JP2001526386A - 光学共鳴解析システム - Google Patents
光学共鳴解析システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
光学共鳴解析システムであって、センサ手段（６０）と、非単色照光生成のための照光手段（４００）とを含む。照光手段（４００）は更に、複数の角度で照光を生成するための手段と、前記照光を前記複数の角度（３９０）で投影するためのレンズ系と、前記複数の角度で前記照光を分散するための分散素子（３８０）とを含み、その結果、共鳴状態は前記センサ手段（６０）上において、前記非単色光源によって同時に全ての波長に対して生成される。解析装置は又は、反射又は伝達された照光を検知するための検知手段（９０）を含む。他の実施例はアナモーフィック撮像手段（１２０）を含む。
Description
【０００１】
本発明は、光学共鳴解析システムに関し、具体的には、ある種のセンサ設計面
及び、解析のためにセンサを利用する照光と検知系を含む解析システムに関する
。
及び、解析のためにセンサを利用する照光と検知系を含む解析システムに関する
。
【０００２】
最近の応用分野での大きな動きによって、センサベース機器は非常に普及して
いる。この応用の増大は、主に人間のゲノムプログラムのから情報が莫大に流入
することによって、特にバイオテクノロジ及び製薬産業によって、拍車がかかっ
ている。この大量に情報が動く結果として、対応する新しい産業を大量生産させ
ている。いくつかの最も新しい、急速に発展している産業は、プロテオミクス（
proteomics）、即ち、蛋白と、官能基と、ジェノミクス（genomics）が一緒にな
ったものであり、並びに、ファーミコカイネティックス（pharmicokinetics）、
即ち、研究者たちが、リセプタのような独特なサイト（site）に、束ねた特性を
有する合成的な総合の生産物を見つけようと企てていて、それは生物学上の変革
的な出来事を結果としてもたらす。両方の技術は、しっかりした且つ１日当たり
何千もの標本を処理する分析評価に依存している。これらのスピードでこの分量
の試料を処理するには、自動化行程及び小型化が有益であることは明らかである
。1つの非常に一般的な応用は例えばDNA/DNA、DNA/RNA、RNA/RNAのハイブリッド
形成をモニターすることであり、ずっと重要なことであったが、しかし、遺伝子
が発見されて病気の状態と関連付けられるので、ハイブリッド形成の分析を必要
とする診断における遺伝子解析は、必須のものとなる。しかし、遺伝的な関連デ
ータを判定するための情報を得るためには、１つの試料に対して、従来の科学技
術を使用すれば何千もの検査がされる必要がある。センサ技術の新しい発展によ
ってこの解析時間を、週単位から時間単位に減らすことができる。
いる。この応用の増大は、主に人間のゲノムプログラムのから情報が莫大に流入
することによって、特にバイオテクノロジ及び製薬産業によって、拍車がかかっ
ている。この大量に情報が動く結果として、対応する新しい産業を大量生産させ
ている。いくつかの最も新しい、急速に発展している産業は、プロテオミクス（
proteomics）、即ち、蛋白と、官能基と、ジェノミクス（genomics）が一緒にな
ったものであり、並びに、ファーミコカイネティックス（pharmicokinetics）、
即ち、研究者たちが、リセプタのような独特なサイト（site）に、束ねた特性を
有する合成的な総合の生産物を見つけようと企てていて、それは生物学上の変革
的な出来事を結果としてもたらす。両方の技術は、しっかりした且つ１日当たり
何千もの標本を処理する分析評価に依存している。これらのスピードでこの分量
の試料を処理するには、自動化行程及び小型化が有益であることは明らかである
。1つの非常に一般的な応用は例えばDNA/DNA、DNA/RNA、RNA/RNAのハイブリッド
形成をモニターすることであり、ずっと重要なことであったが、しかし、遺伝子
が発見されて病気の状態と関連付けられるので、ハイブリッド形成の分析を必要
とする診断における遺伝子解析は、必須のものとなる。しかし、遺伝的な関連デ
ータを判定するための情報を得るためには、１つの試料に対して、従来の科学技
術を使用すれば何千もの検査がされる必要がある。センサ技術の新しい発展によ
ってこの解析時間を、週単位から時間単位に減らすことができる。
【０００３】 センサは、2つの部分から成ると説明される。即ち、トランスデューサ及び活 性サイトである。トランスデューサは、環境の変化を報告可能な装置の一部とし
て定義される。トランスデューサはいくつかの異なったモードで動作しうるが、
しかし、最も一般的なものは光学ベースの装置である。光学ベースのトランスデ
ューサの実例は、表面プラズモン共鳴（SPR）素子及びプラナ導波管素子及び、 グレーティング結合導波管素子（grating coupled waveguide device）を含む。
これらのタイプのセンサは米国特許第4,882,288号、第4,931,384号、第4,992,38
5号及び第5,118,608号に記載されていて、参照のために引用される。該センサは
、単一の解析サイトと、１次元即ち線形アレイ解析サイト、あるいは、２次元ア
レイ解析サイトを含む。表面プラズモン共鳴素子 表面プラズモンは、金属と誘電体との間の境界に存在して、表面電荷振動モー
ドを表す。表面電荷振動は外部からの光により生成される金属表面上の電子振動
であり、これらの電子は自由電子のようにふるまう。表面プラズモン波は、エバ
ネッセント波のように空間即ち誘電体に延びて入り、そして、表面に沿って進む
。プラズモンフィールドは、マクスウェル方程式を満たし、そして、p-偏光照光
の境界条件を満たす。この境界条件は、金属の誘電率を要求し、そして、誘電体
は反対の符号を有する。共通の誘電体合成は正の誘電率を有するので、プラズモ
ンは、誘電率が負である金属の周波数領域に存在する。この状況は、外光の周波
数及び低い周波数領域において起き、そこでは金属の屈折率の実数部は、その虚
数部以下である。たとえば、金、銀又はアルミニウムのような金属に対して、こ
の周波数、即ちプラズモン周波数はそれぞれ約5、4あるいは15eVであって、それ
故、プラズモン波は、紫外線（UV）、可視光線、そして赤外線領域の周波数領域
において、入手可能となる。この周波数範囲において、表面プラズモンの波数ベ
クトルは外光のそれより大きいので、外光は直接表面プラズモンに作用を及ぼす
ことができない。
て定義される。トランスデューサはいくつかの異なったモードで動作しうるが、
しかし、最も一般的なものは光学ベースの装置である。光学ベースのトランスデ
ューサの実例は、表面プラズモン共鳴（SPR）素子及びプラナ導波管素子及び、 グレーティング結合導波管素子（grating coupled waveguide device）を含む。
これらのタイプのセンサは米国特許第4,882,288号、第4,931,384号、第4,992,38
5号及び第5,118,608号に記載されていて、参照のために引用される。該センサは
、単一の解析サイトと、１次元即ち線形アレイ解析サイト、あるいは、２次元ア
レイ解析サイトを含む。表面プラズモン共鳴素子 表面プラズモンは、金属と誘電体との間の境界に存在して、表面電荷振動モー
ドを表す。表面電荷振動は外部からの光により生成される金属表面上の電子振動
であり、これらの電子は自由電子のようにふるまう。表面プラズモン波は、エバ
ネッセント波のように空間即ち誘電体に延びて入り、そして、表面に沿って進む
。プラズモンフィールドは、マクスウェル方程式を満たし、そして、p-偏光照光
の境界条件を満たす。この境界条件は、金属の誘電率を要求し、そして、誘電体
は反対の符号を有する。共通の誘電体合成は正の誘電率を有するので、プラズモ
ンは、誘電率が負である金属の周波数領域に存在する。この状況は、外光の周波
数及び低い周波数領域において起き、そこでは金属の屈折率の実数部は、その虚
数部以下である。たとえば、金、銀又はアルミニウムのような金属に対して、こ
の周波数、即ちプラズモン周波数はそれぞれ約5、4あるいは15eVであって、それ
故、プラズモン波は、紫外線（UV）、可視光線、そして赤外線領域の周波数領域
において、入手可能となる。この周波数範囲において、表面プラズモンの波数ベ
クトルは外光のそれより大きいので、外光は直接表面プラズモンに作用を及ぼす
ことができない。
【０００４】 外光波がグレーティングやプリズムによって表面プラズモンに結合される時、
表面プラズモンの利用は可能になる。これらの光学構成要素は、外光に更なる波
数ベクトル構成要素を提供して、外光及び表面プラズモンとの間のエネルギー交
換を可能にする。金属グレーティング上のプラズモンは、構造の周期によって画
定される更なる横軸運動量を取り入れることによって外光と相互に作用すること
ができる。
表面プラズモンの利用は可能になる。これらの光学構成要素は、外光に更なる波
数ベクトル構成要素を提供して、外光及び表面プラズモンとの間のエネルギー交
換を可能にする。金属グレーティング上のプラズモンは、構造の周期によって画
定される更なる横軸運動量を取り入れることによって外光と相互に作用すること
ができる。
【０００５】 一方で、（後ろから照明されたクレッチマン（Kretchman）設計のように）プ リズムのような高屈折率材料における減衰全反射は、付加的な横軸運動量を提供
して、その結果、外側の波は真空波数ベクトルより大きい波数ベクトルを有し、
そして、プリズム中の波数ベクトルはプラズモン波数ベクトルに適合し得るほど
に充分に大きい。
して、その結果、外側の波は真空波数ベクトルより大きい波数ベクトルを有し、
そして、プリズム中の波数ベクトルはプラズモン波数ベクトルに適合し得るほど
に充分に大きい。
【０００６】 プリズム手段は金属の光学定数を判定するために頻繁に利用されてきた。その
理由は、共振条件は屈折率の変化によって変わるからである。グレーティングが
表面プラズモンを促進することにおいて重要な役割を演ずるように、これはその
代わりに表面プラズモンがグレーティング性能にある種の異常を引き起こすこと
を意味する。この現象によって、表面プラズモンの理論はまた、グレーティング
を研究する科学者によって発展された。
理由は、共振条件は屈折率の変化によって変わるからである。グレーティングが
表面プラズモンを促進することにおいて重要な役割を演ずるように、これはその
代わりに表面プラズモンがグレーティング性能にある種の異常を引き起こすこと
を意味する。この現象によって、表面プラズモンの理論はまた、グレーティング
を研究する科学者によって発展された。
【０００７】 SPRタイプ素子は一般に、その表面で薄さ1マイクロメートルのエバネセントフ
ィールド領域で屈折率の変化を計測する。活性表面は、トランスデューサの応用
分野及び特性を画定する。様々な形の表面の修正が可能であり、例えば、高分子
材料でコートされたトランスデューサは揮発性物質有機化合物を測定するために
使用可能であり、境界蛋白系は農薬や他の双方向分子のトレース量を探すために
使用可能であり、DNAは相補型DNAあるいは特別なDNAサイトを結合する化合物さ え探すために使用可能である。特定のセンサは、DNA標本をハイブリッド形成す る特定のDNAシーケンスのアレイを生成することによって得られ得る。この技術 は、一般にアレイハイブリッド形成（array hybridization）と呼ばれる。
ィールド領域で屈折率の変化を計測する。活性表面は、トランスデューサの応用
分野及び特性を画定する。様々な形の表面の修正が可能であり、例えば、高分子
材料でコートされたトランスデューサは揮発性物質有機化合物を測定するために
使用可能であり、境界蛋白系は農薬や他の双方向分子のトレース量を探すために
使用可能であり、DNAは相補型DNAあるいは特別なDNAサイトを結合する化合物さ え探すために使用可能である。特定のセンサは、DNA標本をハイブリッド形成す る特定のDNAシーケンスのアレイを生成することによって得られ得る。この技術 は、一般にアレイハイブリッド形成（array hybridization）と呼ばれる。
【０００８】 この種類のセンサは、性能が劣化しない限りガス又は液体環境において動作可
能である。温度域は応用分野によって選ばれ、最大感度測定が0.1℃以上に制御 されるべきである。 アレイはリポータとして蛍光を使用して作られているが、SPRのような科学技 術が使用されてもよく、その結果、ハードウェアコストを引き下げ一般的な普及
性を上げることになる。SPRの使用は、特に化合物の結合をモニタするのに適し ており、その理由は、これらの化合物すべてが蛍光のように誰でもモニタできる
蛍光のようなラベルあるいは特性を有していないからである。表面プラズモン共
鳴の拡張は、この技術を他の質量分析法のような技術を結合する能力である。１
つの実例は、SPRセンサに検出された信号が結合を示している場合、第2の技術は
、結合物質を識別するために使用可能である。 基本グレーティング結合表面プラズモン共鳴物理学及び挙動表面プラズモン共鳴 電磁波の伝播は、波動方程式によって表現される。
能である。温度域は応用分野によって選ばれ、最大感度測定が0.1℃以上に制御 されるべきである。 アレイはリポータとして蛍光を使用して作られているが、SPRのような科学技 術が使用されてもよく、その結果、ハードウェアコストを引き下げ一般的な普及
性を上げることになる。SPRの使用は、特に化合物の結合をモニタするのに適し ており、その理由は、これらの化合物すべてが蛍光のように誰でもモニタできる
蛍光のようなラベルあるいは特性を有していないからである。表面プラズモン共
鳴の拡張は、この技術を他の質量分析法のような技術を結合する能力である。１
つの実例は、SPRセンサに検出された信号が結合を示している場合、第2の技術は
、結合物質を識別するために使用可能である。 基本グレーティング結合表面プラズモン共鳴物理学及び挙動表面プラズモン共鳴 電磁波の伝播は、波動方程式によって表現される。
【０００９】
【数１】
【００１０】 ここでKxとωはx-方向の波数ベクトル及び波の角周波数をそれぞれ表現する。項
x及びtはそれぞれ、距離及び時間である。プラズモン波数ベクトルは、以下によ
って与えられる。
x及びtはそれぞれ、距離及び時間である。プラズモン波数ベクトルは、以下によ
って与えられる。
【００１１】
【数２】
【００１２】 ここで、e0とe1は誘電化合物及び金属の誘電率であり、そして、λは外光の波長
である。Kxの虚数部の２倍、即ち2Kxiは、プラズモン電界が金属面に沿って1/e に減衰する距離を判定する。 グレーティングは、スロット間隔及びグレーティングのオーダに依存する境界
に平行な定在波ベクトルを提供する。したがって共鳴吸収は、境界における外光
波ベクトル成分が以下の式によるプラズモンベクトルに等しいグレーティングベ
クトルを加えた時に起きる。
である。Kxの虚数部の２倍、即ち2Kxiは、プラズモン電界が金属面に沿って1/e に減衰する距離を判定する。 グレーティングは、スロット間隔及びグレーティングのオーダに依存する境界
に平行な定在波ベクトルを提供する。したがって共鳴吸収は、境界における外光
波ベクトル成分が以下の式によるプラズモンベクトルに等しいグレーティングベ
クトルを加えた時に起きる。
【００１３】
【数３】
【００１４】 ここにおいて、aとmはグレーティングのスロット間隔及びオーダである。項θは
外光の入射角である。共鳴幅 与えられた金属/誘電体境界に対して、与えられた周波数ωに対応するSPR波数
ベクトルKxは、式(1)によって推定され得る。
外光の入射角である。共鳴幅 与えられた金属/誘電体境界に対して、与えられた周波数ωに対応するSPR波数
ベクトルKxは、式(1)によって推定され得る。
【００１５】 我々は、Kspがプラズモンの中心波数ベクトルの実数部であると定義する。放 射性結合の非存在下で、ローレンツ全幅（Lorentzian full width）は波数ベク トルkiの虚部の２倍によって与えられる。
【００１６】
【数４】
【００１７】 HWHM Δk1/2は明らかに、この値の半分である。
【００１８】
【数５】
【００１９】 放射性結合の付加や他の損失は、SPR線幅を増加のみし得る。我々が答えよう とする疑問は、以下の如くである。即ち、グレーティング結合及びプリズム結合
（オットー又はクレッチマン（Kretchman））の両方の場合に対して、インプッ ト波長λ又は角θの項によって観測される非放射性SPR幅は何か。 基本SPR結合方程式グレーティング結合
（オットー又はクレッチマン（Kretchman））の両方の場合に対して、インプッ ト波長λ又は角θの項によって観測される非放射性SPR幅は何か。 基本SPR結合方程式グレーティング結合
【００２０】
【数６】
【００２１】 ここにおいて、λは真空波長であり、θは空気中の（標本メディアの中ではなく
）インプット角であり、mはグレーティング結合オーダ整数であり、そして、ａ はグレーティングスロットピッチである。プリズム結合 ：
）インプット角であり、mはグレーティング結合オーダ整数であり、そして、ａ はグレーティングスロットピッチである。プリズム結合 ：
【００２２】
【数７】
【００２３】 ここで、nは結合プリズムの屈折率であり、そして、θpはプリズムメディア内の
入力結合角である。 波長が一定で角度が変化する場合は、λが変化せず単色であるので、プラズモ
ンそれ自身は角変化によって影響を受けない。結合中の効率のみ影響を受ける。
プラズモンが最大限に励起状態であるように、角が初期値θに設定されていると
仮定する。次に我々は、インプット角をθ’に変えて励起状態は50%減少させて 、２分の１強度点へと移す。次に我々は単に以下を得る。
入力結合角である。 波長が一定で角度が変化する場合は、λが変化せず単色であるので、プラズモ
ンそれ自身は角変化によって影響を受けない。結合中の効率のみ影響を受ける。
プラズモンが最大限に励起状態であるように、角が初期値θに設定されていると
仮定する。次に我々は、インプット角をθ’に変えて励起状態は50%減少させて 、２分の１強度点へと移す。次に我々は単に以下を得る。
【００２４】
【数８】
【００２５】 グレーティングの場合、方程式（6）は
【００２６】
【数９】
【００２７】 を与え、その結果空気中の半角度は
【００２８】
【数１０】
【００２９】 となる。 プリズムの場合、方程式（7）は、
【００３０】
【数１１】
【００３１】 となり、その結果、プリズム中の半角度は、
【００３２】
【数１２】
【００３３】 プリズムが、空気中からプリズムにほぼ直角の入射結合を許すために斜角をつ
けられる場合、スネルの法則に従って空気中の差動角はガラス内部のそれのn倍 である。プリズム場合の最終結果は、空気中での半角度は
けられる場合、スネルの法則に従って空気中の差動角はガラス内部のそれのn倍 である。プリズム場合の最終結果は、空気中での半角度は
【００３４】
【数１３】
【００３５】 であって、ほとんどグレーティング結果(10)に等しい結果である。 言い換えると、グレーティングの場合、気中の公称結合中の角度は、プリズム
場合のためのガラス中の結合中の角度に類似しており、気中の角度共鳴幅はほと
んど同じである。いずれの場合にも、気中の全FWHM角度は式（10）又は（13）を
２倍して、
場合のためのガラス中の結合中の角度に類似しており、気中の角度共鳴幅はほと
んど同じである。いずれの場合にも、気中の全FWHM角度は式（10）又は（13）を
２倍して、
【００３６】
【数１４】
【００３７】 から得られる。 角が一定で波長が変化する場合には、ωはλを変えると変化し、インプット波
長を変化させるとプラズモンそれ自身は変化する。同時に、結合状態も変化して
、新しいプラズモンは励起して共鳴状態ではなくなる。両方の影響は、適切に考
慮に入れられなければならない。
長を変化させるとプラズモンそれ自身は変化する。同時に、結合状態も変化して
、新しいプラズモンは励起して共鳴状態ではなくなる。両方の影響は、適切に考
慮に入れられなければならない。
【００３８】 前述の通り、我々は最初に、λとθとを、最初にSPRピーク値を見るために始 め、それは波数ベクトルkspを有する。そして、我々は半強度点に達するために 波長をλ'に変える。即ち、我々は求めて以下を得る。
【００３９】
【数１５】
【００４０】 我々がこうする時、プラズモン波数ベクトルは以下のようにk'spに変化する。
【００４１】
【数１６】
【００４２】 ここで偏導関数δk/δλはSPR素子を形成している材料のための表になった誘電 率データを使って数値的に(1)から算出される。一般に、それは負である点に注 意すべきである。 同時に、発射される波数ベクトルkLは、使用するカプラーの種類によっている
が、方程式(6)又は(7)によって与えられる。
が、方程式(6)又は(7)によって与えられる。
【００４３】 グレーティングの場合、我々は波数ベクトル
【００４４】
【数１７】
【００４５】 を発射する。 ここでプリズムの場合は、以下の如くである。
【００４６】
【数１８】
【００４７】 λを調整することによって２分の１強度点に達するために、我々は、発射波数
ベクトルkLと修正プラズモン波数ベクトルksp'との間の不整合を正確に、
ベクトルkLと修正プラズモン波数ベクトルksp'との間の不整合を正確に、
【００４８】
【数１９】
【００４９】 であるべきことを要請する。 （16）と（17）とを組み合わせて、式（19）が生まれ、グレーティングの場合
は、
は、
【００５０】
【数２０】
【００５１】 又は、
【００５２】
【数２１】
【００５３】 である。 プリズム場合、式（16）と（18）は同様の方法で以下を導く。
【００５４】
【数２２】
