JP2000065733A - 表面プラズモン共鳴角検出装置及び検出方法 - Google Patents
表面プラズモン共鳴角検出装置及び検出方法Info
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Abstract
せることなく相互を密着させて共鳴角を正確に検出する
ことができるSPR検出装置のセンサーチップ構造の提
供。 【解決手段】表面プラズモン共鳴角検出装置は金属薄膜
が成膜されたガラス基板の金属薄膜の非成膜面にプリズ
ムを密着させたセンサーチップの試料溶液に対し、光源
からの光を照射して金属薄膜からの反射光強度により共
鳴角を検出して試料を特定する。プリズムとガラス基板
の間に、プリズム及びガラス基板の屈折率と略一致し、
平面状に弾性変形可能で夫々の相対面に多数の溝が形成
された弾性シートを設け、プリズムとガラス基板とを密
着可能にする。
Description
上の試料溶液に対する光の吸光度が最大になる共鳴角に
より試料成分を特定する表面プラズモン共鳴角検出装置
(以下、SPR検出装置という)におけるガラス基板が
プリズムを密着可能にするセンサーチップ構造に関す
る。
サーチップは、表面に金薄膜又は銀薄膜等の金属薄膜が
成膜されたガラス基板に半円筒形のプリズムを密着さ
せ、金属薄膜とガラス基板の境界面にて収束するように
光を照射して試料溶液の吸光度が最大になる共鳴角を測
定可能にしている。
リズムの間に空気(気泡)が存在すると、ガラス基板と
プリズムの境界における光の屈折率が変化して共鳴角を
正確に測定できないため、両者を空気混入がない状態で
密着させて常に一定の屈折率にする必要がある。このた
め、従来はガラス基板及びプリズムを、屈折率がこれら
とほぼ等しい油脂(マッチングオイル)を塗付して密着
しているが、微小な気泡の発生を防止して両者を確実に
密着させるには、高い熟練度が要求されていた。このた
め、作業者によっては空気が混入したり、その混入量が
ばらついて高品質なセンサーチップを得ることができな
かった。
により空気混入をある程度、回避することができるが、
この場合にあっては油脂がプリズム及びガラス基板の密
着面以外に付着してそれ自体の屈折率を変化させるおそ
れが有り、試料溶液の共鳴角を正確に検出できなかっ
た。
ために発明されたものであり、その課題とする処は、ガ
ラス板とプリズムとを両者間に空気を混入させることな
く相互を密着させて共鳴角を正確に検出することができ
るSPR検出装置のセンサーチップ構造を提供すること
にある。
が成膜されたガラス基板の金属薄膜の非成膜面にプリズ
ムを密着させたセンサーチップの試料溶液に対し、光源
からの光を照射して金属薄膜からの反射光強度により共
鳴角を検出して試料を特定する表面プラズモン共鳴角検
出装置において、該プリズム及び該ガラス基板は屈折率
が略一致し、かつ該プリズムとガラス基板の間に位置
し、平面状に弾性変形可能で夫々の相対面に多数の平行
溝や、格子状の溝或いは球面状の突部が形成された弾性
シートにより該プリズムとガラス基板とを密着可能にし
たセンサーチップ構造からなる。
ラス基板の金属薄膜の非成膜面にプリズムを密着させた
センサーチップの試料溶液に対し、光源からの光を照射
して金属薄膜からの反射光強度により共鳴角を検出して
試料を特定する表面プラズモン共鳴角検出装置におい
