JP2000136908A - 偏光測定装置 - Google Patents
偏光測定装置Info
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- JP2000136908A JP2000136908A JP11191641A JP19164199A JP2000136908A JP 2000136908 A JP2000136908 A JP 2000136908A JP 11191641 A JP11191641 A JP 11191641A JP 19164199 A JP19164199 A JP 19164199A JP 2000136908 A JP2000136908 A JP 2000136908A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】小型で簡便な光学系を備えた偏光解析装置、お
よびこの光学系に適した試料支持体の構造を提供するこ
とを目的とする。 【構成】光学系は、試料３の一部に偏光を入射させる偏
光ビームスプリッタ１と試料３の一部で反射された反射
光のｐ偏光およびｓ偏光の位相差を変えず、かつこの反
射光を試料３の一部とは異なった部分に入射させるよう
な形状を有する無偏光プリズム７とを具備する。無偏光
プリズム７からの光は、試料３の別の部分で反射され、
偏光ビームスプリッタ１に入射する。また、無偏光プリ
ズム７の前面には、ｐ偏光およびｓ偏光の位相差を４５
°にするように光軸に対して４５°に傾けて１／４λ板
５が配置されている。
よびこの光学系に適した試料支持体の構造を提供するこ
とを目的とする。 【構成】光学系は、試料３の一部に偏光を入射させる偏
光ビームスプリッタ１と試料３の一部で反射された反射
光のｐ偏光およびｓ偏光の位相差を変えず、かつこの反
射光を試料３の一部とは異なった部分に入射させるよう
な形状を有する無偏光プリズム７とを具備する。無偏光
プリズム７からの光は、試料３の別の部分で反射され、
偏光ビームスプリッタ１に入射する。また、無偏光プリ
ズム７の前面には、ｐ偏光およびｓ偏光の位相差を４５
°にするように光軸に対して４５°に傾けて１／４λ板
５が配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば免疫支持
体上の抗体及び抗原による膜厚の変化を偏光解析法によ
って測定可能にする偏光解析装置に関し、特に、この偏
光解析装置に用いられる光学系および、この光学系に適
した試料支持体に関する。
体上の抗体及び抗原による膜厚の変化を偏光解析法によ
って測定可能にする偏光解析装置に関し、特に、この偏
光解析装置に用いられる光学系および、この光学系に適
した試料支持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】偏光解析法は、物体の表面で光が反射す
る際の偏光状態の変化を観測して、物体自体の光学定
数、または、その表面に附着した薄膜の厚みや光学定数
を知る方法である。最近では、この偏光解析法が生物物
理分野へ応用されるようになり、抗原抗体反応に用いる
タンパク質の厚さの測定、さらにはタンパク質の吸着膜
の測定、血漿の凝結の研究等にも応用されるようになっ
ている。
る際の偏光状態の変化を観測して、物体自体の光学定
数、または、その表面に附着した薄膜の厚みや光学定数
を知る方法である。最近では、この偏光解析法が生物物
理分野へ応用されるようになり、抗原抗体反応に用いる
タンパク質の厚さの測定、さらにはタンパク質の吸着膜
の測定、血漿の凝結の研究等にも応用されるようになっ
ている。
【０００３】上記抗原抗体反応に用いるタンパク質の厚
さの測定する技術としては、例えばA.Rothen and C.Mat
hot.Helvetica Chimica Aacta,Vol.54(1971) Immunological Reactios Carried out at a Liquid-Sol
id Interfaceに開示されている技術が知られている。上
記タンパク質の吸着膜の測定に関する技術としては、UL
F JOENSSON,M.MALMQVIST,INGER ROENNBERG. Journal of
Colloid and Interface Science. Vol.103,No.2,1985
Adsorption of Immunoglobulin G,Protein A,and Fibr
onectin in the Submonolayer Region Evaluated by a
CombinedStudy of Ellipsometry and Radiotracer Tech
niqs および、A.Rothen,C.Mathot. Surface Chemistry