【００５５】 又は、
【００５６】
【数２３】
【００５７】 ここでグレーティング及びプリズム結合に対して（20）と（21）によって与え
られたλのHWHMはそれぞれ非常に異なった結果を与えることに注意すべきである
。一般に、幅はプリズム結合では広く、その理由は、分母の2つの項は反対の符 号と同程度の大きさを有していて、分母を減らす傾向をもちそれ故その商を増大
させる。グレーティング結合では、分母の初項は非常に小さいか又はゼロであり
得て、どちらの符号でも取りうる、その結果、δk/δλ項が支配的となる。
られたλのHWHMはそれぞれ非常に異なった結果を与えることに注意すべきである
。一般に、幅はプリズム結合では広く、その理由は、分母の2つの項は反対の符 号と同程度の大きさを有していて、分母を減らす傾向をもちそれ故その商を増大
させる。グレーティング結合では、分母の初項は非常に小さいか又はゼロであり
得て、どちらの符号でも取りうる、その結果、δk/δλ項が支配的となる。
【００５８】 FWHM共鳴幅は、（20）及び（21）のHWHM値の２倍であることも又注意すべきで
ある。
ある。
【００５９】
【数２４】
【００６０】 プレーナ導波路センサ 導波管センサは、１以上のより高い屈折率を持つ材料の薄膜でコートされた誘
電体材料から成る。導波管センサは、以下のものに反応する。即ち、被覆媒体C の屈折率ncの変化、及び、厚さdFで屈折率nFの表面レイヤを形成するためにガス
又は液状相皮膜からの分子吸収、そして、分散要素として使用される場合は（導
波管の伝播角は、波長に依存するので）、表面上の分子スペクトル吸収を記録す
ることができる。その感度は、1-3の場合における有効屈折率N（導波モードTE又
はTMの）の変化分として表現され得る。吸収測定（及び分散素子としてのガイド
の使用）の場合、感度は最小検出可能な吸収によって判定される。
電体材料から成る。導波管センサは、以下のものに反応する。即ち、被覆媒体C の屈折率ncの変化、及び、厚さdFで屈折率nFの表面レイヤを形成するためにガス
又は液状相皮膜からの分子吸収、そして、分散要素として使用される場合は（導
波管の伝播角は、波長に依存するので）、表面上の分子スペクトル吸収を記録す
ることができる。その感度は、1-3の場合における有効屈折率N（導波モードTE又
はTMの）の変化分として表現され得る。吸収測定（及び分散素子としてのガイド
の使用）の場合、感度は最小検出可能な吸収によって判定される。
【００６１】 性能が劣化しない限りこの種のセンサは、ガス又は液状環境において動作可能
である。温度域は、使用分野によって選択され、極大感度測定において0.1℃よ り良好なように管理されるべきである。基板は、サファイヤ、ITO、石英ガラス 、ガラス（パイレックス、石英）、プラスチック、テフロン、金属及び半導体物
質（シリコン）を含む。導波管フィルムは、SiO2、SiO2-TiO2、TiO2、Si3N4、リ
チウムニオブ酸塩、リチウムタンタル酸塩、タンタル五酸化物、ニオブ五酸化物
、ガリウム砒素、GaAlAs、ガリウム砒素・燐、GaInAs及び高分子材（polystyren
e）を含む。導波管フィルム厚さは、通常100-200ナノメートルの範囲である。屈
折率の幅の例は、1.4-2.1を含む。化学的選択（Chemoselective）被覆が、導波 管フィルム表面に配置され得る。導波管への光結合は、表面レリーフグレーティ
ング又はプリズムを使用することによってなされ得る。
である。温度域は、使用分野によって選択され、極大感度測定において0.1℃よ り良好なように管理されるべきである。基板は、サファイヤ、ITO、石英ガラス 、ガラス（パイレックス、石英）、プラスチック、テフロン、金属及び半導体物
質（シリコン）を含む。導波管フィルムは、SiO2、SiO2-TiO2、TiO2、Si3N4、リ
チウムニオブ酸塩、リチウムタンタル酸塩、タンタル五酸化物、ニオブ五酸化物
、ガリウム砒素、GaAlAs、ガリウム砒素・燐、GaInAs及び高分子材（polystyren
e）を含む。導波管フィルム厚さは、通常100-200ナノメートルの範囲である。屈
折率の幅の例は、1.4-2.1を含む。化学的選択（Chemoselective）被覆が、導波 管フィルム表面に配置され得る。導波管への光結合は、表面レリーフグレーティ
ング又はプリズムを使用することによってなされ得る。
【００６２】 有効指数の変化を計測する１つの方法は、導波管から出るモード変化における
角度の変化分による。これはアレイ検出器によってなされ得て、それは各波長で
同時に強度を測定可能である。その場合、測定時間は、ほぼ100-200マイクロ秒 である。 関連するシステム要素は通常、（導波管のλ/角度分散曲線に適合するための ）グレーティング、ミラー、レンズ、偏光子、白色光源及びアレイ検出器を含む
。
角度の変化分による。これはアレイ検出器によってなされ得て、それは各波長で
同時に強度を測定可能である。その場合、測定時間は、ほぼ100-200マイクロ秒 である。 関連するシステム要素は通常、（導波管のλ/角度分散曲線に適合するための ）グレーティング、ミラー、レンズ、偏光子、白色光源及びアレイ検出器を含む
。
【００６３】 多重的分析評価及び検定は以下の場合に限り可能である。即ち、導波管が異な
った化学物質でスポッティングされ得ること、入射光は多数の視準化光ビームに
分かれること、光ビームのミキシングが導波管内部に存在しないこと、そして、
検知は全ての分析評価/検定に対して同時になされ得ることである。 可能な応用分野は分析化学、湿気及びガス検知、ペーハー（PH）測定、生物的
センサ及び免疫センサへの応用、生物学上の分子認識、細胞間及び内部における
形質導入信号、アビジン又はストレプトアビジンに対するビオチン結合分子（牛
血清アルブミン）のアフィン変換、抗原抗体干渉（ヒト免疫グロブリンh-InG抗 原に対するウサギ／ヤギ抗h-IgG抗体の免疫結合）などである。グレーティング 結合導波管センサは、同時進行的に非侵略的に、表面に成長している生きたセル
の個数、大きさ、そして形を測定することができる。その応用は毒物学及びガン
研究、薬学即ち薬の決定を含む。導波管サポートされた脂質二重層は、本当の細
胞膜シミュレーションに最も近いものであって、薬判別検査並びに脳血液関門に
使用可能である。導波管は二重層脂質膜（BLM）や他の薄膜の性質分析に使用可 能であり、その結果、蛋白-BLM干渉及びその厚さ、濃度、異方性、及び時間内の
摂動に対する薄膜の反応を測定できる。ほかの誘電物質の応用は、ハイブリッド
形成及び蛋白結合を計測する表面皮膜として長DNA分子の使用、分子状自己集合 、ナノサイエンス（nanoscience）、及び結合及び解離動的分析を含む。 グレーティング結合導波管センサ グレーティング結合器は、導波管から又はその中への光の結合の効率を上げる
ために使用され、その導波管は１以上の誘電物質層からなっている。同時に、そ
れらは全てのTE及びTMモードの有効屈折率Nを計るために使用され得る。１次セ ンサの効果は、導波管表面上の標本からの分子の吸着又は結合によって引き起こ
された導波モードの実効屈折率Nにおける変化ΔNである。ΔNから吸着又は束縛 されたアドレイヤ（adlayers）の屈折率、厚さ及び表面範囲を算出することが可
能である。フィルムFと基板Sの屈折率間の大きな差異nF-nsを有する薄い単一モ ード導波管フィルムFが使用されると仮定するならば、統合的な光学機器によっ て高センサ感度（準単分子吸着レイヤ）が保証される。ΔNはその標本が配置さ れなければならないところにおけるグレーティング領域だけで計測される。最適
なグレーティング設計によって、45-90%のオーダの結合効率が達成され得る。
った化学物質でスポッティングされ得ること、入射光は多数の視準化光ビームに
分かれること、光ビームのミキシングが導波管内部に存在しないこと、そして、
検知は全ての分析評価/検定に対して同時になされ得ることである。 可能な応用分野は分析化学、湿気及びガス検知、ペーハー（PH）測定、生物的
センサ及び免疫センサへの応用、生物学上の分子認識、細胞間及び内部における
形質導入信号、アビジン又はストレプトアビジンに対するビオチン結合分子（牛
血清アルブミン）のアフィン変換、抗原抗体干渉（ヒト免疫グロブリンh-InG抗 原に対するウサギ／ヤギ抗h-IgG抗体の免疫結合）などである。グレーティング 結合導波管センサは、同時進行的に非侵略的に、表面に成長している生きたセル
の個数、大きさ、そして形を測定することができる。その応用は毒物学及びガン
研究、薬学即ち薬の決定を含む。導波管サポートされた脂質二重層は、本当の細
胞膜シミュレーションに最も近いものであって、薬判別検査並びに脳血液関門に
使用可能である。導波管は二重層脂質膜（BLM）や他の薄膜の性質分析に使用可 能であり、その結果、蛋白-BLM干渉及びその厚さ、濃度、異方性、及び時間内の
摂動に対する薄膜の反応を測定できる。ほかの誘電物質の応用は、ハイブリッド
形成及び蛋白結合を計測する表面皮膜として長DNA分子の使用、分子状自己集合 、ナノサイエンス（nanoscience）、及び結合及び解離動的分析を含む。 グレーティング結合導波管センサ グレーティング結合器は、導波管から又はその中への光の結合の効率を上げる
ために使用され、その導波管は１以上の誘電物質層からなっている。同時に、そ
れらは全てのTE及びTMモードの有効屈折率Nを計るために使用され得る。１次セ ンサの効果は、導波管表面上の標本からの分子の吸着又は結合によって引き起こ
された導波モードの実効屈折率Nにおける変化ΔNである。ΔNから吸着又は束縛 されたアドレイヤ（adlayers）の屈折率、厚さ及び表面範囲を算出することが可
能である。フィルムFと基板Sの屈折率間の大きな差異nF-nsを有する薄い単一モ ード導波管フィルムFが使用されると仮定するならば、統合的な光学機器によっ て高センサ感度（準単分子吸着レイヤ）が保証される。ΔNはその標本が配置さ れなければならないところにおけるグレーティング領域だけで計測される。最適
なグレーティング設計によって、45-90%のオーダの結合効率が達成され得る。
【００６４】 グレーティング結合器はガス又は液体環境において、その性能が劣化しない限
り、動作可能である。温度域は、応用分野によって選択され、極大感度測定に対
して0.1℃以上に良いように管理されなければならない。基板はサファイヤ、ITO
、石英ガラス、ガラス（パイレックス、石英）、プラスチック、テフロン、金属
及び半導体物質（シリコン）を含む。導波管フィルムは、SiO2、SiO2-TiO2、TiO 2 、Si3N4、リチウムニオブ酸塩、リチウムタンタル酸塩、タンタル五酸化物、ニ
オブ五酸化物、ガリウム砒素、GaAlAs、ガリウム砒素・燐、GaInAs及び高分子材
（ポリスチレン）を含む。導波管フィルムの厚さは100-200ナノメートルの範囲 であり、そして、屈折率は1.4-2.1の範囲で可能である。グレーティングは、基 板又は導波管フィルム上において、エンボシング、イオン注入及びフォトレジス
ト技術によって製造可能である。典型的な本数は1200-2400ライン/ミリメートル
、寸法は2×16ミリメートル及びアスペクトレシオ（20ナノメートル機構）は1:1
である。化学的選択皮膜は、導波管フィルム表面に配置され得る。
り、動作可能である。温度域は、応用分野によって選択され、極大感度測定に対
して0.1℃以上に良いように管理されなければならない。基板はサファイヤ、ITO
、石英ガラス、ガラス（パイレックス、石英）、プラスチック、テフロン、金属
及び半導体物質（シリコン）を含む。導波管フィルムは、SiO2、SiO2-TiO2、TiO 2 、Si3N4、リチウムニオブ酸塩、リチウムタンタル酸塩、タンタル五酸化物、ニ
オブ五酸化物、ガリウム砒素、GaAlAs、ガリウム砒素・燐、GaInAs及び高分子材
（ポリスチレン）を含む。導波管フィルムの厚さは100-200ナノメートルの範囲 であり、そして、屈折率は1.4-2.1の範囲で可能である。グレーティングは、基 板又は導波管フィルム上において、エンボシング、イオン注入及びフォトレジス
ト技術によって製造可能である。典型的な本数は1200-2400ライン/ミリメートル
、寸法は2×16ミリメートル及びアスペクトレシオ（20ナノメートル機構）は1:1
である。化学的選択皮膜は、導波管フィルム表面に配置され得る。
【００６５】 内部結合のグレーティング機械的角度スキャニング測定時間は、ほぼ2-3秒で ある。光源のアレイがレンズと連動して使用される場合、この時間は短くなる。
外部結合のグレーティング及び位置感応検出器（可動部分はない）については、
それはほぼ100-200マイクロ秒である。 関連するシステム要素は通常、光学製品、ミラー、レンズ、偏光子、光源、光
源アレイ、レーザ源、１以上の位置感応検出器、ローテーション段階及びステッ
パモータを含む。
外部結合のグレーティング及び位置感応検出器（可動部分はない）については、
それはほぼ100-200マイクロ秒である。 関連するシステム要素は通常、光学製品、ミラー、レンズ、偏光子、光源、光
源アレイ、レーザ源、１以上の位置感応検出器、ローテーション段階及びステッ
パモータを含む。
【００６６】 多重的分析評価及び検定は以下の場合に限り可能である。即ち、導波管が異な
った化学物質でスポッティングされ得ること、入射光は多数の視準化光ビームに
分かれること、光ビームのミキシングが導波管内部に存在しないこと、そして、
検知は全ての分析評価/検定に対して同時になされ得ることである。 可能な応用分野は分析化学、湿気及びガス検知、ペーハー（PH）測定、生物的
センサ及び免疫センサへの応用、生物学上の分子認識、細胞間及び内部における
形質導入信号、アビジン又はストレプトアビジンに対するビオチン結合分子（牛
血清アルブミン）のアフィン変換、抗原抗体干渉（ヒト免疫グロブリンh-InG抗 原に対するウサギ／ヤギ抗h-IgG抗体の免疫結合）などである。 解析システム この種の光共鳴素子（SPR及び導波管）を使用する解析システムは一般的に、 共鳴素子の上へ多様な周波数又は角度で光を照光可能な照明システム、及び、共
鳴ピークの対応を検出するための検出システムとを有する。
った化学物質でスポッティングされ得ること、入射光は多数の視準化光ビームに
分かれること、光ビームのミキシングが導波管内部に存在しないこと、そして、
検知は全ての分析評価/検定に対して同時になされ得ることである。 可能な応用分野は分析化学、湿気及びガス検知、ペーハー（PH）測定、生物的
センサ及び免疫センサへの応用、生物学上の分子認識、細胞間及び内部における
形質導入信号、アビジン又はストレプトアビジンに対するビオチン結合分子（牛
血清アルブミン）のアフィン変換、抗原抗体干渉（ヒト免疫グロブリンh-InG抗 原に対するウサギ／ヤギ抗h-IgG抗体の免疫結合）などである。 解析システム この種の光共鳴素子（SPR及び導波管）を使用する解析システムは一般的に、 共鳴素子の上へ多様な周波数又は角度で光を照光可能な照明システム、及び、共
鳴ピークの対応を検出するための検出システムとを有する。
【００６７】 照光システムは一般的に光源、異なった角度又は異なった周波数で光源をセン
サに当てるための手段、及び、センサの上へ光源を投影し易くするための光学要
素から成る。光源の選択は、必要な波長域及び光学系の面積（etendue、立体角X
フォトンフラックス）に基づく。以下のような多種多様な広帯域又はモノクロ（
単色）の光源があって、選択可能である。即ち、白熱、ＬＥＤ、超発光ダイオー
ド、レーザー（固定且つ可変同調型ダイオード、SS、ガス）、ガス放出ランプ（
線及び連続体）、そして、フィルタ付きのものあるいは無しのものなどである。
波長走査は、光源とフィルタホィール（firter wheel）とを結合すること、モノ
クロメータ又は音響光学的同調型フィルタを走査すること、又はレーザ源の場合
は可同調ダイオードレーザを使用することによって、通常達成される。角度走査
は通常、センサに関連する一連の角度で光源を機械的に位置決めすることによっ
てなされる。それに加えて、光源がセンサの上へ最適に照光されるように方向付
けられ焦点を定められなければならない。
サに当てるための手段、及び、センサの上へ光源を投影し易くするための光学要
素から成る。光源の選択は、必要な波長域及び光学系の面積（etendue、立体角X
フォトンフラックス）に基づく。以下のような多種多様な広帯域又はモノクロ（
単色）の光源があって、選択可能である。即ち、白熱、ＬＥＤ、超発光ダイオー
ド、レーザー（固定且つ可変同調型ダイオード、SS、ガス）、ガス放出ランプ（
線及び連続体）、そして、フィルタ付きのものあるいは無しのものなどである。
波長走査は、光源とフィルタホィール（firter wheel）とを結合すること、モノ
クロメータ又は音響光学的同調型フィルタを走査すること、又はレーザ源の場合
は可同調ダイオードレーザを使用することによって、通常達成される。角度走査
は通常、センサに関連する一連の角度で光源を機械的に位置決めすることによっ
てなされる。それに加えて、光源がセンサの上へ最適に照光されるように方向付
けられ焦点を定められなければならない。
【００６８】 照光系からの光線は、その入射角と等しい反射角でセンサから反射される。し
たがって、光線は一般的に垂直な平面内の小さい角度範囲にわたる。検出器は、
最適にセンサから来る光線を受けるように正しい位置に配設される。検出器にお
いて考慮すべき他の重要な点は、解像度、画素寸法、画素の個数、共鳴波長又は
角度を分析するために使用されるアルゴリズム、及び、検出器上に発生する化学
現象である。
たがって、光線は一般的に垂直な平面内の小さい角度範囲にわたる。検出器は、
最適にセンサから来る光線を受けるように正しい位置に配設される。検出器にお
いて考慮すべき他の重要な点は、解像度、画素寸法、画素の個数、共鳴波長又は
角度を分析するために使用されるアルゴリズム、及び、検出器上に発生する化学
現象である。
【００６９】 共鳴測定において、ピーク又は伏角は、傾斜するベースラインによって得られ
る。測定が異なる濃度で他の標本で実行されるとき、このピーク又は伏角は２つ
の標本間の濃度の差異に対応する屈折率の変化分に従ってシフトする。濃度はそ
れから、ピーク又はディップ（dip）の濃度へのシフトに関連する校正モデルを 使用して、予測可能である。
る。測定が異なる濃度で他の標本で実行されるとき、このピーク又は伏角は２つ
の標本間の濃度の差異に対応する屈折率の変化分に従ってシフトする。濃度はそ
れから、ピーク又はディップ（dip）の濃度へのシフトに関連する校正モデルを 使用して、予測可能である。
【００７０】
本発明は、解析システムに関しており、照光と検出システムを含み、センサと
して導波管又は表面プラズモン素子を利用する。 本発明は更に、角度又は波長走査を容易にする光源のアレイを利用する照光系
に関している。
して導波管又は表面プラズモン素子を利用する。 本発明は更に、角度又は波長走査を容易にする光源のアレイを利用する照光系
に関している。
【００７１】 本発明は更に、光源のアレイの独立軸と回転位置決定を提供する手段に関する
。 本発明は更に、解析システムにおけるプレ分散素子又はポスト分散素子として
回折グレーティング又は回析光学素子を利用することに関しており、それは低コ
ストで広帯域光源の使用を可能にする。
。 本発明は更に、解析システムにおけるプレ分散素子又はポスト分散素子として
回折グレーティング又は回析光学素子を利用することに関しており、それは低コ
ストで広帯域光源の使用を可能にする。
【００７２】 本発明は更に、アナモーフィク光学系に関しており、該系によってその解析シ
ステムが、同一基板上のサイトの１つの１次元アレイから同時に共鳴を生成し、
検出可能となる。 本発明は更に、共鳴ピークシフトを濃度と関係づけている校正モデルを使用し
て、濃度を予測するための手段を含む。
ステムが、同一基板上のサイトの１つの１次元アレイから同時に共鳴を生成し、
検出可能となる。 本発明は更に、共鳴ピークシフトを濃度と関係づけている校正モデルを使用し
て、濃度を予測するための手段を含む。
【００７３】
図１は本発明の実施例を表していて、その実施例は、角度走査照光系と、（多
重分析評価の解析のための）同じ標本によって又は（単一の分析評価の解析のた
めの）異なった標本によって誘導体化されたか又は感度を高められたサイトの2 次元アレイを有するセンサと、シーケンシャル検知と、を利用している。光源10
は、独立軸で回転運動可能な装置15に載置されている。光源から発せられる光は
、偏光子20、フィルタ30、レンズ系40、プレ分散グレーティング50を通って伝わ
り、センサ60に当たる。それからセンサ60からの反射光は、撮像レンズ70、角度
又は波長ストップ80を通過し検出器90に伝わる。照光系 光源 光源は、図3に示すように構成され、光源110は２次元アレイである。光源の選
択は、必要な波長域及び光学系の面積（etendue、立体角X瞳孔面積）に基づく。
SPRの場合、センサ共鳴は、光源波長の増加と共により鋭くなる。狭い共鳴を有 する利点は、より小さいシフト（感度）を検出する能力にある。他方、共鳴減衰
長は波長とともに増加し、それ故、反応サイト寸法は増加せざるを得ない（空間
的分解能及びシステム処理量）。以下のような、多様な選択すべき広帯域又はモ
ノクロ光源がある。即ち、白熱光、ＬＥＤ、スーパー発光ダイオード、レーザー
（固定型及び可変同調型、ダイオード、SS、ガス）、ガス放電ランプ（線状及び
連続体）、フィルタリングの有無である。インコヒーレント光源は、スペックル
ノイズを除去するために好まれる。本実施例における光源の実例は、ヒューレッ
トパッカードHSDL-4400ＬＥＤであり875ナノメートルで発し、その共鳴幅は、0.
