JP2000065735A - 表面プラズモン共鳴角検出装置及び試料供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】少量の試料溶液であってもフローセル内に空気
の混入を防止して試料溶液本来の共鳴角を正確に検出す
ることができるＳＰＲ検出装置及び試料供給方法の提
供。 【解決手段】表面プラズモン共鳴角検出装置はガラス基
板に成膜された金属薄膜箇所にフローセルを有したセル
ブロックを圧接した状態でフローセル内の試料に、ガラ
ス基板の該金属薄膜が設けられていない面に密着された
プリズムを介して光源から所要の入射角度幅で光を照射
して金属薄膜からの反射光の強度に基づいて共鳴角を検
出して試料成分を特定する。セルブロックのフローセル
供給側に試料溶液を溜める試料パンを設けると共に排出
側に吸引装置を設ける。吸引装置により少なくともフロ
ーセル内を負圧にして大気との圧力差により試料パン内
の試料溶液をフローセル内に充満させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、センサーチップ
上の試料におけ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）及び試料供給方法に関す
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】ＳＰＲ検出装置にあっ
ては、下面にプリズムが密着されると共に上面に金属薄
膜がイオンプレーティング法、スパッタ法及び蒸着法の
何れかにより成膜されたガラス基板に対し、金属薄膜箇
所にフローセルを有したセルブロックを密着させてセン
サーチップを構成している。

【０００３】この種のセンサーチップにあっては、セル
ブロックのフローセル供給側及び排出側に流路を夫々設
け、供給側流路に接続された試料溶液パン内の試料溶液
をポンプ等により圧送してフローセル内に充満させて試
料の共鳴角検出を可能にしている。

【０００４】しかしながら、上記した試料溶液を圧送し
てフローセル内に供給する方法にあっては、ポンプによ
り試料溶液を加圧する際に回転羽根による空気の混入が
避けられなかった。これを回避するにはポンプのポンプ
室内に試料溶液を充満させた状態でポンプ駆動すればよ
いが、この場合には多量の試料溶液を必要としていた。
多くの場合、試料溶液は少量しか得られないため、ポン
プ室内を充満させることが困難であり、試料溶液への空
気混入を有効に防止できなかった。この結果、空気が混
入した試料溶液にあっては、試料溶液本来の共鳴角を正
確に検出できなかった。

【０００５】本発明は、上記した従来の欠点を解決する
ために発明されたものであり、その課題とする処は、少
量の試料溶液であってもフローセル内に空気の混入を防
止して試料溶液本来の共鳴角を正確に検出することがで
きるＳＰＲ検出装置及び試料供給方法を提供することに
ある。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】このため請求項１は、
ガラス基板に成膜された金属薄膜箇所にフローセルを有
したセルブロックを圧接した状態でフローセル内の試料
に、ガラス基板の該金属薄膜が設けられていない面に密
着されたプリズムを介して光源から所要の入射角度幅で
光を照射して金属薄膜からの反射光の強度に基づいて共
鳴角を検出して試料成分を特定する表面プラズモン共鳴
角検出装置において、セルブロックにおけるフローセル
の供給側に試料溶液を溜める試料パンを設けると共に排
出側に吸引装置を設けたことを特徴とする。

【０００７】そして吸引装置により少なくともフローセ
ル内を負圧にして大気との圧力差により試料パン内の試
料溶液をフローセル内に充満させる。

【０００８】又、請求項２は、ガラス基板に成膜された
金属薄膜箇所にフローセルを有したセルブロックを圧接
した状態でフローセル内の試料に、ガラス基板の該金属
薄膜が設けられていない面に密着されたプリズムを介し
て光源から所要の入射角度幅で光を照射して金属薄膜か
らの反射光の強度に基づいて共鳴角を検出して試料成分
を特定する表面プラズモン共鳴角検出装置において、セ
ルブロックにおけるフローセルの供給側に試料溶液を溜
める試料パンを設けると共に排出側に吸引装置を設け、
該吸引装置により少なくともフローセル内を負圧にして
大気との圧力差により試料パン内の試料溶液をフローセ
ル内に充満させる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に従
って説明する。図１はＳＰＲ検出装置の概略を示す断面
図である。図２はセンサーチップの拡大断面図である。

【００１０】先ず、ＳＰＲ検出装置１の概略を説明する
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には少なくとも一
対で、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の上部中央部には
半割り円筒形状のプリズム５を支持する支持凹所３ｂが
形成され、プリズム５に対する光の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が支持凹
所３ｂ及び外部と連通して対称に形成されている。

【００１１】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。

【００１２】プリズム保持体３の上部外縁には上方及び
下方が開口した筒体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の下面には軸支孔３ａに軸支されたガイ
ドロッド１１の上部が固定され、プリズム保持体３の下
面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
下面間の各ガイドロッド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の弾性力により軸線方向下方へ付勢されてプリ
ズム保持体３の上面に圧接される。

【００１３】セルブロック９の下面中央部には平面がほ
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。

【００１４】そしてプリズム５の上面及びセルブロック
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と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により成膜されている。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。

