CN102884415A - 等离激元传感器及其使用方法和制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种等离激元传感器及其使用方法和制造方法。等离激元传感器包括第1金属层和第2金属层。第1金属层具有下表面和构成为被供给电磁波的上表面。第2金属层具有与第1金属层的下表面对置的上表面。在第1金属层与第2金属层之间设置构成为被含有介质的试样填充的中空区域。在第1金属层的下方和第2金属层的上方中的至少一方物理吸附有多个分析物捕获体。

Description

等离激元传感器及其使用方法和制造方法

技术领域

本发明涉及一种能够用于检测病毒等的利用表面等离激元共振(Surface Plasmon Resonance)的等离激元传感器。

背景技术

图12是能够用于病毒检测等的等离激元传感器100的剖视图。等离激元传感器100包括棱镜101、表面平坦的金属层102、表面平坦且具有规定的介电常数的绝缘层103、作为抗体等的捕获体104、光源105及检波部106。金属层102配置在棱镜101的下表面，绝缘层103配置在金属层102的下表面。捕获体104固定在绝缘层103的下表面。

在金属层102与绝缘层103的界面存在电子的疎密波、即表面等离激元波。表面等离激元波是指金属的自由电子与光耦合而产生的电子波。

在棱镜101的上方配置有光源105。光源105以全反射条件向棱镜101入射P偏振的光。另外，与入射面垂直地振动的光为P偏振光。在金属层102上全反射的光被检波部106接收。检波部106检测光的强度。

这样，若光源105向棱镜101入射光，则在金属层102与棱镜101的界面产生倏逝波(evanescent wave)。倏逝波是指，在产生全反射时向不应通过的物质侧稍微漏出的电磁波。

在此，若满足倏逝波的波数与表面等离激元波的波数一致的波数匹配条件，则从光源105供给的光能量可被用于表面等离激元波的激发，反射光的强度减小。波数匹配条件依赖于从光源105供给的光的入射角。因此，若改变入射角并由检波部106检测反射光强度，则在某一个入射角下，反射光的强度会减小。

反射光的强度最小的角度被称为共振角。共振角依赖于绝缘层103的介电常数。若试样中的被测量物质即分析物与捕获体104特异结合，从而特异性结合物形成在绝缘层103的下表面，则绝缘层103的介电常数发生变化。相对应地，共振角发生变化。因此，通过监控共振角的变化，能够检测分析物与捕获体104的特异性结合反应的结合强度及结合速度等。这种等离激元传感器例如公开在专利文献1中。

等离激元传感器100包括能够供给P偏振光的光源105和配置在金属层102的上表面的棱镜101。因此，等离激元传感器100变大，具有复杂的结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-181296号公报

发明内容

本发明为小型且简易结构的等离激元传感器。本发明的等离激元传感器包括第1金属层和第2金属层。第1金属层具有构成为被供给电磁波的上表面和下表面。第2金属层具有与第1金属层的下表面对置的上表面。在第1金属层与第2金属层之间设置构成为被含有介质的试样填充的中空区域。在第1金属层的下方和第2金属层的上方中的至少一方物理吸附有多个分析物捕获体。

在本发明的等离激元传感器中，棱镜没有配置在第1金属层的上表面。并且，即使从电磁波源向第1金属层供给的电磁波没有被P偏振，在第1金属层与中空区域的第1界面及第2金属层与中空区域的第2界面上也会产生表面等离激元共振。因此，能够实现小型且简易结构的等离激元传感器。此外，本发明的等离激元传感器能够检测在中空区域内悬浮的物质的介电常数变化，因此不需要经由例如自组装膜(SAM)使抗体等捕获体化学吸附在第1金属层或第2金属层上。因此，能够通过简易的工序来实现。

此外，在使用该等离激元传感器时，利用毛细现象向中空区域插入试样，并向第1金属层的上表面侧供给电磁波。并且，检测从第1金属层的上表面反射或辐射的电磁波的振幅变化和共振波长变化中的至少一方。

附图说明

图1是本发明的实施方式的等离激元传感器的剖视图。

图2是图1所示的等离激元传感器插入试样时的概念图。

图3是作为捕体的配位体和分析物进行特异性结合的概念图。

图4是表示本发明的实施方式的等离激元传感器的仿真分析结果的图。

图5A是本发明的实施方式的等离激元传感器的仿真分析模型的概念图。

图5B是本发明的实施方式的等离激元传感器的其他仿真分析模型的概念图。

图6A是表示本发明的实施方式的等离激元传感器的仿真分析结果的图。

图6B是表示本发明的实施方式的等离激元传感器的仿真分析结果的其他图。

图7是说明本发明的实施方式的等离激元传感器的检测原理的剖视图。

图8是说明本发明的实施方式的等离激元传感器的检测原理的剖视图。

图9是说明本发明的实施方式的等离激元传感器的检测原理的剖视图。

图10是说明本发明的实施方式的等离激元传感器的检测原理的剖视图。

图11是本发明的实施方式的其他等离激元传感器的剖视图。

图12是现有的等离激元传感器的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在各实施方式中，有时对与之前的实施方式相同的结构部分附加同一标号并省略说明。此外，在以下说明中，“上表面”、“下表面”、“上方”、“下方”等表示方向的用语表示仅与等离激元传感器的结构部件的相对位置关系相关的相对方向，不表示铅直方向等绝对方向。

(实施方式1)

图1是本发明的实施方式1中的等离激元传感器1的剖视图。等离激元传感器1包括第1金属层(以下称为金属层)2、第2金属层(以下称为金属层)3、以及多个分析物捕获体(以下称为捕体)7。

金属层2具有下表面2B和构成为被供给电磁波的上表面2A。金属层3具有与金属层2的下表面2B对置的上表面3A。在金属层2、3之间设置有中空区域4。中空区域4构成为被含有介质的试样填充。

金属层2、3由金、银等金属构成。金属层2具有大致100nm以下的厚度，因此无法以单体维持其形状。金属层2的上表面2A固定于保持部5的下表面5B，从而保持其形状。此外，同样地，金属层3固定于保持部6的上表面6A而得以保持。

等离激元传感器1也可以具有配置在金属层2、3之间且保持金属层2、3的柱或壁，以使金属层2、3之间的距离维持恒定。通过该结构，等离激元传感器1能够实现中空区域4。

作为抗体等的捕获体7物理吸附在金属层2的下表面2B和金属层3的上表面3A中的至少一方上。即，多个捕获体7物理吸附在金属层2的下方侧和金属层3的上方侧中的至少一方上。此外，多个捕获体7也可以无取向地配置在金属层2的下表面2B的下方侧和金属层3的上表面3A的上方侧中的至少一方侧。