of BiologicalSystems.1970 IMMUNOLOGICAL REACTIONS
CARRIED OUT AT A LIQUID-SOLID INTERFACE WITH THE H
ELP OF A WEAK ELECTRICCURRENT に開示されている技
術が知られている。
さの測定する技術としては、例えばA.Rothen and C.Mat
hot.Helvetica Chimica Aacta,Vol.54(1971) Immunological Reactios Carried out at a Liquid-Sol
id Interfaceに開示されている技術が知られている。上
記タンパク質の吸着膜の測定に関する技術としては、UL
F JOENSSON,M.MALMQVIST,INGER ROENNBERG. Journal of
Colloid and Interface Science. Vol.103,No.2,1985
Adsorption of Immunoglobulin G,Protein A,and Fibr
onectin in the Submonolayer Region Evaluated by a
CombinedStudy of Ellipsometry and Radiotracer Tech
niqs および、A.Rothen,C.Mathot. Surface Chemistry
of BiologicalSystems.1970 IMMUNOLOGICAL REACTIONS
CARRIED OUT AT A LIQUID-SOLID INTERFACE WITH THE H
ELP OF A WEAK ELECTRICCURRENT に開示されている技
術が知られている。
【０００４】また、血漿の凝結に関する技術としては、
L.VROMAN AND A.L.ADAMS. SURFACESCIENCE 16(1969) FI
NDINGS WITH THE RECORDING ELLIPSOMETER SUGGESTING
RAPID EXCHANGE OF SPECIFIC PLASMA PROTEINS AT LIQU
ID/SOLID INTERFACESに開示されている技術が知られて
いる。
L.VROMAN AND A.L.ADAMS. SURFACESCIENCE 16(1969) FI
NDINGS WITH THE RECORDING ELLIPSOMETER SUGGESTING
RAPID EXCHANGE OF SPECIFIC PLASMA PROTEINS AT LIQU
ID/SOLID INTERFACESに開示されている技術が知られて
いる。
【０００５】偏光解析においては、屈折率
【０００６】
【数１】
【０００７】をもつ基板面上に、厚さｄ、屈折率
【０００８】
【数２】
【０００９】をもつ等方均質な薄膜がある場合（図９参
照）において、これに入射角φで直線偏光が入射すると
き、Ｐ，Ｓ偏光成分の振幅反射率は、それぞれ
照）において、これに入射角φで直線偏光が入射すると
き、Ｐ，Ｓ偏光成分の振幅反射率は、それぞれ
【００１０】
【数３】
【００１１】で与えられる。ただしｒ1P，ｒ2P，ｒ1s，
ｒ2Sは、それぞれ真空−膜、膜−基板における、Ｐ，Ｓ
成分の振幅反射率で、δは膜内に生じる位相差である。
このδは
ｒ2Sは、それぞれ真空−膜、膜−基板における、Ｐ，Ｓ
成分の振幅反射率で、δは膜内に生じる位相差である。
このδは
【００１２】
【数４】
【００１３】で与えられる。なお、φf は、膜内での屈
折角であり、
折角であり、
【００１４】
【数５】
【００１５】が成立している。
【００１６】このとき、
【００１７】
【数６】
【００１８】で与えられ、ｔａｎφ（振幅反射率比）と
ｉΔ（位相差）は偏光解析によって測定される。
ｉΔ（位相差）は偏光解析によって測定される。
【００１９】偏光解析を行う場合、従来より種々の方法
があるが、例えば、図１０に示された偏光解析装置が用
いられている。この装置は、Faraday cellを用いたＫｉ
ｎｇの光電的偏光解析装置であり、入射角固定の測定法
の配置状態を示している。この装置は偏光子および検光
子がステッピングモータ等で±０．００２°に相当する
精度で回転されることができ、さらに、ファラデー効果
により偏光状態に変調を加えて消光位置が捜し出し易い
機構となっている。このように、図１０に示された偏光
解析装置を用いて消光条件を求めることにより、試料表
面に附着した薄膜の厚みや光学定数を知ることが可能で
ある。
があるが、例えば、図１０に示された偏光解析装置が用
いられている。この装置は、Faraday cellを用いたＫｉ
ｎｇの光電的偏光解析装置であり、入射角固定の測定法
の配置状態を示している。この装置は偏光子および検光
子がステッピングモータ等で±０．００２°に相当する
