CN102466624A - 表面等离子共振测量用微芯片及表面等离子共振测量装置 - Google Patents

Abstract

一种表面等离子共振测量用微芯片，即使构成微芯片的基板的厚度存在偏差时，也不会在观测结果中发生误差，并能够高效且以短时间测量。在将形成有槽部的第1微芯片基板(11)、与成膜有金属薄膜(13)的第2微芯片基板(12)接合的微芯片(10)中，在两侧的侧面上形成突出部(16)，将其一个面作为与第1、第2微芯片基板的接合面(LL)相同的平面。SPR传感器装置具有测量基准面(L)设定在下表面侧的试料固定部(24)，将微芯片的突出部分推压在该测量基准面上而保持、固定微芯片。因此，接合面不受第2微芯片基板的厚度的偏差影响而与测量基准面一致，由金属薄膜的背面反射的反射光在CCD受光面上的到达位置也没有偏差。

Description

表面等离子共振测量用微芯片及表面等离子共振测量装置

技术领域

本发明涉及为了使用表面等离子共振测量保持在内部中的检查体而使用的微芯片、以及用来测量保持在该芯片内的检查体的表面等离子共振测量装置。

背景技术

以往，提出了利用表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance，以下也称作SPR)现象的各种表面等离子共振测量装置(以下也称作SPR传感器装置)。

SPR现象是通过存在于金属薄膜上的称作表面等离子体的等离子波与从金属薄膜背面照射的光全反射时在该金属表面上发生的渐逝波的共振，某个角度(共振角度)的反射光强度衰减的现象。该共振角度取决于金属表面的折射率。

图17是用来说明由克莱舒曼(Kretschmann)提出的SPR传感器装置的基本结构的图。

传感器主体具有在由比大气中折射率高的玻璃构成的棱镜21上设有金属薄膜13的构造。并且，对于棱镜21与金属薄膜13的边界面，入射激光等的单色光。光的入射角θi设定为在边界面发生全反射的临界角θc以上的角度。单色光被边界面全反射而向棱镜21外行进，但此时渐逝波溢出到金属薄膜13的表面上。在上述渐逝波的波数与在金属表面上可能发生的表面等离子体的波数一致的情况下，发生两者的共振(以下也称作表面等离子共振)，入射光的能量的一部分变化为表面等离子体波的能量。结果，来自上述边界面的反射光衰减。

另外，由于表面等离子体作为电子的疏密波沿平行于金属表面的方向传播，所以为了产生表面等离子共振，需要使具有电场的振动成分的P偏光的光向该方向入射。

表面等离子共振取决于入射的光的波长、入射角、金属薄膜13的表面的折射率分布等。由此，在金属薄膜表面上设置有试料S的情况下，金属薄膜表面的折射率变化，所以发生表面等离子共振时的上述入射的光的入射角也变化。即，通过监视反射光强度而测量并解析反射光强度衰减时的入射角(以下也称作共振角)，能够确定金属薄膜表面的状态。

这样的SPR传感器装置被用于各种测量。例如，如专利文献1中记载那样，SPR传感器装置被作为以高感度测量电介体物质的表面附近的信息及电介体薄膜的膜厚分布的显微镜使用。

此外，如在专利文献2中记载那样，SPR传感器装置还被用于检测接触在金属薄膜上的溶液(例如血液、尿等的试料)等的折射率或其变动而观测溶液中的物质量的变动，或检测、定量固定于金属薄膜上的抗体特异地结合的蛋白质、核酸、其他生物体关联物质等(监视抗体抗原反应)。即，SPR传感器装置被作为在生物化学、分子生物学或医疗检查等的领域中使用的生物传感器使用。

以下，取监视抗体抗原反应的生物传感器为例，说明SPR传感器装置的结构例。在图18中表示SPR传感器装置的结构例。

被检查体构成为微芯片10。微芯片10典型地具有将一对基板(第1微芯片基板11、第2微芯片基板12)对置接合的构造，至少在1个上述基板的表面上形成有细微的流路14(微通道，例如宽度为10～几百μm，深度为10～几百μm左右)。

对第2微芯片基板12实施金属薄膜13，在该金属薄膜13上固定有抗体Ig(抗原受容体)。在图18中，在第1微芯片基板11上形成有流路14。在将第1微芯片基板11与第2微芯片基板12接合而构成的微芯片中，在上述流路14内存在金属薄膜13及固定在金属薄膜13上的抗体Ig。

上述微芯片10设置于SPR传感器装置20的试料保持部27。如上所述，为了使用表面等离子共振进行测量，在由比大气折射率高的玻璃构成的棱镜上设置金属薄膜。由此，本来图18的第2微芯片基板12需要是棱镜。但是，在此情况下，需要按照各微芯片准备棱镜，成本增大。

由此，第2微芯片基板12为与棱镜21相同材质的玻璃基板，在第2微芯片基板12与棱镜21之间夹着作为具有与玻璃相同的折射率的介质的匹配油MO。这样，将微芯片10与棱镜21光学地接合。根据本结构，不需要按照各微芯片准备棱镜，在进行多个测量的情况下只要更换微芯片就可以。

另外，第2微芯片基板12及棱镜21的材质并不一定需要是玻璃，也可以是折射率比大气高的树脂。具体而言，也可以采用环烯烃聚合物(CycloOlefin Polymer：COP)、环烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer：COC)等具有环状烯烃构造的树脂。在此情况下，作为匹配油，使用该匹配油的折射率与具有环状烯烃构造的树脂的折射率相同的材料。

作为匹配油MO，例如使用奥林巴斯公司制、美国CARGILLE研究所制的材料。从上述制造厂商能够得到对应于希望折射率的匹配油，可对应范围例如是折射率＝1.515～1.700。

对金属薄膜13照射光的光源22例如是半导体激光装置，释放例如波长760nm的激光束。来自光源22的光照射受控制部40控制。从光源22释放的激光束通过省略了图示的起偏镜后成为P偏光的激光束，被照射在金属薄膜13上。

来自金属薄膜13的反射光被CCD23受光。来自CCD23的图像信息被向控制部40送出，接收到来自CCD23的图像信息的控制部40将该图像信息解析而监视抗体抗原反应。

分别设定光源22及CCD23的位置、激光束的射出方向、试料保持部27的基准面的高度，以使得当在试料保持部27的规定位置(微芯片的测量位置)上载置微芯片10并从光源22射出激光束时，该激光束被照射在位于微芯片10的流路14内的金属薄膜13上，其反射光到达CCD23的受光面。特别是，试料保持部27的基准面的高度考虑第2微芯片基板12的厚度而设定。

如果对固定有抗体Ig的金属薄膜13表面照射来自光源22的P偏光激光束，则来自该金属薄膜13的反射光到达CCD23的受光面。

此时，以对应于固定有抗体Ig的金属薄膜13的表面的折射率的共振角入射的激光束的反射光，由于发生表面等离子共振，所以其强度衰减。即，这样强度衰减后的反射光在CCD23的受光面上的位置为某个特定的位置。这里，固定有上述抗体Ig的金属薄膜13的表面的折射率是在微芯片10的流路14中被注入感染了细菌、病毒或微生物的细胞等的检测体之前的折射率。

并且，如果将上述检测体(试剂)从微芯片10的检测体流入口14a注入到流路14中，则抗体Ig将检测体识别为抗原而结合，发生抗体抗原反应。因此，固定在金属薄膜13上的抗体Ig的状态变化，所以金属薄膜13表面的折射率变化，随着该折射率变化，共振角也变化。由此，强度衰减后的反射光的CCD受光面上的位置也变化。

控制部40接收CCD受光面上的强度衰减后的反射光的受光位置变化信息作为图像信息，通过求出共振角的变化并解析，确定在金属薄膜表面上发生的抗体抗原反应的状态(抗体与抗原的结合特性等)。