图12所示的现有的等离激元传感器100为了确保灵敏度，需要在绝缘层103的下表面通过化学吸附等固定捕获体104。另一方面，等离激元传感器1具有表面等离激元的共振波长根据金属层2、3之间的介电常数的变化而变化的特征。因此，不需要通过化学吸附等在金属层2、3上固定捕获体7。因此，等离激元传感器1能够简化捕获体7的配置工序例如SAM膜形成工序，能够提高制造效率。例如，通过毛细管现象(capillaryaction)向中空区域4注入含有捕获体7的液体或凝胶、气体等流体并使其干燥，从而能够在金属层2的下表面2B上和金属层3的上表面3A上的至少任一方配置捕获体7。

图2是等离激元传感器1的试样插入时的概念图。在中空区域4中，在使用等离激元传感器1时能够填充试样62，中空区域4实质上被金属层2、3夹持。试样62含有分析物8、检测体9及介质61。介质61为气体、液体或凝胶等流体，运送分析物8和检测体9。

若试样62被填充到中空区域4，试样62中的分析物8接触到捕获体7，则捕获体7与分析物8特异地结合。如上所述，捕获体7通过物理吸附，配置在金属层2的下表面2B的下方、和/或金属层3的上表面3A的上方。因此，与通过化学吸附(离子键及共价键等)固定的情况相比，捕获体7非常容易脱离。因此，若试样62被填充到中空区域4，则物理吸附的捕获体7的一部分脱离，在试样62中漂浮。其结果，捕获体7与分析物8在中空区域4整体中引起特异性结合，捕获体7与分析物8能够高效地特异结合。

图3是表示捕获体7与分析物8的特异性结合的概念图。试样62含有作为非特异性检测体的检测体9、和作为检测体的分析物8。捕获体7不与非特异性检测体9特异地结合，仅与分析物8选择性地产生特异性结合。

在图2中，在金属层2的上表面2A的上方、即对金属层2而言在金属层3的相反方向上配置有电磁波源92。电磁波源92从金属层2的上表面2A上方向金属层2提供电磁波91。

以下，说明等离激元传感器1的动作。在本实施方式中，电磁波91为光，电磁波源92为光源。作为光源的电磁波源92不具备偏振板等使光的偏振波一致的装置。与图12所示的等离激元传感器100不同，等离激元传感器1除了P偏振的光以外，通过S偏振的光也能够激发表面等离激元共振。

经由保持部5从金属层2的上方向上表面2A提供的电磁波91透过金属层2被供给到中空区域4，从而到达金属层3的上表面3A。通过电磁波91，在金属层2的中空区域4的一侧、即下表面2B上产生表面等离激元，在金属层3的中空区域4的一侧、即上表面3A上产生表面等离激元。

这样，即使从电磁波源92向金属层2供给的电磁波没有被P偏振，也在金属层2与中空区域4之间的第1界面、及金属层3与中空区域4之间的第2界面上产生表面等离激元共振。由此，能够以小型且简易的结构实现等离激元传感器1。

在向中空区域4供给的电磁波91的波数与在金属层2的下表面2B上产生的表面等离激元的波数一致的情况下，在金属层2的下表面2B上激发表面等离激元共振。此外，在电磁波91与在金属层3的上表面3A上产生的表面等离激元的波数一致的情况下，在金属层3的上表面3A上激发表面等离激元共振。

在本实施方式中，金属层2的厚度大致在100nm以下。在金属层2比100nm厚的情况下，电磁波(光)中的产生表面等离激元共振的波长成分不透过金属层2，因此在金属层2的下表面2B及金属层3的上表面3A上不激发表面等离激元共振。在电磁波91为可见光的情况下，优选的是，由金构成的金属层2的厚度在35nm～45nm的范围内。在该范围外的膜厚时，难以产生表面等离激元共振。

优选的是，由例如金构成的金属层3的厚度在100nm以上。在小于100nm的膜厚时，所入射的电磁波91(例如可见光)透过金属层3，存在等离激元传感器1的灵敏度劣化的可能性。即，在金属层3的厚度小于100nm的情况下，存在经过金属层2而供给到中空区域4的电磁波的一部分经过金属层3而漏到中空区域4的外侧的情况。这样，本来应利用于激发表面等离激元共振的电磁波的能量的一部分漏到中空区域4外，因此等离激元传感器1的灵敏度会降低。从而，通过使金属层2比金属层3薄，能够提高等离激元传感器1的灵敏度。

产生表面等离激元共振的频率能够通过调整金属层2、3的形状、金属层2、3之间的距离、金属层2、3的介电常数、金属层2、3之间的介质61的介电常数、和介质61的介电常数的分布中的至少1个来进行控制。另外，关于金属层2、3的形状，主要是厚度的变更对产生表面等离激元共振的频率的影响较大。

在等离激元传感器1接收到从电磁波源92提供的电磁波91时，从等离激元传感器1反射或辐射电磁波93。在金属层2的上表面2A的上方配置有检测电磁波93的检测部94，接收电磁波93。

如上所述，保持部5固定在金属层2的上表面2A上，保持金属层2的形状。保持部5需要向金属层2高效地供给电磁波91，因此由不易使电磁波91衰减的材质形成。在本实施方式中，电磁波91是光，因此保持部5由使光高效地透过的玻璃或透明塑料等透明的材料形成。优选的是，保持部5的厚度在机械强度上可容许的范围内尽可能小。

通过这种结构，能够将从电磁波源92供给的光、即电磁波91封闭在中空区域4中，从而激发表面等离激元共振。此外，表面等离激元与电磁波91耦合，从而激发表面等离激元极化(Surface plasmon polariton)。通过该激发，所供给的电磁波91被吸收。被吸收的频率的成分不会被作为电磁波93而辐射，而是将其他频率成分作为电磁波93来辐射。

如上所述，保持部6的上表面6A固定于金属层3的下表面3B，保持金属层3的形状。为了提高等离激元传感器1的灵敏度，优选使所供给的电磁波91无法透过金属层3。因此，优选保持部6由屏蔽电磁波91的材料形成。例如，保持部6由具有100nm以上的厚度的金属或半导体形成。