精度で回転されることができ、さらに、ファラデー効果
により偏光状態に変調を加えて消光位置が捜し出し易い
機構となっている。このように、図１０に示された偏光
解析装置を用いて消光条件を求めることにより、試料表
面に附着した薄膜の厚みや光学定数を知ることが可能で
ある。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、図１０に示したように、Faraday cellを備え
なければならない、あるいは偏光子、検光子の両方を精
度良く回転させる機構を備える必要がある等、簡便性に
劣るのが欠点である。従来の装置が備えている光学系
を、先行出願である特願平３−０８０１２４号に記載さ
れている免疫測定装置に利用しようとする場合、装置の
複雑性や光学系の大型化を招いてしまう。この結果、従
来の自動分析装置に用いられている光学系では、分析装
置の自動化にとって大きな妨げとなってしまう。
装置では、図１０に示したように、Faraday cellを備え
なければならない、あるいは偏光子、検光子の両方を精
度良く回転させる機構を備える必要がある等、簡便性に
劣るのが欠点である。従来の装置が備えている光学系
を、先行出願である特願平３−０８０１２４号に記載さ
れている免疫測定装置に利用しようとする場合、装置の
複雑性や光学系の大型化を招いてしまう。この結果、従
来の自動分析装置に用いられている光学系では、分析装
置の自動化にとって大きな妨げとなってしまう。
【００２１】本発明は、例えば免疫支持体上の抗体、及
び抗原による膜厚の変化を偏光解析法によって測定する
にあたり、小型で簡便な光学系を備えた偏光解析装置、
およびこの光学系に適した試料支持体の構造を提供する
ことを目的としている。
び抗原による膜厚の変化を偏光解析法によって測定する
にあたり、小型で簡便な光学系を備えた偏光解析装置、
およびこの光学系に適した試料支持体の構造を提供する
ことを目的としている。
【００２２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の偏光解析装置における光学系は、偏光子と
検光子を兼ね、試料の一部に偏光を入射させる第１の光
学素子と、前記試料の一部で反射された反射光のｐ偏光
およびｓ偏光の位相差を変えず、かつ前記反射光を前記
試料の一部とは異なった部分に入射させるような形状を
有し、前記異なった部分で反射された光を前記第１の光
学素子に入射させる第２の光学素子と、前記ｐ偏光およ
びｓ偏光の位相差を４５°にするように、光軸に対して
４５°に配置された１／４λ板と、前記第１の光学素子
に入射された光を検出する光検出手段と、を有すること
を特徴としている。
に、本発明の偏光解析装置における光学系は、偏光子と
検光子を兼ね、試料の一部に偏光を入射させる第１の光
学素子と、前記試料の一部で反射された反射光のｐ偏光
およびｓ偏光の位相差を変えず、かつ前記反射光を前記
試料の一部とは異なった部分に入射させるような形状を
有し、前記異なった部分で反射された光を前記第１の光
学素子に入射させる第２の光学素子と、前記ｐ偏光およ
びｓ偏光の位相差を４５°にするように、光軸に対して
４５°に配置された１／４λ板と、前記第１の光学素子
に入射された光を検出する光検出手段と、を有すること
を特徴としている。
【００２３】さらに、この光学系に適するように、試料
支持体は、前記第１の光学素子からの光が入射される領
域と前記第２の光学素子からの光が入射される領域にそ
れぞれ分割して試料が形成されていることを特徴として
いる。
支持体は、前記第１の光学素子からの光が入射される領
域と前記第２の光学素子からの光が入射される領域にそ
れぞれ分割して試料が形成されていることを特徴として
いる。
【００２４】１つの光学素子に偏光子と検光子の機能を
持たせて偏光解析装置の光学系を構成すると共に、この
光学系に適するような試料を形成する。
持たせて偏光解析装置の光学系を構成すると共に、この
光学系に適するような試料を形成する。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、本発明の偏光解析装置は光学系に特
徴を有するので、光学系について詳細に説明する。
て説明する。なお、本発明の偏光解析装置は光学系に特
徴を有するので、光学系について詳細に説明する。
【００２６】本発明の偏光解析装置は図１のような光学
系を有している。この光学系は、偏光子、検光子を兼ね
た偏光ビームスプリッタ１、１／４波長板５、および無
偏光プリズム７を備えている。また、符号３は、この光
学系に適した試料支持体（試料部）を示しており、この
試料部は図示されていないステージに移動可能に支持さ
れている。
系を有している。この光学系は、偏光子、検光子を兼ね
た偏光ビームスプリッタ１、１／４波長板５、および無
偏光プリズム７を備えている。また、符号３は、この光