3度又は5ナノメートルである。この波長で、SPR減衰長さは、25ミクロンのオー ダである。ＬＥＤアレイが使用されて、図1に示すように角度走査レンズ系40の 焦点面に配置されるとき、各ＬＥＤは照光の異なる角度に対応する。アレイのＬ
ＥＤ間の間隔0.395ミリメートルは、f=75ミリメートルで0.3度、f=6OOミリメー トルで0.038度の角解像度に対応する。35ミリメートルのアレイ長は、f=75ミリ メートルで26度及びf=600ミリメートルで3.3度の全体角と一致する。この角ステ
ップと角レンジのこのレンジは、低解像度/広範囲及び高解像力/小範囲の両方の
走査を可能にする。 独立軸且つ回転運動のマウント 図1に示すように、光源10は独立の軸的即ちフォーカシング及び回転運動を可 能にする装置15に載置される。図4に示される装置アセンブリの設計と配置によ って、光源は所望のレンジに渡って自由に移動し回転及びフォーカスの特定の動
作が可能になる。さらに、アセンブリは互換性のある差込式写真レンズマウント
構成のように設計されている。フォーカシング運動構成要素の設計は、螺旋形に
刻まれたスロットの有する回転運動を利用した軸運動の優れた感度と、この相互
作用が生む傾斜面のスムーズな漸進的な効果とを利用する。
重分析評価の解析のための）同じ標本によって又は（単一の分析評価の解析のた
めの）異なった標本によって誘導体化されたか又は感度を高められたサイトの2 次元アレイを有するセンサと、シーケンシャル検知と、を利用している。光源10
は、独立軸で回転運動可能な装置15に載置されている。光源から発せられる光は
、偏光子20、フィルタ30、レンズ系40、プレ分散グレーティング50を通って伝わ
り、センサ60に当たる。それからセンサ60からの反射光は、撮像レンズ70、角度
又は波長ストップ80を通過し検出器90に伝わる。照光系 光源 光源は、図3に示すように構成され、光源110は２次元アレイである。光源の選
択は、必要な波長域及び光学系の面積（etendue、立体角X瞳孔面積）に基づく。
SPRの場合、センサ共鳴は、光源波長の増加と共により鋭くなる。狭い共鳴を有 する利点は、より小さいシフト（感度）を検出する能力にある。他方、共鳴減衰
長は波長とともに増加し、それ故、反応サイト寸法は増加せざるを得ない（空間
的分解能及びシステム処理量）。以下のような、多様な選択すべき広帯域又はモ
ノクロ光源がある。即ち、白熱光、ＬＥＤ、スーパー発光ダイオード、レーザー
（固定型及び可変同調型、ダイオード、SS、ガス）、ガス放電ランプ（線状及び
連続体）、フィルタリングの有無である。インコヒーレント光源は、スペックル
ノイズを除去するために好まれる。本実施例における光源の実例は、ヒューレッ
トパッカードHSDL-4400ＬＥＤであり875ナノメートルで発し、その共鳴幅は、0.
3度又は5ナノメートルである。この波長で、SPR減衰長さは、25ミクロンのオー ダである。ＬＥＤアレイが使用されて、図1に示すように角度走査レンズ系40の 焦点面に配置されるとき、各ＬＥＤは照光の異なる角度に対応する。アレイのＬ
ＥＤ間の間隔0.395ミリメートルは、f=75ミリメートルで0.3度、f=6OOミリメー トルで0.038度の角解像度に対応する。35ミリメートルのアレイ長は、f=75ミリ メートルで26度及びf=600ミリメートルで3.3度の全体角と一致する。この角ステ
ップと角レンジのこのレンジは、低解像度/広範囲及び高解像力/小範囲の両方の
走査を可能にする。 独立軸且つ回転運動のマウント 図1に示すように、光源10は独立の軸的即ちフォーカシング及び回転運動を可 能にする装置15に載置される。図4に示される装置アセンブリの設計と配置によ って、光源は所望のレンジに渡って自由に移動し回転及びフォーカスの特定の動
作が可能になる。さらに、アセンブリは互換性のある差込式写真レンズマウント
構成のように設計されている。フォーカシング運動構成要素の設計は、螺旋形に
刻まれたスロットの有する回転運動を利用した軸運動の優れた感度と、この相互
作用が生む傾斜面のスムーズな漸進的な効果とを利用する。
【００７４】 特に、本発明はヘリカルスロット208が固定円筒ハウジング201に形成される手
段を特徴とする。専門的な道具による追加的な細工の必要を認識すれば、型製作
店にあるものは必ずしも必要ではないにせよ、標準的な一般的なフライス盤道具
による細工と専門的な技術を利用する他の手段が開発された。旋盤又はフライス
盤のマニュアル手段による制御は可能であるが、非常に退屈で、スロット又はス
ロットの側に滑らかな曲面を生み出さない。この場合、工具類が欠如していて且
つ迅速で簡単にヘリカルスロットを製作したいという願望があったので、後述の
疑似ヘリカル製作手段を促した。
段を特徴とする。専門的な道具による追加的な細工の必要を認識すれば、型製作
店にあるものは必ずしも必要ではないにせよ、標準的な一般的なフライス盤道具
による細工と専門的な技術を利用する他の手段が開発された。旋盤又はフライス
盤のマニュアル手段による制御は可能であるが、非常に退屈で、スロット又はス
ロットの側に滑らかな曲面を生み出さない。この場合、工具類が欠如していて且
つ迅速で簡単にヘリカルスロットを製作したいという願望があったので、後述の
疑似ヘリカル製作手段を促した。
【００７５】 従来型のフライス盤を使って、円筒ハウジング201は、標準型割り出しヘッド の送り台に装着されて、その円筒の軸は工作ヘッドの軸に垂直になされる。適切
な広さと直径を有するスロット鋸は、フライスヘッドに装着された共通の直角固
定具に装着され、そして、アーバはハウジングの円筒軸に平行で、そして、スロ
ット鋸の平面は同じものに対して垂直である。直角装着具はそれからハウジング
の円柱軸に相対的に決められた角度で回転させられる。スロット鋸の中心は、標
準的な三角法を使用してハウジングの中心を通して正しい位置に置かれる。スロ
ット208は、それからフライス盤の送り台を上げることによってハウジング内に 切り込まれる。適切な直径のスロット鋸を使用して、カットの深さを設定して、
シリンダの中心から延びている放射状の線に対してほぼ平行な各スロットの末端
において所望の表面を製作する。本実施例においては、合計3つのスロットが設 定され、残りのスロットは、ハウジングを120度動かし全てのスロットが切り終 わるまでその手続を繰り返してカットされる。図５Ａ，５Ｂ，５Ｃに示されるよ
うに、カットは平面鋸で作られるので、結果として生じるスロット208は疑似螺 旋であるとみなされて、つまり、スロットの側は、図5Aに示すようにスロット20
8の弧の中央点のみにおいてハウジングの円柱軸に対して垂直である。予想され るように、垂直性は図5B及び5Cに示される如くこの中央点からスロット208のい ずれの端部へも増加する割合で失われる。垂直性のこの損失の割合は、スロット
の設定された螺旋角度に比例する。通常、スロットの幅に等しい直径を有して円
柱軸に垂直に保たれた単純な丸みを帯びたピンが利用され、それはハウジング20
1の外部のフォーカスグリップリング204に結合され、内部の移動可能なシリンダ
200に係合している。その構成において、スロット208の中心点からのフォーカス
グリップリング204及び結合ピンとの回転運動が意図するのは、結合ピンの螺旋 運動を生み出し、そして、それは垂直性のこの損失によるスロットにおける結合
ピンをすぐに押し込むことである。
な広さと直径を有するスロット鋸は、フライスヘッドに装着された共通の直角固
定具に装着され、そして、アーバはハウジングの円筒軸に平行で、そして、スロ
ット鋸の平面は同じものに対して垂直である。直角装着具はそれからハウジング
の円柱軸に相対的に決められた角度で回転させられる。スロット鋸の中心は、標
準的な三角法を使用してハウジングの中心を通して正しい位置に置かれる。スロ
ット208は、それからフライス盤の送り台を上げることによってハウジング内に 切り込まれる。適切な直径のスロット鋸を使用して、カットの深さを設定して、
シリンダの中心から延びている放射状の線に対してほぼ平行な各スロットの末端
において所望の表面を製作する。本実施例においては、合計3つのスロットが設 定され、残りのスロットは、ハウジングを120度動かし全てのスロットが切り終 わるまでその手続を繰り返してカットされる。図５Ａ，５Ｂ，５Ｃに示されるよ
うに、カットは平面鋸で作られるので、結果として生じるスロット208は疑似螺 旋であるとみなされて、つまり、スロットの側は、図5Aに示すようにスロット20
8の弧の中央点のみにおいてハウジングの円柱軸に対して垂直である。予想され るように、垂直性は図5B及び5Cに示される如くこの中央点からスロット208のい ずれの端部へも増加する割合で失われる。垂直性のこの損失の割合は、スロット
の設定された螺旋角度に比例する。通常、スロットの幅に等しい直径を有して円
柱軸に垂直に保たれた単純な丸みを帯びたピンが利用され、それはハウジング20
1の外部のフォーカスグリップリング204に結合され、内部の移動可能なシリンダ
200に係合している。その構成において、スロット208の中心点からのフォーカス
グリップリング204及び結合ピンとの回転運動が意図するのは、結合ピンの螺旋 運動を生み出し、そして、それは垂直性のこの損失によるスロットにおける結合
ピンをすぐに押し込むことである。
【００７６】 本実施例において、疑似螺旋スロット208における垂直性の損失が、真螺旋運 動がスロット中に維持されるかのように、補償されるのは、スロット208の幅に 等しい外径を有する球体212に嵌入されるスロットの幅よりも小さい直径を有す る結合ピン205を使用することによってである。実際には図5A、図5B及び図5Cに 示されるように、フォーカスグリップリング204が回されて結合ピン205がスロッ
ト208を通って進行する時、疑似螺旋スロット208側と球体212の球表面との間の 連続的接触点は図5Bと図5Cに示される初期角300を通って移動し、それは、図5A に示されるように結合ピンがスロットの中心に達する時、結合ピン205の軸に垂 直になる。このことは、円筒ハウジング201の疑似螺旋スロット208を通る結合ピ
ン205の回転とフォーカスグリップリング204そしてそれ故可動シリンダ200の軸 運動との間の取るに足らない非線形を、引き起こす。図5B、図5Cに示すように、
この非線形性値301は、標準の三角法によって円周部分の高さとして算出される 。限度内で、疑似螺旋スロット即ちスロットを製作するこの方法は、通常の専門
技術及び道具を有するそれほど設備の整わない型制作及び製造機械工場において
、真の螺旋形運動を製作することができる。これと対照的に、シリンダの真の螺
旋形のスロット即ち溝を付ける従来の方法は、独特な設備と技術を必要とするが
、ほとんど無制限の長さ、深さ及び幅を有する特徴を持ち、そして、カットに沿
ったどんな位置においても円筒軸に相対的なスロット即ち溝側の垂直性を維持す
る。
ト208を通って進行する時、疑似螺旋スロット208側と球体212の球表面との間の 連続的接触点は図5Bと図5Cに示される初期角300を通って移動し、それは、図5A に示されるように結合ピンがスロットの中心に達する時、結合ピン205の軸に垂 直になる。このことは、円筒ハウジング201の疑似螺旋スロット208を通る結合ピ
ン205の回転とフォーカスグリップリング204そしてそれ故可動シリンダ200の軸 運動との間の取るに足らない非線形を、引き起こす。図5B、図5Cに示すように、
この非線形性値301は、標準の三角法によって円周部分の高さとして算出される 。限度内で、疑似螺旋スロット即ちスロットを製作するこの方法は、通常の専門
技術及び道具を有するそれほど設備の整わない型制作及び製造機械工場において
、真の螺旋形運動を製作することができる。これと対照的に、シリンダの真の螺
旋形のスロット即ち溝を付ける従来の方法は、独特な設備と技術を必要とするが
、ほとんど無制限の長さ、深さ及び幅を有する特徴を持ち、そして、カットに沿
ったどんな位置においても円筒軸に相対的なスロット即ち溝側の垂直性を維持す
る。
【００７７】 図1において、光源10は装置15に載置される。図4は装置15の詳細を示しており
、それは固定円筒ハウジング201内の可動嵌装シリンダ200からなり、それは、一
端215において従来型の多くの写真レンズに共通のオス型ねじ込み装着表面に装 着しロックするよう設計されている。ハウジングは更に、干渉フィルタのような
典型的光学要素を収容する装着端において構成される。
、それは固定円筒ハウジング201内の可動嵌装シリンダ200からなり、それは、一
端215において従来型の多くの写真レンズに共通のオス型ねじ込み装着表面に装 着しロックするよう設計されている。ハウジングは更に、干渉フィルタのような
典型的光学要素を収容する装着端において構成される。
【００７８】 光源10は、可動嵌装シリンダ200にしっかりと支持され、それは、固定円筒ハ ウジング201の中心軸に沿って及びそのまわりに、即ち軸的に（焦点）及び回転 的に動くことができる。光源10のフォーカスと回転は、それぞれ固定円筒ハウジ
ング201の外部直径のまわりにそれぞれ適合する外部の環状のグリップリング204
及び216によって制御され、それらは、固定シリンダハウジング201のスロット20
8を通過する可動シリンダ200及びフォーカスグリップリング204と接触し、そし て又、固定円筒ハウジング201の円周のスロット206を通る可動シリンダ200及び 回転グリップリング216を結合している。可動シリンダの回転する制御部のため の固定ハウジングの中のスロットは、装着端の反対側とハウジングの嵌装領域の
中に位置しており、180度の領域を越える円周通過スロット206Tであり、残りの1
80度のための外部対向ボアスロット206Cである。
ング201の外部直径のまわりにそれぞれ適合する外部の環状のグリップリング204
及び216によって制御され、それらは、固定シリンダハウジング201のスロット20
8を通過する可動シリンダ200及びフォーカスグリップリング204と接触し、そし て又、固定円筒ハウジング201の円周のスロット206を通る可動シリンダ200及び 回転グリップリング216を結合している。可動シリンダの回転する制御部のため の固定ハウジングの中のスロットは、装着端の反対側とハウジングの嵌装領域の
中に位置しており、180度の領域を越える円周通過スロット206Tであり、残りの1
80度のための外部対向ボアスロット206Cである。
【００７９】 他の円周通過スロット207は、少なくとも90度の範囲で、光学偏光子の制御を その偏光子から延びる放射状のレバーを介して可能とし、それはハウジングの装
着端の近くに位置する。固定ハウジングの追加的なスロット208は可動シリンダ2
00の焦点制御のためであり、均一の間隔で置かれ、疑似螺旋通過スロットであっ
て、固定円筒ハウジング201の円筒軸に対して適当な角度でカットされてその結 果所望の感度と嵌装焦点（軸的）動作の制御を提供し、そして、可動シリンダの
回転制御のための円周通過スロット206と装着端215との間のハウジングの嵌装領
域に位置している。
着端の近くに位置する。固定ハウジングの追加的なスロット208は可動シリンダ2
00の焦点制御のためであり、均一の間隔で置かれ、疑似螺旋通過スロットであっ
て、固定円筒ハウジング201の円筒軸に対して適当な角度でカットされてその結 果所望の感度と嵌装焦点（軸的）動作の制御を提供し、そして、可動シリンダの
回転制御のための円周通過スロット206と装着端215との間のハウジングの嵌装領
域に位置している。
【００８０】 可動シリンダ200は回転制御のためのその外側の表面上の適切に長い軸スロッ トを有して、そして回転グリップリング216に係合されており、又それは周回通 過スロット206T及び、周回スロット206Cに関連していて、又それはフォーカスグ
リップリング204に係合されていて、又それはハウジングの疑似螺旋のスロット2
08と関連している。実際には、外部グリップリング204及び216は、円筒ハウジン
グ201の外部直径上へ、平滑に適合するよう設計されている。3つの等間隔に設置
されたネジ穴209があって、円筒ハウジング201を貫通するピン205のねじ切りさ れた一部を受け入れて、適当なスロット及び溝において可動シリンダ200を係合 する。可動シリンダ200のための回転グリップリング216の場合、1本のピン205は
、円筒ハウジング201の周回スロット206Tを通って延在し、摺動しながら可動シ リンダ200の軸のスロット210を係合する。更なる2本のピンは、回転グリップリ ング216を通って外部対向溝206Cの中へと延在し、安定性と位置ロッキング手段 を提供する。フォーカスグリップリング204の場合、3本のピン205は、円筒ハウ ジング201を貫入し、１つが各疑似螺旋スロット208を通り、周回溝211の可動シ リンダ200に摺動係合する。
リップリング204に係合されていて、又それはハウジングの疑似螺旋のスロット2
08と関連している。実際には、外部グリップリング204及び216は、円筒ハウジン
グ201の外部直径上へ、平滑に適合するよう設計されている。3つの等間隔に設置
されたネジ穴209があって、円筒ハウジング201を貫通するピン205のねじ切りさ れた一部を受け入れて、適当なスロット及び溝において可動シリンダ200を係合 する。可動シリンダ200のための回転グリップリング216の場合、1本のピン205は
、円筒ハウジング201の周回スロット206Tを通って延在し、摺動しながら可動シ リンダ200の軸のスロット210を係合する。更なる2本のピンは、回転グリップリ ング216を通って外部対向溝206Cの中へと延在し、安定性と位置ロッキング手段 を提供する。フォーカスグリップリング204の場合、3本のピン205は、円筒ハウ ジング201を貫入し、１つが各疑似螺旋スロット208を通り、周回溝211の可動シ リンダ200に摺動係合する。
【００８１】 図1に戻って、偏光が選択的であるときは、より確実な共鳴はセンサに当たる'
p'偏光によって発生する。共鳴振幅は、偏光子の吸光係数に反比例する。振幅は
最初に大きい（50-90%）ので、弱い偏光子（0.1-0.01の吸光係数）でも充分であ
る。どんなデバイスでも例えば、リニア偏光子、プリズム偏光子、偏光ビームス
プリッタ、遅延プレート、コルニュ（Cornu）疑似偏光子、あるいは、二色性薄 板偏光子等の中から使用可能である。図1に示すように、二色性線形薄膜偏光子2
0であって、l0の-2乗の吸光係数、875ナノメートルにおいて70%の透過率（オリ エル27361）を有するものが、'p'方向(ＩＩ)の光の偏光に使用される。角度走査手段 照光角度の走査は、種々の素子及び技術を用いて、例えばゴニオメータ、光源
又はスリット変換、回転ミラー又は屈折レンズスキャナ、レンズの焦点でのＬＥ
Ｄ/レーザーダイオードアレイ、又は空間モジュレータ変調器によってなされ得 る。角度走査は又、単一の光源要素を機械的に異なった位置へと動かすことによ
っても可能であり、その結果、光源から異なる角度でセンサに照光することにな
る。本実施例では、レンズ系40の後部焦点板に位置する光源10として、ＬＥＤア
レイを使用する。そのアレイは複数の傾斜したＬＥＤ列あるいは、まっすぐな列
と傾斜したアレイから構成可能であり、各ＬＥＤは光軸より上又は下のそれぞれ
の距離を設定され、中心のＬＥＤは正確に光学軸上に設定される。このようにす
ることによって、各ダイオードの光は、センサを照光する平行光線をそれぞれの
角度で生み出し、その角度は、光学軸ダイオードに相対的な各ダイオードの高さ
によって異なる。ビームの角度のレンジΔθTは、ダイオードの高さを角度走査 レンズ系の焦点距離の長さで割ったものによって与えられる。入手可能な角度の
範囲は、レンズ系40の焦点距離によって割られたアレイの高さによって与えられ
る。最後に、角度のステップサイズは、レンズ系40の焦点距離によって割られた
ダイオードの間隔によって与えられる。横方向の変位（光学軸から横の）は、無
視し得る共鳴幅を生み出す。本実施例においては、タムロン２倍テレコンバータ
と組み合わせたミノルタ75-300ミリメートルズームレンズがレンズ系として使用
される。 プレ分散グレーティング角度走査 入射角θiの走査によって、出射角θo格子方程式によって走査することになる
。
p'偏光によって発生する。共鳴振幅は、偏光子の吸光係数に反比例する。振幅は
最初に大きい（50-90%）ので、弱い偏光子（0.1-0.01の吸光係数）でも充分であ
る。どんなデバイスでも例えば、リニア偏光子、プリズム偏光子、偏光ビームス
プリッタ、遅延プレート、コルニュ（Cornu）疑似偏光子、あるいは、二色性薄 板偏光子等の中から使用可能である。図1に示すように、二色性線形薄膜偏光子2
0であって、l0の-2乗の吸光係数、875ナノメートルにおいて70%の透過率（オリ エル27361）を有するものが、'p'方向(ＩＩ)の光の偏光に使用される。角度走査手段 照光角度の走査は、種々の素子及び技術を用いて、例えばゴニオメータ、光源
又はスリット変換、回転ミラー又は屈折レンズスキャナ、レンズの焦点でのＬＥ
Ｄ/レーザーダイオードアレイ、又は空間モジュレータ変調器によってなされ得 る。角度走査は又、単一の光源要素を機械的に異なった位置へと動かすことによ
っても可能であり、その結果、光源から異なる角度でセンサに照光することにな
る。本実施例では、レンズ系40の後部焦点板に位置する光源10として、ＬＥＤア
レイを使用する。そのアレイは複数の傾斜したＬＥＤ列あるいは、まっすぐな列
と傾斜したアレイから構成可能であり、各ＬＥＤは光軸より上又は下のそれぞれ
の距離を設定され、中心のＬＥＤは正確に光学軸上に設定される。このようにす
ることによって、各ダイオードの光は、センサを照光する平行光線をそれぞれの
角度で生み出し、その角度は、光学軸ダイオードに相対的な各ダイオードの高さ
によって異なる。ビームの角度のレンジΔθTは、ダイオードの高さを角度走査 レンズ系の焦点距離の長さで割ったものによって与えられる。入手可能な角度の
範囲は、レンズ系40の焦点距離によって割られたアレイの高さによって与えられ
る。最後に、角度のステップサイズは、レンズ系40の焦点距離によって割られた
ダイオードの間隔によって与えられる。横方向の変位（光学軸から横の）は、無
視し得る共鳴幅を生み出す。本実施例においては、タムロン２倍テレコンバータ
と組み合わせたミノルタ75-300ミリメートルズームレンズがレンズ系として使用
される。 プレ分散グレーティング角度走査 入射角θiの走査によって、出射角θo格子方程式によって走査することになる
。
【００８２】
【数２５】
【００８３】
【数２６】
【００８４】 そして、単色光では、
【００８５】
【数２７】
【００８６】 プレ分散グレーディング波長−角度相関 多色光源を使った狭共鳴を生み出すために、サンプルは光源スペクトルの各波
長に対する異なる共鳴角度で照光されなければならない。波長と角度との関係は
、共鳴分散カーブを画定する。このカーブの傾斜は、共鳴分散（RDisp）である 。これを達成する１つの方法は、同じ分散を有する光学グレーティングを使って
、光源とセンサとの間に正確に方向を向けることによってなされる。最適な光学
グレーティングを判定するには、グレーティング方程式を調べる必要がある。
長に対する異なる共鳴角度で照光されなければならない。波長と角度との関係は
、共鳴分散カーブを画定する。このカーブの傾斜は、共鳴分散（RDisp）である 。これを達成する１つの方法は、同じ分散を有する光学グレーティングを使って
、光源とセンサとの間に正確に方向を向けることによってなされる。最適な光学
グレーティングを判定するには、グレーティング方程式を調べる必要がある。
【００８７】 このことから、角度分散は算出され、それはRDispに等しくなければならない 。
【００８８】
【数２８】
【００８９】
【数２９】
【００９０】 理論的なRDispについての知識によって、溝の間隔d、及び光学グレーティング
に対する出射角θoの決定が、最大の回折効率を生む与えられた回折オーダmにお
いて、可能となる。d及びθoを選んだ後に、光学グレーティングに対する入射角
度が以下のように算出され得る。
に対する出射角θoの決定が、最大の回折効率を生む与えられた回折オーダmにお
いて、可能となる。d及びθoを選んだ後に、光学グレーティングに対する入射角
度が以下のように算出され得る。
【００９１】
【数３０】
【００９２】 追加的に考えるべきことは以下の如くである。反射グレーティングと同様に伝
送グレーティングが、使用され得る。反射グレーティングに対しては、口径食の
ない追加的な光学機器の装着を可能にするために、θiとθoとは大きく離れてい
なければならない。伝送グレーティングのためには、角度のどんな組合せでも、
機能する。回折効率は、共鳴サンプルに必要な偏光に対して最大にされなければ
ならない。本実施例においては、共鳴ピークは、共鳴角度付近の各波長に対する
照光角度の走査によって観測される。
送グレーティングが、使用され得る。反射グレーティングに対しては、口径食の
ない追加的な光学機器の装着を可能にするために、θiとθoとは大きく離れてい
なければならない。伝送グレーティングのためには、角度のどんな組合せでも、
機能する。回折効率は、共鳴サンプルに必要な偏光に対して最大にされなければ
ならない。本実施例においては、共鳴ピークは、共鳴角度付近の各波長に対する
照光角度の走査によって観測される。
【００９３】 図６において、後述するSPRセンサの共鳴分散カーブは、屈折率（n=l.42、n=1
.38、n=1.33）の３つの異なる指数で示される。更に“走査線”（A、B、C）が示
される。線Aは特定の屈折率での分散カーブの部分に密接に適合するように設計 されたプレ分散グレーティングを示す。図1の実施例において、我々は線Aの全て
の位置において、同時的に共鳴を計測し、そして、共鳴を走査するために、全部
の線が角度においてシフトされ得る（角度走査）。この方法の利点は、波長−角
度の対の連続的な組に沿って、共鳴が測定されることで、その結果、全体の信号
は増加する。2次元画像の場合、センサ上の各２次元の活性サイトは、CCDカメラ
の一群の画素にマップされ、そして、それらのピクセル上の信号は角度とともに
変化する。