优选保持部6的厚度大于保持部5的厚度。由此，能够提高等离激元传感器1本身的机械强度。其结果，能够防止在使用等离激元传感器1时发生形状变形等而导致感测特性发生变化。

若从图1所示的状态变化为如图2所示在中空区域4中填充了试样62的状态，则金属层2、3之间(中空区域4)的介电常数或金属层2、3之间的介电常数的分布发生变化。其结果，等离激元传感器1的表面等离激元共振的共振波长发生变化。以下，比较如图2所示在那样在试样62中存在分析物8的情况、与不同于图2在试样62中不存在分析物8的情况。

在试样62中存在分析物8的情况下，通过混合试样62与捕获体7，分析物8与捕获体7发生特异性结合。分析物8及捕获体7单独存在时的分子结构、和分析物8与捕获体7特异性结合后的分子结构不同。因此，在特异性结合之后，金属层2、3之间(中空区域4)的介电常数变化成与分析物8及捕获体7单独存在时的介电常数不同的值。因此，试样中存在分析物8时的等离激元传感器1的共振波长、和不存在时的共振波长不同。

图4是表示等离激元传感器1对金属层2、3之间的介电常数的变化具有灵敏度的情况的电磁场仿真的分析结果。参照图4，说明在中空区域4内存在捕获体7和与分析物8特异性结合后的分子结构时的共振波长的变化。具体而言，特异性结合后的分子结构在中空区域4内的存在位置与共振波长的关系的分析模型有以下条件。

·捕获体7与分析物8特异性结合后的分子结构：以相对介电常数为1.1、厚度为100nm的层进行模型化

·金属层2：厚度为45nm的金层

·金属层3：厚度为300nm的金层

·中空区域4：厚度为1μm的空气层

·光的入射角：与金属层2的上表面2A垂直的方向

另外，在仿真分析中，均将CST制的MW-studio用作分析工具。此外，为了便于说明，对物理吸附的配位体不进行模型化。

图4所示的反射率特性曲线P5表示在中空区域4中不存在捕获体7与分析物8特异性结合后的分子结构时的反射率特性，共振波长为705.4nm。特性曲线P1表示在金属层2的下表面2B上存在特异性结合后的分子结构时的反射率特性，等离激元传感器1的共振波长为707.1nm。特性曲线P2表示在金属层3的上表面3A上存在特异性结合后的分子结构时的反射率特性，等离激元传感器1的共振波长为707.1nm。

特性曲线P3表示特异性结合后的分子结构配置在面向中空区域4的金属层2的下表面2B、金属层3的上表面3A时的反射率特性，等离激元传感器1的共振波长为710.4nm。特性曲线P4表示特异性结合后的分子结构配置在金属层2、3的中间位置时的反射率特性，等离激元传感器1的共振波长为710.4nm。

这样，即使在金属层2的下表面2B、金属层3的上表面3A以外存在捕获体7与分析物8特异性结合后的分子结构，等离激元传感器1的共振波长也会发生变化。利用该特征，在等离激元传感器1中，想办法不仅在金属层2、3的附近区域进行捕获体7与分析物8的特异性结合，而且还在中空区域4的大致整体进行捕获体7与分析物8的特异性结合。因此，能够高效地进行特异性结合，其结果，能够提高等离激元传感器1的灵敏度。此外，为了在中空区域4的大致整体进行特异性结合，通过捕获体7容易脱离的物理吸附，在中空区域4内配置捕获体7。其结果，能够简化在中空区域4内配置捕获体7的工序，等离激元传感器1的制造效率提高。

这样，等离激元传感器1由于能够检测在中空区域4内悬浮的物质的介电常数变化，因此不需要经由例如自组装膜(SAM)在金属层2或金属层3上使捕获体7化学吸附。因此，能够通过简易的工序制造等离激元传感器1。

接着，说明等离激元传感器1的使用方法。首先，准备等离激元传感器1。接着，如图2所示，利用毛细现象向中空区域4插入试样62。然后，从保持部5的上表面5A侧向金属层2的上表面2A侧入射(供给)光等电磁波91。然后，检测从金属层2的上表面2A经由保持部5反射或辐射的电磁波93的振幅变化和共振波长变化中的至少一方。由此，确认在中空区域4内是否存在特异性结合。例如，从保持部5的上表面5A侧入射太阳光、荧光灯的光，并通过人的眼睛检测其反射光的颜色的变化，从而能够确认在中空区域4内是否存在特异性结合。

以下，说明其具体原理。等离激元传感器1在表面等离激元的共振频率下，金属层2、3之间的电磁场强度也可以分布成高阶模式。即，在金属层2、3之间产生的电磁场强度也可以在多处局部增大。用图5A、图5B所示的电磁场仿真的分析模型501、502说明该情况。

在分析模型501中，金属层2由银构成并具有30nm的厚度。金属层3由银构成并具有130nm的厚度。金属层2、3之间的距离为10μm，在中空区域4中填充了相对介电常数为1的空气。在金属层2的上表面2A的上方、和金属层3的下表面3B的下方填充了空气。在分析模型501中，金属层2、3和中空区域4在横向上无限连续。

在分析模型502中，在图5A所示的分析模型501中的金属层2的下表面2B上配置有捕获体7与分析物8的特异性结合的产物508。产物508的厚度为10nm，相对介电常数为3.0。

能够变换“Handbook of Optical Constants of Solids”(Palik，Edward D.in 1998)中所记载的折射率的实验数据来生成构成金属层2、3的银的介电函数。在分析模型501、502中，为了便于进行仿真分析，不对捕获体7进行模型化。

相对于金属层2的上表面2A的法线方向501N从45度的仰角AN提供电磁波591，以-45度的仰角BN检测从金属层2的上表面2A辐射的电磁波593。图6A、图6B表示根据以上条件进行了电磁场仿真分析的结果。

图6A表示分析模型501的电磁场仿真结果。该模型的共振波长为2883nm，图6A用浓淡表示了中空区域4的电场强度的分布。另外，图6A为了便于说明，没有表示中空区域4的所有区域的电场分布，而是仅表示了一部分区域95中的电场分布。

存在于金属层2、3之间的电场强度在从金属层2朝向金属层3的位置处周期性地反复局部的变化，金属层2、3附近的区域的电场强度较小。在图6A中，在金属层2、3之间的多个即5个区域95A中电场强度局部地增大，在区域95B中电场强度局部地减小。在区域95A中电磁场强度分布成比基本模式高的高阶模式。