【００１５】入射側の光通路３ｃに応じたフレームには
光源１９が、又出射側の光通路３ｄに応じたフレームに
は受光装置２１が夫々配置されている。光源１９はプリ
ズム５に対し、光学的レンズにより上記した所要の入射
角度幅でガラス基板１７と金属薄膜の境界で収束する光
を照射したり、プリズム５の外周に沿った円弧上を所要
の角度幅で回動してガラス基板１７と金属薄膜の境界に
スポット光を照射する。又、受光装置２１は、例えば上
記角度幅に応じた幅のＣＣＤやフォトダイオードアレイ
等からなり、上記境界からの反射光強度を夫々の角度に
応じて検出する。

【００１６】セルブロック９の供給流路９ｂには試料パ
ン２３がパイプ２５を介して接続され、試料パン２３内
には共鳴角が検出される試料溶液が溜められる。尚、パ
イプ２５はバルブ（図示せず）により洗浄液パンと切り
換え可能に接続され、共鳴角検出後に切り換えられてフ
ローセル９ａ内に洗浄液を供給して洗浄する。

【００１７】一方、セルブロック９の排出回路９ｃには
吸引装置２７がパイプ２９を介して接続され、該吸引装
置２７によりフローセル９ａ内を真空吸引して試料パン
２３から流出される試料溶液をフローセル９ａ内に充満
させる。尚、吸引装置２７の吐出側には液回収パン３１
が設けられ、フローセル９ａから回収された流出された
試料溶液や、共鳴角検出後にフローセル９ａ内を洗浄す
るのに使用される塩酸等の洗浄液を回収する。

【００１８】次に、フローセル９ａ内への試料溶液の供
給方法を説明する。試料パン２３内に共鳴角を検出しよ
うとする試料溶液を溜めた状態で吸引装置２７を吸引駆
動してフローセル９ａ、供給流路９ｂ、排出流路９ｃ内
を負圧にすると、試料パン２３内に溜められた試料溶液
を真空吸引して少なくともフローセル９ａ内に流入させ
る。このとき、フローセル９ａ内に至る流路が負圧にな
るため、試料溶液をフローセル９ａ内に流入させる際に
空気の混入を防止すると共に空気が混入した場合であっ
ても気泡を脱泡させることができる。これによりフロー
セル９ａ内に供給される試料溶液中における空気の混入
をほとんどなくすことができる。

【００１９】そしてフローセル９ａ内に試料溶液が充満
した状態でプリズム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しながらガラス基板１７の金属薄
膜境界面からの反射光を受光装置２１に受光し、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。

【００２０】本実施形態は、試料パン２３内の試料溶液
を真空吸引してフローセル９ａ内に充満させるため、空
気の混入を抑制することができると共に試料溶液中に空
気が混入して気泡が存在する場合であっても、フローセ
ル９ａに至る流路が負圧になるため、大気圧との圧力差
により試料溶液中から気泡を脱泡することができる。こ
れにより試料溶液の共鳴角を正確に検出することができ
る。

【００２１】

【発明の効果】このため本発明は、少量の試料溶液であ
ってもフローセル内に空気の混入を防止して試料溶液本
来の共鳴角を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＳＰＲ検出装置の概略を示す断面図である。

【図２】センサーチップの拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ＳＰＲ検出装置、５ プリズム、９ セルブロッ
ク、９ａ フローセル、１７ ガラス基板、２３ 試料
パン、２７ 吸引装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田島晴雄 名古屋市熱田区三本松町20番９号 日本レ ーザ電子株式会社内 (72)発明者 中村洋之 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 佐藤公治 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 永田良平 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2G057 AA01 AB09 AC01 AD17 BA05 BB01 BB08 DA03 DA20 DB05 DC01 DC07 GA01 GA05 GA06 JA02 2G059 AA01 AA05 BB04 DD12 DD13 EE01 EE02 FF03 JJ12 JJ21 KK04 NN10 PP03 PP10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス基板に成膜された金属薄膜箇所にフ
   ローセルを有したセルブロックを圧接した状態でフロー
   セル内の試料に、ガラス基板の該金属薄膜が設けられて
   いない面に密着されたプリズムを介して光源から所要の
   入射角度幅で光を照射して金属薄膜からの反射光の強度
   に基づいて共鳴角を検出して試料成分を特定する表面プ
   ラズモン共鳴角検出装置において、セルブロックにおけ
   るフローセルの供給側に試料溶液を溜める試料パンを設
   けると共に排出側に吸引装置を設け、該吸引装置により
   少なくともフローセル内を負圧にして大気との圧力差に
   より試料パン内の試料溶液をフローセル内に充満させる
   ことを特徴とする表面プラズモン共鳴角検出装置
2. 【請求項２】ガラス基板に成膜された金属薄膜箇所にフ
   ローセルを有したセルブロックを圧接した状態でフロー
   セル内の試料に、ガラス基板の該金属薄膜が設けられて
   いない面に密着されたプリズムを介して光源から所要の
   入射角度幅で光を照射して金属薄膜からの反射光の強度
   に基づいて共鳴角を検出して試料成分を特定する表面プ
   ラズモン共鳴角検出装置において、セルブロックにおけ
   るフローセルの供給側に試料溶液を溜める試料パンを設
   けると共に排出側に吸引装置を設け、該吸引装置により
   少なくともフローセル内を負圧にして大気との圧力差に
   より試料パン内の試料溶液をフローセル内に充満させる
   ことを特徴とする表面プラズモン共鳴角検出装置におけ
   る試料供給方法。