学系に適した試料支持体（試料部）を示しており、この
試料部は図示されていないステージに移動可能に支持さ
れている。
【００２７】光源（図示せず）から射出され偏光ビーム
スプリッタ１に入射する光が、無偏光の場合は、光源は
固定で偏光ビームスプリッタ１だけが回転し、偏光の場
合は光源および偏光ビームスプリッタ１は一体となって
回転するようになっている。前記１／４波長板５は、ｐ
またはｓ方向に対して方位角が４５°となるように無偏
光プリズム７の前面で固定されている。
スプリッタ１に入射する光が、無偏光の場合は、光源は
固定で偏光ビームスプリッタ１だけが回転し、偏光の場
合は光源および偏光ビームスプリッタ１は一体となって
回転するようになっている。前記１／４波長板５は、ｐ
またはｓ方向に対して方位角が４５°となるように無偏
光プリズム７の前面で固定されている。
【００２８】図２は無偏光プリズム７の構成およびこの
無偏光プリズム７での光の経路を示したものである。こ
の無偏光プリズム７は、図２で示すように、Ａ点から入
射した光をプリズム内で４回反射させるような形状とな
っている。この場合、Ａ点から入射したｐ偏光は、反射
面ａで反射してｓ偏光になり、次の反射面ｂ，ｃでは偏
光成分はそのまま保持され、その次の反射面ｄでｐ偏光
になってＢ点から射出するようになっている。すなわ
ち、偏光状態は、反射面ａ−ｂ−ｃ−ｄの経路でｐ−ｓ
−ｓ−ｐとなる。同様に、Ａ点から入射したｓ偏光は、
反射面ａ−ｂ−ｃ−ｄの経路で順にｓ−ｐ−ｐ−ｓとな
り、両者の間の位相差は保存されている。以上のよう
に、無偏光プリズム７は、Ａ点で入射した光を、偏光特
性を変えること無く、かつＡ点とは異なった位置Ｂ点か
ら射出させるように構成されている。
無偏光プリズム７での光の経路を示したものである。こ
の無偏光プリズム７は、図２で示すように、Ａ点から入
射した光をプリズム内で４回反射させるような形状とな
っている。この場合、Ａ点から入射したｐ偏光は、反射
面ａで反射してｓ偏光になり、次の反射面ｂ，ｃでは偏
光成分はそのまま保持され、その次の反射面ｄでｐ偏光
になってＢ点から射出するようになっている。すなわ
ち、偏光状態は、反射面ａ−ｂ−ｃ−ｄの経路でｐ−ｓ
−ｓ−ｐとなる。同様に、Ａ点から入射したｓ偏光は、
反射面ａ−ｂ−ｃ−ｄの経路で順にｓ−ｐ−ｐ−ｓとな
り、両者の間の位相差は保存されている。以上のよう
に、無偏光プリズム７は、Ａ点で入射した光を、偏光特
性を変えること無く、かつＡ点とは異なった位置Ｂ点か
ら射出させるように構成されている。
【００２９】次に、この光学系の全体の光の経路につい
て説明する。
て説明する。
【００３０】偏光ビームスプリッタ１を通った直線偏光
は、試料部３で反射されて楕円偏光となり、その後１／
４波長板５に入射する。この場合、偏光ビームスプリッ
タ１を通った直線偏光の偏光角はφ、試料部３で反射さ
れた光は位相差δの楕円偏光である。このときの偏光角
と位相差の関係を電場ベクトル成分について図示する
と、図３のようになる。
は、試料部３で反射されて楕円偏光となり、その後１／
４波長板５に入射する。この場合、偏光ビームスプリッ
タ１を通った直線偏光の偏光角はφ、試料部３で反射さ
れた光は位相差δの楕円偏光である。このときの偏光角
と位相差の関係を電場ベクトル成分について図示する
と、図３のようになる。
【００３１】ここで各点における偏光角の変化を図示す
る。１／４波長板５に角度４５°（１／４波長板の主断
面と電界ベクトルの振動面とが成す角度）で試料部３か
らの反射光が入射すると、偏光角は図４（Ａ）で示すよ
うに、φ＋π／４となる。このとき位相はδ＋π／２に
変化する。次に、無偏光プリズム７を通って、再び１／
４波長板５を通過した光は図４（Ｂ）で示すような楕円
偏光になる。このときの偏光角はφ＋π／２であり、位
相はδ＋πに変化する。この楕円偏光が試料部３で再び
反射されると、直線偏光に変換される。このときの偏光
角はπ／２−φ、位相差はπに変化する。
る。１／４波長板５に角度４５°（１／４波長板の主断
面と電界ベクトルの振動面とが成す角度）で試料部３か
らの反射光が入射すると、偏光角は図４（Ａ）で示すよ
うに、φ＋π／４となる。このとき位相はδ＋π／２に
変化する。次に、無偏光プリズム７を通って、再び１／
４波長板５を通過した光は図４（Ｂ）で示すような楕円
偏光になる。このときの偏光角はφ＋π／２であり、位
相はδ＋πに変化する。この楕円偏光が試料部３で再び
反射されると、直線偏光に変換される。このときの偏光
角はπ／２−φ、位相差はπに変化する。
【００３２】図５は、光源から射出された光が、偏光ビ
ームスプリッタ１を通過し、試料部３および無偏光プリ
ズム７を介して再び偏光ビームスプリッタ１に戻って来
るまでの光の経路を分かりやすく示したものである。偏
光ビームスプリッタ１を通った光は試料部３の一側面３