て、該プリズム及び該ガラス基板は屈折率が略一致し、
かつ該プリズムとガラス基板の間に位置し、平面状に弾
性変形可能で夫々の相対面に多数の平行溝や格子状の溝
或いは球面状の突部が形成された弾性シートにより該プ
リズムとガラス基板とを密着させたセンサーチップを使
用して表面プラズモン共鳴角を検出する。
って説明する。
はセンサーチップの拡大断面図である。
と、SPR検出装置1のフレーム(図示せず)には金属
製又は合成樹脂製の四角柱形状からなるプリズム保持体
3が取付けられ、該プリズム保持体3には図示する上下
方向に軸線を有した軸支孔3aが形成されている。又、
プリズム保持体3の上部には半割り円筒形状のプリズム
5が取付けられる支持凹所3bが形成され、支持凹所3
bの光入射側及び出射側に応じたプリズム保持体3には
光通路3c・3dが外部と連通して対称に形成されてい
る。各光通路3c・3dの通路幅はプリズム5に対する
光の入射及び出射の角度が夫々35〜80度、100〜
145度の範囲となるように設定される。
が開口した筒体7が取付けられ、該筒体7内にはセルブ
ロック9が上下方向へ摺動可能に支持されている。セル
ブロック9の下面には各軸支孔3aに軸支されるガイド
ロッド11が固定され、プリズム保持体3から突出した
ガイドロッド11の端部には固定板13が取付けられる
と共に該固定板13とプリズム保持体3下面の間に位置
する各ガイドロッド11には圧縮ばね等の弾性部材15
が装着されている。そしてセルブロック9は各弾性部材
15の弾性力によりプリズム保持体3上面に圧接するよ
うに付勢される。
ぼ楕円形のフローセル9aが形成され、該フローセル9
aの長軸側端部に応じたセルブロック9には供給流路9
b及び排出流路9cが夫々形成されている。
9の下面の間にはガラス基板17が相互に密着するよう
に取付けられ、セルブロック9側のガラス基板17上面
には金属薄膜(図示せず)が、少なくともフローセル9
aどほぼ一致する大きさでイオンプレーティング法、ス
パッタ法及び蒸着法の何れかで成膜されている。そして
ガラス基板17の金属薄膜上には試料溶液内の特定物質
を検出するための抗体や試薬等が予め固定化されてい
る。
光通路3dのフレームには受光部材21が夫々配置され
ている。光源19はプリズム5に対し、上記した所要の
入射角度でガラス基板17の金属薄膜境界面で収束する
光を照射したり、プリズム5の外周に沿った円弧上を上
記の角度幅で回動してガラス基板17の金属薄膜境界面
にスポット光を照射する。又、受光部材21は、例えば
上記角度幅の光を受光可能な長さからなるCCDやフォ
トダイオードアレイ等からなり、上記境界面からの反射
光強度を夫々の角度毎に検出する。
ダプター23が、又排出流路9cには回収アダプター2
5がパイプ27・29を介して夫々接続されている。供
給アダプター23及び回収アダプター25は合成樹脂材
料又は金属材料からなり、夫々のアダプター23・25
には分析作業等において試料を分注するのに使用する器
具として公知のマイクロピペット(図示せず)のチップ
31が差し込まれる装着部23a・25aが夫々のパイ
プ27・29と連通するように形成されている。
着構造を説明する。図3はプリズムとガラス基板の密着
構造を示す分解斜視図である。図4は他の弾性シートを
示す斜視図である。
ト33を介して密着される。該弾性シート33は光の屈
折率がプリズム5及びガラス基板17と略一致する1.