如以上这样，上述SPR传感器装置作为使用微芯片的微全分析系统(μTAS)发挥功能，进行高速且高精度的反应分析，能够实现小型而自动化的系统。

专利文献1：日本特开平6-167443号公报

专利文献2：日本特开2000-55805号公报

专利文献3：日本特开2006-187730号公报

专利文献4：日本特许3714338号公报

如上所述，在SPR传感器装置中使用的微芯片10例如将第1微芯片基板11、与作为对表面的一部分实施了金属薄膜的玻璃基板的第2微芯片基板12接合而构成。如图18所示，将上述微芯片10保持，以使第2微芯片基板12的下表面(与被实施了金属薄膜的面相反侧的面)与SPR传感器装置的试料保持部27的基准面接触。该基准面的高度考虑第2微芯片基板12的厚度而设定。

即，在将微芯片保持在这样设定的基准面上的情况下，对微芯片的第2微芯片基板12侧照射的来自光源的光到达金属薄膜13的背面的规定位置，被金属薄膜13反射，到达CCD23的受光面。

光源22的光射出方向、CCD23的位置固定，如果第2微芯片基板12的厚度及金属表面上的抗体Ig等的检查体的状态相同，则即使设置任意的微芯片，通过SPR而强度衰减后的反射光的CCD受光面上的到达位置也相同。

但是，构成第2微芯片基板12的玻璃基板的厚度并不一定相同，存在某种程度的偏差。

考虑计测在相同材质的金属薄膜13上具有固定有同种抗体Ig的检查体、第2微芯片基板12的厚度的偏差是Δt的微芯片10的情况。这里，SPR传感器装置的光源22、CCD23的配置是一定的。

如图19(a)、图19(b)所示，虽然两微芯片的共振角θi相同，但因为第2微芯片基板12的厚度的偏差，金属薄膜13的上下方向的位置相互不同。由此，在到达金属薄膜13的背面后，通过SPR而强度衰减后的反射光的CCD受光面上的到达位置偏移Δx。即，发生即使观测具有相同状态的检查体的微芯片，也在观测结果数据中发生误差的不良状况。

可是，构成在微芯片上的流路的数量既可以是1个也可以是多个。但是，在进行多次测量的情况下，在流路是1个的情况下每次测量需要更换微芯片，所以测量所需要的时间变长。另一方面，在1个微芯片中设有多个流路的情况下，能够以短时间进行微芯片的多次测量。此外，在第1基板上成型1处槽部的情况及成型多处的情况下在制造成本方面几乎没有差别，在1个微芯片中设置多个流路的情况下，微芯片的接合工序1次就可以，所以与准备多个流路为1个的微芯片相比成本降低。由此，在微芯片上形成多个流路的情况较多。

但是，以往对于在使用1片微芯片进行多次测量时，具体怎样配置多个流路、怎样测量能够高效率地在短时间内测量并没有研究。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是提供一种即使在构成微芯片的基板的厚度中存在偏差的情况下，也能够使得在SPR传感器装置的观测结果中不发生误差，此外能够高效率且在短时间内进行测量的微芯片、以及使用该微芯片的表面等离子共振测量装置。

在图1中表示本发明的微芯片的截面构造、和该微芯片的向SPR传感器装置的固定方法。另外，图1(a)、图1(b)表示将第2微芯片基板12的厚度不同的微芯片固定到SPR传感器装置中的情况。

如图1所示，本发明的微芯片10将第1微芯片基板11与作为玻璃基板的第2微芯片基板12接合而构成，对第2微芯片基板12的与第1微芯片基板11的接合面LL的一部分实施金属薄膜13，上述接合面LL设有突出的突出部16。即，上述第2微芯片基板12的两侧的侧面形成有突出的突出部16，该突出部16的上侧的面为与上述接合面LL同一平面。

以往的SPR传感器装置如上述图18、图19所示，是通过测量基准面L被设定在上表面侧的试料保持部27来保持、固定微芯片的构造。

相对于此，如图1所示，使用本发明的微芯片的SPR传感器装置具有测量基准面L被设定在下表面侧的试料固定部24，通过用推压机构35将本发明的微芯片的突出部分16推压在该试料固定部24的测量基准面L上，将上述微芯片保持、固定。

由图1可知，由于第1微芯片基板11与第2微芯片基板12的接合面LL被推压在测量基准面L上，所以上述接合面LL不受第2微芯片基板12的厚度的偏差影响而与测量基准面L一致。由于金属薄膜13设在上述接合面LL上，所以金属薄膜13的上下方向的位置也没有偏差而为一定。因此，当到达金属薄膜13的背面后，通过SPR而强度衰减的反射光的在CCD受光面上的到达位置也没有偏差，能够抑制观测结果数据的误差的发生。

这里，在图1所示的例子中，本发明的微芯片10的突出部16通过使第2微芯片基板12相对于第1微芯片基板11突出而形成，但并不一定限定于此。

例如，也可以如图2所示那样通过使第1微芯片基板11相对于第2微芯片基板12突出而形成微芯片的突出部16。另外，图2(a)、图2(b)与图1同样，表示将第2微芯片基板12的厚度不同的微芯片固定到SPR传感器装置中的情况，对于与图1所示的部分相同的部分赋予相同的标号。

在此情况下使用的SPR传感器装置与以往的SPR传感器装置同样，为通过测量基准面L被设定在上表面侧的试料固定部24保持、固定微芯片10的构造。

由图2可知，在本结构中，第1微芯片基板11和第2微芯片基板12的接合面LL也不受第2微芯片基板12的厚度的偏差影响而与测量基准面L一致。由此，与图1所示的例子同样，设在上述接合面LL上的金属薄膜13的上下方向的位置也没有偏差而为一定。因此，当到达金属薄膜13的背面后，通过SPR而强度衰减后的反射光在CCD受光面上的到达位置也没有偏差，能够抑制观测结果数据的误差的发生。

如以上这样，本发明的微芯片10使微芯片10的设有流路的面的两侧的面突出而形成突出部16，构成为，使该突出部16的一个面与上述接合面LL为同一平面。

即，上述突出部16构成为，使得在将第1微芯片基板11与第2微芯片基板12接合的状态下，在设有流路的面的两侧的侧面上，某一个基板比另一个基板突出，突出的表面与上述接合面LL为同一平面。另外，在本发明的微芯片10中，将除去了上述突出部16之外的部分称作微芯片主体部15。

另外，在如图2那样使测量基准面设定在上表面侧的试料固定部24接触在第1微芯片基板11的突出的接合面LL上而保持微芯片10的情况下，需要对第1微芯片基板11的材质进行注意。

在图2所示的结构的情况下，微芯片10的支撑通过第1微芯片基板11和SPR传感器装置的试料固定部24进行。在此，例如在第1微芯片基板11的材质是聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)那样柔软的材质的情况下，通过作用在微芯片上的重力的影响，在将微芯片设置到SPR传感器装置后第1微芯片基板11缓慢变形，结果处于第2微芯片基板12上的金属薄膜13的位置有可能从测量基准面偏移。

此外，在经由匹配油MO将棱镜21光学地接合到第2微芯片基板12的下方的情况下，或在从外部将省略了图示的检测体供给机构的检测体送液用管连接到设在微芯片10上的流路14的检测体流入口上的情况下，也经由棱镜21或管对微芯片作用某种程度的力。在此情况下，也因作用在微芯片上的力的影响而第1微芯片基板11变形，第2微芯片基板12上的金属薄膜13的位置有可能从测量基准面偏移。

另一方面，在如图1那样使第2微芯片基板12的突出的接合面LL与测量基准面L一致的构造中，由于第2微芯片基板12由比PDMS树脂硬的玻璃或具有环状烯烃构造的树脂制作，所以随着上述那样的微芯片基板的变形、发生金属薄膜13的位置从测量基准面偏移的问题的可能性很小。

因而，在将第1微芯片基板11用可能变形的柔软的材质制作的情况下，如图1所示，优选的是做成通过由玻璃或具有环状烯烃构造的树脂等的较硬的材质构成的第2微芯片基板12和SPR传感器装置的试料固定部24进行微芯片的支撑那样的构造。

