JP2003042945A - Surface plasmon resonance sensor system - Google Patents

Surface plasmon resonance sensor system

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JP2003042945A
JP2003042945A JP2001232157A JP2001232157A JP2003042945A JP 2003042945 A JP2003042945 A JP 2003042945A JP 2001232157 A JP2001232157 A JP 2001232157A JP 2001232157 A JP2001232157 A JP 2001232157A JP 2003042945 A JP2003042945 A JP 2003042945A
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Takayuki Goto
Hiromasa Inuzuka
Hiroyuki Nakayama
Satoshi Tawara
Atsushi Uchiumi
博之 中山
淳 内海
崇之 後藤
博誠 犬塚
諭 田原
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Ind Ltd
三菱重工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To continuously measure and process a large number of samples, to simplify constitution, to facilitate relative movement, to measure with proper precision, and to reduce cost.
SOLUTION: This surface plasmon resonance sensor system is provided with a first optical system mounted with plural samples for measuring biochemical reaction on one face; and it is formed with a thin film for causing surface plasmon resonance on the other face constituting reflecting face, a light source for emitting a laser beam for generating plasmon resonance on the reflecting face in the thin film, a second optical system for converting the emitted laser beam, emitted from the light source into a parallel beam, and a photodetecting means for detecting an intensity distribution of reflected light reflected on the light reflecting face. In the first optical system, biochemical reactions in the plural sample are detected at the same time, by conducting irradiation using the laser beam converted into the parallel beam by the second optical system, as a parallel beam for irradiating a sample-mounted area mounted with plural samples in the thin film.
COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、生化学計測の対象となる液体試料の微少質量変化を検出するするために、 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention, in order to detect a minute change in mass of the liquid sample to be biochemical measurement,
表面プラズモン共鳴現象を利用した表面プラズモン共鳴センサ装置に関し、特に、多数の試料を同時に計測処理することのできる表面プラズモン共鳴センサ装置に関する。 Relates the surface plasmon resonance sensor apparatus utilizing the surface plasmon resonance phenomenon, more particularly, to a surface plasmon resonance sensor device capable of simultaneously measuring process a large number of samples. 【0002】 【従来の技術】従来より、生化学的反応の進行に伴う物質の物理化学的な変化量を検出する方法として、表面プラズモン共鳴現象を用いた表面プラズモン共鳴センサ装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for detecting a physicochemical change in the amount of a substance with the progress of biochemical reactions, the surface plasmon resonance sensor apparatus using the surface plasmon resonance phenomenon is known . これは、例えば、図4に示すように、回折格子を備えた平行ガラス基板(またはガラスプリズム)1の表面に金や銀等の金属薄膜2を真空蒸着等の成膜技術を用いて形成し、ガラス基板1の側から金属薄膜2との界面に向かって全反射条件を満足する角度でレーザ光3を照射すると、特定の入射角θの時に、金属薄膜2に表面プラズモン共鳴が励起されるというものである。 This, for example, as shown in FIG. 4, the metal thin film 2 such as gold or silver is formed by using a deposition technique such as vacuum evaporation parallel glass substrates (or glass prisms) 1 of a surface having a diffraction grating It is irradiated at an angle satisfying the total reflection condition toward the interface from the side of the glass substrate 1 and the metal thin film 2 with the laser beam 3, when a particular incident angle theta, surface plasmon resonance is excited in the thin metal film 2 is that. 【0003】表面プラズモン共鳴が励起されると、金属薄膜2上のプラズモン波に光エネルギが吸収されるため、ガラス基板1と金属薄膜2との界面で全反射する反射光5の強度が鋭く低下する。 [0003] When the surface plasmon resonance is excited, because the light energy to plasmon wave on the metal thin film 2 is absorbed, sharply decreased the intensity of the reflected light 5 is totally reflected at the interface between the glass substrate 1 and the metal thin film 2 to. 図5に、入射角θと反射光5の強度との関係を示す。 Figure 5 shows the relationship between the incident angle θ and the intensity of the reflected light 5. ここで、表面プラズモン共鳴が生じる入射角θは、金属薄膜2と接触している測定部4の試料溶液など媒質の密度(すなわち、金属薄膜表面の質量)に依存するという関係がある。 Here, relationship of the incident angle θ of the surface plasmon resonance occurs depends on the density of the medium such as a sample solution measurement part 4 in contact with the metal thin film 2 (i.e., the mass of the metal thin film surface). 【0004】従って、この光学系から反射され反射光5 [0004] Therefore, reflected from the optical system reflected light 5
