用いた表面プラズモンを原理としたものである。本実施例においては、以下のようにして検出部位２０２を形成する。まず、スパッタリング装置を用いて、基板２０１の検出部位を設けるべき面上にチタンを２ｎｍ程度成膜し、その上に、金を５０ｎｍ成膜する。その際、成膜が必要な部位以外は、あらかじめマスクしておくことにより不要なチタンや金の付着を防止する。続いて、反応領域として溶液を保持するために、反応キュベットを固定する。この場合の構成図は、図５である。反応キュベットは、ＰＭＭＡ等の樹脂で作製し、ＵＶ硬化作用を持った接着剤で接着することにより基板２０１に固定することができる。
【００３８】
以下の工程を、図７を用いてさらに説明する。なお、図７は検出時の反応が完了した場合の検出領域を示している。図７中、５０１は基板の一部であり、５０２は基板上に形成した金薄膜である。
【００３９】
標的物質を検出するために、金薄膜５０２上に標的物質捕捉体５０３を設ける。
【００４０】
金薄膜５０２上に標的物質捕捉体５０３を設ける。本実施例では、標的物質捕捉体として抗体を固定している。本実施例での抗体の固定方法は以下のとおりである。まず、金薄膜に、金と親和性の高いチオール基を持つ１１−Ｍｅｒｃａｐｔｏｕｎｄｅｃａｎｏｉｃ  ａｃｉｄのエタノール溶液を滴下し、金薄膜を表面修飾する。その状態で、Ｎ−Ｈｙｄｒｏｘｙｓｕｌｆｏｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｅ（同仁化学研究所社製）水溶液と１−Ｅｔｈｙｌ−３−［３−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ］ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ  ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ（同仁化学研究所社製）水溶液を加え、室温で１５分間インキュベートする。これにより、金薄膜表面にスクシンイミド基が露出される。この状態で、ヒトＣ反応性蛋白と結合する抗ヒトＣＲＰ−マウスモノクローナル抗体（Ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ社製）溶液を金薄膜上に滴下し、インキュベーションする。それにより、金薄膜上に抗ヒトＣＲＰ−マウスモノクローナル抗体が固定される。固定後必要に応じて、牛血清アルブミンなどの非特異的吸着の抑制作用を持った試薬を用いて非特異的吸着反応を抑制するための処理を行ってもよい。以上の作業で検出素子を作製することができる。
【００４１】
＜測定時動作の説明＞
以下に、図９の本発明装置のブロック図を用いて、本実施例の検査装置を用いた測定時の動作について説明する。３０１は全体動作を司る中央演算装置（ＣＰＵ）である。３０２は主記憶メモリであり、動作プログラムを固定ディスク３０３より読み込み動作させる。また、主記憶メモリ３０２は、必要な計測データ、制御データを一時的に保持する。３０４は表示手段（ディスプレイ）であり、計測結果の表示や、ユーザ入力の要求情報の表示などを行う。３０５は、ユーザが測定装置に動作指示等を行うための入力手段であり、ここではキーボードを用いている。３０６は、光源（ここではレーザを用いている）３０７の点灯制御回路である。３０８は、サンプルロータ（不図示）の回転制御機構である。回転制御機構３０８は、ロータリーエンコーダ３１０の出力する、角度情報、角速度情報を基にモータ３０９の回転量を制御することによってサンプルロータの回転を制御する。３１１は、受光素子（ここではフォトダイオードアレイを用いている）３１２から出力された信号を処理する、データＩＦ（インターフェース）である。データＩＦは、ロータリーエンコーダ３１０の出力角度情報、角速度情報を基に、フォトダイオードアレイの必要画素の情報（素子反射光が照射されている画素）を抽出し、ロータリーエンコーダの出力角度から求められる、検出対象となっている、サンプルホルダーの番号と角度情報とＡＤ変換した各画素の光量値を中央演算装置３０１に送出する機能を持っている。３１３は、光偏向手段であり、ここではレンズを用いている。３１４は、検出素子である。なお、図９では検出素子３１４と照射光との空間的な位置関係は示していない。検出素子と照射光との空間的な位置関係は、おおよそ図１や図３に示されたようになっている。
【００４２】
具体的な測定手順を以下に示す。
【００４３】
サンプルロータが回転している場合には、まず、ユーザが入力手段（キーボード）３０５を操作することにより、サンプルセットが指示される。サンプルセットの指示を受けた中央演算装置３０１は、回転制御機構３０８にサンプルロータの停止信号を送信する。停止信号を受けた回転制御機構３０８は、ユーザが検出素子をセットすることが可能な位置に空き検出素子ホルダーが停止するタイミングでモータ３０９を停止させる。
【００４４】
サンプルロータの回転が停止した状態で、キュベット内に検体（一般的には液状検体）を保持したプラズモン検出素子を手作業で検出素子ホルダーにセットする。