如上所述，在微芯片10上设置突出部16，构成为，使突出部16的一个面为与微芯片的接合面LL同一平面，通过将上述突出部16的与接合面LL为同一平面的面推压到SPR传感器装置的试料固定部24的测量基准面L上，上述接合面LL能够不受第2微芯片基板12的厚度的偏差影响而与测量基准面L一致。

在本发明中，在上述结构的微芯片中，通过如以下这样构成，能够进一步进行高效率且短时间内的测量。

即，如后述的图12所示，在微芯片主体部15为矩形状的微芯片10上设置多个流路14，将包含在各流路14中的多个金属薄膜13在上述微芯片主体部15的接合面上，排列到如下位置：与从微芯片10除去了突出部16之外的微芯片主体部15的设有该突出部的两侧的边平行，并相对于与该边处于等距离的中央线上的点为点对称的位置。并且，使用本发明的微芯片，如以下这样进行测量。

图3是表示使用图2所示的微芯片进行保持在流路内的检测体的测量的次序的概况的图。在图3所示的微芯片10中，将20个流路设为矩阵状，将A列、B列的两个流路(例如a1、b1)作为组而作为测量对象，使用两个流路a1、b1中的一个流路作为比较参照部，使用另一个流路作为用来测量检测体中的抗原浓度的测量部。另外，也可以将一个流路作为测量对象。

(1)第1次测量

如图3(a)所示，将微芯片10的想要测量的部位(该图的用箭头表示的流路a1、b1)定位到SPR传感器装置的试料固定部24的测量区域R(该图的用线包围的区域)中。在测量区域的下侧(背侧)，如上述图1所示，设有光源22和CCD23。在上述流路的正下方涂布匹配油MO，安装棱镜21，向流路a1注入检测体，如上述那样，将来自光源22的光照射在测量区域S的金属薄膜13上，将其反射光用CCD23受光。

(2)第2～5次测量

如图3(b)所示，将微芯片10的位置错移，与上述(1)同样将作为下个测量对象的A列、B列的流路a2、b2定位到测量区域R中，进行与上述同样的测量。

以下同样，一边将微芯片10的位置错移，一边进行作为测量对象的A列、B列的各流路a3、b3～a5、b5的测量。

(3)第6～10次测量

如图3(c)所示，如果第5次的测量结束，则如图3(d)所示，将微芯片10取出，旋转180°。如上述那样，微芯片的金属薄膜13在上述接合面LL上排列到如下位置：平行于设有突出部16的微芯片主体部15的边，相对于与该边处于等距离的中央线上的点为点对称那样的位置，通过如上述那样旋转180°，将已测量的A列、B列与未测量的C列、D列在上下段调换。

并且，如图3(e)那样定位到试料固定部24上，与上述(1)、(2)同样，进行C列、D列的作为测量对象的流路c5、d5～c1、d1的测量。

在本发明中，通过如上述那样使微芯片在SPR传感器装置的试料固定部24上稍稍移动并定位，能够不在SPR传感器装置中设置多个光源22、CCD23的组而迅速且高效率地进行作为测量对象的各流路的测量。此外，通过将微芯片10的金属薄膜13如上述那样点对称地排列，通过以作为该点对称的点为中心使微芯片旋转180°，能够在上下段将已测量的行和未测量的行调换，能够进行高效率且短时间内的测量。

基于以上记载，在本发明中，如以下这样达到上述目的。

(1)一种表面等离子共振测量用微芯片，由在一个面上形成有槽部的第1微芯片基板、和在表面上成膜有金属薄膜的第2微芯片基板构成，第1微芯片基板的形成有槽部的面与第2微芯片基板的成膜有金属薄膜的一侧的面接合，在由第1微芯片基板的槽部和第2微芯片基板表面形成的流路内内包着上述金属薄膜，在从上述第2微芯片基板的与形成有上述金属薄膜的面相反侧的面对上述金属薄膜照射光，对上述金属薄膜上的试料进行表面等离子共振测量时使用，在上述微芯片中，在设有上述流路的面的两侧的侧面上形成有突出部，该突出部的一个面是与上述第1微芯片基板和上述微芯片基板的接合面相同的平面。

(2)在上述(1)中，第2微芯片基板由玻璃或具有环状烯烃构造的树脂构成，第2微芯片基板比第1微芯片基板大，该第2微芯片基板的一部分形成上述突出部，上述突出部的一个面是与第2微芯片基板的和第1微芯片基板的接合面相同的平面。

(3)在上述(1)或(2)中，在第2微芯片基板上设有多个金属薄膜，多个金属薄膜排列为一个至多个矩阵状，并排列为，使构成各行及各列的各金属薄膜的被光照射的位置处于大致同一直线上。

(4)在上述(1)、(2)或(3)中，从上述微芯片除去了上述突出部之外的部分、即微芯片主体部的设有金属薄膜的面是矩形状，多个金属薄膜的被光照射的位置在上述微芯片主体部中排列在如下位置：与设有突起部的边平行，相对于与该边处于等距离的中央线上的点为点对称那样的位置。

(5)一种表面等离子共振传感器装置，具备保持上述(1)、(2)或(3)的微芯片的板状的试料固定部、光源、棱镜和光检测器，将从该光源释放的光对上述微芯片的金属薄膜照射，由上述光检测器检测来自上述金属薄膜的反射光，求出金属薄膜上的试料特性，上述试料固定部的某一个面被设定为测量基准面，该测量基准面与和上述微芯片的接合面为相同平面的突出部的一个面接触；该测量基准面设定于如下位置：当使上述微芯片以上述突出部的上述一个面与该测量基准面接触的方式保持在上述试料固定部上时，能够对上述微芯片的金属薄膜光照射来自上述光源的光，并且能够由上述光检测器检测来自上述金属薄膜的反射光。

(6)在上述(5)中，在上述突出部的另一面上设置作用垂直于上述测量基准面并且朝向上述测量基准面的方向的力的加压机构，以使得在使微芯片保持在上述试料固定部上时，与该微芯片的接合面为相同平面的突出部的一个面与设定在上述试料固定部上的测量基准面一致。

(7)在上述(5)或(6)中，在上述试料固定部上，设有定位机构，该定位机构用来将上述微芯片定位到平行于上述试料固定部的测量基准面的平面上。通过该定位机构，将上述微芯片的各金属薄膜定位到能够将来自上述光源的光进行光照射、并且能够由上述光检测器检测来自该金属薄膜的反射光的位置上。

发明效果

在本发明中，能够得到以下的效果。

(1)由于在微芯片的设有流路的面的两侧的侧面上形成突出部，使该突出部的一个面为与上述第1微芯片基板和第2微芯片基板的接合面相同的平面，所以通过使突出部的作为接合面相同平面的面与SPR传感器装置的测量基准面一致，能够与第2微芯片基板的厚度的偏差无关而将第2微芯片基板上的金属薄膜的上下方向的位置设定为一定的位置。

因此，在到达金属薄膜背面后，通过SPR而强度衰减的反射光的在CCD受光面上的到达位置也没有偏差，能够抑制观测结果数据的误差的发生。

(2)通过在第2微芯片基板中使用玻璃或具有环状烯烃构造的树脂等的较硬的材质的材料，并使第2微芯片基板比第1微芯片基板大，构成为使第2微芯片基板的一部分形成上述突出部，由此即使受到重力的影响也不变形，此外在棱镜接合时、或将检测体供给机构的检测体送液用管连接到流路上时，即使对微芯片作用某种程度的力，也不会变形。因此，能够防止处于第2微芯片基板上的金属薄膜的位置从测量基准面偏移。

(3)通过在第2微芯片基板上设置多个金属薄膜，将多个金属薄膜排列为一个至多个矩阵状，并排列为，使构成各行及各列的各金属薄膜的被光照射的位置大致处于同一直线上，由此进行各流路中的测量的情况下的微芯片的定位，能够通过向与该同一直线相同的方向错移来进行，定位变得容易。

(4)通过将从微芯片除去了上述突出部之外的部分、即微芯片主体部的设有金属薄膜的面做成矩形状，将多个金属薄膜的被光照射的位置在微芯片主体部上排列在如下位置：与设有突起部的边平行，相对于与该边处于等距离的中央线上的点为点对称那样的位置，由此通过使微芯片反转180°，能够将不同的列的流路配置到SPR传感器装置的测量区域中，能够进行高效率且短时间内的测量。