.38、n=1.33）の３つの異なる指数で示される。更に“走査線”（A、B、C）が示
される。線Aは特定の屈折率での分散カーブの部分に密接に適合するように設計 されたプレ分散グレーティングを示す。図1の実施例において、我々は線Aの全て
の位置において、同時的に共鳴を計測し、そして、共鳴を走査するために、全部
の線が角度においてシフトされ得る（角度走査）。この方法の利点は、波長−角
度の対の連続的な組に沿って、共鳴が測定されることで、その結果、全体の信号
は増加する。2次元画像の場合、センサ上の各２次元の活性サイトは、CCDカメラ
の一群の画素にマップされ、そして、それらのピクセル上の信号は角度とともに
変化する。
【００９４】 図1において、カイザーオプティックスの1200G/ミリメートル（HG-875-31-40 ）ホログラフィック伝送グレーティングが830-910ナノメートル波長レンジに分 散させるためのプレ分散グレーティング５０として使用されて、共鳴角度にマッ
チする。'p'偏光に対するこのグレーティング伝送は、約90%である。 875ナノメートル/10ナノメートル(fwhm)、65%伝送干渉フィルタ30（オリエル5
9495）が、光源スペクトラムのオフ共鳴波長/角度フィルタリングのために使用 されて、より良い分散とより狭い共鳴を達成する。
チする。'p'偏光に対するこのグレーティング伝送は、約90%である。 875ナノメートル/10ナノメートル(fwhm)、65%伝送干渉フィルタ30（オリエル5
9495）が、光源スペクトラムのオフ共鳴波長/角度フィルタリングのために使用 されて、より良い分散とより狭い共鳴を達成する。
【００９５】 図4上の線B及びCは、センサ分散を補償しないプレ分散グレーティングを示し ているが、しかし他の実施例（以下）に対して便利である。この方法の利点は、
屈折率のレンジをカバーすることであるがしかし、信号を犠牲にする。BとCの差
異は角度と波長のレンジにあるが、それらは、プレ分散グレーティングによって
カバーされ、順番に光学システムの要求を判定して、検出器上のセンサを撮像す
るのに使用される。センサ センサ60は図1に示されていて、本実施例での854.5ナノメートルの溝間隔を有す
るグレーティング結合表面プラズモン装置である。875ナノメートル及び屈折率n
=1.33での結果として生じる共鳴角度は20度である。プラナ導波管又は多層プラ ナ導波管もまた使用可能である。
屈折率のレンジをカバーすることであるがしかし、信号を犠牲にする。BとCの差
異は角度と波長のレンジにあるが、それらは、プレ分散グレーティングによって
カバーされ、順番に光学システムの要求を判定して、検出器上のセンサを撮像す
るのに使用される。センサ センサ60は図1に示されていて、本実施例での854.5ナノメートルの溝間隔を有す
るグレーティング結合表面プラズモン装置である。875ナノメートル及び屈折率n
=1.33での結果として生じる共鳴角度は20度である。プラナ導波管又は多層プラ ナ導波管もまた使用可能である。
【００９６】 同一試料から由来し／過敏化（???）された１つの２次元アレイは多重試料の 解析に使用可能である。異なった試料の２次元サイトアレイは、単一試料の解析
に使用可能である。検知システム 図1に示すように通常、光線はその入射角と等しい反射角でセンサ60から、反 射される。したがって光線は一般に、垂直な平面に小さいレンジの角度に及び、
その時センサ中心角はθTである。検知系の光学軸として、角度θT及びθA=0に おけるセンサの中心から来る光線を取ることが便利である。検知器上の像は単一
の、高品質のレンズ70によって得られ、それは光学系と検知器に対してほぼ直角
に向けられていて、光学軸に対してほとんど-θTの角度をなしている。全システ
ムは、センサの向きに対して垂直な左右対称な平面を有する。この実施例は、メ
レグリオ（Meles Griot）の部品番号LAI007色消しレンズ（60ミリメートル焦点 距離）をセンサ及び検知器から等距離（117.16ミリメートル）に配設して使用し
、その時、θT=14度で傾き−0.49度であり、検知器付きの傾きは-14.08度である
。この設計では、1cm正方のセンサが使用されるとき、検知器全体の対象平面の 倍率変化は約3%である。この構成では、１cm正方のセンサ上に100のサンプルに よって、100のアレイが分解されることを可能にする。本実施例において利用さ れ得る他のレンズの種類はロリン（Rolyn）の部品番号22.0162であり、60ミリメ
ートル焦点距離及び30ミリメートルの直径を有する。ΔθTが5度とする使用にお
いては、1cm正方のセンサ上に平行方向で50サンプルからなり、垂直方向で25の サンプルからなるアレイによって、分解可能である。
に使用可能である。検知システム 図1に示すように通常、光線はその入射角と等しい反射角でセンサ60から、反 射される。したがって光線は一般に、垂直な平面に小さいレンジの角度に及び、
その時センサ中心角はθTである。検知系の光学軸として、角度θT及びθA=0に おけるセンサの中心から来る光線を取ることが便利である。検知器上の像は単一
の、高品質のレンズ70によって得られ、それは光学系と検知器に対してほぼ直角
に向けられていて、光学軸に対してほとんど-θTの角度をなしている。全システ
ムは、センサの向きに対して垂直な左右対称な平面を有する。この実施例は、メ
レグリオ（Meles Griot）の部品番号LAI007色消しレンズ（60ミリメートル焦点 距離）をセンサ及び検知器から等距離（117.16ミリメートル）に配設して使用し
、その時、θT=14度で傾き−0.49度であり、検知器付きの傾きは-14.08度である
。この設計では、1cm正方のセンサが使用されるとき、検知器全体の対象平面の 倍率変化は約3%である。この構成では、１cm正方のセンサ上に100のサンプルに よって、100のアレイが分解されることを可能にする。本実施例において利用さ れ得る他のレンズの種類はロリン（Rolyn）の部品番号22.0162であり、60ミリメ
ートル焦点距離及び30ミリメートルの直径を有する。ΔθTが5度とする使用にお
いては、1cm正方のセンサ上に平行方向で50サンプルからなり、垂直方向で25の サンプルからなるアレイによって、分解可能である。
【００９７】 検知器アレイのサイズは、その上の像を縮小することによって最小化しうるが
、１対１の撮像より長い光学距離と大口径レンズを犠牲にする。縮小（demagnif
ication）は、また、充分な解像度のためにサンプル当たり少なくとも数個のピ クセルを必要とすることによって制限される。あるいは、画像は撮像されたサン
プル当たりにより多くのピクセルを得るために拡大可能である。ある点までは、
長焦点距離は、光路を近軸近くに設定できるので、それ故要求されることは厳し
くない。サンプル密度に対する光学的制限は、画質及びピクセル密度である。撮
像レンズ70は、また、1次元アレイ検知器が使用されるカーブミラーであっても よい。それぞれのサンプルバーの画像を結合している線に沿ったぼやけを最小に
するように検知器は位置決め可能であり、その結果、どんな乱視も重大な影響を
有しなくなる。
、１対１の撮像より長い光学距離と大口径レンズを犠牲にする。縮小（demagnif
ication）は、また、充分な解像度のためにサンプル当たり少なくとも数個のピ クセルを必要とすることによって制限される。あるいは、画像は撮像されたサン
プル当たりにより多くのピクセルを得るために拡大可能である。ある点までは、
長焦点距離は、光路を近軸近くに設定できるので、それ故要求されることは厳し
くない。サンプル密度に対する光学的制限は、画質及びピクセル密度である。撮
像レンズ70は、また、1次元アレイ検知器が使用されるカーブミラーであっても よい。それぞれのサンプルバーの画像を結合している線に沿ったぼやけを最小に
するように検知器は位置決め可能であり、その結果、どんな乱視も重大な影響を
有しなくなる。
【００９８】 高いセンサ共鳴の角度及び波長解像度走査が必要なときは、結果として生じる
光／信号レベルは（検知器及びシステム雑音レベルと比較して）非常に低くなり
得る。好適な作動モードはこの場合、常に信号発射ノイズが制限されたものであ
り、それは全ての他のシステムノイズ源が最小にされなければならないことを意
味する。CCD、PDA又はCID検知器の場合、これはピクセルウェル（pixel-well） が露出時間の間、光電子で満たされなければならないことを意味し、そして、暗
電流、電子読み取りノイズ、そして、デジタル化ノイズが最小にされなければな
らない。信号レベルを増やすために、検知器上の共鳴波長/角度ペアの範囲を想 像することができるが、しかし、それは追加的走査の必要を課す。検知器の暗電
流は、冷却によって下げられ得て、読み込みノイズは周知のCDS（相関倍サンプ リング（correlated-double sampling））及び、MPP（マルチフェーズパルシン グ）電子装置、そして、「静」電子装置要素によって最小化され得る。デジタル
カメラの場合、デジタル化ノイズの最小化は、A/Dビット有効数を増加させ、あ るいは信号をディザリングや平均することによって、可能である。
光／信号レベルは（検知器及びシステム雑音レベルと比較して）非常に低くなり
得る。好適な作動モードはこの場合、常に信号発射ノイズが制限されたものであ
り、それは全ての他のシステムノイズ源が最小にされなければならないことを意
味する。CCD、PDA又はCID検知器の場合、これはピクセルウェル（pixel-well） が露出時間の間、光電子で満たされなければならないことを意味し、そして、暗
電流、電子読み取りノイズ、そして、デジタル化ノイズが最小にされなければな
らない。信号レベルを増やすために、検知器上の共鳴波長/角度ペアの範囲を想 像することができるが、しかし、それは追加的走査の必要を課す。検知器の暗電
流は、冷却によって下げられ得て、読み込みノイズは周知のCDS（相関倍サンプ リング（correlated-double sampling））及び、MPP（マルチフェーズパルシン グ）電子装置、そして、「静」電子装置要素によって最小化され得る。デジタル
カメラの場合、デジタル化ノイズの最小化は、A/Dビット有効数を増加させ、あ るいは信号をディザリングや平均することによって、可能である。
【００９９】 本実施例においては、秒当たり30フレーム、10ビットのデジタルコダックES-1
.0CCDカメラが示されている。このカメラは、lK×lKのシリコンCCDチップを使用
し、単位倍率において10×10ミリメートルセンサを撮像することができる。シリ
コンCCDの画期的な効率は、875ナノメートルにおいて約10%である。カメラのイ ンテグレーション時間は、ピクセルウェルがその時間（制限された信号ショット
ノイズ）においてほとんど満たされるように、そして、フレーム率は化学反応時
間のスケールに適合するように選ばれなければならない。 シーケンシャル共鳴検知 本実施例において、鋭い共鳴を生成するように、センサは各波長で角度の十分
に少ない範囲を有する光ビームをもって照明される。角度は、時間の関数として
走査されて、その結果、サンプル屈折率の異なる値を有する異なる活性サイトに
対する共鳴をシーケンシャルに追跡する。共鳴屈折率は、したがって、走査の間
、単調量的に（monotonically）変化する。サンプルアレイに対応する次元を有 する検知器の上へ、センサは撮像される。検知器ピクセルの出力は、時間の関数
として記録される。入射光が特定のサンプルに対して共鳴状態にあるときは、こ
のサンプル活性サイトがその上に撮像されるピクセルは、強度の減少を示す。入
射角のパラメータ及び時間対検知器強度から、共鳴位置、それ故アレイの各サン
プルの屈折率の有効指数は判定可能である。
.0CCDカメラが示されている。このカメラは、lK×lKのシリコンCCDチップを使用
し、単位倍率において10×10ミリメートルセンサを撮像することができる。シリ
コンCCDの画期的な効率は、875ナノメートルにおいて約10%である。カメラのイ ンテグレーション時間は、ピクセルウェルがその時間（制限された信号ショット
ノイズ）においてほとんど満たされるように、そして、フレーム率は化学反応時
間のスケールに適合するように選ばれなければならない。 シーケンシャル共鳴検知 本実施例において、鋭い共鳴を生成するように、センサは各波長で角度の十分
に少ない範囲を有する光ビームをもって照明される。角度は、時間の関数として
走査されて、その結果、サンプル屈折率の異なる値を有する異なる活性サイトに
対する共鳴をシーケンシャルに追跡する。共鳴屈折率は、したがって、走査の間
、単調量的に（monotonically）変化する。サンプルアレイに対応する次元を有 する検知器の上へ、センサは撮像される。検知器ピクセルの出力は、時間の関数
として記録される。入射光が特定のサンプルに対して共鳴状態にあるときは、こ
のサンプル活性サイトがその上に撮像されるピクセルは、強度の減少を示す。入
射角のパラメータ及び時間対検知器強度から、共鳴位置、それ故アレイの各サン
プルの屈折率の有効指数は判定可能である。
【０１００】 光学伝送系の標準化のために、偏光子（???）が配設されて、その結果、セン サ上の入射光の偏光がセンサグレーティング溝（'s'）に平行になり、その結果 、SPRが発生しないように設定されている。反射強度は、光源アレイの各要素に 対して、（例えばコンピュータメモリによって）記録される。それから、偏光子
は、センサ上の入射光の偏光がグレーティング溝（'p'）に対して垂直であり、S
PRが発生するように設定される。光源アレイの各要素に対して、反射強度が測定
されて、対応する予め記録された強度によって割られる。これによって標準化さ
れた共鳴ピークが得られて、更なる計量に使用可能である。検知器の暗電流を修
正するために、暗露出が記録され、その時、光源の全ての要素はオフにされる。
この暗読み取りは、他のいかなる測定値からも減じられる。
は、センサ上の入射光の偏光がグレーティング溝（'p'）に対して垂直であり、S
PRが発生するように設定される。光源アレイの各要素に対して、反射強度が測定
されて、対応する予め記録された強度によって割られる。これによって標準化さ
れた共鳴ピークが得られて、更なる計量に使用可能である。検知器の暗電流を修
正するために、暗露出が記録され、その時、光源の全ての要素はオフにされる。
この暗読み取りは、他のいかなる測定値からも減じられる。
【０１０１】 アレイの読み込み率は照光光線の走査率に相対的に設定されて、その結果、一
般的な共鳴にわたって５から10の読み取りがなされる。照光光線の走査率は設定
されて、その結果、アレイの各読み取りは飽和のリスクをおかすことなく適切な
S/Nに対する十分な光を集める。一般に、２次元アレイ系は、１次元アレイ系よ りも自然光を良く利用する。 アナモーフィック光学設計を有する実施例 図8は、本発明の更なる実施例を示す。本実施例における光源10は、発光要素3
70及び視準レンズ360を含む。発光要素は、拡張モノクロであるか疑似モノクロ 的な光源、例えばフィルタリングされたガス放電ランプ又は拡散レーザーダイオ
ードである。図8において、全ての可能な共鳴をカバーするのに十分な角度の範 囲に及ぶ光源10からの光がセンサ60の方向に導かれる。センサ表面は、活性サイ
ト300,310,320の１次元アレイに分割される。x"-z平面と平行する平面上のセン サ上の活性サイトから反射された光は、アナモーフィック光学系120に当たり、 それは２次元検知器アレイ90に光を導く。本実施例において、アナモーフィック
画像処理システムの焦点距離は、2つの直交平面において異なる。この技術を利 用することによって、垂直平面内のセンサから反射した角度と、y軸に沿った平 行面における活性サイトとを、撮像可能になる。活性サイト300は、検知器上の 領域330に撮像される。この領域内で、角度は検知器90上のx'軸に沿って表示さ れる。同様に、サイト310は領域340に、そして、サイト320は領域350に撮像され
る。これを実現するために、検知器は垂直平面の撮像素子の焦点に位置しなけれ
ばならない。平行平面の撮像デバイスの焦点距離及び、それからセンサへの距離
は、センサが検知器において撮像するように選択される。平行面の焦点距離は、
垂直面のそれに較べて相当小さくなければならない。
般的な共鳴にわたって５から10の読み取りがなされる。照光光線の走査率は設定
されて、その結果、アレイの各読み取りは飽和のリスクをおかすことなく適切な
S/Nに対する十分な光を集める。一般に、２次元アレイ系は、１次元アレイ系よ りも自然光を良く利用する。 アナモーフィック光学設計を有する実施例 図8は、本発明の更なる実施例を示す。本実施例における光源10は、発光要素3
70及び視準レンズ360を含む。発光要素は、拡張モノクロであるか疑似モノクロ 的な光源、例えばフィルタリングされたガス放電ランプ又は拡散レーザーダイオ
ードである。図8において、全ての可能な共鳴をカバーするのに十分な角度の範 囲に及ぶ光源10からの光がセンサ60の方向に導かれる。センサ表面は、活性サイ
ト300,310,320の１次元アレイに分割される。x"-z平面と平行する平面上のセン サ上の活性サイトから反射された光は、アナモーフィック光学系120に当たり、 それは２次元検知器アレイ90に光を導く。本実施例において、アナモーフィック
画像処理システムの焦点距離は、2つの直交平面において異なる。この技術を利 用することによって、垂直平面内のセンサから反射した角度と、y軸に沿った平 行面における活性サイトとを、撮像可能になる。活性サイト300は、検知器上の 領域330に撮像される。この領域内で、角度は検知器90上のx'軸に沿って表示さ れる。同様に、サイト310は領域340に、そして、サイト320は領域350に撮像され
る。これを実現するために、検知器は垂直平面の撮像素子の焦点に位置しなけれ
ばならない。平行平面の撮像デバイスの焦点距離及び、それからセンサへの距離
は、センサが検知器において撮像するように選択される。平行面の焦点距離は、
垂直面のそれに較べて相当小さくなければならない。
【０１０２】 アナモーフィックレンズ系120は、単一レンズ、標準のレンズ及び円筒レンズ の組合せ、球形ミラーであっても良く、それが軸を外して使用されるときには自
然の乱視を有しても良い。もしも、例えば、ミラーが光学軸に45度の角度で傾け
られる場合、即ち、図８に示されるように垂直平面の軸についてである場合、垂
直（球欠的、sagital）平面の焦点距離は平行（接）平面のそれの２倍である。
然の乱視を有しても良い。もしも、例えば、ミラーが光学軸に45度の角度で傾け
られる場合、即ち、図８に示されるように垂直平面の軸についてである場合、垂
直（球欠的、sagital）平面の焦点距離は平行（接）平面のそれの２倍である。
【０１０３】 分解の屈折率又は各活性サイトサンプルが変化するとき、対応する共鳴は、検
知器上の角度軸に沿って動く、言い換えればx'軸に沿って動く。 図8Aは、類似した実施例を示し、そこにおいて光源10は、多色の点光源400と 、視準レンズ390及び反相関（anti-correlation）グレーティング380を含む。反
相関グレーティングは、図6のカーブBに対応するプレ分散を生み出す。この方法
で、光源400のバンド幅における異なる波長はセンサ60に当たり、その時の角度 はセンサの共鳴分散を補償するよりむしろ、強調する。こうして、センサ90上の
共鳴位置シフトは、単色波長あるいは角分散系にわたって強化される。
知器上の角度軸に沿って動く、言い換えればx'軸に沿って動く。 図8Aは、類似した実施例を示し、そこにおいて光源10は、多色の点光源400と 、視準レンズ390及び反相関（anti-correlation）グレーティング380を含む。反
相関グレーティングは、図6のカーブBに対応するプレ分散を生み出す。この方法
で、光源400のバンド幅における異なる波長はセンサ60に当たり、その時の角度 はセンサの共鳴分散を補償するよりむしろ、強調する。こうして、センサ90上の
共鳴位置シフトは、単色波長あるいは角分散系にわたって強化される。
【０１０４】 図8及び8Aの実施例において、サンプル共鳴の全セットは、1つのアレイ検知器
露出において捕捉される。このことは、光源変動及び／又はシステムドリフトの
影響を除去することによって、共鳴検知精度を改善する。 導関数適合によるピークシフト評価モデルピーク 表面プラズモン測定において、時として傾斜する基線上にディップ（dip）を 有するピークが一般的に得られる。測定が異なる濃度で他のサンプルについて実
行されるとき、このディップはシフトし、そのシフトは２つのサンプルの濃度差
に対応する屈折率の変化に従う。その濃度は、ピークシフトを濃度と関係づけて
いる較正モデルを使用して予測され得る。２つのピークを使用するピークシフト
算出のために使用されるアルゴリズムは、開始すべきモデルピークを必要とする
。モデルピークは、x-yの対であり、その対は参照ピークの形と位置とを表現し ており、その参照ピークから全ての実際のピークの位置は計測される。このモデ
ルピークは、全ての基線の影響から自由であるという長所を有する理論計算を通
して得られ得る。モデルピークが、実際のサンプル測定の前に又は同時に、異な
るチャネルにおいて実際のサンプル測定としてブランクサンプルについて得られ
る場合、測定された参照ピークはノイズのために処理されて、必要ならば、基線
影響の修正がなされる必要がある。測定されたモデルピークは、サヴィッツキー
・ゴレイ（Savitzky-Golay）デジタルフィルタリングを通して滑らかにされるこ
とができ、そのフィルタリングは共鳴幅よりも小さくてピーク歪みのないことを
補償する。参照ピークの基線が未知のピークのそれと異なる形状（例えば異なる
オーダの多項式）に従うと考えられる場合、基線修正は、例えば、低いオーダ多
項式を参照ピークの端までフィルタリングし、それを同じピークから減ずること
によって、参照ピークに対して実行される必要がある。2つのピークが同じオー ダの多項式のような同じ形式の基線モデルに従う限り、基線が参照及び未知のピ
ークが異なる場合であっても、基線修正を実行する必要はない。この前処理（ノ
イズろ過及び基線修正の可能性）の後、参照ピークはモデルピークと呼ばれて、
未知のピークの相対的なシフトを判定するために使用される。ピークシフト計算 未知のピークの基線についての１次オーダモデルを仮定して、以下の（4xm） マトリックスが、作られ得る。
露出において捕捉される。このことは、光源変動及び／又はシステムドリフトの
影響を除去することによって、共鳴検知精度を改善する。 導関数適合によるピークシフト評価モデルピーク 表面プラズモン測定において、時として傾斜する基線上にディップ（dip）を 有するピークが一般的に得られる。測定が異なる濃度で他のサンプルについて実
行されるとき、このディップはシフトし、そのシフトは２つのサンプルの濃度差
に対応する屈折率の変化に従う。その濃度は、ピークシフトを濃度と関係づけて
いる較正モデルを使用して予測され得る。２つのピークを使用するピークシフト
算出のために使用されるアルゴリズムは、開始すべきモデルピークを必要とする
。モデルピークは、x-yの対であり、その対は参照ピークの形と位置とを表現し ており、その参照ピークから全ての実際のピークの位置は計測される。このモデ
ルピークは、全ての基線の影響から自由であるという長所を有する理論計算を通
して得られ得る。モデルピークが、実際のサンプル測定の前に又は同時に、異な
るチャネルにおいて実際のサンプル測定としてブランクサンプルについて得られ
る場合、測定された参照ピークはノイズのために処理されて、必要ならば、基線
影響の修正がなされる必要がある。測定されたモデルピークは、サヴィッツキー
・ゴレイ（Savitzky-Golay）デジタルフィルタリングを通して滑らかにされるこ
とができ、そのフィルタリングは共鳴幅よりも小さくてピーク歪みのないことを
補償する。参照ピークの基線が未知のピークのそれと異なる形状（例えば異なる
オーダの多項式）に従うと考えられる場合、基線修正は、例えば、低いオーダ多
項式を参照ピークの端までフィルタリングし、それを同じピークから減ずること
によって、参照ピークに対して実行される必要がある。2つのピークが同じオー ダの多項式のような同じ形式の基線モデルに従う限り、基線が参照及び未知のピ
ークが異なる場合であっても、基線修正を実行する必要はない。この前処理（ノ
イズろ過及び基線修正の可能性）の後、参照ピークはモデルピークと呼ばれて、
未知のピークの相対的なシフトを判定するために使用される。ピークシフト計算 未知のピークの基線についての１次オーダモデルを仮定して、以下の（4xm） マトリックスが、作られ得る。
【０１０５】
【数３１】
【０１０６】 ここで、最初の列は垂直オフセットを考慮したものからなり、２番目の列は１，
２・・・ｍからなるベースラインの傾きを表したものからなり、第3列はm個の異
なる波長又は角度における強度を有するモデルピークを表現し、そして、最後の
列は適当なオーダ及びサイズを有するサヴィッツキー・ゴレイ・フィルタによっ
て計算され得るモデルピークの第１次導関数である。
２・・・ｍからなるベースラインの傾きを表したものからなり、第3列はm個の異
なる波長又は角度における強度を有するモデルピークを表現し、そして、最後の
列は適当なオーダ及びサイズを有するサヴィッツキー・ゴレイ・フィルタによっ
て計算され得るモデルピークの第１次導関数である。
【０１０７】 未知のピークy（mx1次元）が以下の式から得られるとき、
【０１０８】
【数３２】
【０１０９】 未知のサンプル、即ち、多項１次後退式の形
【０１１０】
【数３３】
【０１１１】 が実行されて、ｂ（４×１）における４つの回帰係数のセットが、
【０１１２】
【数３４】
【０１１３】 から得られ、ここでベクトルｅ（未知のピークのyとして同次元）はモデルエラ ーであり、bにおける２つの係数（b1及びb2）は基線に対する零番目及び第1のオ
ーダ項を表現する、そして、第3の係数b3は未知及び参照サンプル間のピーク強 度（又は減衰）の相対的なスケールを表現している。モデルピークに関する未知
のピークシフトは、第4及び第3の係数間の比を取ることによって算出され得る。