ａで反射され、無偏光プリズム７の点Ａに入射する。Ａ
点で入射した光は、前述したようにプリズム内で４回反
射を繰り返しＢ点から射出し、試料部３の他側面３ｂで
反射されて偏光ビームスプリッタ１に再び入射する。試
料部３は、偏光ビームスプリッタ１側からの光および無
偏光プリズム７側からの光が試料部３の一側面３ａおよ
び他側面３ｂにそれぞれ入射するように配置されてい
る。この一側面３ａおよび他側面３ｂは、試料部３の中
心軸Ｍについて対称となっている。偏光ビームスプリッ
タ１からの出力光は、光電検出器１０で検出されるか、
もしくは目視して光量の変化をとらえることができるよ
うになっている。
ームスプリッタ１を通過し、試料部３および無偏光プリ
ズム７を介して再び偏光ビームスプリッタ１に戻って来
るまでの光の経路を分かりやすく示したものである。偏
光ビームスプリッタ１を通った光は試料部３の一側面３
ａで反射され、無偏光プリズム７の点Ａに入射する。Ａ
点で入射した光は、前述したようにプリズム内で４回反
射を繰り返しＢ点から射出し、試料部３の他側面３ｂで
反射されて偏光ビームスプリッタ１に再び入射する。試
料部３は、偏光ビームスプリッタ１側からの光および無
偏光プリズム７側からの光が試料部３の一側面３ａおよ
び他側面３ｂにそれぞれ入射するように配置されてい
る。この一側面３ａおよび他側面３ｂは、試料部３の中
心軸Ｍについて対称となっている。偏光ビームスプリッ
タ１からの出力光は、光電検出器１０で検出されるか、
もしくは目視して光量の変化をとらえることができるよ
うになっている。
【００３３】以上のように、試料部３からの反射光を１
／４波長板５に角度４５°で入射させることによって、
偏光ビームスプリッタ１において消光条件を求めること
ができる。ここで、試料部３からの反射光が１／４波長
板５に角度４５°（１／４波長板の主断面と電界ベクト
ルの振動面とが成す角度）で入射しないように、１／４
波長板５が配置されていたと仮定する。すると、図４
（Ａ），（Ｂ）で示した偏光角の変化は、それぞれ図６
（Ａ），（Ｂ）のようになる。すなわち、１／４波長板
５を再び通過した光は、図６（Ｂ）のＫのような偏光角
となるため、偏光ビームスプリッタ１において消光する
ことはできない。
／４波長板５に角度４５°で入射させることによって、
偏光ビームスプリッタ１において消光条件を求めること
ができる。ここで、試料部３からの反射光が１／４波長
板５に角度４５°（１／４波長板の主断面と電界ベクト
ルの振動面とが成す角度）で入射しないように、１／４
波長板５が配置されていたと仮定する。すると、図４
（Ａ），（Ｂ）で示した偏光角の変化は、それぞれ図６
（Ａ），（Ｂ）のようになる。すなわち、１／４波長板
５を再び通過した光は、図６（Ｂ）のＫのような偏光角
となるため、偏光ビームスプリッタ１において消光する
ことはできない。
【００３４】次に、前述した光学系に適した免疫支持体
の構造、およびその測定方法について説明する。
の構造、およびその測定方法について説明する。
【００３５】シリコン単結晶（方位面は１００面）に膜
厚１０００〜１９００オングストローム（以下、Ａと記
す）の酸化シリコン皮膜をつけ、特願平３−０８０１２
４号で提示されている方法でシラン処理および抗体の固
相化を行い試料部３を作成した。この試料部３の構造を
図７に示す。図７において、符号２０はＳｉ単結晶基盤
を、符号２１はＳｉＯ2 皮膜を、符号２２はシランカッ
プリング剤を、符号２３は抗体をそれぞれ示している。
厚１０００〜１９００オングストローム（以下、Ａと記
す）の酸化シリコン皮膜をつけ、特願平３−０８０１２
４号で提示されている方法でシラン処理および抗体の固
相化を行い試料部３を作成した。この試料部３の構造を
図７に示す。図７において、符号２０はＳｉ単結晶基盤
を、符号２１はＳｉＯ2 皮膜を、符号２２はシランカッ
プリング剤を、符号２３は抗体をそれぞれ示している。
【００３６】図８（Ａ）は試料部３の平面図を示したも
のである。この試料部３が図５で示したように配置され
る。この試料部の一側面３ａは、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅと
して抗体のみが固相化されている面２５であり、他側面
３ｂは、３つの領域２６〜２８に分割されている。符号
２６は面２５と同様の抗体に最低濃度の抗原を反応させ
た部分を示し、符号２７，２８は実際の検体が感作され
た部分を示している。
のである。この試料部３が図５で示したように配置され
る。この試料部の一側面３ａは、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅと
して抗体のみが固相化されている面２５であり、他側面
３ｂは、３つの領域２６〜２８に分割されている。符号