(5)在SPR传感器装置中，通过将试料固定部的某一个面设定为测量基准面，该测量基准面与和微芯片的接合面为相同平面的突出部的一个面接触，在将该测量基准面设定在如下位置：当使微芯片以上述突出部的上述一个面与该测量基准面接触的方式保持在上述试料固定部上时，能够对微芯片的金属薄膜光照射来自光源的光，并且能够由上述光检测器检测来自上述金属薄膜的反射光，由此通过使突出部的与接合面相同平面的面与SPR传感器装置的测量基准面一致，能够与第2微芯片基板的厚度的偏差无关而将第2微芯片基板上的金属薄膜的上下方向的位置设定为一定的位置。

(6)在SPR传感器装置中，通过在突出部的另一面上设置作用垂直于上述测量基准面且朝向上述测量基准面的方向的力的加压机构，能够可靠地将第2微芯片基板上的金属薄膜的上下方向的位置设定为一定的位置。

(7)通过在SPR传感器装置的试料固定部中，设置用来将上述微芯片定位到试料固定部的平行于测量基准面的平面上的定位机构，能够将微芯片的各金属薄膜可靠地定位到能够光照射来自上述光源的光、并且能够用上述光检测器检测来自该金属薄膜的反射光的位置上。

附图说明

图1是表示本发明的微芯片的截面构造和向SPR传感器装置的固定方法的图。

图2是表示在图1中、使第1微芯片基板突出而形成突出部的情况的图。

图3是表示使用将包含在各流路中的金属薄膜配置为点对称的微芯片进行保持在流路内的检测体的测量的次序的概况的图。

图4是本发明的第1实施例的微芯片的外观图。

图5是表示图4所示的微芯片各部分的详细情况的图。

图6是表示使用第1实施例的微芯片的SPR传感器装置的结构例的图。

图7是表示定位机构的详细结构的图。

图8是说明使用了第1实施例的微芯片的测量次序的图。

图9是表示本发明的微芯片的变形例的图。

图10是表示将棱镜及光源、CCD配置在上侧的情况的图。

图11是表示将棱镜及光源、CCD配置在上侧的SPR传感器装置的概略结构的图。

图12是第2实施例的微芯片的外观图。

图13是表示图12所示的微芯片的各部分的详细情况的图。

图14是表示使用第2实施例的微芯片的SPR传感器装置的结构例的图。

图15是说明使用了第2实施例的微芯片的测量的次序(1)的图。

图16是说明使用了第2实施例的微芯片的测量的次序(2)的图。

图17是用来说明SPR传感器装置的基本结构的图。

图18是表示SPR传感器装置的结构例的图。

图19是说明由于第2微芯片基板的厚度的偏差而金属薄膜的上下方向的位置不同的图。

标记说明

10微芯片

11第1微芯片基板

12第2微芯片基板

13金属薄膜

14流路

14a检测体流入口

14b检测体流出口

15微芯片主体部

16突出部

17定位用孔部

20SPR传感器装置(表面等离子共振测量装置)

21棱镜

21a棱镜保持部

22光源

22a起偏镜

22b透镜

23CCD

24试料固定部

24a固定用螺纹孔部

24b定位销贯通孔部

25定位机构

25a定位机构主体

25b定位销

25c固定用螺钉

25d固定用螺钉贯通孔部

31侧板

32长度方向侧板

33底板

34微芯片送入、退出部

35推压机构

35a推压机构保持部

40控制部

Ig抗体

L测量基准面

LL接合面

MO匹配油

R测量区域

具体实施方式

(1)第1实施例

在图4中表示本发明的第1实施例的微芯片的外观图，在图5中表示图4所示的微芯片各部分的详细说明图。图5(a)是本实施例的微芯片的剖视图，表示图5(c)的C-C剖视图。图5(b)是图5(a)的A-A剖视图，图5(c)是图5(a)的B-B剖视图。

与以往的微芯片同样，本实施例的微芯片10具有将一对基板(第1微芯片基板11、第2微芯片基板12)对置接合的构造。

本实施例的微芯片10如图4所示，与第1微芯片基板11相比、第2微芯片基板12较大。由此，如该图所示，形成有流路的面的两侧的侧面形成有突出的突出部16，突出部16的一个面具有与上述第1微芯片基板11和第2微芯片基板12的接合面LL相同的平面。另外，以下，在微芯片10中，将除了上述突出部16以外的部分称作微芯片主体部15。

第1微芯片基板11例如由聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)等的硅构成。另一方面，如上所述，第2微芯片基板12由与棱镜21相同材质的玻璃基板构成。另外，作为第2微芯片基板12、棱镜21的材质，也可以采用具有环状烯烃构造的树脂。

如上所述，第2微芯片基板12和棱镜21采用相同的材质的材料，但两者的材质并不需要一定相同。但是，如果两者对于入射光的折射率的差异较大，则有因第2微芯片基板12的厚度的偏差带来的入射光的光路的偏差变得不能忽视的情况。由此，在第2微芯片基板12的材质与棱镜21的材质不同的情况下，两者的折射率的差优选的是尽可能小。

微芯片基板11、12的接合，在对第1微芯片基板11的接合侧表面照射真空紫外光而使该表面活化后、贴合第2微芯片基板12来进行。具体而言，例如如专利文献3及专利文献4所示，对第1微芯片基板11照射来自在波长172nm具有亮线的准分子灯的光而对该表面实施改性处理(氧化处理)，使作为玻璃基板的第2微芯片基板12紧贴在第1微芯片基板11的被改性处理表面上，将两基板接合。

在图4、图5(a)所示的微芯片中，在第1微芯片基板11的表面上，形成有多个例如宽度10～几百μm、深度10～几百μm左右的细微的槽部(流路14)。具体而言，通过形成在第1微芯片基板11上的细微的槽部和第2微芯片基板12的表面构成上述流路14。

这里，在微芯片上构成的流路14的数量既可以是1个也可以是多个。但是，在进行多次测量的情况下，在流路14是1个的情况下每次测量都需要更换微芯片，所以测量所需要的时间变长。另一方面，在对1个微芯片设置多个流路14的情况下，仅通过将微芯片的测量位置每次错开就能够在短时间内进行多次测量。此外，在第1微芯片基板11上成型1处槽部的情况及成型多处的情况下在制造成本中都几乎没有差别，在1个微芯片中设置多个流路14的情况下，微芯片的接合工序1次就可以，所以与准备多个流路14为1个的微芯片相比成本降低。由此，在微芯片上形成多个流路14的情况较多。

如图5(a)所示，在本实施例的微芯片上设有10个流路14。详细地讲，在上述微芯片上设有两行的1列5个流路14(这里，将横向的排列称作“列”、将纵向的排列称作“行”)，各行、列的流路14等间隔且以大致直线状配置。在如后述的测量例那样在1次测量中使用两个流路14的情况下，在该微芯片中能够进行5次测量。在此情况下，使用一个流路14作为比较参照部，使用另一流路14作为用来测量检测体中的抗原浓度的测量部。另外，以下将比较参照部的流路14称作a1～a5，将测量部的流路14称作b1～b5。

如图5(b)所示，在流路14内设置金属薄膜13。金属薄膜13设置在流路14内的第2微芯片表面(即第1及第2微芯片基板11、12的接合面LL)上。金属薄膜13具有在铬(Cr)薄膜上层叠有金(Au)薄膜的构造。在监视抗体抗原反应的情况下，在金属薄膜13上设置抗体(抗原受容体)。另外，在以下的说明中，将作为比较参照部使用的金属薄膜13称作c1～c5，将作为测量部使用的金属薄膜13称作d1～d5。

首先，使上述Au薄膜与例如烷基硫醇(アルカンチオ一ル)反应，在该Au薄膜上形成自组装单分子膜(Self-Assembled Monolayer：SAM膜)。并且，通过使该SAM膜与抗体化学结合，将抗体固定在SAM膜上。即，在金属薄膜13上固定抗体。

