(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面プラズモンセンサーによる測定において水性液状サンプルを支持するサンプルプレートであって、
透明基板と、
該透明基板上に配された金属膜と、
該金属膜上に形成された複数のサンプル保持部とからなり、
前記各サンプル保持部が、親水性の結合反応膜と該結合反応膜を囲むようにして構成された疎水性の膜とから構成されるものであり、前記透明基板側から測定光が入射されるものであり、
前記金属膜上に、複数の開口を有する疎水性の膜が形成され、該各開口内において前記金属膜上に結合反応膜が形成されており、
前記各サンプル保持部が前記疎水性の膜の前記各開口を取り巻く部分と該開口内の前記結合反応膜とによって形成されており、前記疎水性の膜の前記各開口内の前記結合反応膜の外周縁と該開口の内周縁との間に間隔が設けられていることを特徴とするサンプルプレート。
【請求項２】
前記疎水性の膜の前記各開口内に形成されている前記結合反応膜の上面が該結合反応膜の周囲の前記疎水性の膜の上面より低いことを特徴とする請求項１記載のサンプルプレート。
【請求項３】
水性液状のサンプルを支持するサンプルプレートであって、
基板と、
該基板上に形成された複数のサンプル保持部とからなり、
前記各サンプル保持部が、親水性の膜と該親水性の膜を囲むようにして形成された疎水性の膜とから構成されるものであり、
前記基板上に、複数の開口を有する疎水性の膜が形成され、該各開口内において前記基板上に親水性の膜が形成されており、前記各サンプル保持部が前記疎水性の膜の前記各開口を取り巻く部分と該開口内の前記親水性の膜によって構成され、前記疎水性の膜の前記各開口内の前記親水性の膜の外周縁と該開口の内周縁の間に間隔が設けられていることを特徴とするサンプルプレート。
【請求項４】
前記疎水性の膜の前記各開口内に形成されている前記親水性の膜の上面が該親水性の膜の周囲の前記疎水性の膜の上面より低いことを特徴とする請求項３記載のサンプルプレート。
【請求項５】
前記疎水性の膜がフォトレジストにより形成されていることを特徴とする請求項１から４いずれか記載のサンプルプレート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療検査等において使用されるサンプルプレートに関し、特に、走査型の表面プラズモンセンサーにおけるサンプル支持手段として用いられる、複数のサンプルを同時に保持することができるサンプルプレートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属中においては、自由電子が集団的に振動して、プラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そして、金属表面に生じるこの粗密波を量子化したものは、表面プラズモンと呼ばれている。従来より、この表面プラズモンが光波によって励起される現象を利用して試料中の物質を定量分析する表面プラズモンセンサーが種々提案されている。
【０００３】
表面プラズモンセンサーにおける分析は以下のようにしてなされる。
【０００４】
透明基板上に配された金属膜上に分析対象たる試料をのせ、所定のカップリング手段を用いて金属膜に対して透明基板側から光ビームを金属膜と透明基板との界面で全反射するように入射する。光ビームをカップリング手段を介して金属膜に対して全反射角以上の入射角θで入射させると、反射面の金属膜中にエバネッセント波といわれる「にじみ波」が生じる。このエバネッセント波は該金属膜に接している試料中に電界分布をもち、この金属膜と試料との界面に表面プラズモンが発生する。ｐ偏光された光ビームが金属膜に対して入射されて生じたエバネッセント波の波数ベクトルが上述の表面プラズモンの波数ベクトルと等しく波数整合が成立すると両者は共鳴状態となり、光のエネルギーが表面プラズモンに移行してプラズモンが励起される。この時、光のエネルギーの移行のために全反射した光の強度は著しく低下する。この反射光強度が低下する入射角度（全反射解消角θsp）は金属と接している試料に依存するものであるため、この全反射解消角θspを知ることにより試料中の特定物質を定量分析することができる。
【０００５】
なお、一般には金属膜上に結合反応膜を形成した上で試料をのせ、結合反応膜と特異的に吸着する試料中の物質量を測定している。結合反応膜としては、測定対象物質と何らかの結合反応をおこす物質が用いられる。結合反応としては、例えば、抗原・抗体反応が挙げられるが、その他の化学反応であってもよい。
【０００６】
複数のサンプルについての分析を効率よく行うために、複数のサンプルを１次元的もしくは２次元的に配置して光ビームの入射位置を移動させて測定を行う走査型の表面プラズモンセンサーが既に本出願人により提案されている。
【０００７】
例えば、図６に示すような表面プラズモンセンサー100 は、サンプルプレート101 を支持するサンプルプレート支持部102 と、該支持部102の下方に配され、該支持部102 の底部102aに達するレベルまで屈折率マッチングオイル（マッチング液）109 を貯留したオイルタンク（カップラー手段）110 と、光源から発生された光ビームＬをサンプルプレート101 に入射させる光学手段120 と、サンプルプレート101 で反射された光ビームの強度を測定する光検出手段130 とからなるものである。支持部102 の底部102aは透明基板からなっており、サンプルプレート101 はこの透明基板上に屈折率マッチングオイルを介して密着せしめられて測定に供される。