２６は面２５と同様の抗体に最低濃度の抗原を反応させ
た部分を示し、符号２７，２８は実際の検体が感作され
た部分を示している。
【００３７】以上のような試料部を用いた免疫測定の方
法を以下に記す。 （ａ）．図８（Ａ）に示された試料部３を図５で示すよ
うに配置する。 （ｂ）．試料部３の２６および２７、２８で示される部
分に、それぞれ最低濃度のコントロール液および検体を
必要量滴下する。反応時間は測定項目によって最適時間
反応させる。 （ｃ）．反応終了後２６、２７、２８で示される部分を
蒸留水で洗浄した後、Ｎ2 ガス等で表面の水分を吹き飛
ばす。 （ｄ）．用いる光源が無偏光の場合は，偏光ビームスプ
リッタ１を回転させ、光電検出器１０で消光の偏光角を
求める。このとき注意しなければならないのは、試料部
の２５および２６の部分にのみ、偏光ビームスプリッタ
１からの光および無偏光プリズム７からの光が照射され
るように、試料部３を位置合せすることである。 （ｅ）．前記（ｄ）で行った操作がゼロ調整に相当す
る。 （ｆ）．次に、試料部３の２５および２７の部分にの
み、偏光ビームスプリッタ１からの光および無偏光プリ
ズム７からの光が照射されるように、試料部３の位置を
ずらし光電検出器１０の出力を読み取る。同様な操作
を、試料部３の２５および２８の部分でも行う。 （ｇ）．あらかじめ作成されている検量線から、試料部
３の２７，２８に滴下された検体の濃度を検出すること
ができる。
法を以下に記す。 （ａ）．図８（Ａ）に示された試料部３を図５で示すよ
うに配置する。 （ｂ）．試料部３の２６および２７、２８で示される部
分に、それぞれ最低濃度のコントロール液および検体を
必要量滴下する。反応時間は測定項目によって最適時間
反応させる。 （ｃ）．反応終了後２６、２７、２８で示される部分を
蒸留水で洗浄した後、Ｎ2 ガス等で表面の水分を吹き飛
ばす。 （ｄ）．用いる光源が無偏光の場合は，偏光ビームスプ
リッタ１を回転させ、光電検出器１０で消光の偏光角を
求める。このとき注意しなければならないのは、試料部
の２５および２６の部分にのみ、偏光ビームスプリッタ
１からの光および無偏光プリズム７からの光が照射され
るように、試料部３を位置合せすることである。 （ｅ）．前記（ｄ）で行った操作がゼロ調整に相当す
る。 （ｆ）．次に、試料部３の２５および２７の部分にの
み、偏光ビームスプリッタ１からの光および無偏光プリ
ズム７からの光が照射されるように、試料部３の位置を
ずらし光電検出器１０の出力を読み取る。同様な操作
を、試料部３の２５および２８の部分でも行う。 （ｇ）．あらかじめ作成されている検量線から、試料部
３の２７，２８に滴下された検体の濃度を検出すること
ができる。
【００３８】免疫支持体の構造については、図８（Ｂ）
で示すように構成することも可能である。符号４０は検
体を感作する部分を、符号３１は抗体のみが固相化され
た面を示している。試料部の一側面３ａは抗体のみが固
相化された面３１を除いて５つの領域３２〜３６に分割
されている。なお、この分割される領域の数については
任意であり、本実施例では５つとなっている。それぞれ
の領域３２〜３６は、同一の抗体を固相化した後、抗原
濃度が既知でかつそれぞれ異なっている５種のコントロ
ール液が感作されている部位である。
で示すように構成することも可能である。符号４０は検
体を感作する部分を、符号３１は抗体のみが固相化され
た面を示している。試料部の一側面３ａは抗体のみが固
相化された面３１を除いて５つの領域３２〜３６に分割
されている。なお、この分割される領域の数については
任意であり、本実施例では５つとなっている。それぞれ
の領域３２〜３６は、同一の抗体を固相化した後、抗原
濃度が既知でかつそれぞれ異なっている５種のコントロ
ール液が感作されている部位である。
【００３９】検体が感作された部分４０の抗原濃度の測
定は以下の手順によって行われる。まず最初に、試料部
３の一側面３ａの抗体のみが固相化された面３１および
他側面３ｂの抗体のみが固相化された面３１を用いてゼ
ロ調整する。次に、試料部３をＭ軸方向にずらしながら
３２の領域と検体が感作された部分４０、引き続き３３
の領域と検体が感作された部分４０、引き続き３４の領
域と検体が感作された部分４０…という具合に、順番に
それぞれの領域３２〜３６を用いて測光する。
定は以下の手順によって行われる。まず最初に、試料部
３の一側面３ａの抗体のみが固相化された面３１および
他側面３ｂの抗体のみが固相化された面３１を用いてゼ
ロ調整する。次に、試料部３をＭ軸方向にずらしながら
３２の領域と検体が感作された部分４０、引き続き３３
の領域と検体が感作された部分４０、引き続き３４の領
域と検体が感作された部分４０…という具合に、順番に
それぞれの領域３２〜３６を用いて測光する。
【００４０】それぞれの領域３２〜３６は抗原濃度が既
知であるため、領域３２〜３６が検量線の役目を果たす