如图4、图5(a)、图5(c)所示，第2微芯片基板12比第1微芯片基板11大，当将两者接合时，第2微芯片基板12的接合面LL成为从第1微芯片基板11突出的状态。即，如上所述，图4、图5(a)、图5(c)所示的本发明的微芯片设有第1、第2微芯片基板11、12的接合面LL突出的突出部16。

通过使该突出部16的接合面LL侧表面接触在后述的图6所示的SPR传感器装置的测量基准面L上而保持该微芯片10，设有固定着抗体Ig的金属薄膜13的上述接合面LL不受第2微芯片基板12的厚度的偏差影响而与测量基准面L一致，金属薄膜13的上下方向的位置不偏差而为一定。

即，使用图4、图5所示的微芯片的图6所示的SPR传感器装置采用通过图4所示那样的由玻璃或具有环状烯烃构造的树脂等较硬的材质构成的第2微芯片基板12和SPR传感器装置的试料固定部24进行微芯片的支撑的方式。另外，关于用图6所示的SPR传感器装置保持上述微芯片的具体的构造在后面叙述。

回到图5(a)，在本发明的微芯片的突出部16(第2微芯片基板12的突出部分)上设有定位用孔部17。它是在将图4、图5所示的具有多个流路14的微芯片10搭载到图6所示的SPR传感器装置中而进行多次测量的情况下，用来将各测量中的微芯片10的位置定位到图6所示的SPR传感器装置的规定的位置上的。另外，关于微芯片10的定位的具体的次序在后面叙述。

在图6中表示使用本实施例的微芯片的SPR传感器装置的结构例。另外，这里取将上述SPR传感器装置作为监视抗体抗原反应的生物传感器使用的情况为例。

这里，图6(a)是SPR传感器装置的侧视图，图6(b)是SPR传感器装置的俯视图，图6(c)是图6(d)的B-B剖视图，图6(d)是图6(b)的A-A剖视图。

图6所示的SPR传感器装置具有由设在底面侧的底板33(参照图6(c)、图6(d))、设在侧面侧的两片长度方向侧板32(参照图6(b)、图6(c))、设有微芯片送入、退出部34的两片侧板31(参照图6(a)、图6(b))和设在上表面侧的两片试料固定部24(参照图6(b)、图6(c))构成的框体构造。

另外，两片试料固定部24的间隔设定为，使得在微芯片插入时微芯片10的第1微芯片基板11上表面(微芯片主体部15)露出，微芯片10的突出部16的至少一部分不露出。

即，两片试料固定部24的间隔设定为，使得试料固定部24的下表面能够与微芯片的突出部16的表面(第2微芯片基板12的上表面)接触。

在该框体构造的内部中，设有分别设在两片长度方向侧板32的内侧的推压机构保持部35a(参照图6(c))。在推压机构保持部35a上，沿着推压机构保持部35a的长度方向设有多个由球塞构成的推压机构35(参照图6(d))。

此外，在框体构造的内部中，设有光源22、起偏镜22a、透镜22b和CCD23，从该光源22射出、被起偏镜22a偏光后的P偏光激光束经由透镜22b被照射在配置于测量区域R中的金属薄膜13上，其反射光被CCD23受光。

此外，设有保持棱镜21的棱镜保持部21a、和用来将棱镜21安装到微芯片的下表面上的棱镜驱动机构21b。

微芯片10被从设在侧板31上的微芯片送入、退出部34插入到SPR传感器装置内。在插入后，微芯片10的下表面(图4所示的第2微芯片基板12的下表面)通过设在推压机构保持部35a上的推压机构35(球塞)承受向上方的力。由此，微芯片10的突出部16的上表面的一部分(接合面LL)与试料固定部24的下表面接触。当将试料固定部24的下表面设定为测量基准面L时，微芯片的第1微芯片基板11与第2微芯片基板12的接合面LL不受第2微芯片基板12的厚度的偏差影响而与测量基准面L一致。由此，设在上述接合面LL上的金属薄膜13的上下方向的位置也不偏差而为一定。

将被从微芯片送入、退出部34插入到SPR传感器装置内的微芯片10定位，以使设在微芯片10上的流路14位于规定的测量区域R中。这里，所谓规定的测量区域R，是来自光源22的光被照射在设于微芯片10上的多个流路14中的特定的流路14内的金属薄膜13上的位置。

如图5(a)所示，在本实施例的微芯片中设有10个流路14。在图6所示的例子中，设定上述测量区域R，以对10个流路14中的两个流路14内的金属薄膜13照射光。即，通过1个微芯片能够进行5次测量。

微芯片的定位由定位机构25进行。

在图7中表示定位机构的详细图。定位机构25由定位机构主体25a、定位销25b和固定用螺钉25c构成。定位销25b嵌入在定位机构主体25a中，定位销25b的一部分从定位机构主体25a的下表面突出。这里，当设定位销25b的突出长度为d、试料固定部24的厚度为t1、第2微芯片基板12的厚度为t2时，这3个长度有t1＜d＜t1+t2的关系。另一方面，固定用螺钉25c插入在设于定位机构主体25a上的固定用螺纹孔24a中。

如图4、图5(a)所示，在分别设在微芯片10的两侧的突出部16中，在一个突出部16上以规定的间隔D设有多个定位用孔部17(这里，将该突出部的定位用孔部称作A(A1、A2、A3、A4、A5))，在另一个突出部上，以规定的间隔D设有多个定位用孔部17(这里，将该突出部的定位用孔部称作B(B1、B2、B3、B4、B5))。将定位用孔部A和定位用孔部B设定为，使其分别各1个、各孔部的中心大致位于同一直线上。即，设定为，使定位用孔部A1与定位用孔部B1的中心、定位用孔部A2与定位用孔部B2的中心、定位用孔部A3与定位用孔部B3的中心、定位用孔部A4与定位用孔部B4的中心、定位用孔部A5与定位用孔部B5的中心分别大致位于同一直线上。将该同一直线上的定位用孔部A和定位用孔部B以下称作一对定位用孔部17。

如图5(a)所示，一对定位用孔部17与流路14中的金属薄膜13的位置关系设定为一定。即，一对定位用孔部A1、B1与流路a1中的金属薄膜c1、流路b1中的金属薄膜d1的位置关系、与一对定位用孔部A2、B2与流路a2中的金属薄膜c2、流路b2中的金属薄膜d2的位置关系相同。同样，这两个位置关系与一对定位用孔部A3、B3与流路a3中的金属薄膜c3、流路b3中的金属薄膜d3的位置关系、一对定位用孔部A4、B4与流路a4中的金属薄膜c4、流路b4中的金属薄膜d4的位置关系、一对定位用孔部A5、B5与流路a5中的金属薄膜c5、流路b5中的金属薄膜d5的位置关系相同。

另一方面，如图7所示，在SPR传感器装置的试料固定部24上，设有定位销贯通孔部24b和固定用螺钉孔部24a。这些孔部在配置于微芯片10的两侧的各试料固定部24上分别设有各一处。并且，如图6(b)所示，设定各试料固定部24的上述定位销贯通孔部24b的位置，以使两个定位销贯通孔部24b的中心大致位于同一直线上。

通过使设在该各试料固定部24上的处于大致同一直线上的两个定位销贯通孔部24b的各中心位置与设在微芯片10上的一对定位用孔部17的各中心位置大致一致，进行微芯片的定位。

微芯片10的定位如以下这样进行。首先，将插入在SPR传感器装置内的微芯片10的一对定位用孔部17与分别设在各试料固定部24上的定位销贯通孔部24b的位置一致。接着，将从定位机构主体25a的下表面突出的定位销25b插入到定位销贯通孔部24b中，调整微芯片10的位置，以将该定位销25b插入到定位销贯通孔部24b及定位用孔部17两者中。然后，通过固定用螺钉25c和设在试料固定部24上的固定用螺纹孔部24a将各定位机构拧紧固定。

这里，分别设定设在微芯片10上的一对定位用孔部17的位置和设在试料固定部24上的定位销贯通孔部24b的位置，以使得当将微芯片10定位时该微芯片10的两个流路14位于测量区域R中。