通过使金属层2、3之间的电磁场强度分布成高阶模式，从而能够扩大金属层2、3的间隔，能够容易向中空区域4插入含有分析物8的试样62。

在图6A所示的分析模型505中，中空区域4的相对介电常数为1。图6B表示分析模型505和分析模型505的中空区域的相对介电常数为1.2的分析模型506的电磁场仿真的结果、即反射率特性R505、R506。

在图6B中，横轴表示电磁波591的波长，纵轴表示电磁波593的电力与电磁波591的电力之比、即反射率。反射率特性R505、R506表示在分析模型505、506中在多个共振波长下发生了表面等离激元共振。此外，表示由于改变中空区域4的介质的状态即相对介电常数而引起了共振波长的变化。这样，在中空区域4厚的情况下，在金属层2、3之间发生高阶模式的电磁场强度分布，以高阶频率发生表面等离激元共振。

在等离激元传感器1中，利用在高阶模式的频率下发生的表面等离激元共振，还能够检测中空区域4的介质61的状态随时间的变化。由此，由于金属层2、3之间的间隔扩大，因此能够容易向中空区域4插入含有分析物8的试样62。

接着，说明在等离激元传感器1中导出高阶模式的阶数的方法。若不含分析物8的折射率为n的试样62配置于中空区域4之前的金属层2、3之间的电磁场强度分布成m阶模式，则用1以上的整数a使式1成立。

(1/2)×λ×m＝(1/2)×(λ/n)×(m+a)    (式1)

在式1中，λ为在中空区域4中配置介质61之前从金属层2的上表面2A的上方供给的电磁波91在中空区域4中的波长。

式1的左边表示介质61配置于中空区域4之前的与金属层2、3之间的距离。即，在介质61配置于中空区域4之前，在金属层2、3之间产生m阶模式的电磁场强度分布，因此金属层2、3之间的距离用式1的左边来表示。

式1的右边表示介质61配置于中空区域4之后的金属层2、3之间的距离。即，若具有折射率n的介质61配置在中空区域4中，则电磁波91在中空区域4中的波长λ缩短为1/n。因此，与在金属层2、3之间配置介质61之前相比，产生更多的电磁场强度的腹和节。在此时的电磁场强度分布为(m+a)阶模式的情况下，金属层2、3之间的距离用式1的右边来表示。式1的左边和右边均表示金属层2、3之间的距离，因此相等。整数a表示根据在金属层2、3之间有无介质61(不含分析物8的试样62)而变化的电磁场强度分布的模式的阶数之差。

根据式1，高阶模式的阶数m、折射率n及整数a满足式2。

m＝a/(n-1)    (式2)

等离激元传感器1的共振波长的变化能够通过使用者的眼睛来检测。即，能够通过来自等离激元传感器1的反射光的颜色来检测共振波长的变化。为了判断试样62是否含有分析物8，需要满足以下条件。即，在只有不含分析物8的试样62即介质61配置在中空区域4中的情况下，来自等离激元传感器1的反射光的颜色不发生变化。并且，仅在含有分析物8的试样62配置在中空区域4中的情况下，反射光的颜色发生变化。因此，需要防止来自等离激元传感器1的反射光的颜色根据不含分析物8的试样62即介质61是否配置在中空区域4中而发生变化。

例如，如下求出不含分析物8的试样62即介质61为水时的阶数m。水的折射率n为1.3334。若将整数a设定为1，则根据式2，m＝2.9994≈3。

可见光带是人类的眼睛能够看见的光的波段，是380nm以上且750nm以下的波长范围。在此，例如将等离激元传感器1设计成，使等离激元传感器1在可见光带的蓝色的450～495nm的波段内的频率fb下产生表面等离激元共振。

将金属层2、3之间的距离确定为，在中空区域4中没有配置水的状态即配置有空气的状态下，在中空区域4中以频率fb产生3阶模式的电磁场分布。选择3阶模式是因为上述计算结果为m≈3。

在等离激元传感器1中，大致在频率fb下产生表面等离激元共振。若包含可见光带全域的频率成分的白色光入射到金属层2的上表面2A，则在上表面2A反射而向上方放射反射光。在该反射光中，所入射的白色光中蓝色的光尤其被衰减。

接着，在中空区域4中仅配置不含分析物8的试样62即介质61的水时，在金属层2、3之间，在频率fb下大致产生4阶模式(m+a＝2.9994+1≈4)的电磁场分布。即，即使在中空区域4中配置介质61，等离激元传感器1也会在频率fb下产生表面等离激元共振，因此向金属层2的上方反射的光的颜色也大致没有变化。由此，能够防止等离激元传感器1的共振波长根据在中空区域4中是否仅配置有介质61而大幅偏移。

另外，在上述条件中m近似于3，但是所导出的m为整数的情况较少，因此将对导出的m的值进行四捨五入而得到的整数值设定为整数m。

此外，也可以将金属层2、3之间的距离设计成，在从介质61没有配置在中空区域4中的状态变成在中空区域4中仅配置了介质61的状态时，产生表面等离激元共振的波长仅在特定的波段内发生变化。具体而言，与上述同样地设定在金属层2、3之间产生的电磁场分布模式的阶数。

作为该特定的波段，可列举波段A、波段B、波段C、波段D、波段E、波段F。波段A为380nm以上且小于450nm，波段B为450nm以上且小于495nm，波段C为495nm以上且小于570nm，波段D为570nm以上且小于590nm，波段E为590nm以上且小于620nm，波段F为620nm以上且小于750nm。

波段A为与可见光带的紫色相当的波段，波段B为与可见光带的蓝色相当的波段，波段C为与可见光带的绿色相当的波段。波段D为与可见光带的黄色相当的波段，波段E为与可见光带的橙色相当的波段，波段F为与可见光带的红色相当的波段。通过使反射光的波长在上述波段中的一个波段内发生变化，能够防止来自等离激元传感器1的反射光的颜色根据有无不含分析物8的试样62而大幅变化。即，通过人的视觉能够仅简单地检测有无分析物8，能够检测抗原抗体反应。

另外，也可以在金属层2、3之间的大致所有区域(包括没有设置捕获体7的区域)内设置中空区域4。此外，也可以在金属层2、3之间除了支撑金属层2、3的柱及壁以外的区域(包括没有设置捕获体7的区域)内设置中空区域4。此外，也可以在金属层2的下表面2B和金属层3的上表面3A上涂敷防腐蚀用涂敷层。此时，也可以在金属层2、3之间的除了防腐蚀用涂敷层以外的区域内设置中空区域4。但是，不包括防腐蚀用涂敷剂未与金属层2或金属层3接触的表面上所配置的捕获体7的区域。能够插入试样62的区域为中空区域4，只要中空区域4确保在金属层2、3之间的一部分区域内即可。