ことになる。例えば、領域３４を用いて測光を行ったと
きに出力がゼロになったとすると、検体が感作された部
分４０の抗原濃度は３４の領域の抗原濃度と等しいこと
になる。このような免疫支持体構造を用いることによっ
て検量線が不要となる。もちろん、試料部の一側面３ａ
を、さらに多数の領域に分割すれば、より正確な濃度を
検出することが可能になる。
知であるため、領域３２〜３６が検量線の役目を果たす
ことになる。例えば、領域３４を用いて測光を行ったと
きに出力がゼロになったとすると、検体が感作された部
分４０の抗原濃度は３４の領域の抗原濃度と等しいこと
になる。このような免疫支持体構造を用いることによっ
て検量線が不要となる。もちろん、試料部の一側面３ａ
を、さらに多数の領域に分割すれば、より正確な濃度を
検出することが可能になる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の偏光解析
装置では、偏光子と検光子を兼ねた偏光ビームスプリッ
タを有する光学系を用いており、この結果、簡便で小型
な偏光解析装置を実現することができる。
装置では、偏光子と検光子を兼ねた偏光ビームスプリッ
タを有する光学系を用いており、この結果、簡便で小型
な偏光解析装置を実現することができる。
【図１】本発明の偏光解析装置における光学系の概略を
示す図である。
示す図である。
【図２】図１の光学系において、無偏光プリズムの詳細
な構成を示す図である。
な構成を示す図である。
【図３】図１の光学系において、試料部で反射された光
の偏光角と位相差の関係を電場ベクトル成分について図
示したものである。
の偏光角と位相差の関係を電場ベクトル成分について図
示したものである。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）を含み、それぞれ、図１の
光学系において、１／４波長板に角度４５°（１／４波
長板の主断面と電界ベクトルの振動面とが成す角度）で
試料部からの反射光が入射した場合の偏光角、および無
偏光プリズムを通って、再び１／４波長板を通過した光
の偏光角を示したものである。
光学系において、１／４波長板に角度４５°（１／４波
長板の主断面と電界ベクトルの振動面とが成す角度）で
試料部からの反射光が入射した場合の偏光角、および無
偏光プリズムを通って、再び１／４波長板を通過した光
の偏光角を示したものである。
【図５】図１の光学系において、光の経路を概略的に示
した図である。
した図である。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図４に対応し
ており、図１の光学系において１／４波長板に角度４５
°で試料部からの反射光が入射しなかった場合の状態を
示す図である。
ており、図１の光学系において１／４波長板に角度４５
°で試料部からの反射光が入射しなかった場合の状態を
示す図である。
【図７】図１の光学系に用いられる試料支持体の断面図
である。
である。
【図８】図１の光学系に適した試料支持体の構成を示す
平面図であり、（Ａ）は第１の実施例を（Ｂ）は第２の
実施例を示す図である。
平面図であり、（Ａ）は第１の実施例を（Ｂ）は第２の
実施例を示す図である。
【図９】基板上に等方均質な薄膜がある場合において、
これに直線偏光が入射した場合の光の経路を示す図であ
る。
これに直線偏光が入射した場合の光の経路を示す図であ
る。
【図１０】従来の偏光解析装置の構成を示す図である。
１…偏光ビームスプリッタ、 ３…試料部、 ５…１／４波長板、 ７…無偏光プリズム、 １０…光電検出器。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月４日（１９９９．８．４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 偏光測定装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】偏光解析法は、物体の表面で光が反射す
る際の偏光状態の変化を観測して、物体自体の光学定
数、または、その表面に附着した薄膜の厚みや光学定数
を知る方法である。最近では、この偏光解析法が生物物
理分野へ応用されるようになり、抗原抗体反応や相補的
核酸結合反応等の生物学的結合反応に基づく試料面の厚
さ変化の測定、さらにはタンパク質の吸着膜の測定、血
漿の凝結の研究等にも応用されるようになっている。
る際の偏光状態の変化を観測して、物体自体の光学定
数、または、その表面に附着した薄膜の厚みや光学定数
を知る方法である。最近では、この偏光解析法が生物物
理分野へ応用されるようになり、抗原抗体反応や相補的
核酸結合反応等の生物学的結合反応に基づく試料面の厚
さ変化の測定、さらにはタンパク質の吸着膜の測定、血