このように算出されるシフトは、（導関数が算出されるユニットと整合する）ｙ
における波長又は角度の間隔のユニットの中にあり得る。波長又は角度のいずれ
にもあるこのシフトは、較正プロシージャを通してサンプル濃度に関連され得る
。最も計算的に高価な部分、即ち（XTX)-1XTは、一度だけ算出されて記憶され、
未知サンプルの測定のたびに繰り返して計算されることなく連続的な未知な測定
値ｙに対して、繰り返し応用される。
ーダ項を表現する、そして、第3の係数b3は未知及び参照サンプル間のピーク強 度（又は減衰）の相対的なスケールを表現している。モデルピークに関する未知
のピークシフトは、第4及び第3の係数間の比を取ることによって算出され得る。
このように算出されるシフトは、（導関数が算出されるユニットと整合する）ｙ
における波長又は角度の間隔のユニットの中にあり得る。波長又は角度のいずれ
にもあるこのシフトは、較正プロシージャを通してサンプル濃度に関連され得る
。最も計算的に高価な部分、即ち（XTX)-1XTは、一度だけ算出されて記憶され、
未知サンプルの測定のたびに繰り返して計算されることなく連続的な未知な測定
値ｙに対して、繰り返し応用される。
【０１１４】 シフトが、例えばサンプリング間隔の半分以上大きいときには、未知のピーク
ｙを第１シフト推定値に従ってプレシフティングすることによって導関数計算を
整える必要があり、その結果、それは第２及び向上したシフト推定値に対するモ
デルピークに近づく。プレシフティングは、スプライン補間法のような適当な補
間によって達成され得る。通常、５回以下の反復によって満足なシフト推定値を
達成する。
ｙを第１シフト推定値に従ってプレシフティングすることによって導関数計算を
整える必要があり、その結果、それは第２及び向上したシフト推定値に対するモ
デルピークに近づく。プレシフティングは、スプライン補間法のような適当な補
間によって達成され得る。通常、５回以下の反復によって満足なシフト推定値を
達成する。
【０１１５】 ここでは第1次オーダ基線モデルが４パラメータを有する線形回帰に対応して 仮定されているが、基線の他のいかなる適当なモデルも線形、非線形回帰を問わ
ず考えられ得る。同一の基本的主題は、シフト算出に適応する。 波長走査を利用する実施例 図9は、波長走査について述べた本発明の実施例を示す。光源10から発せられ る光は、光学系130を通過して、センサ60に当たる。センサ60から反射された光 は、検知器90を進行する。波長走査手段は光学系130を含み、それは分光計、グ レーティング、音響光学的同調可能フィルタ、ファブリ・ペロー（Fabrey-Perot
）又はフーリエ変換干渉計、液晶フィルタ、傾斜誘電体フィルタ、線形可変フィ
ルタ、リオット（Lyot）フィルタ又はチューナブルレーザであってもよい。ある
いは、波長走査手段は光源10及び光学系130を含んでもよく、その光源は図2に示
す線形アレイ又は図3で示す２次元アレイであり、そして、アレイのそれぞれの 要素は異なる波長を生み出す。この特定の実施例において、光学系130は異なる 波長をセンサの適当な領域に集中させるのに役立つ。 追加的な材料 従来のグレーティング分光計設計についての考察 ＊光のスループットは、照光光線の立体角、モノクロメータからの波長増分及び
サンプルサイトのサイズに比例している。 ＊照光光線の立体角は、πかけるΔθTかけるΔθL（両方ともラジアン）である
。 ＊ラジアンでΔθTは、モノクロメータスリット幅を撮像レンズの焦点距離、即 ちL1で割ったものに等しい。 ＊波長範囲は、スリット幅の産物でありそしてモノクロメータの分散である。 ＊最後に、ラジアンでのΔθLは、レンズの焦点距離L1及びスリット高さの産物 である。この角度は、隣接したサンプルが不充分に分解される点まで検知器上の
撮像の等級を下げる位置まで、増加することができる。 ＊恐らく、モノクロメータのグレーティングは、SPRGの上へ撮像される。SPRG上
のこの画像のサイズは、グレーティングのサイズかける焦点距離L1割るモノクロ
メータの長さである。 ＊この全ては小さい、低い解像度のモノクロメータを意味する。例えば、SPRGが
高さ1cmであると仮定すると、所望の波長範囲は2.5ナノメートルであり、そして
、所望のSPR角度範囲は0.15度であり、そして、L1の焦点距離は5センチメートル
である。５センチメートルのモノクロメータであって、10ナノメートル/ミリメ ートルの分散、0.25ミリメートルのスリット幅及び、１センチメートルにわたっ
て１平方グレーティング１ビットを有するもので充分である。
ず考えられ得る。同一の基本的主題は、シフト算出に適応する。 波長走査を利用する実施例 図9は、波長走査について述べた本発明の実施例を示す。光源10から発せられ る光は、光学系130を通過して、センサ60に当たる。センサ60から反射された光 は、検知器90を進行する。波長走査手段は光学系130を含み、それは分光計、グ レーティング、音響光学的同調可能フィルタ、ファブリ・ペロー（Fabrey-Perot
）又はフーリエ変換干渉計、液晶フィルタ、傾斜誘電体フィルタ、線形可変フィ
ルタ、リオット（Lyot）フィルタ又はチューナブルレーザであってもよい。ある
いは、波長走査手段は光源10及び光学系130を含んでもよく、その光源は図2に示
す線形アレイ又は図3で示す２次元アレイであり、そして、アレイのそれぞれの 要素は異なる波長を生み出す。この特定の実施例において、光学系130は異なる 波長をセンサの適当な領域に集中させるのに役立つ。 追加的な材料 従来のグレーティング分光計設計についての考察 ＊光のスループットは、照光光線の立体角、モノクロメータからの波長増分及び
サンプルサイトのサイズに比例している。 ＊照光光線の立体角は、πかけるΔθTかけるΔθL（両方ともラジアン）である
。 ＊ラジアンでΔθTは、モノクロメータスリット幅を撮像レンズの焦点距離、即 ちL1で割ったものに等しい。 ＊波長範囲は、スリット幅の産物でありそしてモノクロメータの分散である。 ＊最後に、ラジアンでのΔθLは、レンズの焦点距離L1及びスリット高さの産物 である。この角度は、隣接したサンプルが不充分に分解される点まで検知器上の
撮像の等級を下げる位置まで、増加することができる。 ＊恐らく、モノクロメータのグレーティングは、SPRGの上へ撮像される。SPRG上
のこの画像のサイズは、グレーティングのサイズかける焦点距離L1割るモノクロ
メータの長さである。 ＊この全ては小さい、低い解像度のモノクロメータを意味する。例えば、SPRGが
高さ1cmであると仮定すると、所望の波長範囲は2.5ナノメートルであり、そして
、所望のSPR角度範囲は0.15度であり、そして、L1の焦点距離は5センチメートル
である。５センチメートルのモノクロメータであって、10ナノメートル/ミリメ ートルの分散、0.25ミリメートルのスリット幅及び、１センチメートルにわたっ
て１平方グレーティング１ビットを有するもので充分である。
【０１１６】 チューナブルレーザ系には、最小ステップが大き過ぎない限り、ステップ可変
同調で充分である。照光システム センサ上への入射光（そして、そこから反射される）を論議するときに、方向
はグレーティングの溝に関連する。溝の長手方向に沿った方向は平行と呼ばれ、
溝を横切る方向は垂直方向と呼ばれる。平面について2つの方向を定義すること は、また、役立つ。即ち、垂直平面とは、グレーティング線に対して垂直なあら
ゆる平面をそう呼ぶ。平行平面は、グレーティング線及び光学軸と平行であるあ
らゆる平面をそう呼ぶ。グレーティング上の光線の入射角は、2つの投影によっ て記載される。θTは、垂直平面への入射角である。この角度は、一般的に10度 から20度である。θLは垂直平面への入射角である。この角度の範囲は、ゼロを 中心にして2、3度である。センサに入射するこれらの角度レンジはそれぞれ、Δ
θL及びΔθTである。照光光の波長は、λで示される。それはΔλのレンジを有
する。後述する全ての照光系の一般的な必要条件は、センサが均一に照光される
こと、特に範囲がきつく制限される値（ΔθT及び／又はΔλ）に関してはそう である。ΔλLは、ノイズに対する良好な信号のために比較的大きな値を有しな ければならない。その範囲に対する制限は、センサ上の隣接サンプルの不十分な
解像度である。このことは、検知系光学機器の光学収差に起因する。一定のモノクロ光源、可変角 本実施例において、センサは狭い波長範囲を有する光線によって照光されて、
その範囲はΔλであり、又、垂直方向における角度の狭いレンジΔθTを有する 。測定された共鳴が広すぎないように予期される共鳴幅のおよそ３分の１から２
分の１以下になるように、その範囲は選ばれる。これらの範囲の最小値は、受け
入れられる信号対雑音比を維持するために選択される。Δλの典型例は約2ナノ メートルであり、そして、ΔθTは約0.1度である。θTは充分広いレンジを操作 し、その結果、共鳴は明らかに見られることができ、そして、その角度がサンプ
ルの屈折率の所望された値に対して正確に判定される。典型的な範囲は、およそ
5度である。固定角度、可変波長/周波数 本実施例において、センサは又λとθTのための狭いレンジとθLのための広い
範囲を有する光線によって、照明される。同様の考察はこれらの範囲を選ぶ際に
適用できる。その違いは、θTは一定であり、そして、λが走査されるというこ とである。モノクロの光源、広い角度範囲 本実施例において、波長範囲は再び狭く、そして、波長は一定とする。θTの 範囲は、選択されたモノクロ波長を使用する屈折率の所望範囲に対して期待され
る共鳴を測定するために要求される全ての値を取り囲むために、十分大きくされ
る。この照光を達成するための手段は、充分な角度レンジを越えて発光する光源
を使用することと、波長の狭帯域を選ぶ手段と、センサ上へ光源を撮像させる手
段と、を含む。 ＊広いバンドの光源を有して、モノクロメータが使用されて波長の狭帯域を得る
。スリット出口は、センサの上へ撮像される。これは、スリットの形状による１
次元サンプルアレイに適している。低い圧力放出ランプを用いて、幅が狭い線は
、狭帯域フィルタで分離され得る。ダイオードレーザーは、どんな単色化手段を
も必要としない。 ＊撮像は１又は２のレンズで達成される。1つのレンズで充分である場合、２枚 のレンズはそれらの間にある視準領域においてフィルタを伴って役立つ。より小
さい光源の画像は、SPRGの全てを照光するために拡大されなければならない。撮
像は、また、曲率を持った鏡で作られても良い。 ＊ダイオードレーザーは、他の可能性である。 ＊これらの方法の全ては、ある種のトレードオフを含む。ブロードバンド又はマ
ルチライン光源は、光源からの大部分のエネルギーが捨てられなければならない
という事実のために、固定角で広い波長/周波数範囲に較べて重大な不利な点を 有する。ダイオードレーザーに関して、その低い面積値（etendue）が広範囲に わたる角度に及ぶマルチサンプルSPRGを照明することを困難にしているが、しか
し、これは高エネルギーによって克服される。一定角度、広い波長/周波数範囲 この照光方法のために、垂直な角度範囲ΔθTは狭く、そして、その中心値は 固定される。波長の範囲は充分大きくとられて、選択されたθTを使う所望され た屈折率の幅に対して予想された共鳴を計測するに必要な全ての値を取り囲む。
上で概説された典型的実験に対しては約50ナノメートルである。この照光を達成
可能ないくつかの手段がある。必要な要件は、十分に幅広い波長範囲にわたって
発光する光源及びレンズのような撮像手段である。光源は、視準された光線を生
み出すためにレンズの焦点面（通常は焦点）に置かれる。ラジアンでの照光の角
の範囲は、レンズの焦点距離によって割られる光源の幅に等しい。ΔθLが理想 的には、ΔθTの何倍か大きくなければならないので、細長い光源は有益である 。 ＊以下に一覧を示す幅広いバンドの光源が使用可能である。 ＊単純で、コストの低い有効な手段は、レンズの焦点に配置される高輝度のＬＥ
Ｄを使用することである。 ＊カーブしたミラーは、レンズの代わりに使用されてもよい。 ＊この方法は便利であるので、特にＬＥＤの場合、光源出力として多く使用され
る。それ故、上記よりも好ましいようである。従来の単一チャネル波長又は角度走査 １次元サイトアレイシステム A.l. 角度又は周波数感度限界のない１次元サイトアレイ 上記した波長／角度相関方法は、サンプル屈折率の選択された幅における１つ
の特定サンプル屈折率に対する共鳴が起きる選択された波長範囲において全ての
波長/角度ペアを有する１次元サンプルアレイを照明するために使用される。照 光光の入射角は、１つの波長/角度ペアから次のものに変化して行くSPRグレーテ
ィングの線に垂直な平面において変化する。照光光は屈折率を通して走査するた
めに走査され、その時、各々の波長/角度ペアはどんな１回においても同じ屈折 率に対して共鳴する。SPRGからの反射光は、SPRG画像が検知器の上に形成される
ような方法で、１次元アレイ検知器の上に焦点をなす。それがＬＥＤのような従
来の光源からの全ての光を利用するという観点から良い。それが光源対光源の差
異（光源アレイの型に対する）に従属するかあるいは光源のトランスレーション
を必要とする点において短所がある。１次元同時抽出方法に比較して、それは走
査には少し長くかかるが、しかし、非常に安い（１次元対２次元）アレイでかつ
標準対アナモーフィック光学機器を使用する。 A.2.走査モノクロメータによる１次元サイトアレイ この方法は、波長/周波数照光を走査する固定角を使用し、そして、それは幾 つかの波長走査手段の一つを使用可能である。走査モノクロメータが使用される
場合、モノクロメータの出口スリットが焦点面にあり（レンズ、L1）、そして、
それはモノクロ光を視準する。SPRGは、L1の他の焦点面に位置する。それは、視
準された光線が所望の角度でそれに当たってその結果、SPRグレーティングの線 がモノクロメータの出口スロットに平行になるように、方向付けられる。この配
列によって、また、SPRGの上へモノクロメータグレーティング画像が形成される
。第２のレンズＬ２、あるいは他の撮像手段は、反射された光を集めて線形アレ
イ検知器上にSPRG画像を形成する。
同調で充分である。照光システム センサ上への入射光（そして、そこから反射される）を論議するときに、方向
はグレーティングの溝に関連する。溝の長手方向に沿った方向は平行と呼ばれ、
溝を横切る方向は垂直方向と呼ばれる。平面について2つの方向を定義すること は、また、役立つ。即ち、垂直平面とは、グレーティング線に対して垂直なあら
ゆる平面をそう呼ぶ。平行平面は、グレーティング線及び光学軸と平行であるあ
らゆる平面をそう呼ぶ。グレーティング上の光線の入射角は、2つの投影によっ て記載される。θTは、垂直平面への入射角である。この角度は、一般的に10度 から20度である。θLは垂直平面への入射角である。この角度の範囲は、ゼロを 中心にして2、3度である。センサに入射するこれらの角度レンジはそれぞれ、Δ
θL及びΔθTである。照光光の波長は、λで示される。それはΔλのレンジを有
する。後述する全ての照光系の一般的な必要条件は、センサが均一に照光される
こと、特に範囲がきつく制限される値（ΔθT及び／又はΔλ）に関してはそう である。ΔλLは、ノイズに対する良好な信号のために比較的大きな値を有しな ければならない。その範囲に対する制限は、センサ上の隣接サンプルの不十分な
解像度である。このことは、検知系光学機器の光学収差に起因する。一定のモノクロ光源、可変角 本実施例において、センサは狭い波長範囲を有する光線によって照光されて、
その範囲はΔλであり、又、垂直方向における角度の狭いレンジΔθTを有する 。測定された共鳴が広すぎないように予期される共鳴幅のおよそ３分の１から２
分の１以下になるように、その範囲は選ばれる。これらの範囲の最小値は、受け
入れられる信号対雑音比を維持するために選択される。Δλの典型例は約2ナノ メートルであり、そして、ΔθTは約0.1度である。θTは充分広いレンジを操作 し、その結果、共鳴は明らかに見られることができ、そして、その角度がサンプ
ルの屈折率の所望された値に対して正確に判定される。典型的な範囲は、およそ
5度である。固定角度、可変波長/周波数 本実施例において、センサは又λとθTのための狭いレンジとθLのための広い
範囲を有する光線によって、照明される。同様の考察はこれらの範囲を選ぶ際に
適用できる。その違いは、θTは一定であり、そして、λが走査されるというこ とである。モノクロの光源、広い角度範囲 本実施例において、波長範囲は再び狭く、そして、波長は一定とする。θTの 範囲は、選択されたモノクロ波長を使用する屈折率の所望範囲に対して期待され
る共鳴を測定するために要求される全ての値を取り囲むために、十分大きくされ
る。この照光を達成するための手段は、充分な角度レンジを越えて発光する光源
を使用することと、波長の狭帯域を選ぶ手段と、センサ上へ光源を撮像させる手
段と、を含む。 ＊広いバンドの光源を有して、モノクロメータが使用されて波長の狭帯域を得る
。スリット出口は、センサの上へ撮像される。これは、スリットの形状による１
次元サンプルアレイに適している。低い圧力放出ランプを用いて、幅が狭い線は
、狭帯域フィルタで分離され得る。ダイオードレーザーは、どんな単色化手段を
も必要としない。 ＊撮像は１又は２のレンズで達成される。1つのレンズで充分である場合、２枚 のレンズはそれらの間にある視準領域においてフィルタを伴って役立つ。より小
さい光源の画像は、SPRGの全てを照光するために拡大されなければならない。撮
像は、また、曲率を持った鏡で作られても良い。 ＊ダイオードレーザーは、他の可能性である。 ＊これらの方法の全ては、ある種のトレードオフを含む。ブロードバンド又はマ
ルチライン光源は、光源からの大部分のエネルギーが捨てられなければならない
という事実のために、固定角で広い波長/周波数範囲に較べて重大な不利な点を 有する。ダイオードレーザーに関して、その低い面積値（etendue）が広範囲に わたる角度に及ぶマルチサンプルSPRGを照明することを困難にしているが、しか
し、これは高エネルギーによって克服される。一定角度、広い波長/周波数範囲 この照光方法のために、垂直な角度範囲ΔθTは狭く、そして、その中心値は 固定される。波長の範囲は充分大きくとられて、選択されたθTを使う所望され た屈折率の幅に対して予想された共鳴を計測するに必要な全ての値を取り囲む。
上で概説された典型的実験に対しては約50ナノメートルである。この照光を達成
可能ないくつかの手段がある。必要な要件は、十分に幅広い波長範囲にわたって
発光する光源及びレンズのような撮像手段である。光源は、視準された光線を生
み出すためにレンズの焦点面（通常は焦点）に置かれる。ラジアンでの照光の角
の範囲は、レンズの焦点距離によって割られる光源の幅に等しい。ΔθLが理想 的には、ΔθTの何倍か大きくなければならないので、細長い光源は有益である 。 ＊以下に一覧を示す幅広いバンドの光源が使用可能である。 ＊単純で、コストの低い有効な手段は、レンズの焦点に配置される高輝度のＬＥ
Ｄを使用することである。 ＊カーブしたミラーは、レンズの代わりに使用されてもよい。 ＊この方法は便利であるので、特にＬＥＤの場合、光源出力として多く使用され
る。それ故、上記よりも好ましいようである。従来の単一チャネル波長又は角度走査 １次元サイトアレイシステム A.l. 角度又は周波数感度限界のない１次元サイトアレイ 上記した波長／角度相関方法は、サンプル屈折率の選択された幅における１つ
の特定サンプル屈折率に対する共鳴が起きる選択された波長範囲において全ての
波長/角度ペアを有する１次元サンプルアレイを照明するために使用される。照 光光の入射角は、１つの波長/角度ペアから次のものに変化して行くSPRグレーテ
ィングの線に垂直な平面において変化する。照光光は屈折率を通して走査するた
めに走査され、その時、各々の波長/角度ペアはどんな１回においても同じ屈折 率に対して共鳴する。SPRGからの反射光は、SPRG画像が検知器の上に形成される
ような方法で、１次元アレイ検知器の上に焦点をなす。それがＬＥＤのような従
来の光源からの全ての光を利用するという観点から良い。それが光源対光源の差
異（光源アレイの型に対する）に従属するかあるいは光源のトランスレーション
を必要とする点において短所がある。１次元同時抽出方法に比較して、それは走
査には少し長くかかるが、しかし、非常に安い（１次元対２次元）アレイでかつ
標準対アナモーフィック光学機器を使用する。 A.2.走査モノクロメータによる１次元サイトアレイ この方法は、波長/周波数照光を走査する固定角を使用し、そして、それは幾 つかの波長走査手段の一つを使用可能である。走査モノクロメータが使用される
場合、モノクロメータの出口スリットが焦点面にあり（レンズ、L1）、そして、
それはモノクロ光を視準する。SPRGは、L1の他の焦点面に位置する。それは、視
準された光線が所望の角度でそれに当たってその結果、SPRグレーティングの線 がモノクロメータの出口スロットに平行になるように、方向付けられる。この配
列によって、また、SPRGの上へモノクロメータグレーティング画像が形成される
。第２のレンズＬ２、あるいは他の撮像手段は、反射された光を集めて線形アレ
イ検知器上にSPRG画像を形成する。
【０１１７】 上記のシステムに関して利点と不利な点は以下の通りである。 ＊前のシステムは、S/N又はデータ収集時間において利点を有し、それはSPRGが より多くの光によって照明される事実から生じる。このことは、所望の範囲にお
ける各波長増加が全時間にわたって使用される事実から生じる。上記の実例は屈
折率が1.32から1.38の範囲を想定しているが、それから、照光は約20の要因によ
ってより大きい。 ＊本システムの1つの利点は、照光系がいくぶんより単純であることだ。（これ は主観的であってもよい）もう一つは、集光光学機器が取り扱う角度ΔθTが相 当により狭い範囲であることだ。このことは、検知器上へのSPRGの撮像により小
さい直径のレンズを可能にし（ΔθLに依存）、画像のぼけをより少なくする。 後者は、より高いサンプル密度を可能にする。 A.3.走査角分解能を有する１次元サイトアレイ この方法によって、SPRGは固定モノクロ走査角方法によって照明される。SPRG
はセクションA.1.のように構成され方向付けられる。入射光ビームがSPRGとなす
角度はまた、A.1.におけるように変化する。反射角はA.1.及びA.2.における如く
に集められ測定される。 コメント： 適切なレーザーダイオードアレイが入手可能な場合、この方法はAに類似して 評価される。そうでない場合は、方法A.2が好ましいようだ。角度より波長走査 に関する経験が多い（少なくともパーキンエルマーでは）ので、この方がより簡
単なようだ。さらに、スリット形状は、所望の角度の平行及び垂直な範囲を作る
ために好適になされる。最後に、固定角度での波長の範囲のための撮像は、上で
論じたように、一定波長での角度範囲のための撮像よりも簡単である。 A.4.角度や周波数分解能なしの２次元サイトアレイ この方法は、A.1.に類似し、以下の変更態様に従う。 ＊サンプルは、２次元アレイのSPRG上に配列される。これにより、測定すべきよ
り多くのサンプルが単一の実験において可能になる。より少ないサンプルサイズ
のために、より低いS/N又はより長いリードタイムに対して代価が支払われ、そ の形状は今やバーよりも点のようになっている。他の代価は、より大きいなハー
ドウェア費用である。これらの追加コストの適切さは、サンプルの大きさに依存
する。 ＊これは、２次元検知器を必要とし、それはCCDに限定する。 ＊撮像は、全ての平面において良くなければならない。 A.5.走査モノクロメータを有する２次元サイトアレイ A.4.に挙げられた変更態様については、方法A.2.に類似する。 A.6.走査角分解能を有する２次元サイトアレイ A.4.に挙げられた変更態様については、方法A.3.に類似する。同時共鳴抽出 これらの方法が、セクションAにおけるものと異なる点は、それらが検知器の 次元がサンプルのそれより１以上大なることを要求すること、それらは１次元サ
ンプルアレイを有するアナモーフィック撮像を必要とすること、そして、角度、
波長又は波長/角度に相関する対の間の識別が反射光に作られること、である。 B.1.単チャンネル波長分散（１次元アレイ検知器） サンプルは、一定角度の、広波長/周波数レンジ法によって照明される。どん な波長に対しても、光線の幾何的形状は方法A.2のそれに類似している。一般的 に、光源は照光レンズの１の焦点上にあり、そして、SPRGは他の焦点上の位置に
ある。
ける各波長増加が全時間にわたって使用される事実から生じる。上記の実例は屈
折率が1.32から1.38の範囲を想定しているが、それから、照光は約20の要因によ
ってより大きい。 ＊本システムの1つの利点は、照光系がいくぶんより単純であることだ。（これ は主観的であってもよい）もう一つは、集光光学機器が取り扱う角度ΔθTが相 当により狭い範囲であることだ。このことは、検知器上へのSPRGの撮像により小
さい直径のレンズを可能にし（ΔθLに依存）、画像のぼけをより少なくする。 後者は、より高いサンプル密度を可能にする。 A.3.走査角分解能を有する１次元サイトアレイ この方法によって、SPRGは固定モノクロ走査角方法によって照明される。SPRG
はセクションA.1.のように構成され方向付けられる。入射光ビームがSPRGとなす
角度はまた、A.1.におけるように変化する。反射角はA.1.及びA.2.における如く
に集められ測定される。 コメント： 適切なレーザーダイオードアレイが入手可能な場合、この方法はAに類似して 評価される。そうでない場合は、方法A.2が好ましいようだ。角度より波長走査 に関する経験が多い（少なくともパーキンエルマーでは）ので、この方がより簡
単なようだ。さらに、スリット形状は、所望の角度の平行及び垂直な範囲を作る
ために好適になされる。最後に、固定角度での波長の範囲のための撮像は、上で
論じたように、一定波長での角度範囲のための撮像よりも簡単である。 A.4.角度や周波数分解能なしの２次元サイトアレイ この方法は、A.1.に類似し、以下の変更態様に従う。 ＊サンプルは、２次元アレイのSPRG上に配列される。これにより、測定すべきよ