金属层2、3之间的间隔L通过产生表面等离激元共振的频率F表示为以下式3。

L＝N×C/(2×F)×cosθ(式3)

在式3中，N为自然数，C为金属层2、3之间的实际光速，θ为在中空区域4中电磁波相对于与金属层2的下表面2B、金属层3的上表面3A垂直的法线的入射角度。另外，式3没有考虑金属层2、3的复折射率，因此包含误差。在金属层2、3之间存在中空区域4以外的介质(例如上述的柱及壁等)的情况下，式3的C的值为考虑了这些介质的值。

透过金属层2而进入到中空区域4的电磁波在金属层3的上表面3A被反射。其结果，如图6A所示，在中空区域4中产生电磁场强度的恒定分布。将中空区域4中所产生的恒定分布的电磁场的一部分作为能量源，产生表面等离激元共振。

另外，也可以将等离激元传感器1设计成，通过使中空区域4的介质61的状态随着时间发生变化，从而使共振波长从可见光带以外的波段即非可见光带向可见光带发生变化、或从可见光带向非可见光带发生变化。

例如，有时若中空区域4的介质61的状态由于捕获体7与分析物8的特异性结合而发生变化，则共振波长从非可见光带向可见光带发生变化。此时，可由人的眼睛检测的可见光带的光的颜色的一部分因表面等离激元共振而难以从等离激元传感器1反射或辐射。其结果，能够通过人的眼睛检测捕获体7与分析物8的特异性结合等，能够实现不具备复杂且大规模的装置的简易的等离激元传感器1。

另外，在上述说明中，向等离激元传感器1供给的电磁波91至少包含可见光带的一部分波长。具体而言，向等离激元传感器1照射白色光即太阳光或照明的光，能够通过人类的视觉检测其反射波或辐射波。由此，能够通过人的眼睛简易地检测捕获体7与分析物8的特异性结合等。

另外，若向等离激元传感器1供给电磁波91的角度(例如电磁波91向金属层2入射的入射角度)发生变化，则共振波长也发生变化。因此，在向等离激元传感器1入射的电磁波91的入射角度发生变化的情况下，需要注意等离激元传感器1的设计。即，需要在产生特异性结合之前的状态下，即使在可能的范围内改变向等离激元传感器1供给电磁波91的角度，共振波长也收敛在非可见光带的区域内。或者，需要收敛在可见光带的同一颜色的波段内。若这样设计等离激元传感器1，则在用手保持等离激元传感器1，并向金属层2侧照射太阳光，检测捕获体7与分析物8的特异性结合的情况下，即使在可能的范围内改变电磁波向等离激元传感器1的供给角度，反射光的颜色也不会发生变化。另外，如上所述，为了设计等离激元传感器1，通过调整保持部5、6的材质、金属层2、3的厚度及材质、金属层2、3之间的距离等来进行设计。

另外，在上述说明中，使等离激元传感器1的共振波长从非可见光带向可见光带发生变化，或者从可见光带向非可见光带发生变化。也可以将等离激元传感器100设计成，该变化如在图12所示的等离激元传感器100中那样发生。具体而言，设计成使图12所示的具有棱镜101的等离激元传感器100的共振波长在捕获体104与分析物的特异性结合前后从非可见光带向可见光带变化、或从可见光带向非可见光带变化的结构。此外，也可以在使用了局域等离激元的传感器中适用同样的设计思想。由此，能够通过人的眼睛简易地检测捕获体与分析物的特异性结合等。

此外，也可以将等离激元传感器1设计成，通过使中空区域4中的介质61的状态随着时间而发生变化，使产生表面等离激元共振的波长从非可见光带向蓝色至绿色光的波段、或红色光的波段发生变化。蓝色光的波段为450nm以上且小于495nm，绿色光的波段为495nm以上且570nm以下。因此，前者的波段为450nm以上且570nm以下。红色的光的波段为620nm以上且750nm以下。或者也可以将等离激元传感器1设计成，产生表面等离激元共振的波长从上述两个波段中的任意波段向非可见光带发生变化。

在人类的视网膜的中心部密集分布的锥体细胞由吸收红光的锥体、吸收绿光的锥体及吸收蓝光的锥体这3个锥体构成。因此，人能感受到的光只有红、蓝、绿这三色。这样，通过利用人的眼睛的灵敏度极高的蓝、绿、红光，能够用人的视觉容易检测来自等离激元传感器1的电磁波(光)的变化。

例如，由于捕获体7与分析物8的特异性结合，中空区域4的介质状态发生变化，共振波长从非可见光带向450nm以上且570nm以下、或620nm以上且750nm以下的区域发生变化。于是，人的视觉的灵敏度最高的蓝色或绿色或红色中的一个光的颜色由于表面等离激元共振而难以从等离激元传感器1反射或辐射。其结果，能够通过人的眼睛以良好的灵敏度检测捕获体7与分析物8的特异性结合等。

此外，此时若向等离激元传感器1供给电磁波91时的供给角度(例如电磁波对金属层2的入射角度)发生变化，则共振波长也会发生变化。因此，在向等离激元传感器1入射的电磁波91的入射角度发生变化的情况下，需要注意等离激元传感器1的设计。即，需要在产生特异性结合之前的状态下，即使在可能的范围内改变向等离激元传感器1供给电磁波91的角度，共振波长也会收敛在非可见光带的区域内。或者，需要收敛在可见光带的同一颜色的波段域内。若这样设计等离激元传感器1，则在用手保持等离激元传感器1，并向金属层2侧照射太阳光，以检测捕获体7与分析物8的特异性结合的情况下，即使在可能的范围内改变电磁波向等离激元传感器1的供给角度，反射光的颜色也不会发生变化。