漿の凝結の研究等にも応用されるようになっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】本発明は、例えば免疫支持体上の抗体、及
び抗原による膜厚の変化を偏光解析法によって測定する
にあたり、小型で簡便な光学系を備えた偏光測定装置を
提供することを目的としている。
び抗原による膜厚の変化を偏光解析法によって測定する
にあたり、小型で簡便な光学系を備えた偏光測定装置を
提供することを目的としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の偏光測定装置は、試料面に入射し反射した
時の偏光の変化を測定するものであって、測定に必要な
試料面から反射した光路上に偏光を維持したまま入射光
路方向に反射光を方向付けるような光学素子を配置し、
前記光学素子により方向付けされた後の前記反射光を検
出するようにしたことを特徴とする。
に、本発明の偏光測定装置は、試料面に入射し反射した
時の偏光の変化を測定するものであって、測定に必要な
試料面から反射した光路上に偏光を維持したまま入射光
路方向に反射光を方向付けるような光学素子を配置し、
前記光学素子により方向付けされた後の前記反射光を検
出するようにしたことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】さらに、前記光学素子は入射光及び／又は
反射光の光路と略平行に戻す構成であることを特徴とす
る。
反射光の光路と略平行に戻す構成であることを特徴とす
る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
Claims (2)
- 【請求項１】 偏光子と検光子を兼ね、試料の一部に偏
光を入射させる第１の光学素子と、 前記試料の一部で反射された反射光のｐ偏光およびｓ偏
光の位相差を変えず、かつ前記反射光を前記試料の一部
とは異なった部分に入射させるような形状を有し、前記
異なった部分で反射された光を前記第１の光学素子に入
射させる第２の光学素子と、 前記ｐ偏光およびｓ偏光の位相差を４５°にするよう
に、光軸に対して４５°に配置された１／４λ板と、 前記第１の光学素子に入射された光を検出する光検出手
段と、を有する偏光解析装置における光学系。 - 【請求項２】 前記試料は、前記第１の光学素子からの
光が入射される領域と前記第２の光学素子からの光が入
射される領域にそれぞれ分割して形成されていることを
特徴とする、請求項１に記載された光学系に適した試料
支持体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19164199A JP3209729B2 (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 偏光測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19164199A JP3209729B2 (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 偏光測定方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01396792A Division JP3181655B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 偏光解析装置における光学系および試料支持体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000136908A true JP2000136908A (ja) | 2000-05-16 |
| JP3209729B2 JP3209729B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=16278043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19164199A Expired - Fee Related JP3209729B2 (ja) | 1999-07-06 | 1999-07-06 | 偏光測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3209729B2 (ja) |
-
1999
- 1999-07-06 JP JP19164199A patent/JP3209729B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3209729B2 (ja) | 2001-09-17 |
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