り多くのサンプルが単一の実験において可能になる。より少ないサンプルサイズ
のために、より低いS/N又はより長いリードタイムに対して代価が支払われ、そ の形状は今やバーよりも点のようになっている。他の代価は、より大きいなハー
ドウェア費用である。これらの追加コストの適切さは、サンプルの大きさに依存
する。 ＊これは、２次元検知器を必要とし、それはCCDに限定する。 ＊撮像は、全ての平面において良くなければならない。 A.5.走査モノクロメータを有する２次元サイトアレイ A.4.に挙げられた変更態様については、方法A.2.に類似する。 A.6.走査角分解能を有する２次元サイトアレイ A.4.に挙げられた変更態様については、方法A.3.に類似する。同時共鳴抽出 これらの方法が、セクションAにおけるものと異なる点は、それらが検知器の 次元がサンプルのそれより１以上大なることを要求すること、それらは１次元サ
ンプルアレイを有するアナモーフィック撮像を必要とすること、そして、角度、
波長又は波長/角度に相関する対の間の識別が反射光に作られること、である。 B.1.単チャンネル波長分散（１次元アレイ検知器） サンプルは、一定角度の、広波長/周波数レンジ法によって照明される。どん な波長に対しても、光線の幾何的形状は方法A.2のそれに類似している。一般的 に、光源は照光レンズの１の焦点上にあり、そして、SPRGは他の焦点上の位置に
ある。
【０１１８】 反射光は集められて、ポリクロメータの入口スリットに焦点を結ぶ。SPRGがそ
の焦点の１つにあって入り口のスロットがもう一方側にあるように、標準レンズ
を配設して使用することもできる。光源の画像は、スリット入口に形成され、そ
してそれはSPRグレーティングラインと平行でなければならない。もう一方はア ナモーフィック撮像を使用し、この時SPRGは平行面のスリットへ撮像される。ポ
リクロメータは線形のアレイ検知器を使用する。共鳴を含む全スペクトルは、ア
レイの1つの読み出しにおいて捕捉される。
の焦点の１つにあって入り口のスロットがもう一方側にあるように、標準レンズ
を配設して使用することもできる。光源の画像は、スリット入口に形成され、そ
してそれはSPRグレーティングラインと平行でなければならない。もう一方はア ナモーフィック撮像を使用し、この時SPRGは平行面のスリットへ撮像される。ポ
リクロメータは線形のアレイ検知器を使用する。共鳴を含む全スペクトルは、ア
レイの1つの読み出しにおいて捕捉される。
【０１１９】 方法A.2.は、同時に多くのサンプルから同波長を読み込むために類似するハー
ドウェア構成要素を使用する。この方法は、1つのサンプルから多くの波長を同 時に読み込む。したがってこの方法は、より良いS/Nのためにより大きなサンプ ルを使用することが可能になる。A.2.の1つの利点は、SPRGを変化させるよりも 波長変化が容易であることだ。もう一方は、「サンプル」の参照が含まれ得るこ
とだ。さらに、A.2.はSPRGの方向変化に対して耐性があり、一方、B.l.はそうで
はない。これらの利点によってA.2はサンプル間の、あるいはサンプルと参照間 の屈折率の小さな差異の検出をうまくできる。A.2の不利な点は、波長走査と関 連するより多くの動く部分（即ち他の複雑さ）を有することである。A.1と比較 して、この方法はＬＥＤ光源をできるだけ能率的に使用し、動的部分を有しない
。A.1は動く部分を有し、SPRGの読み取りに長くかかるが、しかし、多くのサン プルを一度に読むという大きな利点を有する。 B.2.単チャンネル角分散（１次元アレイ検知器） SPRGは、モノクロの広角度範囲法によって照明される。SPRGからの反射角は線
形アレイ検知器の上へ撮像されて、その結果、垂直方向の角度θTはアレイに沿 って広がる。このことをする最も単純な方法は、SPRGから反対側上の焦点のアレ
イを有する従来型のレンズを使用することであり、そして、SPRGは理想的にはこ
のレンズの他の焦点にある。これが持つ不利な点は、広いθLの範囲は極端に高 い検知器を必要とすることである。この点は、上述のアナモーフィックな撮像を
使って修正される。
ドウェア構成要素を使用する。この方法は、1つのサンプルから多くの波長を同 時に読み込む。したがってこの方法は、より良いS/Nのためにより大きなサンプ ルを使用することが可能になる。A.2.の1つの利点は、SPRGを変化させるよりも 波長変化が容易であることだ。もう一方は、「サンプル」の参照が含まれ得るこ
とだ。さらに、A.2.はSPRGの方向変化に対して耐性があり、一方、B.l.はそうで
はない。これらの利点によってA.2はサンプル間の、あるいはサンプルと参照間 の屈折率の小さな差異の検出をうまくできる。A.2の不利な点は、波長走査と関 連するより多くの動く部分（即ち他の複雑さ）を有することである。A.1と比較 して、この方法はＬＥＤ光源をできるだけ能率的に使用し、動的部分を有しない
。A.1は動く部分を有し、SPRGの読み取りに長くかかるが、しかし、多くのサン プルを一度に読むという大きな利点を有する。 B.2.単チャンネル角分散（１次元アレイ検知器） SPRGは、モノクロの広角度範囲法によって照明される。SPRGからの反射角は線
形アレイ検知器の上へ撮像されて、その結果、垂直方向の角度θTはアレイに沿 って広がる。このことをする最も単純な方法は、SPRGから反対側上の焦点のアレ
イを有する従来型のレンズを使用することであり、そして、SPRGは理想的にはこ
のレンズの他の焦点にある。これが持つ不利な点は、広いθLの範囲は極端に高 い検知器を必要とすることである。この点は、上述のアナモーフィックな撮像を
使って修正される。
【０１２０】 この方法は、B.l.よりも効率的でがない。このことは、上述のように、固定角
度、広波長／周波数範囲法に較べてモノクロの、広い波長/周波数範囲法の一般 的な不利な点による。それは又、検知器上へ比較的広い角度の範囲で撮像する必
要があることによる。 B.3.単チャネル相関分散（１次元アレイ検知器） この方法によって、SPRGは充分広い範囲の波長及び角度において照光されて、
その結果、予期される各屈折率に対する多数の相関ペアが存在する。これは、SP
RG上へ白光源を撮像することによって実現される。ＬＥＤは、価格/性能及び効 率に関して理想的である。SPRGが光源より大きい場合、光源画像は、必要な角度
の範囲が照明光線になお存在する限り、損失無しに拡大可能である。検知系は、
必須のものとして、波長／角度相関法による照光であり、アレイ検知器付きの光
源ダイオードのアレイを逆に交換することによって動作される。前節で述べた検
知器上へのアナモーフィック撮像の利点の議論は、ここでも又適用される。
度、広波長／周波数範囲法に較べてモノクロの、広い波長/周波数範囲法の一般 的な不利な点による。それは又、検知器上へ比較的広い角度の範囲で撮像する必
要があることによる。 B.3.単チャネル相関分散（１次元アレイ検知器） この方法によって、SPRGは充分広い範囲の波長及び角度において照光されて、
その結果、予期される各屈折率に対する多数の相関ペアが存在する。これは、SP
RG上へ白光源を撮像することによって実現される。ＬＥＤは、価格/性能及び効 率に関して理想的である。SPRGが光源より大きい場合、光源画像は、必要な角度
の範囲が照明光線になお存在する限り、損失無しに拡大可能である。検知系は、
必須のものとして、波長／角度相関法による照光であり、アレイ検知器付きの光
源ダイオードのアレイを逆に交換することによって動作される。前節で述べた検
知器上へのアナモーフィック撮像の利点の議論は、ここでも又適用される。
【０１２１】 この方法は、全ての波長及び角度の同時使用という上記の当然支払われるべき
もののいずれよりも効率的である。それはまたより巧妙に整列させる。もしこれ
がそうであるならば、問題は、ノイズに有利な信号が特別な努力に値するかどう
かということである。 B.4.単チャンネル反相関照光（１次元検知器） 光の照明には方法A.1.におけるようなグレーティングを使用するが、しかし、
異なる方向においてである。角度及び波長はペアにされて、その結果、１つのペ
アは有利な範囲における各屈折率に対して共鳴状態となる。アナモーフィックな
検知光学機器は、A.3と同じくらい良い。 B.5.波長分散を伴う１次元サンプルアレイ（２次元アレイ検知器） B.1に類似するが、しかし、１次元サンプルと２次元分光検知器を有する。波 長は検知器の垂直平面に、そして、サンプルは平行面において、撮像される。ア
ナモーフィック光学機器が、必須である。
もののいずれよりも効率的である。それはまたより巧妙に整列させる。もしこれ
がそうであるならば、問題は、ノイズに有利な信号が特別な努力に値するかどう
かということである。 B.4.単チャンネル反相関照光（１次元検知器） 光の照明には方法A.1.におけるようなグレーティングを使用するが、しかし、
異なる方向においてである。角度及び波長はペアにされて、その結果、１つのペ
アは有利な範囲における各屈折率に対して共鳴状態となる。アナモーフィックな
検知光学機器は、A.3と同じくらい良い。 B.5.波長分散を伴う１次元サンプルアレイ（２次元アレイ検知器） B.1に類似するが、しかし、１次元サンプルと２次元分光検知器を有する。波 長は検知器の垂直平面に、そして、サンプルは平行面において、撮像される。ア
ナモーフィック光学機器が、必須である。
【０１２２】 A.1との比較：光源から光を等しく良く利用する。A.1は、B.5での２次元検知 器のためにより高価ではない。B.5.は、マルチ又は動く光源の問題を回避する。 B.6.角分散を有する１次元アレイ（２次元アレイ検知器）＊ B.2に類似するが、しかし、１次元サンプルアレイと２次元検出器アレイを有 する。この場合、検知器上へのSPRGアナモーフィック撮像が必須で、検知器上の
角度及びサンプルを分離する。高強度レーザーダイオード光源を用いて、これは
より単純な光学のためにB.5より良い。
角度及びサンプルを分離する。高強度レーザーダイオード光源を用いて、これは
より単純な光学のためにB.5より良い。
【０１２３】 アナモーフィックレンズの実施 偏軸球形ミラーの実施 B.7.１次元相関分散（２次元アレイ検知器） B.3に類似するが、しかし、１次元サンプルアレイ及び２次元検知器を有する 。B.6.より複雑な光学機器。十分に強い光源が入手可能ならば、その価値あり。 B.8. １次元相関分散を有する１次元サンプルアレイ（２次元アレイ検知器） B.9.マイクロ共鳴ディスプレーを有する２次元サンプルアレイ（２次元アレイ検
出器） CCDを領域に再分割し、各々は特定のサンプル/サイトに関連する小さな線形共
鳴カーブを表示する。角度又は波長（又はその相関されたもの）の共鳴の表示で
あり得る。マスク又は小さなレンズ（lenslet）アレイを必要とする。例えば、S
PR共役平面に位置するマスク、角度共役平面にあるの検知器。不利な点：消費可
能サイト及び読取光学マスクとの間のアラインメントを必要とする。 他の考察フロント対バックセンサ照光 フロント照光プロシージャ、即ち、ウインドウからウインドウ及び金のグレー
ティングとの間の空気（又はサンプル）ギャップへの光は、減衰された全反射結
合技術のオットー構成に等しい。他方、バック照光プロシージャ、即ち光は、プ
ラスチック又はガラス製の基板から来てグレーティングの金レイヤーを通過し、
それからサンプルレイヤーに直面するが、減衰された全反射結合技術のクレッチ
マン構成に等しい。フロント照光はサンプルを通過する良好な光伝達を必要とす
るけれども、バック照光は、金属グレーティングを通過する良好な光伝達を必要
とする。フロント及びバック照光のための適切なグレーティングを設計するため
に、我々はサンプルレイヤー及びアルミニウムのような下部金属を含む金属レイ
ヤーの厚みを変化させることによってスペクトルのシミュレーションを実行した
。波長の選択 与えられた吸収バンドを有する分光法において、線幅がより狭いときに検知感
度はより高くなる。グレーティング結合表面プラズモン共鳴のために、方程式(1
0)によって表されるように、FWHMはkiに、波長及び入射角のコサインの逆数に比
例している。したがって、より短い波長がその波長依存性からむしろ好まれる。
しかし、方程式(1)に基づく計算から、kｉがより長い波長でより小さいことは明
らかである。その結果、格子結合角走査表面プラズモン共鳴の２分の１角度幅は
、より長い波長においてはより小さくなることが算出された。また、小さい入射
角度は２分の１角を小さく保つために好ましいことは明らかである。金属と誘電
体材料の組み合わせ、及び以下の３つの値の中から２つの値が与えられたとき、
３つの値とは即ち、外光波長、共鳴角度及びグレーティング間隔であるが、その
時、残りは方程式(6)を使用して算出される。
出器） CCDを領域に再分割し、各々は特定のサンプル/サイトに関連する小さな線形共
鳴カーブを表示する。角度又は波長（又はその相関されたもの）の共鳴の表示で
あり得る。マスク又は小さなレンズ（lenslet）アレイを必要とする。例えば、S
PR共役平面に位置するマスク、角度共役平面にあるの検知器。不利な点：消費可
能サイト及び読取光学マスクとの間のアラインメントを必要とする。 他の考察フロント対バックセンサ照光 フロント照光プロシージャ、即ち、ウインドウからウインドウ及び金のグレー
ティングとの間の空気（又はサンプル）ギャップへの光は、減衰された全反射結
合技術のオットー構成に等しい。他方、バック照光プロシージャ、即ち光は、プ
ラスチック又はガラス製の基板から来てグレーティングの金レイヤーを通過し、
それからサンプルレイヤーに直面するが、減衰された全反射結合技術のクレッチ
マン構成に等しい。フロント照光はサンプルを通過する良好な光伝達を必要とす
るけれども、バック照光は、金属グレーティングを通過する良好な光伝達を必要
とする。フロント及びバック照光のための適切なグレーティングを設計するため
に、我々はサンプルレイヤー及びアルミニウムのような下部金属を含む金属レイ
ヤーの厚みを変化させることによってスペクトルのシミュレーションを実行した
。波長の選択 与えられた吸収バンドを有する分光法において、線幅がより狭いときに検知感
度はより高くなる。グレーティング結合表面プラズモン共鳴のために、方程式(1
0)によって表されるように、FWHMはkiに、波長及び入射角のコサインの逆数に比
例している。したがって、より短い波長がその波長依存性からむしろ好まれる。
しかし、方程式(1)に基づく計算から、kｉがより長い波長でより小さいことは明
らかである。その結果、格子結合角走査表面プラズモン共鳴の２分の１角度幅は
、より長い波長においてはより小さくなることが算出された。また、小さい入射
角度は２分の１角を小さく保つために好ましいことは明らかである。金属と誘電
体材料の組み合わせ、及び以下の３つの値の中から２つの値が与えられたとき、
３つの値とは即ち、外光波長、共鳴角度及びグレーティング間隔であるが、その
時、残りは方程式(6)を使用して算出される。
【０１２４】 図10に示される全角度幅は、金−水の組合せの場合の400から1000ナノメート ル波長及び格子定数が1580本/ミリメートルの場合について計算された。図7に示
すように、全角度幅は、より長い波長においては小さくなる。それに加えて幅は
、700ナノメートルより短波長では急激に大きくなる。したがって、表面プラズ モン共鳴現象の観点から波長は、700ナノメートルより長くなければならない。 サンプリングサイトのレイアウト／分離 サンプルサイト構成の決定は、ある部分、応用に依存している。単一サイトか
らなるトランスデューサは最も単純な構成であるが、しかし、最も複雑な構成は
アレイである。これによって、トランスデューサはn×nのサイトに分割される。
各サイトは独特な分子を結合あるいは制御としての作用が可能である。この構成
の利点は、作り出せる多数のサイトである。例えば、100×100のサイトのアレイ
は、１平方センチメートル当たり10,000の作用可能なサイトを与える。各サイト
は、異なるタイプの化学物質に備えられる。例えば：1.異なるモード（サイト）
における同一分子を認識する化合物が使用可能であって、より高い信頼性を検知
方法に与える。2.同一化合物の異なるロットは、チップの品質を保証するために
使用可能である。3.いくつかのサイトは、ハードウェア同様に化学物質の制御サ
イトとして使用され得る。この種のマイクロスケール制御によって、人工物を除
去することによってより高価な工業技術と生産段階を省略することができ、その
人工物とは例えば、トランスデューサの反り、不均等なサンプル導入温度制御な
どである。線形アレイも又使用可能であるが、しかし、２次元アレイと比較した
場合の有用性は制限される。他の隣接したセンササイトからトランスデューサ上
のセンササイトを分離するのを助けるために、ダイク（dike）が使用されてもよ
い。ダイクは、活性サイトを取り囲む材料の細い線として定義される。これらの
材料は、機能に従って変化可能である。例えば、高い光吸着剤材料は、共鳴が、
隣接サイトに広がるのを防ぐために使用可能である。これらのダイク材料はまた
、疎水性を有しても良く、アクティブな表面に塗布するのを容易にする（隣接サ
イトに流れ出るのを防ぐ）。サイトサイズの考察 １次元サイトアレイ方法に対して、それぞれのサンプルは理想的にはバーの形
をしてSPRG上に置かれるが、但し、他の形状も可能できる。多様なそれぞれのサ
ンプルのバーは、お互いに平行で、その幅にほぼ等しい距離で分けられている。
その中心は、バーの長軸に対して垂直な線に結合され得る。この線は、SPRグレ ーティングラインに平行である。励起状態のプラズモンは、グレーティングライ
ンに垂直にそれ故、バーの長手方向に平行に進行する。２次元サイトアレイ方法
のために、サンプルは矩形グリッドの形でSPRG上に配列される。グレーティング
線に対して垂直方向において、サンプル及びその分離の長さは、プラズモン進行
を収容するのに十分大きくなければならない。 設計についての考察：サンプル密度 ： ＊S/Nとサンプルの数とのトレードオフ。各サンプルから集められる光の量は、 その領域に比例する。S/Nは、したがって、サンプル領域とともに増える。SPRG 上に配置され得るサンプル数は、サンプル領域とともに減少する。 ＊検知器上の画像のぼけは、サンプル密度の潜在的な他の制限因子である。 ＊垂直方向のサンプル長は、プラズモン進行と同程度の長さでなければならない
。 ＊サンプル密度に対する究極的な制限は、信頼可能な状態でSPRG上に配置される
ことができる最小限の領域によって設定される。サンプルの数 ： ＊サンプル及び検知器コストの数のトレードオフ。検知器が有しなければならな
いピクセルの数は、サンプルの数に比例する。 ＊より多くのサンプル、より大きなSPRG、そして、より大きい光学機器。
すように、全角度幅は、より長い波長においては小さくなる。それに加えて幅は
、700ナノメートルより短波長では急激に大きくなる。したがって、表面プラズ モン共鳴現象の観点から波長は、700ナノメートルより長くなければならない。 サンプリングサイトのレイアウト／分離 サンプルサイト構成の決定は、ある部分、応用に依存している。単一サイトか
らなるトランスデューサは最も単純な構成であるが、しかし、最も複雑な構成は
アレイである。これによって、トランスデューサはn×nのサイトに分割される。
各サイトは独特な分子を結合あるいは制御としての作用が可能である。この構成
の利点は、作り出せる多数のサイトである。例えば、100×100のサイトのアレイ
は、１平方センチメートル当たり10,000の作用可能なサイトを与える。各サイト
は、異なるタイプの化学物質に備えられる。例えば：1.異なるモード（サイト）
における同一分子を認識する化合物が使用可能であって、より高い信頼性を検知
方法に与える。2.同一化合物の異なるロットは、チップの品質を保証するために
使用可能である。3.いくつかのサイトは、ハードウェア同様に化学物質の制御サ
イトとして使用され得る。この種のマイクロスケール制御によって、人工物を除
去することによってより高価な工業技術と生産段階を省略することができ、その
人工物とは例えば、トランスデューサの反り、不均等なサンプル導入温度制御な
どである。線形アレイも又使用可能であるが、しかし、２次元アレイと比較した
場合の有用性は制限される。他の隣接したセンササイトからトランスデューサ上
のセンササイトを分離するのを助けるために、ダイク（dike）が使用されてもよ
い。ダイクは、活性サイトを取り囲む材料の細い線として定義される。これらの
材料は、機能に従って変化可能である。例えば、高い光吸着剤材料は、共鳴が、
隣接サイトに広がるのを防ぐために使用可能である。これらのダイク材料はまた
、疎水性を有しても良く、アクティブな表面に塗布するのを容易にする（隣接サ
イトに流れ出るのを防ぐ）。サイトサイズの考察 １次元サイトアレイ方法に対して、それぞれのサンプルは理想的にはバーの形
をしてSPRG上に置かれるが、但し、他の形状も可能できる。多様なそれぞれのサ
ンプルのバーは、お互いに平行で、その幅にほぼ等しい距離で分けられている。
その中心は、バーの長軸に対して垂直な線に結合され得る。この線は、SPRグレ ーティングラインに平行である。励起状態のプラズモンは、グレーティングライ
ンに垂直にそれ故、バーの長手方向に平行に進行する。２次元サイトアレイ方法
のために、サンプルは矩形グリッドの形でSPRG上に配列される。グレーティング
線に対して垂直方向において、サンプル及びその分離の長さは、プラズモン進行
を収容するのに十分大きくなければならない。 設計についての考察：サンプル密度 ： ＊S/Nとサンプルの数とのトレードオフ。各サンプルから集められる光の量は、 その領域に比例する。S/Nは、したがって、サンプル領域とともに増える。SPRG 上に配置され得るサンプル数は、サンプル領域とともに減少する。 ＊検知器上の画像のぼけは、サンプル密度の潜在的な他の制限因子である。 ＊垂直方向のサンプル長は、プラズモン進行と同程度の長さでなければならない
。 ＊サンプル密度に対する究極的な制限は、信頼可能な状態でSPRG上に配置される
ことができる最小限の領域によって設定される。サンプルの数 ： ＊サンプル及び検知器コストの数のトレードオフ。検知器が有しなければならな
いピクセルの数は、サンプルの数に比例する。 ＊より多くのサンプル、より大きなSPRG、そして、より大きい光学機器。
【０１２５】 １次元検知器及びサイトアレイ系のために又、S/Nと検知器の高さとのトレー ドオフがある。各サンプルからの信号は、サンプルバーの長さと比例する。しか
し、アレイの高さも、サンプルバーの長さに比例して増加しなければならず、し
たがって、コストを増大させる。
し、アレイの高さも、サンプルバーの長さに比例して増加しなければならず、し
たがって、コストを増大させる。
【図１】 本発明の実施例を示す。
【図２】 1次元アレイの光源の実例を示す。
【図３】 2次元アレイの光源の実例を示す。
【図４】 光源が独立軸で回転運動可能となる機構を示す。
【図5A】 軸的及び回転機構の動作する３点でのスロットの断面図を示す。
【図5B】 軸的及び回転機構の動作する３点でのスロットの断面図を示す。
【図5C】 軸的及び回転機構の動作する３点でのスロットの断面図を示す。
【図６】 多様な状態での共鳴分散曲線を示す。
【図７】 アナモーフィック撮像を使用する本発明の更なる実施例を示す。
【図８】 アナモーフィック撮像を使用する本発明の更なる実施例を示す。
【図９】 本発明の更なる実施例を示す。
１０ 光源 ２０ 偏光子 ３０ フィルタ ４０ レンズ系 ５０ プレ分散グレーティング ６０ センサ ７０ 撮像レンズ ８０ 波長停止部 ９０ 検知器 ２００ 可動シリンダ ２０１ 固定円筒ハウジング ２０８ ヘリカルスロット
【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年５月１９日（１９９９．５．１９）
【手続補正１】
【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】
【請求項１】 光学共鳴解析システムであって、 センサ手段と、 複数の波長を有する非単色光の照光を生成するための照光手段と、 前記反射又は伝達される照光を検知する検知手段と、を含み、 前記照光手段は、更に、 複数の角度で照光を生成するための手段と、 前記複数の角度における前記照光を投影するためのレンズ系と、 前記複数の角度の各々における前記投影された照光を分散するための分散素子
と、を含み、 前記複数の角度と前記照光の波長との間に相関関係があるようにして、その結
果、共鳴状態が、前記センサ手段上において、前記非単色光光源によって同時に
生成された全ての波長に対して生成されることを特徴とする光学共鳴解析システ
ム。
と、を含み、 前記複数の角度と前記照光の波長との間に相関関係があるようにして、その結
果、共鳴状態が、前記センサ手段上において、前記非単色光光源によって同時に
生成された全ての波長に対して生成されることを特徴とする光学共鳴解析システ
ム。
【請求項２】 前記センサー手段は更に、表面プラズモン共鳴素子を含むこ
とを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
とを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項３】 前記センサー手段は更に、導波管素子を含むことを特徴とす
る請求項１記載の光学共鳴解析システム。
る請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項４】 前記センサー手段は更に、多層導波管素子を含むことを特徴
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項５】 前記センサー手段は、１次元解析サイトアレイとして配設さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
れていることを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項６】 前記センサー手段は、２次元解析サイトアレイとして配設さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