另外，如上所述，优选的是，向等离激元传感器1供给的电磁波至少包含蓝色、绿色、红色光的波长。由此，如上所述，能够通过人的眼睛检测捕获体7与分析物8的特异性结合等。

此外，在上述说明中，使等离激元传感器1的共振波长从非可见光带向450nm以上且570nm以下、或620nm以上且750nm以下的区域发生变化，或者从450nm以上且570nm以下、或620nm以上且750nm以下的区域向非可见光带发生变化。也可以将该变化适用于现有的等离激元传感器100。具体而言，也可以设计成使图12所示的具有棱镜101的等离激元传感器100的共振波长在捕获体104与分析物的特异性结合前后从非可见光带向450nm以上且570nm以下、或620nm以上且750nm以下的区域发生变化，或者从450nm以上且570nm以下或620nm以上且750nm以下的区域向非可见光带发生变化的结构。此外，也可以在使用了局域等离激元的传感器中适用该变化。由此，能够通过人的眼睛简易地检测捕获体与分析物的特异性结合等。

此外，也可以将等离激元传感器1设计成，通过使中空区域4中的介质61的状态随着时间而发生变化，使产生表面等离激元共振的波长从450nm以上且小于495nm的区域向495nm以上且580nm以下的区域发生变化。

作为一个具体例子，假设在从等离激元传感器1的金属层2的上表面2A的上方投射了包含多个可见光线的太阳光或照明光时，通过人的眼睛检测来自等离激元传感器1的反射光或辐射光。在等离激元传感器1的中空区域4的介质61发生变化之前，在相当于蓝光的450nm以上且小于495nm的波长下产生表面等离激元共振。因此，从等离激元传感器1反射或辐射包含多个可见光线的太阳光或照明光中仅相当于共振波长的蓝光减弱了的电磁波(光)。并且，人的视觉确认这样的电磁波(光)。

接着，在等离激元传感器1的中空区域4的介质61发生变化之后，在相当于绿光的495nm以上且580nm以下的波长下产生表面等离激元共振。因此，从等离激元传感器1反射或辐射包含多个可见光线的太阳光或照明光中仅相当于共振波长的绿光减弱了的电磁波(光)。并且，人的视觉确认这样的电磁波(光)。由于人的眼睛对蓝、绿光具有高灵敏度，因此能够通过眼睛容易确认共振波长由于中空区域4的介质61的变化而从蓝光的区域向绿光的区域发生变化的情况。因此，作为电磁波源92及检测部94即使不使用特定的设备，也能够仅通过人的视觉检测等离激元传感器1中的变化。

此外，由于蓝光和绿光的波段相邻，因此能够减小因中空区域4的介质61的变化引起的共振波长的变化量。因此，该结构的等离激元传感器1即使在分析物8等的相对介电常数低的情况下也能够被使用。

另外，在上述说明中，表示了使用太阳光、照明光作为电磁波的例子，但不需要限定于此，只要至少包含蓝光和绿光即可。

另外，在上述说明中，表示了使等离激元传感器1的共振波长从450nm以上且小于495nm的区域向495nm以上且580nm以下的区域发生变化的事例，但是该设计思想也可以适用于现有的等离激元传感器100等。具体而言，也可以使图12所示的具有棱镜101的等离激元传感器100的共振波长在捕获体104与分析物发生特异性结合前后从450nm以上且小于495nm的区域向495nm以上且580nm以下的区域发生变化。此外，也可以在使用了局域等离激元的传感器中适用同样的思想。由此，能够通过人的眼睛简易地检测捕获体与分析物的特异性结合等。

此外，也可以将等离激元传感器1设计成，通过使中空区域4的介质61的状态随着时间发生变化，从而使产生表面等离激元共振的波长从上述波段A、波段B、波段C、波段D、波段E、波段F中的任意波段向其他波段发生变化。波段A为380nm以上且小于450nm，波段B为450nm以上且小于495nm，波段C为495nm以上且小于570nm。波段D为570nm以上且小于590nm，波段E为590nm以上且小于620nm，波段F为620nm以上且小于750nm。这种设计具体而言能够通过等离激元传感器1的金属层2与金属层3的间隔、金属层2的厚度等来实现。

在中空区域4的介质状态随着时间发生变化的情况下，在特异性结合之前共振波长在波段A～F中的一个波带内，但是在特异性结合之后向其他波带内移动。具体而言，若在中空区域4中捕获体7与分析物8发生特异性结合，则共振波长的波段发生移动。因此，能够通过人的眼睛简易地检测捕获体7与分析物8的特异性结合等。

另外，在上述说明中，使等离激元传感器1的共振波长从波段A～F中的一个波段向其他波段发生变化。该变化也可以适用于现有的等离激元传感器100。具体而言，也可以使图12所示的具有棱镜101的等离激元传感器100的共振波长在捕获体104与分析物发生特异性结合前后从波段A～F中的任意波段向其他波段发生变化。此外，在使用了局域等离激元的传感器中也可以适用同样的变化。由此，能够通过人的眼睛简易地检测捕获体与分析物的特异性结合等。

此外，也可以设计成通过使中空区域4中的介质61的状态随着时间发生变化，从而使产生表面等离激元共振的波长从非可见光带向波段A～F中的任意波段发生变化的结构。或者，也可以设计成从波段A～F中的任意波段向非可见光带发生变化的结构。

在中空区域4中的介质61的状态随着时间发生变化的情况下，在变化前后的至少一个状态下，波段A～F中的任意波段的反射光(来自等离激元传感器1的反射光)由于表面等离激元共振而衰减。因此，能够通过人的眼睛简易地检测捕获体7与分析物8的特异性结合等。

另外，在上述说明中，使等离激元传感器1的共振波长从非可见光带向波段A～F中的任意波段发生变化，或者从波段A～F中的任意波段向非可见光带发生变化。该设计思想也可以适用于现有的等离激元传感器100。具体而言，也可以使图12所示的具有棱镜101的等离激元传感器100的共振波长在捕获体104与分析物发生特异性结合前后从非可见光带向波段A～F中的任意波段发生变化。或者，也可以从波段A～F中的任意波段向非可见光带发生变化。此外，也可以以在使用了局域等离激元的等离激元传感器上发生上述反射光的波长变化的方式设计该传感器。由此，能够通过人的眼睛简易地检测捕获体与分析物的特异性结合。

此外，在人用手把持图12所示的现有的等离激元传感器的情况下，人用手接触产生表面等离激元共振的部位、即配置了捕获体104的部位，由此共振频率发生变化。另一方面，在等离激元传感器1中，产生表面等离激元共振的部位是金属层2的面向中空区域4的下表面2B和金属层3的面向中空区域4的上表面3A中的至少一方。手难以直接接触该部分。因此，即使人用手把持来使用，共振频率也难以发生变化。