【０００８】
光学手段120 、光検出手段130 は搬送台145 上に固定され、オイルタンク110 は光学手段120 および光検出手段130 を取り囲むように形成されている筐体146 を介して搬送台145 に固定されている。
【０００９】
搬送台145 はさらに基台147 上に配された搬送レール148 に沿ってサンプルプレート支持部102 に対してＸ方向に可動とされている。搬送台145 がＸ方向に移動すると光学手段120 もＸ方向に移動し、この移動に伴いサンプルプレート101 への光ビームＬの入射位置がＸ方向に移動せしめられる。また、光学手段120 は光ビームをＸ方向と垂直な方向に偏向する偏向手段を備えており、搬送台145 のＸ方向への移動と、偏向手段による光ビームの偏向とによって光ビームはサンプルプレート101 上を二次元的に走査せしめられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
表面プラズモンセンサーにおいて分析に供されるサンプルは一般に液体状であるため、上述のように二次元走査型のプラズモンセンサーの測定においては図７に示すようなサンプルプレート101 が従来用いられる。この従来のサンプルプレート101 は、透明基板104 上に金属膜105 と結合反応膜106 を積層してなる部材を底板とする容器内をガラス等の筒状部材によって仕切ったものであり、構造が複雑で、高価で使い捨てに向かないなどの欠点がある。そのため、安価で容易に形成することができるサンプルプレートが望まれている。
【００１１】
また、表面プラズモンセンサーにおける分析に限らず、従来より複数の異なるサンプルについて同種類の検査、測定をおこなうため、若しくは複数の同種のサンプルについて異なる試薬による反応を調べる際にも、複数の液体サンプルを並べて保持する必要があるが、従来このような場合には、小さな容器を複数プレート上に並べるか、あるいは複数の凹部有するガラス等のプレートを用いていた。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、安価で容易に構成することができる、複数の液体サンプルを支持するためのサンプルプレートを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のサンプルプレートは、表面プラズモンセンサーによる測定において水性液状サンプルを支持するサンプルプレートであって、
透明基板と、
該透明基板上に配された金属膜と、
該金属膜上に形成された複数のサンプル保持部とからなり、
前記各サンプル保持部が、親水性の結合反応膜と該結合反応膜を囲むようにして形成された疎水性の膜とから構成されるものであることを特徴とするものである。
【００１４】
より具体的には、前記金属膜上に、前記結合反応膜が形成され、さらに複数の開口を有する前記疎水性の膜が該結合反応膜上に形成され、前記各サンプル保持部が前記疎水性の膜の前記各開口を取り巻く部分と該開口内の前記結合反応膜とによって構成されていてもよいし、前記金属膜上に、複数の開口を有する前記疎水性の膜が形成され、該各開口内において前記金属膜上に前記結合反応膜が形成されており、前記各サンプル保持部が前記疎水性の膜の前記各開口を取り巻く部分と該開口内の前記結合反応膜とによって構成されていてもよい。開口を有する疎水性の膜が形成されたサンプルプレートにおいては、該疎水性の膜の前記各開口内の前記結合反応膜の外周縁と該開口の内周縁との間に間隔が設けられていてもよい。なお、前記疎水性の膜の前記各開口内に形成されている前記結合反応膜の上面が該結合反応膜の周囲の前記疎水性の膜の上面より低いことがより望ましい。
【００１５】
上記構成の本発明のサンプルプレートはそのまま表面プラズモンセンサーによる分析以外の分析において複数の液体サンプルを保持するために使用することができるが、プラズモンセンサー以外で用いる場合には金属膜は必要ないし、また基板も透明である必要はない。
【００１６】
上記「親水性」とは一般にＯＨ基を取り込みやすい性質をいい、これに対して「疎水性」とは、ＯＨ基を排除しやすい性質をいう。疎水性の膜は、たとえばフォトレジストにより形成することができる。
【００１７】
本発明のサンプルプレートはサンプル保持部が親水性の膜と該親水性の膜を囲むようにして配された疎水性の膜とからなるため、このサンプル保持部に水性の分析対象サンプルをのせた場合、該サンプルは周囲の疎水性の膜からはじかれることとなり液体状であることからくる流動性が抑えられて効果的に保持される。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のサンプルプレートは基板上に親水性の結合反応膜とその結合反応膜を囲むようにして形成された疎水性の膜とによってサンプル保持部を構成するという簡単な構造であるため、容易にかつ安価に作製することができる。また、安価であるため大量生産に適しており、使い捨てのサンプルプレートとして用いることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係るサンプルプレートについて図面を参照して説明する。
【００２０】