れていることを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項７】 前記検知手段は更に、電荷結合素子カメラを含むことを特徴
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項８】 前記検知手段は更に、電荷注入素子カメラを含むことを特徴
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項９】 前記検知手段は更に、角度停止部を含むことを特徴とする請
求項１記載の光学共鳴解析システム。
求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１０】 前記検知手段は更に、波長停止部を含むことを特徴とする
請求項１記載の光学共鳴解析システム。
請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１１】 前記検知手段は更に、撮像レンズを含むことを特徴とする
請求項１記載の光学共鳴解析システム。
請求項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１２】 前記検知手段は更に、偏光子を含むことを特徴とする請求
項１記載の光学共鳴解析システム。
項１記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１３】 光学共鳴解析システムであって、 照光を生成する照光手段であって更に、光源と、前記光源を回転的にそして軸
的に独立的に位置決めするための位置決め手段を含む照光手段と、 前記照光がその上に当たり、前記照光を反射又は伝達するセンサ手段と、 前記反射又は伝達された照光を検知するための検知手段と、を含むことを特徴
とする光学共鳴解析システム。
的に独立的に位置決めするための位置決め手段を含む照光手段と、 前記照光がその上に当たり、前記照光を反射又は伝達するセンサ手段と、 前記反射又は伝達された照光を検知するための検知手段と、を含むことを特徴
とする光学共鳴解析システム。
【請求項１４】 前記センサー手段は更に、表面プラズモン共鳴素子を含む
ことを特徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
ことを特徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１５】 前記センサー手段は更に、導波管素子を含むことを特徴と
する請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
する請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１６】 前記センサー手段は更に、多層導波管素子を含むことを特
徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１７】 前記センサー手段は、１次元解析サイトアレイとして配設
されていることを特徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
されていることを特徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１８】 前記センサー手段は、２次元解析サイトアレイとして配設
されていることを特徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
されていることを特徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項１９】 前記検知手段は更に、電荷結合素子カメラを含むことを特
徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項２０】 前記検知手段は更に、電荷注入素子カメラを含むことを特
徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項２１】 前記検知手段は更に、角度停止部を含むことを特徴とする
請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項２２】 前記検知手段は更に、波長停止部を含むことを特徴とする
請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項２３】 前記検知手段は更に、撮像レンズを含むことを特徴とする
請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項２４】 前記検知手段は更に、偏光子を含むことを特徴とする請求
項１３記載の光学共鳴解析システム。
項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項２５】 前記位置決め手段は更に、 ハウジングと、 前記光源を回転させるための回転手段と、 疑似螺旋スロットを有するシリンダと、 前記疑似螺旋スロットに係合するために前記回転手段から延在するピンと、を
含むことを特徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
含むことを特徴とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。
【請求項２６】 対象を回転的にそして軸的に独立的に位置決めするための
位置決め手段であって、 ハウジングと、 前記光源を回転するための回転手段と、 疑似螺旋スロットを有するシリンダと、 前記疑似螺旋スロットに係合するために前記回転手段から延在するピンと、を
含むことを特徴とする位置決め手段。
位置決め手段であって、 ハウジングと、 前記光源を回転するための回転手段と、 疑似螺旋スロットを有するシリンダと、 前記疑似螺旋スロットに係合するために前記回転手段から延在するピンと、を
含むことを特徴とする位置決め手段。
【請求項２７】 光学共鳴解析システムであって、 照光を生成するための照光手段と、 センサ手段であって１次元解析サイトアレイとして配設され、その上に前記照 光が当たり、前記照光の共鳴が生成可能であり、そして、前記共鳴を反射又は伝 達可能であるセンサ手段と、 前記反射又は伝達された照光を検知するための検知手段と、 前記検知器上に、前記反射又は伝達された照光の共鳴が一方向で撮像され、そ して、前記解析サイトがもう一方の方向で撮像されるように配設されたアナモー フィク撮像手段と、 を含む ことを特徴とする光学共鳴解析システム。
【請求項２８】 前記センサー手段は更に、表面プラズモン共鳴素子を含む
ことを特徴とする請求項２７記載の光学共鳴解析システム。
ことを特徴とする請求項２７記載の光学共鳴解析システム。
【請求項２９】 前記センサー手段は更に、導波管素子を含むことを特徴と
する請求項２７記載の光学共鳴解析システム。
する請求項２７記載の光学共鳴解析システム。
【請求項３０】 前記センサー手段は更に、多層導波管素子を含むことを特
徴とする請求項２７記載の光学共鳴解析システム。
徴とする請求項２７記載の光学共鳴解析システム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 錦田 晃一 アメリカ合衆国 コネチカット州 06470 ニュータウン ハノーヴァーロード 106 (72)発明者 ピコザ エンリコ ジー． アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01748 ホプキントン グレンロード 45 (72)発明者 サヴィアノ ポール ジー． アメリカ合衆国 コネチカット州 06850 ノーウォーク ヒルクレストプレイス １ (72)発明者 トレーシー デーヴィッド エイチ． アメリカ合衆国 コネチカット州 06850 ノーウォーク ベルデンヒルロード 581 (72)発明者 ウォン ヤンドン アメリカ合衆国 コネチカット州 06897 ウィルトン モリアーティドライブ 73 Ｆターム(参考） 2G059 AA01 BB11 BB12 DD12 DD13 EE04 FF03 GG01 GG02 HH06 JJ03 JJ05 JJ11 JJ12 JJ19 KK04 MM01 MM02
Claims (62)
- 【請求項１】 光学共鳴解析システムであって、 一定の多重波長の照光を生成するための照光手段と、 前記照光がその上に当たり、前記照光を反射又は伝達させるセンサ手段と、 前記反射又は伝達される照光を検出するための検知手段と、を含み、 前記照光手段は更に、 各々が異なる一定波長を生成する要素のアレイと、 前記一定波長の照光を投影する光学系と、を含むことを特徴とする光学共
鳴解析システム。 - 【請求項２】 前記センサ手段は更に、表面プラズモン共鳴素子を含むこと
を特徴とする請求項1記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項３】 前記センサ手段が更に、導波管素子を含むことを特徴とする
請求項1記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項４】 前記センサ手段は更に、多層導波管素子を含むことを特徴と
する請求項1記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項５】 前記センサ手段は、１次元アレイ解析サイトとして配列され
ていることを特徴とする請求項1記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項６】 前記センサ手段が、２次元アレイ解析サイトとして配列され
ていることを特徴とする請求項1記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項７】 前記検知手段は更に、電荷結合素子カメラを含むことを特徴
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項８】 前記検知手段は更に、電荷注入素子カメラを含むことを特徴
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項９】 前記検知手段は更に、角度停止部を含むことを特徴とする請
求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項10】 前記検知手段は更に、波長停止部を含むことを特徴とする請
求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項11】 前記検知器手段は更に、撮像レンズを含むことを特徴とする
請求項1記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項12】 前記検知手段は更に、偏光子を含むことを特徴とする請求項
1記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項13】 光学共鳴解析システムであって、 可変角度の照光を生成するための照光手段と、 前記照光がその上に当たり、前記照光を反射又は伝達させるセンサ手段と、 前記反射又は伝達された照光を検出するための検出手段と、を含み、 前記照光手段は更に、複数の一定角度で前記照光を生成する要素のアレイを含
む光源と、前記複数の一定角度で前記照光を投影するレンズ系と、を含むことを
特徴とする光学共鳴解析システム。 - 【請求項14】 前記センサ手段は更に、表面プラズモン共鳴素子を含むこと
を特徴とする請求項13記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項15】 前記センサ手段は更に、導波管素子を含むことを特徴とする
請求項13記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項16】 前記センサ手段は更に、多層導波管素子を含むことを特徴と
する請求項13記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項17】 前記センサ手段は、１次元アレイ解析サイトとして配列され
ていることを特徴とする請求項13記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項18】 前記センサ手段は、２次元アレイ解析サイトとして配列され
ていることを特徴とする請求項13記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項19】 前記検知手段は更に、電荷結合素子カメラを含むことを特徴
とする請求項13記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項20】 前記検知手段は更に、電荷注入素子カメラを含むことを特徴
とする請求項１３記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項21】 前記検知手段は更に、角度停止部を含むことを特徴とする請
求項１３記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項22】 前記検知手段は更に、波長停止部を含むことを特徴とする請
求項１３記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項23】 前記検知手段は更に、撮像レンズを含むことを特徴とする請
求項１３記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項24】 前記検知手段は更に、偏光子を含むことを特徴とする請求 項13記載の光学共鳴解析システム。
- 【請求項25】 光学共鳴解析システムであって、 センサ手段と、 複数の波長を有する非単色光の照光を生成するための照光手段と、 前記反射又は伝達された照光を検出するための検出手段と、を含み、 前記照光手段は、更に、 複数の角度での照光を生成する手段と、 前記複数の角度における前記照光を投影するためのレンズ系と、 前記複数の角度の各々における前記照光を分散するための分散素子と、を
含み、 前記複数の角度と前記照光の波長との間に相関関係があるようにして、その結
果、共鳴状態が、前記センサ手段上において前記非単色光源によって同時に生成
された全ての波長に対して生成されることを特徴とする光学共鳴解析システム。 - 【請求項26】 前記センサー手段は更に、表面プラズモン共鳴素子を含むこ
とを特徴とする請求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項27】 前記センサー手段は更に、導波管素子を含むことを特徴とす
る請求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項28】 前記センサー手段は更に、多層導波管素子を含むことを特徴
とする請求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項29】 前記センサー手段は、１次元解析サイトアレイとして配設さ
れていることを特徴とする請求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項30】 前記センサー手段は、２次元解析サイトアレイとして配設さ
れていることを特徴とする請求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項31】 前記検知手段は更に、電荷結合素子カメラを含むことを特徴
とする請求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項32】 前記検知手段は更に、電荷注入素子カメラを含むことを特徴
とする請求項２５記載の光学共鳴分析装置。 - 【請求項33】 前記検知手段は更に、角度停止部を含むことを特徴とする請
求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項34】 前記検知手段は更に、波長停止部を含むことを特徴とする請
求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項35】 前記検知手段は更に、撮像レンズを含むことを特徴とする請
求項２５記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項36】 前記検知手段は更に、偏光子を含むことを特徴とする請求 項２５記載の光学共鳴解析システム。
- 【請求項37】 光学共鳴解析システムであって、 照光を生成するための照光手段と、 前記照光がその上に当たり、前記照光を反射又は伝達させるセンサ手段と、 前記反射又は伝達された照光を検出するための検出手段と、を含み、 前記照光手段は更に、 光源と、前記光源を回転的にそして軸的に独立して位置決めするための位置決
め手段と、を含むことを特徴とする光学共鳴解析システム。 - 【請求項38】 前記センサー手段は更に、表面プラズモン共鳴素子を含むこ
とを特徴とする請求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項39】 前記センサー手段は更に、導波管素子を含むことを特徴とす
る請求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項40】 前記センサー手段は更に、多層導波管素子を含むことを特徴 とする請求項37記載の光学共鳴解析システム。
- 【請求項41】 前記センサー手段は、１次元解析サイトアレイとして配設さ
れていることを特徴とする請求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項42】 前記センサー手段は、２次元解析サイトアレイとして配設さ
れていることを特徴とする請求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項43】 前記検知手段は更に、電荷結合素子カメラを含むことを特徴
とする請求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項44】 前記検知手段は更に、電荷注入素子カメラを含むことを特徴
とする請求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項45】 前記検知手段は更に、角度停止部を含むことを特徴とする請
求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項46】 前記検知手段は更に、波長停止部を含むことを特徴とする請
求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項47】 前記検知手段は更に、撮像レンズを含むことを特徴とする請
求項37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項48】 前記検知手段は更に、偏光子を含むことを特徴とする請求項
37記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項49】 前記位置決め手段は更に、 ハウジングと、 前記光源を回転させるための回転手段と、 疑似螺旋スロットを有するシリンダと、 前記疑似螺旋スロットに係合するために前記回転手段から延在するピンと、 を含むことを特徴とする請求項３７記載の光学共鳴解析システム。
- 【請求項50】 対象を回転的にそして軸的に独立的に位置決めするための位
置決め手段であって、 ハウジングと、 前記光源を回転させるための回転手段と、 疑似螺旋スロットを有するシリンダと、 前記疑似螺旋スロットに係合するために前記回転手段から延在するピンと、 を含むことを特徴とする位置決め手段。 - 【請求項51】 光学共鳴解析システムであって、 照光を生成するための照光手段と、 アナモーフィック撮像手段と、 前記照光がその上に当たり、前記照光を反射又は伝達させるセンサ手段と、 前記反射又は伝達された照光を検出するための検出手段と、 を含むことを特徴とする光学共鳴解析システム。
- 【請求項52】 前記センサー手段は更に、表面プラズモン共鳴素子を含むこ
とを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項53】 前記センサー手段は更に、導波管素子を含むことを特徴とす
る請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項54】 前記センサー手段は更に、多層導波管素子を含むことを特徴
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項55】 前記センサー手段は、１次元解析サイトアレイとして配設さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項56】 前記センサー手段は、２次元解析サイトアレイとして配設さ
れていることを特徴とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項57】 前記検知手段は更に、電荷結合素子カメラを含むことを特徴
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項58】 前記検知手段は更に、電荷注入素子カメラを含むことを特徴
とする請求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項59】 前記検知手段は更に、角度停止部を含むことを特徴とする請
求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項60】 前記検知手段は更に、波長停止部を含むことを特徴とする請
求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項61】 前記検知手段は更に、撮像レンズを含むことを特徴とする請
求項１記載の光学共鳴解析システム。 - 【請求項62】 前記検知手段は更に、偏光子を含むことを特徴とする請求項
１記載の光学共鳴解析システム。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004500571A (ja) * | 2000-03-14 | 2004-01-08 | スプリング、システムズ、アクチボラグ | 改良された撮像型表面プラズモン共鳴装置 |
| JP2004020267A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 測定装置および該測定装置の使用方法 |
| JP2007333535A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ピーク位置変動量測定装置、その測定方法及びプログラム |
| US7443507B2 (en) | 2002-12-25 | 2008-10-28 | Bio-Rad Laboratories Inc. | Surface plasmon resonance sensor |
| JP2010210628A (ja) * | 2003-08-01 | 2010-09-24 | Ge Healthcare Biosciences Ab | 表面結合光学共振プロファイルを数量化する方法及び装置 |
| JP2012211918A (ja) * | 2006-03-10 | 2012-11-01 | Corning Inc | Ｌｉｄバイオセンサの共振検出の最適化法 |
Families Citing this family (52)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3437170B2 (ja) * | 1997-12-12 | 2003-08-18 | ピーイー コーポレイション （エヌワイ） | 光学共鳴解析システム |
| DE50112007D1 (de) * | 2000-02-22 | 2007-03-22 | Santhera Pharmaceuticals Deuts | Spr-sensorsystem |
| DE10008006C2 (de) | 2000-02-22 | 2003-10-16 | Graffinity Pharm Design Gmbh | SPR-Sensor und SPR-Sensoranordnung |
| US6421128B1 (en) * | 2000-05-17 | 2002-07-16 | The Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona | Coupled plasmon-waveguide resonance spectroscopic device and method for measuring film properties in the ultraviolet and infrared special ranges |
| EP2189783A1 (de) * | 2000-08-09 | 2010-05-26 | Artificial Sensing Instruments ASI AG | Wellenleitergitterstruktur und optische Messanordnung |
| JP3945636B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2007-07-18 | 富士フイルム株式会社 | 測定装置 |
| JP3834224B2 (ja) * | 2001-06-28 | 2006-10-18 | 株式会社アドバンテスト | 化学物質検出方法及び装置 |
| DE10163657B4 (de) * | 2001-12-21 | 2008-05-08 | Gedig, Erk, Dr. | Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung dünner Schichten |