即，如果将一对定位用孔部A1及B1与各定位销贯通孔部24b定位，则将相当于比较参照部的流路a1内的金属薄膜c1与相当于测量部的流路b1内的金属薄膜d1定位在测量区域R内。

同样，如果将一对定位用孔部A2及B2与各定位销贯通孔部24b定位，则将流路a2内的金属薄膜c2与流路b2内的金属薄膜d2定位在测量区域R内，如果将一对定位用孔部A3及B3与各定位销贯通孔部24b定位，则将流路a3内的金属薄膜c3与流路b3内的金属薄膜d3定位在测量区域R内，如果将一对定位用孔部A4及B4与各定位销贯通孔部24b定位，则将流路a4内的金属薄膜c4与流路b4内的金属薄膜d4定位在测量区域R内，如果将一对定位用孔部A5及B5与各定位销贯通孔部24b定位，则将流路a5内的金属薄膜c5与流路b5内的金属薄膜d5定位在测量区域R内。

以下，表示使用SPR传感器装置测量试剂中的抗原浓度的情况下的测量次序的例子。

在测量中使用两个流路14。如上述那样，使用位于测量区域R中的两个流路14中的一个流路14作为比较参照部，使用另一个流路14作为用来测量检测体中的抗原浓度的测量部。

(1)首先，通过省略了图示的检测体供给机构，从相当于比较参照部的流路14的检测体流入口14a注入含有浓度为已知的抗原的液体状的检测体，从检测体流出口14b排出。由此，固定在流路14中的金属薄膜13上的抗原Ig与检测体中的抗原反应而结合。

(2)另一方面，通过同样省略了图示的检测体供给机构，从相当于测量部的流路14的检测体流入口14a注入含有浓度为未知的抗原的液体状的检测体，从检测体流出口14b排出。由此，固定在流路14中的金属薄膜13上的抗原Ig与检测体中的抗原反应而结合。

(3)接着，在设置在棱镜保持部上的棱镜21表面上涂布匹配油MO。

(4)由控制部40控制棱镜驱动机构21b的驱动，使棱镜保持部21a的位置移动到上方，使涂布了匹配油MO的棱镜21表面与微芯片10的下表面(第2微芯片基板12的下表面)接触。如上所述，由于第2微芯片基板12是与棱镜21相同材质的玻璃基板，匹配油是具有与该玻璃基板相同折射率的介质，所以微芯片与棱镜21被光学地接合。

(5)通过控制部40驱动光源22。光源22例如是半导体激光源(以下也称作LD光源)，例如释放波长760nm的光。从该LD光源释放的光通过偏光元件22a而成为P偏光的光，由透镜22b校准为平行光。

该平行光被照射在处于测量区域R中的相当于比较参照部的流路14内的金属薄膜13和相当于测量部的流路14内的金属薄膜13上，两金属薄膜13的反射光到达CCD23。这里，由于注入到比较参照部、测量部中并排出的检测体含有的抗原的浓度不同，所以固定在比较参照部、测量部的各自的金属薄膜13上的抗体Ig的状态也不同。由此，各金属薄膜13表面上折射率变化及表面等离子共振角也不同，所以通过SPR而强度衰减后的反射光的CCD受光面上的位置也相互不同。控制部40接收到达了CCD23的受光面的两个强度衰减了的反射光的位置信息作为图像信息，将它们比较、解析，确定在金属薄膜13上发生的抗体抗原反应的状态(抗体与抗原的结合特性等)，计算例如注入到测量部中的检测体内的抗原浓度。

(6)在使用位于流路a1及b1的旁边的流路a2及b2进行第2次测量的情况下，通过以下的次序进行。首先，通过控制部40控制棱镜驱动机构21b的驱动，使棱镜保持部21a的位置移动到下方，使涂布了匹配油MO的棱镜21的表面与微芯片10的下表面(第2微芯片基板12的下表面)离开。

(7)接着，进行微芯片10的定位。在图8中表示第2次以后的定位次序。

图8(a)表示第1次测量中的微芯片10的配置。相当于测量部用及比较参照部用的流路14的流路a1及b1位于测量区域R中。如图8(b)所示，首先将定位机构25解除，接着微芯片10向箭头方向移动，以使流路a2及b2位于测量区域R中。

并且，使一对定位用孔部A2及B2(参照图5(a))的各中心位置与设在各试料固定部24上的两个定位销贯通孔部24b(参照图6(a)、图7)的各中心位置大致一致。接着，如图8(c)所示，通过定位机构25进行微芯片10的定位。

(7)然后，通过执行上述次序(1)～(5)，进行第2次测量。

(8)使用流路a3及b3的第3次测量、使用流路a4及b4的第4次测量、使用流路a5及b5的第5次测量也经过与上述第2次测量同样的次序进行。即，试料固定部24的长度为使在测量微芯片的流路a1及b1的情况下，测量微芯片的流路a5及b5的情况下，微芯片的突出的接合面LL与上述试料固定部24的测量基准面都能够一致的长度。

在第2次～第5次测量中，本发明的微芯片也通过设在SPR传感器装置的推压机构保持部35a上的推压机构35(球塞)而受到向上方的力。由此，微芯片10的突出部16上表面的一部分(接合面LL)的一部分与试料固定部24的下表面(测量基准面L)接触，第1微芯片基板11与第2微芯片基板12的接合面LL不受第2微芯片基板12的厚度的偏差影响而与测量基准面L一致。由此，设在上述接合面LL上的金属薄膜13的上下方向的位置也没有偏差而为一定。

上述实施例所示的微芯片10由于采用图1所示那样的通过第2微芯片基板12和试料固定部24支撑微芯片10的方式，所以第2微芯片基板12比第1微芯片基板11大，第1微芯片基板11的长度方向的长度与第2微芯片基板12的长度方向的长度相同，但两基板的形状并不一定限定于此。

例如，如图9(a)所示，也可以第1微芯片基板11的长度方向的长度比第2微芯片基板12的长度方向的长度长。此外，如图9(b)所示，第1微芯片基板11的长度方向的长度也可以比第2微芯片基板12的长度方向的长度短。进而，如图9(c)所示，也可以将第1微芯片基板11分割为多个而构成。即，只要第2微芯片基板12比第1微芯片基板11大就可以。另外，在图9所示的微芯片10中，也将除了上述突出部16以外的部分称作微芯片主体部15。在图9中，将突出部16与主体部15的边界用虚线表示。

另外，在如图10那样将棱镜21及光源22、CCD23配置在上侧、使试料固定部24的测量基准面L与微芯片10的第2微芯片基板12突出的接合面LL一致的情况下，即使不设置图6所示那样的推压机构，也能够可靠地将第2微芯片基板12上的金属薄膜13的上下方向的位置设定为一定的位置。

在图11中表示采用了这样的结构的SPR传感器装置的例子。仅一部分构成元件的位置与图6所示的SPR传感器装置不同，所以省略详细的说明。如上所述，图11所示的SPR传感器装置即使不设置推压机构也能够可靠地将第2微芯片基板12上的金属薄膜13的上下方向的位置设定为一定的位置，但成为从下侧安装定位机构25，所以与图6所示的SPR传感器装置相比作业性稍差。

如以上那样，本实施例的微芯片10是将在一个面上形成有槽部的第1微芯片基板11与第2微芯片基板12接合的构造，对第2微芯片基板12的接合面LL上实施使用表面等离子共振的测量用的金属薄膜13，具有第1微芯片基板11与第2微芯片基板12的接合面LL突出的构造，所以通过使突出的接合面LL与SPR传感器装置的测量基准面L一致，能够与第2微芯片基板12的厚度的偏差无关而将第2微芯片基板12上的金属薄膜13的上下方向的位置设定为一定的位置。因此，在到达金属薄膜13背面后，通过SPR而强度衰减后的反射光的CCD受光面上的到达位置也没有偏差，能够抑制观测结果数据的误差的发生。