本発明の第一の実施形態に係るサンプルプレート１を図１に示す。図１において（ｂ）は（ａ）に示すサンプルプレート１を上方から見た図である。サンプルプレート１はガラス等からなる透明基板２と、該透明基板２上にほぼ全面にわたって形成された金、銀等の金属膜３と、該金属膜３上にほぼ全面にわたって連続的に形成された抗原（あるいは抗体）からなる親水性の結合反応膜４と、該結合反応膜４を被うように形成された、複数の開口を有する疎水性の膜5A（以下、疎水膜という）とからなるものである。すなわち、疎水膜5Aの開口から露出された親水性の結合反応膜の部分4a,4b,4c・・・と開口部を取り巻く疎水膜5Aとにより構成された凹部がサンプル保持部６である。サンプルは図２に示すような所定のサンプル供給機構20によって順次サンプル保持部６上にのせられていくが、凹部の底面が親水膜4a,4b,4c・・・であり周囲が疎水膜であるため水性液体状のサンプルS1,S2,・・・は表面張力によってサンプル保持部６に保持される。
【００２１】
本サンプルプレート１を形成する際には、透明基板２上に金属膜３、親水性の抗原（抗体）からなる結合反応膜４、疎水膜であるネガ型フォトレジスト５を形成し（図３（ａ））、該フォトレジスト５に所定のパターンのマスク７を配してＵＶ光８に露光（同図３（ｂ））し、その後の現像によって未露光部分を除去することによって形成される。なお、ガラス基板２上に金等の金属膜３を形成する場合には、ガラス基板２上に予め１nm程度のクロム層を形成した上で行うと金属膜３の形成が容易となり、また、剥離が抑えられる。ネガ型フォトレジスト５としては、例えば、ポリイソプレンを環化した環化ゴムに光架橋剤であるビスアジド化合物を添加したゴム型フォトレジストが挙げられる。ビスアジド化合物としては、4,4'−ジアジドカルコン, 2,6-ジ−（4'−アジドベンザル）シクロヘキサノン等が用いられる。このようなネガ型フォトレジストは、光照射によって、まず、ビスアジドが分解し、ニトレンラジカルが生じ、このニトレンラジカルが環化ゴムの二重結合と反応することにより、ゴム分子間に橋掛けが起こる。また、ニトレンラジカルは水素引き抜き反応にも関与し、架橋を促進する。環化ゴム分子間の架橋濃度があるレベル以上に達すると、この架橋分子は溶剤に対して不溶化するようになり、現像後に所望のパターンが残る。図３（ｃ）はマスク７を用いてフォトレジスト５が露光されて露光部5Aと未露光部5Bが形成されていることを示す。この後、現像することにより未露光部5Bが溶け露光部5Aのみが残る（同図（ｄ））。
【００２２】
このように本発明のサンプルプレート１は簡単な構造で、容易にかつ安価に作製することができる。安価であるため大量生産に適しており、使い捨てのサンプルプレートとして用いることができる。また、サンプル保持部のサイズも自由に作製することができるので、このサイズを小さくすれば、微量のサンプルであっても容易に保持することができる。
【００２３】
図４は第二の実施形態に係るサンプルプレートを示す。同図（ｂ）は、同図（ａ）を上方から見た図である。サンプルプレート１’は、ガラス等からなる透明基板12と、該透明基板上にほぼ全面に形成された金属膜13と、該金属膜13上にほぼ全面にわたって形成された、複数の開口を有する疎水膜15と、開口から露出する金属膜13上に形成された抗原もしくは抗体からなる結合反応膜14とからなるものである。結合反応膜14は開口部の中央付近に周囲の疎水膜15と接しないように形成する。また、その膜面は疎水膜15の膜面より低くなるようにすることにより、より効果的にサンプルを保持することができる。なお、図５に示すように、疎水膜15の開口から露出する金属膜13全体を被うように結合反応膜14を形成してもよい。
【００２４】
なお、上述のサンプルプレートは表面プラズモンセンサーにおいてのみならず、その他の免疫センサ、例えば、ラジオアイソトープ（ＲＩ）、蛍光等を利用したバイオセンサー、エリプソセンサー等にも用いることができる。透明基板上に金属膜を配するのは、既述のようにエバネッセント波と表面プラズモンを利用した測定を行うためであるが、透明基板上に直接、親水部と疎水部を形成して、親水部と疎水部からなるサンプル保持部を構成したサンプルプレートとして血液検査や、試薬検査等の種々の検査に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るサンプルプレートを示す図
【図２】サンプル供給機構によるサンプルプレートへのサンプル供給を示す図
【図３】本発明の第一の実施形態に係るサンプルプレート作製の一例を示す図
【図４】本発明の第二の実施形態に係るサンプルプレートを示す図
【図５】本発明の第二の実施形態の変更例を示す図
【図６】表面プラズモンセンサーの一側面図
【図７】従来のサンプルプレートを示す図
【符号の説明】
１    サンプルプレート
２    透明基板
３    金属膜
４    結合反応膜
５    ネガ型フォトレジスト
5A    疎水膜
６    サンプル保持部
７    マスク
８    ＵＶ光
Ｓn    サンプル
【図１】
0003743541.tif 000002
【図２】
0003743541.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003743541.tif 000006
【図６】
0003743541.tif 000007
【図７】
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