5で、弾性部材15の弾性力により弾性変形可能な、例
えばシリコンゴムシート、エラストマ樹脂シート等で、
プリズム5の上平面より若干小さい大きさからなり、弾
性シート33の表裏面には微小幅で、側面がV字形或い
はU字形からなる多数の溝33aが形成されている。
4〜1.7の範囲であり、かつプリズムとガラス基板の
それぞれの屈折率の少数第1位の値が一致することを意
味する。又、溝33aとしては図3に示すように所要の
間隔をおいて平行配列した態様、又は図4に示すように
多数の溝33aをグリッド状(格子状)に配列した態様
の何れであってもよい。更に、溝33aの配列間隔及び
幅や深さは弾性部材15の弾性力によりプリズム5及び
ガラス基板17を圧接させた際に、該弾性力により溝3
3aが押しつぶされて平面に弾性変形する範囲であれば
よい。
着作用を説明する。図5はプリズム及びガラス基板の密
着前の状態を示す断面図である。図6はプリズム及びガ
ラス基板の密着状態を示す縦断面図である。
ック9を上方へ押し上げた状態でプリズム5の上面に対
し、弾性シート33を介してガラス基板17を載置した
後に上記押し上げ状態を解除し、プリズム5とガラス基
板17を弾性部材15の弾性力により圧接させる。この
とき、プリズム5及びガラス基板17の弾性シート33
は弾性部材15の弾性力により溝33aが消滅して平面
状になるように弾性変形する際、プリズム5及びガラス
基板17間の空気を徐々に平面状に移行する溝33aを
介して外部へ排出し、プリズム5及びガラス基板17を
気泡がない状態で密着させる。又、弾性シート33は上
記加圧によりプリズム5の上平面とほぼ一致する大きさ
に圧延される。
吸引したマイクロピペットのチップ31を供給アダプタ
ー23の装着部23a内に圧入して弾性変形させながら
テーパ面に密着させた状態でマイクロビペットのピスト
ンを押圧操作して試料溶液をフローセル9a内に充満さ
せた後、プリズム5の入射側に対して光源19から光を
所要の角度幅で照射すると共にガラス基板17の金属薄
膜境界面からの反射光を受光部材21で受光し、反射光
の強度が最小、従ってフローセル9a内に充満された試
料溶液に対する光の吸光度が最大になる反射角度(共鳴
角)を検出し、この共鳴角により試料成分を特定する。
基板17を透過する際、弾性シート33によりプリズム
5及びガラス基板17相互が気泡のない状態で密着して
いるため、屈折率が一定になり、試料溶液の共鳴角を正
確に検出することができる。
8はプリズム及びガラス基板の密着前の状態を示す断面
図である。図9はプリズム及びガラス基板の密着状態を
示す縦断面図である。
及びガラス基板17に圧接する球面状突所61a・61
bを有し、弾性変形可能で、屈折率がプリズム5及びガ
ラス基板17と一致する約1.5からなる、例えばほぼ
透明なシリコンゴムシートや弾性エラストマ樹脂からな
る。弾性シート61の球面状突所61a・61bはガラ
ス基板17に蒸着された金属薄膜との境界に対し、上記
した所要の入射角度(35〜80°)及び出射角度(1
00〜145°)の範囲で光を透過させることができる
大きさであればよい。
弾性シート61を配置した後、プリズム5及びガラス基
板17を弾性部材15の弾性力により圧接させると、各
球面状突所61a・61bの頂部側は上記圧接に伴って
ほぼ平面状に弾性変形しながらプリズム5及びガラス基
板17に密着される。このとき、プリズム5側及びガラ
ス基板17に当接する弾性シート61の球面状突所61
bは上記圧接に伴って徐々に球面状から平面状に弾性変
形することにより両者間に存在する空気を確実に排出さ
せることができ、プリズム5及びガラス基板17相互を
空気(気泡)がない状態で密着させることができる。こ
れによりプリズム5及びガラス基板17間の屈折率を常
に一定にして試料溶液の共鳴角を正確に検出することが
できる。
とを両者間に空気を混入させることなく相互を密着させ
て共鳴角を正確に検出することができる。
視図である。
断面図である。
面図である。
断面図である。
面図である。
板、19 光源、33 弾性シート、33a 溝
Claims (10)
- 【請求項1】金属薄膜が成膜されたガラス基板の金属薄
膜の非成膜面にプリズムを密着させたセンサーチップの
試料溶液に対し、光源からの光を照射して金属薄膜から
の反射光強度により共鳴角を検出して試料を特定する表
面プラズモン共鳴角検出装置において、該プリズム及び
該ガラス基板は屈折率が略一致し、かつ該プリズムとガ
ラス基板の間に位置し、平面状に弾性変形可能で夫々の
相対面に多数の溝が形成された弾性シートにより該プリ
ズムとガラス基板とを密着可能にしたセンサーチップ構
造を有する表面プラズモン共鳴角検出装置。 - 【請求項2】請求項1において、弾性シートの溝は所要
の間隔をおいた平行状に設けたセンサーチップ構造を有
する表面プラズモン共鳴角検出装置。 - 【請求項3】請求項1において、弾性シートの溝は所要
の間隔をおいた格子状に設けたセンサーチップ構造を有
する表面プラズモン共鳴角検出装置。 - 【請求項4】金属薄膜が成膜されたガラス基板の金属薄
膜の非成膜面にプリズムを密着させたセンサーチップの
試料溶液に対し、光源からの光を照射して金属薄膜から
の反射光強度により共鳴角を検出して試料を特定する表
面プラズモン共鳴角検出装置において、該プリズム及び
該ガラス基板は屈折率が略一致し、かつプリズム及びガ