【００４５】
セットが終了した後に、ユーザが入力手段３０５を操作し、再始動指示を与える。それにより、サンプルロータを一定速度で回転させるように回転制御機構３０８が制御される。サンプルがセットされた検出素子ホルダーがサンプルセット後に初めて検出部位を通過する際に、ロータリーエンコーダ３１０の出力角度と、フォトダイオードアレイ３１２の出力する画素情報より、検出素子３１４の固定時の角度ずれを中央演算装置３０１で演算し求めておく。データＩＦ３１１は、この位置ずれを検出素子ホルダー毎に管理し、保持しておく。引き続きサンプルロータを回転させ、２周目以降、各サンプルホルダー毎に、角度とシグナル値の組み合わせによる角度プロファイルデータを中央演算装置３０１に送信する。中央演算装置３０１は、各検出素子ホルダー毎に取得した角度プロファイルデータをそれぞれのデータの受信時刻とセットにして、固定ディスク３０３に保存する。これにより、検出素子ホルダー毎に、時系列化した角度プロファイルデータが得られる。あらかじめ決められた時間の計測を終えた検出素子について、中央演算装置は、固定ディスク３０３に保存されている当該検出素子がセットされた検出素子ホルダーの時系列化した角度プロファイルデータより、共鳴による吸収ピーク角度を分析し、あらかじめ求めておいた検量線データと照らし合わせて、当該検出素子の検体中の標的物質量（たとえば、ヒトＣＲＰ量）を算出し、表示手段３０４に表示する。表示後、ユーザが入力手段３０５を操作することにより発生した終了サンプルの除去信号を受信すると、ＣＰＵ３０１は回転制御機構３０８を制御してサンプルロータの回転を停止させ、ユーザにサンプルの除去を促す。
【００４６】
以上の動作を繰り返すことにより、複数サンプルを同時並行計測することが可能となる。
【００４７】
（実施例２）
本実施例の計測装置の光学構成を図８を用いて説明する。おおよその構成は、実施例１と同様であるため、実施例１と同様の点については説明を省略する。
【００４８】
本例では、図６に示す実施例１とレンズ４０２の配置が異なっている。具体的には、４０２のレンズの配置をｓ＝ｓ’となる位置、すなわち、回転中心軸４０１とレンズ４０２の回転中心側主点との間の距離と、検出部位とレンズの検出部位側主点との間の距離と、が等距離となるように構成する点である。このような構成とすることにより、サンプルロータが一定角度回転した際のプラズモン検出素子への検出光の入射角度がサンプルロータの回転角度と同じだけ変化するようになる。すなわち、図中ではα＝α’となる。
【００４９】
すなわち、本例では、光偏向手段が、回転機構の回転中心とプラズモン検出素子の検出部位との中間点に存在することになる。
【００５０】
このような配置にした場合について、図８の（１）から（２）に至る変化について述べると、サンプルロータが時計回りにαだけ回転することによって、検出部位４０３の膜表面の法線に対する反射光の出射角も変化し、（１）の場合θｓｅｎｓｏｒ、（２）の場合  θｓｅｎｓｏｒ＋α’となる。ここで、サンプルロータの回転に伴い、（１）から（２）に至るまでにセンサの法線自体が反時計周り（ＣＣＷ）にαだけ回転しているため、α＝α’の条件の場合、反射光の向きは同一となる。
【００５１】
このことにより、集光レンズ４０４を用いることにより、受光素子４０５を移動させること無く、またフォトダイオードアレイのような大型の受光素子を用いること無く、受光素子（たとえば、フォトダイオード）４０５で反射光を受光することができる。集光レンズ４０４は、サンプルロータの角度変移によって生じる反射光の平行移動分をフォトダイオードに導くように配置する。そのような配置としては、集光レンズ４０４の焦点距離位置にフォトダイオードの受光面がくるように構成すればよいこととなる。
【００５２】
＜検出素子の作製＞
本実施例では、図１１に示す形態の検出素子を用いる。
【００５３】
図１１の６０１は基板であり、本実施例では、石英基板を用いている。プリズムは一体成型されてはいない。そのため、使用時には、屈折率マッチングオイルを介して、前述の装置のプリズムに固定される。具体的には、図４に示すように、基板２０１を屈折率マッチングオイルを介してプリズム２０５に固定する。
【００５４】
６０２は、金のドットパターンである。ここでは、縦横の長さが１５０ｎｍ、厚さが４０ｎｍの金の薄膜パターンとなっている。石英基板との接着性を確保するため、石英基板と金の薄膜パターンとの間には厚さ２ｎｍのＴｉ薄膜が設けられている。
【００５５】
ここでの製法は、以下のとおりである。まず、石英基板上にレジスト膜を設け、電子ビーム露光装置にて、そのレジスト膜に一辺の長さ１５０ｎｍの正方形の抜きパターンを作製する。たその後、スパッタリング装置を用いて、基板面上およびレジスト膜上にチタンを厚さ２ｎｍ程度成膜し、その上に、金を厚さ４０ｎｍ成膜し、成膜後、レジスト剥離剤に浸漬することにより、リフトオフする。このようにして、金のドットパターンを生成する。
【００５６】
反応キュベットは、実施例１同様に構成する。捕捉分子の固定法も実施例１と同様である。