接着，说明等离激元传感器1的制造方法的一例。首先，在透明的树脂或玻璃等保持部5的下表面5B上形成金属层2。另一方面，在金属或半导体等保持部6的上表面6A上形成金属层3。金属层2、3例如能够通过溅射来形成，但形成方法没有特别限定。接着，以在金属层2与金属层3之间设置中空区域4的方式配置保持部5、6。这样，准备如下等离激元传感器构造体，其包括：金属层2，具有下表面2B、和构成为被供给电磁波的上表面2A；和金属层3，具有与金属层2的下表面2B对置的上表面3A，在金属层2与金属层3之间设有中空区域4。

接着，利用毛细现象向中空区域4中插入含有捕获体7的介质。即，向中空区域4中插入含有捕获体7的溶液、悬浮液、乳胶等。之后，使插入的介质干燥，从而在金属层2的下方和金属层3的上方中的至少一方区域配置捕获体7。

等离激元传感器1不需要通过化学吸附等在中空区域4内固定捕获体7。因此，能够在经由用于确保维持中空区域4的柱等组合金属层2和金属层3之后，通过如上所述的简单的方法在中空区域4内配置捕获体7。由此，能够提高等离激元传感器1的制造效率。

(实施方式2)

图7是本发明的实施方式2中的等离激元传感器71的剖视图。等离激元传感器71与实施方式1中的等离激元传感器1的不同点在于，多个捕获体7与添加剂200一起物理吸附在金属层2的下表面2B和金属层3的上表面3A中的至少一方上。通过在捕获体7的周围配置添加剂200，能够防止捕获体7由于干燥等的影响而性质发生变化。此外，在图2所示的试样62被插入到中空区域4中时，添加剂200作用于捕获体7。因此，捕获体7的脱离得到促进，中空区域4内的分析物8与捕获体7能够高效地进行特异性结合。

此外，通过采用聚乙二醇及磷酸胆碱等适当的添加剂200，能够提高试样62通过毛细现象向中空区域4注入的速度。其结果，能够提高检测效率。此外，能够防止在注入试样62之后在捕获体7与其相邻的捕获体7之间残留气泡。

另外，等离激元传感器71能够通过与实施方式1中的等离激元传感器1相同的方法来制造，此外能够通过相同的方法来使用。此外，等离激元传感器71也具有与实施方式1中的等离激元传感器1相同的有益效果。

(实施方式3)

图8是本发明的实施方式3中的等离激元传感器81的剖视图。等离激元传感器81与实施方式1中的等离激元传感器1的不同点在于，捕获体7化学吸附在粉体201的表面上。粉体201可以由无机物的金属材料、磁性体材料、电介质材料、橡胶等构成，也可以由有机物的树状聚合物(dendrimer)等构成。作为化学吸附的方法，例如可以考虑经由自组装单分子膜在粉体201上固定捕获体7的方法。

通过在粉体201上固定捕获体7，捕获体7容易接触到分析物8。因此，能够使捕获体7与分析物8高效地进行特异性结合。

在使用金属材料(例如金胶体)作为粉体201的情况下，通过调整粉体201的尺寸能够在粉体201的表面上产生局域等离激元共振。由此，在粉体201的表面上产生的局域等离激元的共振波长的电磁波成分难以从等离激元传感器81向外部放射。若粉体201的表面上所固定的捕获体7与分析物8特异地结合，则粉体201的表面的介电常数发生变化。因此，局域等离激元的共振波长发生变化。还能够利用该现象确认是否有抗原抗体反应，因此等离激元传感器81的灵敏度得以提高。

此外，若使用具有被磁铁吸引的性质的磁性材料作为粉体201，并向中空区域4注入图2所示的试样62之后，从等离激元传感器81的外部施加磁场，则能够搅拌固定了捕获体7的粉体201。由此，能够使捕获体7与分析物8高效地进行特异性结合。

另一方面，由于树状聚合物的形状均匀，因此在使用树状聚合物作为粉体201的情况下，能够减少粉体201的形状的不均。由此，能够在等离激元传感器81中实现均匀的等离激元共振。

在等离激元传感器81中，也可以与实施方式2的等离激元传感器71同样在粉体201的周围配置添加剂200。由此，等离激元传感器81也能够获得与实施方式2中的等离激元传感器71相同的有益效果。

此外，等离激元传感器81能够通过与实施方式1中的等离激元传感器1相同的方法来制造，此外能够通过相同的方法来使用。此外，等离激元传感器81也具有与实施方式1中的等离激元传感器1相同的有益效果。

另外，为了便于说明而在图8中用球形状表示了粉体201，但是使用具有球形以外的立体形状的粉体也能够获得与上述相同的效果。

(实施方式4)

图9是本发明的实施方式4中的等离激元传感器90的剖视图。等离激元传感器90与实施方式1中的等离激元传感器1的不同点在于，中空区域4内的捕获体7的配置密度存在偏差。具体而言，在等离激元传感器90的可插入试样的试样插入部96、97内，越接近试样插入部97侧，捕获体7的配置密度越高。

例如，在为了检测人的唾液中是否有抗原而使用等离激元传感器90的情况下，将试样插入部96侧放入被检验者的口中，通过毛细现象向中空区域4插入唾液。通过该使用方法能够减少捕获体7的一部分被抽出到口腔内。

在其他用途中，若相反，从试样插入部97一侧插入试样，则能够使捕获体7与分析物8有效地进行特异性结合。

如图9所示，为了实现在中空区域4内捕获体7的配置密度有偏差的结构，例如能够适用以下方法。首先，以倾斜的状态保持物理吸附捕获体7之前的等离激元传感器90，以使试样插入部96侧配置在比试样插入部97侧更靠上方的位置上。并且，从试样插入部97侧利用毛细现象插入含有捕获体7的试样。由于重力，捕获体7在试样插入部97侧分布得更多。在该状态下使中空区域4内的试样的介质干燥蒸发，从而能够实现图9所示的捕获体7的配置密度的偏差。

(实施方式5)

图10是本发明的实施方式5中的等离激元传感器205的剖视图。等离激元传感器205与实施方式1中的等离激元传感器1的不同点在于，在保持部5的上表面5A上固定了保持部202，在保持部6的下表面6B上固定了保持部203。此外，在保持部202的不与金属层2对置的区域中没有配置捕获体7，在保持部203的不与金属层3对置的区域中也没有配置捕获体7。其结果，在试样插入部98中没有配置捕获体7。