特别是，如果第2微芯片基板12由玻璃或具有环状烯烃构造的树脂构成，构成为使第2微芯片基板12比第1微芯片基板11大，则在将两者接合时，第2微芯片基板12的接合面LL成为从第1微芯片基板11突出的状态。如果使该突出的接合面LL与SPR传感器装置的试料固定部24的测量基准面L一致，则微芯片10的支撑由第2微芯片基板12和试料固定部24进行。第2微芯片基板12由玻璃或具有环状烯烃构造的树脂等较硬的材质构成，所以即使受到作用于微芯片10上的重力的影响也不变形，此外即使在经由匹配油MO的棱镜接合时或将检测体供给机构的检测体送液用管连接到微芯片流路14上时，经由棱镜21或管对微芯片作用某种程度的力也不会变形。因此，不发生处于第2微芯片基板12上的金属薄膜13的位置从测量基准面偏移的可能性。

这里，在微芯片上设置多个在内部中内包金属薄膜13的流路14的情况下，如果将各流路14内的金属薄膜13的位置配置到同一直线上，则进行各测量的情况下的微芯片的定位能够通过向与该同一直线相同的方向错移来进行。即，如图5(a)所示，通过将金属薄膜c1、c2、c3、c4、c5的位置配置到大致同一线上、将金属薄膜d1、d2、d3、d4、d5的位置配置到大致同一线上，通过使微芯片向与该直线相同方向的一维方向移动，能够将金属薄膜c1和d1、c2和d2、c3和d3、c4和d4、c5和d5分别配置到测量区域R内。

使用本实施例的微芯片10的SPR传感器装置具备具有测量基准面L的试料固定部24。并且，能够使上述测量基准面L与上述微芯片10的突出的接合面LL接触而使测量基准面L与上述接合面LL一致。由此，能够与微芯片10的第2微芯片基板12的厚度的偏差无关而将第2微芯片基板12上的金属薄膜13的上下方向的位置设定为一定的位置。因此，当到达金属薄膜13的背面后，通过SPR而强度衰减后的反射光在CCD23的受光面上的到达位置也没有偏差，能够抑制观测结果数据的误差的发生。

此外，在本实施例的SPR传感器装置中，在使用第2微芯片基板12的接合面LL从第1微芯片基板11突出的状态的本实施例的微芯片的情况下，在使第2微芯片基板12突出的接合面LL与设定在上述试料固定部24上的测量基准面L一致时，通过在第2微芯片基板12的与测量基准面L一致的面相反侧的第2微芯片基板12的面上，设置作用垂直于上述测量基准面L且朝向上述测量基准面L的方向的力的推压机构35，能够更可靠地将第2微芯片基板12上的金属薄膜13的上下方向的位置设定为一定的位置。

这里，考虑使用配置为使第2微芯片基板12上的多个金属薄膜13的被光照射的位置大致处于同一线上的微芯片，每当测量微芯片时，使微芯片向与配置有金属薄膜13的同一直线相同方向的一维方向移动的情况。

在SPR传感器装置中，通过设定上述试料固定部24的长度，以使得即使使微芯片10向与配置有金属薄膜13的同一直线相同方向的一维方向移动，微芯片10的突出部16也与试料固定部24的测量基准面L一致，在任何测量时都能够可靠地将第2微芯片基板12上的金属薄膜13的上下方向的位置设定为一定的位置。

(2)第2实施例

接着，对于如下实施例进行说明：通过将微芯片的多个金属薄膜的被光照射的位置配置到与设有突出部的边平行、相对于与该边处于等距离的中央线上的点为点对称的位置上，以作为点对称的点为中心使微芯片旋转180°，由此在上下段调换已测量的行和未测量的行，能够迅速地进行多个流路的测量。

在图12中表示本实施例的微芯片的外观图，在图13中表示微芯片的各部分的详细说明图。图13(a)是本实施例的微芯片的剖视图，表示图13(c)的C-C剖视图。图13(b)是图13(a)的A-A剖视图，图13(c)是图13(a)的B-B剖视图。

本实施例的微芯片仅流路的数量不同，基本上具有与第1实施例的微芯片同样的结构。

即，本实施例的微芯片10如图12所示具有将一对基板(第1微芯片基板11、第2微芯片基板12)对置接合的构造，也如图13(c)所示，第2微芯片基板12比第1微芯片基板11大，微芯片主体部15的形成有流路的面的两侧的侧面突出而形成突出部16。突出部16的一个面具有与上述第1微芯片基板11和第2微芯片基板12的接合面LL相同的平面。

与第1实施例同样，第1微芯片基板11例如由聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)等的硅构成。另一方面，如上所述，第2微芯片基板12由与棱镜21相同材质的玻璃基板构成。

如图12、图13(a)所示，由形成在第1微芯片基板11上的细微的槽部和第2微芯片基板12的表面构成流路14，在本实施例的微芯片上设有20个流路14。具体而言，在上述微芯片10上，设有4行的1列5个流路，各行、列的流路以等间隔、且大致直线状配置。

各列的流路14以间隔D等间隔地配置。如在后面叙述的测量例那样，在1次测量中使用两个流路14的情况下，在该微芯片中能够进行10次测量。即，能够以列A、列B的对进行5次测量、以列C、列D的对进行5次测量。这里，列A、列B的对和列C、列D的对配置为，使其与微芯片主体部15的设有突出部16的边平行、相对于与该边处于等距离的中央线上的点为点对称。

如图13(b)所示，在流路14内，与第1实施例同样，设置有金属薄膜13。金属薄膜13设在流路14内的、第1及第2微芯片基板12的接合面LL上。在监视抗体抗原反应的情况下，在金属薄膜13上设置抗体(抗原受容体)。这里，列A、列B、列C、列D的各流路的金属薄膜13的被光照射的位置配置为，使其与微芯片主体部15的设有突出部16的边平行、相对于与该边处于等距离的中央线上的点为点对称。

在微芯片10的突出部16上，沿着长度方向设有定位用孔部17。

在图14中表示使用本实施例的微芯片的SPR传感器装置的结构例。另外，如上所述，取将上述SPR传感器装置作为监视抗体抗原反应的生物传感器使用的情况为例。

这里，图14(a)是SPR传感器装置的俯视图，图14(b)是图14(c)的B-B剖视图，图14(c)是图14(a)的A-A剖视图。

图14所示的SPR传感器装置除了将一对试料固定部24配置为能够搭载本实施例的微芯片的间隔这一点以外，具有与在上述第1实施例中说明的结构基本上相同的结构，以下简单地说明。

与图6所示的结构同样，SPR传感器装置具有由底板33、设有长度方向侧板32及微芯片送入、退出部34的两片侧板31、和设在上表面侧的两片试料固定部24构成的框体构造。

在该框体构造的内部中，设有推压机构保持部35a，在其上设有多个推压机构35。此外，在框体构造的内部中，设有光源22、起偏镜22a、透镜22b和CCD23。此外，设有保持棱镜21的棱镜保持部21a、和用来将棱镜21安装到微芯片的下表面上的棱镜驱动机构21b。

将插入在SPR传感器装置内的微芯片10定位，以使设在微芯片10上的流路14位于规定的测量区域R中。这里，所谓规定的测量区域R，是来自光源22的光被照射在设于微芯片10上的多个流路14中的特定的流路14内的金属薄膜13上的位置。

为了进行微芯片的定位而设有定位机构25，如上述那样，通过用定位销25b将设在试料固定部24上的定位销贯通孔部24b、与设在微芯片10上的定位用孔部17对位来进行。

以下，表示使用上述SPR装置测量试剂中的抗原浓度的情况下的测量次序的例子。另外，以下的(1)～(5)的次序与上述第1实施例的(1)～(8)的次序相同，简单地说明。

在测量中，如上述那样使用两个流路。在图13(a)中，表示使用配置在列A及列B中的流路的例子。将位于测量区域中的两个流路中的一个流路作为比较参照部使用，将另一个流路作为用于测量检测体中的抗原浓度的测量部使用。