【００５７】
＜測定時動作の説明＞
以下に、図１０の本発明装置のブロック図を用いて、測定時の動作について説明する。
【００５８】
実施例１と同様の点については説明を省略する。
【００５９】
図９に示す実施例１との相違点は、集光レンズ３１５を用いている点である。前述したように、反射光は平行光となるので、集光レンズ３１５を利用することで受光素子としてフォトダイオードアレイではなくフォトダイオードを用いることができるようになっている。
【００６０】
３１６は、検出素子ホルダーのθステージをコントロールするステージコントローラである。３１７は、検出素子ホルダーの角度を制御する、θステージである。
【００６１】
測定手順は、以下の点を除いて実施例１と同様である。すなわち、実施例１同様の手順を経て再始動指示が与えられると、セットした検出素子ホルダーが検出領域の中心にくるように駆動される。その位置で、フォトダイオード３１２が正しく反射光を受光できるように、３１６のステージコントローラにより、３１７のθステージが制御され、検出素子ホルダーの角度ずれが補正される。補正後に、中央演算装置３０１は、回転制御機構３０８に定回転の指示をだす。以降、各検出素子ホルダー毎に、角度とシグナル値の組み合わせによる角度プロファイルデータが中央演算装置３０１に送信される。中央演算装置では、各検出素子ホルダー毎に取得した角度プロファイルデータをそれぞれの受信時刻とセットにして、固定ディスク３０３に保存する。以下は、実施例１と同様である。
【００６２】
（実施例３）
実施例３は、実施例２と光学構成が異なるのみであるため、構成のみ説明し、計測処理他は省略する。
【００６３】
図１２を用いて、光学構成を説明する。７０１はレーザ光源である。レーザ光源７０１から出たレーザビームは、ビームスプリッタ７０２を透過し、偏向レンズ７０３により偏向され、プリズム一体となった検出素子７０４を通り、検出部位７０５に至る。検出部位７０５で反射した光は、プリズム面に形成された反射膜（たとえばアルミニウムコーティング）７０６で反射され、再度検出部位７０５に戻る。ここで反射膜は、検出素子の検出部位を通る法線を境にプリズム表面の半分のみを覆う形でコーティングされている。
【００６４】
戻ってきたレーザビームは、再度検出部位７０５で反射し、ビームスプリッタ７０２で受光素子７０７に導かれ、計測される。計測処理に関しては、実施例と同様であるため省略する。
【００６５】
なお、本例において、レーザビーム以外の光を用いることも可能である。
【００６６】
本実施例構成は、サンプルロータ内側に光学系が纏められるため、装置外形寸法が小型化できる等のメリットがある。また、検出光が検出素子部で２回反射されるため、素子の吸光データが高感度で計測できるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明実施例１の装置概要図
【図２】表面プラズモンクレッチマン配置の例
【図３】本発明実施例１の検出素子概要図
【図４】本発明実施例２の検出素子概要図
【図５】本発明実施例１の検出素子全体図
【図６】本発明実施例１の光学構成図
【図７】検出素子表面の反応模式図
【図８】本発明実施例２の光学構成図
【図９】本発明実施例１の検出装置ブロック図
【図１０】本発明実施例２の検出装置ブロック図
【図１１】本発明実施例２の検出素子概要図
【図１２】本発明実施例３の検出装置光学構成図
【符号の説明】
【００６８】
１０１  プラズモン検出素子（サンプルキュベット一体型）
１０２  検出素子ホルダー
１０３  検出光偏向手段
１０４  サンプルロータ
１０５  光源
１０６  偏光素子
１０７  受光素子
１０８  検出領域遮光部位
１０９  回転軸
１１０  遮光部材
２０１  基板
２０２  検出部位
２０３  入射光
２０４  素子法線
２０５  プリズム
２０６  キュベット部
３０１  中央演算装置
３０２  主記憶メモリ
３０３  固定ディスク
３０４  表示手段
３０５  入力手段
３０６  点灯制御回路
３０７  光源
３０８  回転制御機構
３０９  モータ
３１０  ロータリーエンコーダ
３１１  データＩＦ
３１２  受光素子
３１３  光偏向手段（レンズ）
３１４  検出素子
３１５  集光レンズ
３１６  ステージコントローラ
３１７  θステージ
４０１  回転中心
４０２  偏向レンズ
４０３  検出部位
５０１  検出素子基板
５０２  金薄膜
５０３  標的物質捕捉体
５０４  標的物質
６０１  センサ素子基板
６０２  金ドット
７０１  レーザ光源
７０２  ビームスプリッタ
７０３  偏向レンズ
７０４  検出素子（プリズム一体）
７０５  検出部位
７０６  反射膜（アルミニウムコーティング）
７０７  受光素子
【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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