例如，在为了检测人的唾液中是否有抗原而使用等离激元传感器205的情况下，将试样插入部98放入被检验者的口中，通过毛细现象向中空区域4插入唾液。此时，能够减少捕获体7的一部分被抽出到口内。

另外，试样插入部98是指被区域206和区域207包围的区域。并且，保持部202由电磁波91的衰减少的材质构成。

在等离激元传感器205中，表示了具有保持部202、203的结构，但也可以不使用保持部202、203，而是将保持部5、6设置成比金属层2、3的面积大的形状。通过该结构也能够获得相同的效果。

另外，也可以如实施方式4的等离激元传感器90那样将等离激元传感器205也设置成捕获体7的配置密度有偏差的结构。由此，能够获得与等离激元传感器90相同的有益效果。

此外，也可以与实施方式3的等离激元传感器81同样地设置成在等离激元传感器205中采用粉体201的结构。由此，能够获得与实施方式3相同的有益效果。

此外，也可以与实施方式2的等离激元传感器71同样地在等离激元传感器205中也将添加剂200配置在捕获体7的周围。由此，等离激元传感器205也能够获得与等离激元传感器71相同的有益效果。

此外，实施方式5中的等离激元传感器205能够通过与等离激元传感器1相同的方法来制造，此外能够通过相同的方法来使用。此外，等离激元传感器205也具有与实施方式1中的等离激元传感器1相同的有益效果。

另外，在实施方式1至5中，保持部5配置在金属层2的上方，但是不需要限定于此，也可以如图11所示那样配置在金属层2的下方。图11是本发明的实施方式的其他等离激元传感器的剖视图。

在保持部5配置在下方的情况下，捕获体7配置在保持部5的下表面。由于只要保持部5的相对介电常数高，就能够将共振波长设定得较长，因此能够进一步减小从金属层2的上方供给的电磁波的频率，还能够降低电磁波源的成本。这样，在保持部5配置在金属层2的下方的情况下，优选的是，保持部5由低介电常数、低损耗的材料构成。

此外，在实施方式1至5中，金属层2、保持部5、金属层3、保持部6表示为平坦的形状，但不需要限定于此，设有凸凹的形状也能够获得相同的效果。由此，即使在制造工序中产生细微的凸凹，作为等离激元传感器也可以毫无问题地发挥作用。另外，捕获体7除了抗体以外也可以是受体、适配体等。

此外，以使用光作为电磁波的事例为中心进行了说明，但使用具有光以外的波长的电磁波，也能够获得相同的效果。此时，通过用非金属材料例如玻璃材料构成保持部5，保持部5能够透过电磁波。

(工业上的可利用性)

本发明中的等离激元传感器具有小型且简易的结构，因此能够用于小型且低成本的生物传感器等。

符号说明

1、71、81、90、205 等离激元传感器

2 第1金属层(金属层)

2A、3A 上表面

2B、3B 下表面

3 第2金属层(金属层)

4 中空区域

5、6 保持部

5A、6A 上表面

5B、6B 下表面

7 分析物捕获体(捕获体)

8 分析物

9 检测体

61 介质

62 试样

91、93、591、593 电磁波

92 电磁波源

94 检测部

95 区域

95A、95B 区域

96、97、98 试样插入部

200 添加剂

201 粉体

202、203 保持部

206、207 区域

501、502、505、506 分析模型

501N 法线方向

508 产物

Claims (10)

1.一种等离激元传感器，具备：

第1金属层，其具有构成为被供给电磁波的上表面和下表面；和

第2金属层，其具有与上述第1金属层的上述下表面对置的上表面，

在上述第1金属层与上述第2金属层之间设置构成为被含有介质的试样填充的中空区域，

在上述第1金属层的下方和上述第2金属层的上方中的至少一方物理吸附了多个分析物捕获体。

2.一种等离激元传感器，具备：

第1金属层，其具有构成为被供给电磁波的上表面和下表面；和

第2金属层，其具有与上述第1金属层的上述下表面对置的上表面，

在上述第1金属层与上述第2金属层之间设置构成为被含有介质的试样填充的中空区域，

在上述第1金属层的下方侧和上述第2金属层的上方侧中的至少一方侧配置分析物捕获体，

上述分析物捕获体没有取向。

3.根据权利要求1或2所述的等离激元传感器，其中，

在上述第1金属层与上述第2金属层之间配置有多个粉体，

在上述粉体的表面上化学吸附有上述分析物捕获体。

4.根据权利要求3所述的等离激元传感器，其中，

上述粉体由金属构成。

5.根据权利要求3所述的等离激元传感器，其中，

上述粉体由树状聚合物构成。

6.根据权利要求1或2所述的等离激元传感器，其中，

上述等离激元传感器还具有与上述多个分析物捕获体一起被物理吸附的添加剂。

7.根据权利要求1或2所述的等离激元传感器，其中，

上述分析物捕获体的配置密度存在偏差。

8.根据权利要求1或2所述的等离激元传感器，其中，

上述等离激元传感器还具备用于向上述中空区域插入含有分析物的试样的试样插入部，

在上述试样插入部中没有配置上述分析物捕获体。

9.一种等离激元传感器的使用方法，上述等离激元传感器具有：第1金属层，具有上表面和下表面；和第2金属层，具有与上述第1金属层的上述下表面对置的上表面，在上述第1金属层与上述第2金属层之间设置中空区域，在上述第1金属层的下方侧和上述第2金属层的上方侧中的至少一方侧物理吸附了多个分析物捕获体，上述等离激元传感器的使用方法包括：

利用毛细现象向上述中空区域插入试样的步骤；

向上述第1金属层的上述上表面侧供给电磁波的步骤；以及

检测从上述第1金属层的上述上表面反射或辐射的电磁波的振幅变化和共振波长变化中的至少一方的步骤。

10.一种等离激元传感器的制造方法，包括：

准备等离激元传感器构造体的步骤，该等离激元传感器构造体包括具有构成为被供给电磁波的上表面和下表面的第1金属层、以及具有与上述第1金属层的上述下表面对置的上表面的第2金属层，在上述第1金属层与上述第2金属层之间设置中空区域；

利用毛细现象向上述中空区域插入含有分析物捕获体的介质的步骤；以及

在向上述中空区域插入上述分析物捕获体之后，通过使上述介质干燥，在上述第1金属层的下方和上述第2金属层的上方中的至少一方配置分析物捕获体的步骤。

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