(1)首先，通过省略了图示的检测体供给机构，从相当于比较参照部的流路b1的检测体流入口注入含有浓度为已知的抗原的液体状的检测体，从检测体流出口排出。由此，固定在流路b1中的金属薄膜13上的抗体与检测体中的抗原反应而结合。此外，从相当于测量部的流路a1的检测体流入口注入含有抗原浓度为未知的抗原的液体状的检测体，从检测体流出口排出。由此，固定在流路a1中的金属薄膜13上的抗体与检测体中的抗原反应而结合。

(2)接着，在设置在棱镜保持部21a上的棱镜21表面上涂布匹配油MO，由控制部40控制棱镜驱动机构21b的驱动，如上述那样使涂布了匹配油MO的棱镜21表面与微芯片10的下表面接触。

(3)通过控制部40驱动光源22，将P偏光的光照射在处于测量区域中的相当于比较参照部的流路b1内的金属薄膜13和相当于测量部的流路a1内的金属薄膜13上，两金属薄膜13的反射光到达CCD23。

控制部40接收到达了CCD23的受光面的两个强度衰减了的反射光的位置信息作为图像信息，将它们比较、解析，确定在金属薄膜表面上发生的抗体抗原反应的状态，计算例如注入到测量部中的检测体内的抗原浓度。

(4)使用位于流路a1及b1的旁边的流路a2及b2进行第2次测量。

首先，通过控制部40使棱镜保持部21a的位置移动到下方，使棱镜21的表面与微芯片10的下表面离开。接着，进行微芯片10的定位。

在图15中表示第2次以后的定位次序。图15(a)表示第1次测量中的微芯片的配置。相当于测量部用及比较参照部用的流路的流路a1及b1位于测量区域R中。接着，首先将定位销25b拆下，如图15(b)所示，使微芯片10向箭头方向移动，以使流路a2及b2位于测量区域R中。并且，如上述那样，将定位销25b插入到一对定位用孔部17及定位销贯通孔部24b(参照图7)中，进行微芯片10的定位。

(5)然后，通过执行上述次序(1)～(3)，进行第2次测量。使用流路a3及b3的第3次测量、使用流路a4及b4的第4次测量、使用流路a5及b5的第5次测量也经过与上述第2次测量同样的次序进行。

(6)第6次以后的测量使用处于微芯片的列C中的流路(c1、C2、c3、C4、C5)、和处于列D中的流路(d1、d2、d3、d4、d5)进行。在进行第6次测量的情况下，通过以下的次序进行。

首先，通过控制部40使棱镜保持部21a的位置移动到下方，使棱镜21表面与微芯片10的下表面离开。

(7)接着，如图16(a)所示，在将定位销拆下后使微芯片反转180°，如图16(b)所示，设置到SPR装置的试料固定部24上。并且，如上述那样，通过定位机构25将微芯片10定位。由此，将流路c5、d5定位在测量区域R中。

(8)然后，通过执行上述次序(1)～(3)的次序，进行第6次的测量。

(9)第7次的测量使涂布有匹配油的棱镜21表面与微芯片10的下表面离开，如图16(c)所示，使微芯片向箭头方向移动，以使流路c4及d4位于测量区域中，通过定位机构25将微芯片10定位。由此，将流路c4、d4定位到测量区域R中。

(10)然后，通过执行上述次序(1)～(3)的次序，进行第6次测量。

(11)使用流路c3及d3的第8次的测量、使用流路c2及d2的第9次的测量、使用流路c1及d1的第10次的测量也经过与上述第7次的测量同样的次序进行。

如以上这样，本实施例的微芯片与上述第1实施方式同样，是将第1微芯片基板与由玻璃构成的第2微芯片基板接合的构造，对第2微芯片基板的接合面上实施使用了表面等离子共振的测量用的金属薄膜，在微芯片上设有多个在内部中内包金属薄膜的流路。

并且，与上述第1实施例同样，各流路内的金属薄膜的位置配置在同一直线上，在进行多次测量的情况下，仅通过使微芯片向与上述同一直线状同方向的一维方向移动的简单的移动动作，就能够将各金属薄膜分别配置到测量区域内。此外，如果将各金属薄膜的位置等间隔地配置，则微芯片的上述移动量也为等间隔，所以在自动实施微芯片的移动的情况下移动量的控制变得容易。

进而，本实施例的微芯片关于内包有作为测量对象的配置在同一直线上的金属薄膜的多个流路的列，在平行于微芯片主体部的设有突出部的两侧的边且相对于与该边等距离的中央线上的点为点对称的位置上设置与该列同样的多个流路的列，所以在使用了属于某列的流路的测量结束后，能够使微芯片反转180度而实施使用了属于其他列的流路的测量。因此，能够进行高效率且短时间内的测量。

Claims (7)

1.一种表面等离子共振测量用微芯片，其特征在于，

由在一个面上形成有槽部的第1微芯片基板、和在表面上成膜有金属薄膜的第2微芯片基板构成，第1微芯片基板的形成有槽部的面与第2微芯片基板的成膜有金属薄膜的一侧的面接合，在由第1微芯片基板的槽部和第2微芯片基板表面形成的流路内内包着上述金属薄膜；

该表面等离子共振测量用微芯片，在从上述第2微芯片基板的与形成有上述金属薄膜的面相反侧的面对上述金属薄膜照射光、而对上述金属薄膜上的试料进行表面等离子共振测量时使用；

在上述微芯片中，在设有上述流路的面的两侧的侧面上形成有突出部，该突出部的一个面是与上述第1微芯片基板和第2微芯片基板的接合面(LL)相同的平面。

2.如权利要求1所述的表面等离子共振测量用微芯片，其特征在于，

第2微芯片基板由玻璃或具有环状烯烃构造的树脂构成，第2微芯片基板比第1微芯片基板大，该第2微芯片基板的一部分形成上述突出部，上述突出部的一个面是与第2微芯片基板的和第1微芯片基板的接合面(LL)相同的平面。

3.如权利要求1或2所述的表面等离子共振测量用微芯片，其特征在于，

在第2微芯片基板上设有多个金属薄膜，多个金属薄膜排列为一个至多个矩阵状，并排列为，使构成各行及各列的各金属薄膜的被光照射的位置处于大致同一直线上。

4.如权利要求1、2或3的任一项所述的表面等离子共振测量用微芯片，其特征在于，

从上述微芯片除去了上述突出部之外的部分、即微芯片主体部的设有金属薄膜的面是矩形状，多个金属薄膜的被光照射的位置在上述微芯片主体部中排列在与设有突起部的边平行、并相对于与该边处于等距离的中央线上的点为点对称那样的位置上。

5.一种表面等离子共振测量装置，其特征在于，

具备保持权利要求1、2、3或4所述的微芯片的板状的试料固定部、光源、棱镜和光检测器，该表面等离子共振测量装置将从该光源释放的光对上述微芯片的金属薄膜照射，由上述光检测器检测来自上述金属薄膜的反射光，求出金属薄膜上的试料特性；

上述试料固定部的某一个面被设定为测量基准面(L)，该测量基准面(L)与和上述微芯片的接合面(LL)为相同平面的突出部的一个面接触；

上述测量基准面(L)被设定于如下位置：当使上述微芯片以上述突出部的上述一个面与该测量基准面(L)接触的方式保持在上述试料固定部上时，能够对上述微芯片的金属薄膜光照射来自上述光源的光，并且能够由上述光检测器检测来自上述金属薄膜的反射光。

6.如权利要求5所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于，

在上述突出部的另一面上具备作用垂直于上述测量基准面(L)并且朝向上述测量基准面(L)的方向的力的加压机构，以使得在使微芯片保持在上述试料固定部上时，与该微芯片的接合面(LL)为相同平面的突出部的一个面与设定在上述试料固定部上的测量基准面(L)一致。

7.如权利要求5或6所述的表面等离子共振测量装置，其特征在于，

在上述试料固定部上，设有定位机构，该定位机构用于将上述微芯片定位到平行于上述试料固定部的测量基准面(L)的平面上，通过该定位机构，将上述微芯片的各金属薄膜定位到能够将来自上述光源的光进行光照射、并且能够由上述光检测器检测来自该金属薄膜的反射光的位置上。

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