| TWI273217B (en) * | 2002-04-17 | 2007-02-11 | Accent Optical Tech Inc | Scatterometric measurement of undercut multi-layer diffracting structures |
| US20040036882A1 (en) * | 2002-07-17 | 2004-02-26 | Kenneth Perlin | BRDF analyzer |
| US7177026B2 (en) * | 2002-07-17 | 2007-02-13 | New York University | BRDF analyzer |
| US20040036881A1 (en) * | 2002-08-22 | 2004-02-26 | Leica Microsystems Inc. | Optical configuration for SPR measurement |
| GB2393246A (en) * | 2002-09-21 | 2004-03-24 | Sonoptix Ltd | Transducer sensor |
| US7177340B2 (en) * | 2002-11-05 | 2007-02-13 | Jds Uniphase Corporation | Extended cavity laser device with bulk transmission grating |
| US20040258832A1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-12-23 | Barklund Anna M. | Method of chemical analysis using microwells patterned from self-assembled monolayers and substrates |
| US20050070027A1 (en) * | 2003-09-30 | 2005-03-31 | Jacques Gollier | Double resonance interrogation of grating-coupled waveguides |
| JP2005315677A (ja) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Canon Inc | 検出装置および検出方法 |
| US20050244093A1 (en) * | 2004-05-03 | 2005-11-03 | Vanwiggeren Gregory D | Wavelength-tuned intensity measurement of surface plasmon resonance sensor |
| WO2006042369A1 (en) * | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Fermiscan Australia Pty Limited | Analytical method and apparatus |
| US7745143B2 (en) * | 2004-11-19 | 2010-06-29 | Plexera, Llc | Plasmon resonance biosensor and method |
| US7197196B2 (en) * | 2004-11-22 | 2007-03-27 | National Taiwan University | Miniature surface plasmon resonance waveguide device with sinusoidal curvature compensation |
| US7655421B2 (en) * | 2005-06-17 | 2010-02-02 | Ciencia, Inc. | Cytometer on a chip |
| US7889347B2 (en) | 2005-11-21 | 2011-02-15 | Plexera Llc | Surface plasmon resonance spectrometer with an actuator driven angle scanning mechanism |
| US20090262356A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-22 | Plexera, Llc | User interface and method for using an spr system |
| US7463358B2 (en) | 2005-12-06 | 2008-12-09 | Lumera Corporation | Highly stable surface plasmon resonance plates, microarrays, and methods |
| US7473916B2 (en) * | 2005-12-16 | 2009-01-06 | Asml Netherlands B.V. | Apparatus and method for detecting contamination within a lithographic apparatus |
| JP2007263901A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-11 | Dkk Toa Corp | 表面プラズモン共鳴測定装置 |
| WO2008070198A2 (en) | 2006-05-17 | 2008-06-12 | California Institute Of Technology | Thermal cycling system |
| US8232091B2 (en) * | 2006-05-17 | 2012-07-31 | California Institute Of Technology | Thermal cycling system |
| EP2112498B1 (en) * | 2007-02-16 | 2015-03-11 | Tokyo Institute of Technology | Spectroscopic analyzing device and spectroscopic analyzing method |
| US8263377B2 (en) | 2007-04-03 | 2012-09-11 | Plexera, Llc | Label free kinase assays and reagents |
| US8743367B2 (en) * | 2007-05-21 | 2014-06-03 | Bio-Rad Laboratories Inc. | Optical resonance analysis using a multi-angle source of illumination |
| US7781853B2 (en) * | 2007-07-26 | 2010-08-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Plasmon-enhanced electromagnetic-radiation-emitting devices and methods for fabricating the same |
| US7695976B2 (en) * | 2007-08-29 | 2010-04-13 | Plexera Bioscience, Llc | Method for uniform analyte fluid delivery to microarrays |
| US8149319B2 (en) * | 2007-12-03 | 2012-04-03 | Ricoh Co., Ltd. | End-to-end design of electro-optic imaging systems for color-correlated objects |
| US8004669B1 (en) | 2007-12-18 | 2011-08-23 | Plexera Llc | SPR apparatus with a high performance fluid delivery system |
| US8368897B2 (en) | 2008-08-22 | 2013-02-05 | Ciencia, Inc. | Versatile surface plasmon resonance analyzer with an integral surface plasmon resonance enhanced fluorescence mode |
| US8836948B2 (en) * | 2009-01-29 | 2014-09-16 | The Regents Of The University Of California | High resolution structured illumination microscopy |
| US20100279299A1 (en) * | 2009-04-03 | 2010-11-04 | Helixis, Inc. | Devices and Methods for Heating Biological Samples |
| US8045173B2 (en) * | 2009-08-04 | 2011-10-25 | General Electric Company | Adaptive linear filter for real time noise reduction in surface plasmon resonance systems |
| EP2301666B1 (en) * | 2009-09-09 | 2021-06-30 | Cole-Parmer Ltd. | Optical system for multiple reactions |
| JP2011131002A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Fujifilm Corp | 蛍光画像撮像装置 |
| AU2011217862B9 (en) | 2010-02-19 | 2014-07-10 | Pacific Biosciences Of California, Inc. | Integrated analytical system and method |
| US8994946B2 (en) | 2010-02-19 | 2015-03-31 | Pacific Biosciences Of California, Inc. | Integrated analytical system and method |
| GB201202128D0 (en) * | 2012-02-08 | 2012-03-21 | Univ Leeds | Novel material |
| US9383312B2 (en) | 2013-11-06 | 2016-07-05 | Ciencia, Inc. | Electro-optic grating-coupled surface plasmon resonance (EOSPR) |
| JP6214464B2 (ja) * | 2014-05-15 | 2017-10-18 | オリンパス株式会社 | 内視鏡システム |
| DE102014214721A1 (de) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Anordnung zur orts- und wellenlängenaufgelösten Erfassung von Lichtstrahlung, die von mindestens einer OLED oder LED emittiert wird |
| EP3247983A1 (en) * | 2015-01-23 | 2017-11-29 | Rigaku Raman Technologies, Inc. | System and method to minimize nonrandom fixed pattern noise in spectrometers |
| CN107683340A (zh) | 2015-05-07 | 2018-02-09 | 加利福尼亚太平洋生物科学股份有限公司 | 多处理器流水线架构 |
| US9749044B1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-08-29 | Facebook, Inc. | Luminescent detector for free-space optical communication |
| CN110441311B (zh) * | 2019-07-22 | 2021-10-08 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 用于多物面成像的多轴多焦镜头 |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3888283A (en) | 1971-12-27 | 1975-06-10 | Ford B Cauffiel | Tapered pole made of variable width metal strips |
| US3757042A (en) | 1972-02-18 | 1973-09-04 | Us Navy | Receiver separation and zoom lenses pan and tilt underwater optical viewing system with adjustable source |
| CA1237645A (en) | 1982-12-21 | 1988-06-07 | John H. Fisher | Assay technique |
| GB8423204D0 (en) | 1984-09-14 | 1984-10-17 | Comtech Res Unit | Assay technique and equipment |
| GB8618133D0 (en) | 1986-07-24 | 1986-09-03 | Pa Consulting Services | Biosensors |
| NL8700851A (nl) * | 1987-04-10 | 1988-11-01 | Tno | Werkwijze en inrichting voor het detecteren van zeer lage concentraties van een in een meetmedium aanwezige chemische component onder toepassing van oppervlakte-plasmonresonantie en elektrochemisch gestimuleerde adsorptie. |
| SE462408B (sv) | 1988-11-10 | 1990-06-18 | Pharmacia Ab | Optiskt biosensorsystem utnyttjande ytplasmonresonans foer detektering av en specific biomolekyl, saett att kalibrera sensoranordningen samt saett att korrigera foer baslinjedrift i systemet |
| US5031080A (en) * | 1990-05-24 | 1991-07-09 | Gulton Industries, Inc. | Portable cockpit light assembly |
| GB9019123D0 (en) | 1990-09-01 | 1990-10-17 | Fisons Plc | Analytical device |
| JPH04175620A (ja) | 1990-11-09 | 1992-06-23 | Canon Inc | スペクトル測定方法および装置 |
| GB9200564D0 (en) | 1992-01-11 | 1992-03-11 | Fisons Plc | Analytical device with variable angle of incidence |
| GB9212416D0 (en) | 1992-06-11 | 1992-07-22 | Medical Res Council | Reversible binding substances |
| EP0575132A1 (en) | 1992-06-17 | 1993-12-22 | Hewlett-Packard Company | Optical measuring device |
| US5327225A (en) | 1993-01-28 | 1994-07-05 | The Center For Innovative Technology | Surface plasmon resonance sensor |
| JPH0783824A (ja) | 1993-09-10 | 1995-03-31 | Sony Corp | 減衰全反射による解析方法及びその装置 |
| FI96800C (fi) * | 1994-02-16 | 1996-08-26 | Valtion Teknillinen | Laite analyysin suorittamiseksi |
| US6372425B1 (en) * | 1994-10-26 | 2002-04-16 | Merck & Co., Inc. | Large scale affinity chromatography of macromolecules |
| US5633724A (en) * | 1995-08-29 | 1997-05-27 | Hewlett-Packard Company | Evanescent scanning of biochemical array |
| SE9503028D0 (sv) * | 1995-09-01 | 1995-09-01 | Pharmacia Biosensor Ab | Method of analysing chemical and physical interactions at a sensor surface |
| US5815278A (en) * | 1995-10-25 | 1998-09-29 | University Of Washington | Surface plasmon resonance light pipe sensing probe and related interface optics |
| US6482886B1 (en) | 1995-12-05 | 2002-11-19 | The Dow Chemical Company | Method for externally sizing fibrous materials |
| WO1997032212A1 (en) | 1996-03-01 | 1997-09-04 | Beckman Instruments, Inc. | System for simultaneously conducting multiple ligand binding assays |
| JP3926409B2 (ja) * | 1996-04-30 | 2007-06-06 | 富士フイルム株式会社 | 表面プラズモンセンサー |
| US5917607A (en) | 1996-04-25 | 1999-06-29 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Surface plasmon sensor for multiple channel analysis |
| SE9700384D0 (sv) * | 1997-02-04 | 1997-02-04 | Biacore Ab | Analytical method and apparatus |
| JP3437170B2 (ja) * | 1997-12-12 | 2003-08-18 | ピーイー コーポレイション （エヌワイ） | 光学共鳴解析システム |
| AU2001242927A1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-09-24 | Institutet Polymerutveckling Ab | Improved imaging spr apparatus |
-
1998
- 1998-12-14 JP JP2000524645A patent/JP3437170B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-14 WO PCT/US1998/026543 patent/WO1999030135A1/en not_active Application Discontinuation
- 1998-12-14 EP EP98962100A patent/EP1038167A4/en not_active Withdrawn
- 1998-12-14 AU AU17259/99A patent/AU751280B2/en not_active Ceased
- 1998-12-14 US US09/486,424 patent/US6600563B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-11-05 JP JP2002321894A patent/JP2003177089A/ja active Pending
-
2003
- 2003-04-28 US US10/425,799 patent/US6873417B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-03-07 US US11/074,604 patent/US20050162657A1/en not_active Abandoned
-
2006
- 2006-07-28 US US11/460,932 patent/US7251085B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004500571A (ja) * | 2000-03-14 | 2004-01-08 | スプリング、システムズ、アクチボラグ | 改良された撮像型表面プラズモン共鳴装置 |
| JP4964384B2 (ja) * | 2000-03-14 | 2012-06-27 | スプリング、システムズ、アクチボラグ | 改良された撮像型表面プラズモン共鳴装置 |
| JP2004020267A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Fuji Photo Film Co Ltd | 測定装置および該測定装置の使用方法 |
| US7443507B2 (en) | 2002-12-25 | 2008-10-28 | Bio-Rad Laboratories Inc. | Surface plasmon resonance sensor |
| US7586616B2 (en) | 2002-12-25 | 2009-09-08 | Bio-Rad Laboratories Inc. | Surface plasmon resonance sensor |
| US7999942B2 (en) | 2002-12-25 | 2011-08-16 | Bio-Rad Laboratories Inc. | Surface plasmon resonance sensor |
| US8111400B2 (en) | 2002-12-25 | 2012-02-07 | Bio-Rad Laboratories Inc. | Surface plasmon resonance sensor |
| US8363223B2 (en) | 2002-12-25 | 2013-01-29 | Bio-Rad Laboratories Inc. | Surface plasmon resonance sensor |
| US8743369B2 (en) | 2002-12-25 | 2014-06-03 | Bio-Rad Laboratories Inc. | Surface plasmon resonance sensor |
| JP2010210628A (ja) * | 2003-08-01 | 2010-09-24 | Ge Healthcare Biosciences Ab | 表面結合光学共振プロファイルを数量化する方法及び装置 |
| JP2012211918A (ja) * | 2006-03-10 | 2012-11-01 | Corning Inc | Ｌｉｄバイオセンサの共振検出の最適化法 |
| JP4663590B2 (ja) * | 2006-06-14 | 2011-04-06 | 日本電信電話株式会社 | ピーク位置変動量測定装置、その測定方法及びプログラム |
| JP2007333535A (ja) * | 2006-06-14 | 2007-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ピーク位置変動量測定装置、その測定方法及びプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3437170B2 (ja) | 2003-08-18 |
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| US7251085B2 (en) | 2007-07-31 |
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