ラス基板に対する当接面が平面状に弾性変形可能で夫々
の相対面に球面状突部を設けた弾性シートにより該プリ
ズムとガラス基板とを密着可能にしたセンサーチップ構
造を有する表面プラズモン共鳴角検出装置。 - 【請求項5】請求項1又は4において、弾性シートはシ
リコンゴムシートからなるセンサーチップ構造を有する
表面プラズモン共鳴角検出装置。 - 【請求項6】金属薄膜が成膜されたガラス基板の金属薄
膜の非成膜面にプリズムを密着させたセンサーチップの
試料溶液に対し、光源からの光を照射して金属薄膜から
の反射光強度により共鳴角を検出して試料を特定する表
面プラズモン共鳴角検出装置において、該プリズム及び
該ガラス基板は屈折率が略一致し、かつ該プリズムとガ
ラス基板の間に位置し、平面状に弾性変形可能で夫々の
相対面に多数の溝が形成された弾性シートにより該プリ
ズムとガラス基板とを密着可能にしたセンサーチップ構
造を有する表面プラズモン共鳴角の検出方法。 - 【請求項7】請求項6において、弾性シートの溝は所要
の間隔をおいた平行状に設けたセンサーチップ構造を有
する表面プラズモン共鳴角の検出方法。 - 【請求項8】請求項6において、弾性シートの溝は所要
の間隔をおいた格子状に設けたセンサーチップ構造を有
する表面プラズモン共鳴角の検出方法。 - 【請求項9】金属薄膜が成膜されたガラス基板の金属薄
膜の非成膜面にプリズムを密着させたセンサーチップの
試料溶液に対し、光源からの光を照射して金属薄膜から
の反射光強度により共鳴角を検出して試料を特定する表
面プラズモン共鳴角検出装置において、該プリズム及び
該ガラス基板は屈折率が略一致し、かつプリズム及びガ
ラス基板に対する当接面が平面状に弾性変形可能で夫々
の相対面に球面状突部を設けた弾性シートにより該プリ
ズムとガラス基板とを密着可能にしたセンサーチップ構
造を有する表面プラズモン共鳴角の検出方法。 - 【請求項10】請求項6又は9において、弾性シートは
シリコンゴムシートからなるセンサーチップ構造を有す
る表面プラズモン共鳴角の検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23756098A JP2000065733A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 表面プラズモン共鳴角検出装置及び検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23756098A JP2000065733A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 表面プラズモン共鳴角検出装置及び検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000065733A true JP2000065733A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17017135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23756098A Pending JP2000065733A (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 表面プラズモン共鳴角検出装置及び検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000065733A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000162124A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-16 | Nippon Laser Denshi Kk | 表面プラズモン共鳴角検出装置のセンサーチップ |
JP2003222589A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Communication Research Laboratory | 二波長表面プラズモン共鳴分光装置 |
JP2006322851A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Fujifilm Holdings Corp | 全反射減衰を利用した測定装置及びその測定方法 |
JP2008082802A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Fujifilm Corp | 測定セル保持機構、バイオセンサー、測定セル保持方法 |
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CN107655862A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-02-02 | 北京英柏生物科技有限公司 | 表面等离子体子谐振检测仪 |
-
1998
- 1998-08-24 JP JP23756098A patent/JP2000065733A/ja active Pending
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