が特異的に低下する反射角を求めることにより、表面プラズモン共鳴現象の有無、並びに、表面プラズモン共鳴現象が生じている時の入射角θを求めることができ、結果として媒質の密度、すなわち、金属薄膜表面の質量の変化を求めることが可能となる。 By asks a reflection angle that decreases specifically, whether the surface plasmon resonance phenomenon, and can determine the incident angle θ at which the surface plasmon resonance phenomenon occurs, the density of the resulting medium, i.e., metal it is possible to determine the change in mass of the thin film surface. 【0005】このように、金属薄膜表面の質量の微少変化は、金属薄膜の表面プラズモン共鳴吸収による大きな光量変化として鋭敏に検知することができるようになる。 [0005] Thus, small changes in mass of the metal thin film surface, it is possible to sensitively detect a large amount of light caused by the surface plasmon resonance absorption of the metal thin film. 従って、この表面プラズモン共鳴現象を応用した計測法では、非常に微少な量を対象として計測が可能となり、通常、1ピコグラムの質量変化をも検出できる。 Therefore, in the measurement method of applying the surface plasmon resonance phenomenon enables the measurement as an object a very small amount, usually can detect the change in mass of one picogram. それゆえ、一般的な計測方法では計測できない微少量を扱う生化学計測にも応用されている。 Thus, in a general measurement method has also been applied to the biochemical measurement dealing with very small amount can not be measured. 例えば、図5に示す2つの特性のように、測定部4(図4参照)におけるD For example, as the two characteristics shown in FIG. 5, D in the measurement unit 4 (see FIG. 4)
NA結合の有無が、反射光5の強度が低下する入射角θ Presence of NA bond angle of incidence the intensity of the reflected light 5 is lowered θ
の違いとなって現れるので、DNAの結合による質量の微少変化を検知することができる。 Since appears as a difference in, it is possible to detect a minute change in the mass by binding DNA. 【0006】一般に、上述した表面プラズモン共鳴センサ装置は、一つの検出部位で行われる生化学反応を対象として、個々に計測を行なうものであり、計測の作業効率が悪いため、多数の試料を計測するための装置が開発されている。 [0006] Generally, the above-described surface plasmon resonance sensor device, as a target the biochemical reactions that take place in a single detection site, which is performed individually measured, due to poor working efficiency of the measurement, the measuring a large number of samples device to have been developed. 例えば、特開2000−65730号公報に記載されているように、多種類の試料成分の表面プラズモン共鳴角を効率的に検出する装置が開発されている。 For example, as described in JP 2000-65730, the surface plasmon resonance angle of the wide variety of sample components efficiently detect devices have been developed. 図6を用いて簡単に説明すると、この従来の装置は、試料溶液が吸着される金属薄膜(図示せず)が成膜されたガラス基板6を設けたセンサーチップ7に密着するプリズム8に対して光照射装置9からの光を所要の角度で入射し、受光装置10によりガラス基板6の金属薄膜境界面からの反射光を受光してその強度が最小になる共鳴角により試料溶液の成分を検出する。 Briefly described with reference to FIG. 6, this conventional apparatus, with respect to prism 8 which sample solution is brought into close contact with the sensor chip 7 provided the glass substrate 6 where the metal thin film (not shown) is deposited to be adsorbed the light from the light irradiation device 9 incident at a predetermined angle Te, the component of the sample solution by resonance angle the intensity is minimized by receiving the reflected light from the metallic thin film boundary surface of the glass substrate 6 by the light receiving device 10 To detect. 下面が開口した多数のセル11aが所要の間隔で配列されたセルプレート11の下面にガラス基板6を、各セル11aの開口を閉鎖するように取り付けてセンサーチップ7を構成する。 The glass substrate 6 on the lower surface of the cell plate 11 which a plurality of cells 11a in which the lower surface is opened are arranged at required intervals, mounted to close the opening of each cell 11a constituting the sensor chip 7. プリズム8を複数のセル11aに応じた大きさに形成し、プリズム8に対して複数のセル11aに応じたガラス基板6を選択的に密着させた状態で選択された各セル11aにおけるガラス基板6の金属薄膜境界面に夫々の光を所要の角度幅で照射する。 Is formed in a size corresponding prism 8 into a plurality of cells 11a, the glass substrate 6 in each cell 11a that is selected in a state of selective adhesion is not the glass substrate 6 in accordance with a plurality of cells 11a relative to the prism 8 irradiating light of each at the required angle width of the metal thin film interface. 各セル11aに対応するガラス基板6の金属薄膜境界面からの各反射光の強度に基づいて選択された各セル11a内に分注された試料溶液の共鳴角を同時に検出可能にしている。 Thereby enabling detecting the resonance angle of the dispensed sample solution into each cell 11a that is selected based on the intensity of the reflected light from the metallic thin film boundary surface of the glass substrate 6 corresponding to each cell 11a at the same time. 【0007】 【発明が解決しようとする課題】従来の装置は上述のように構成されていたため、以下のような課題があった。 [0007] [INVENTION to be solved INVENTION conventional apparatus for which are structured as described above, has the following problems.
即ち、マトリクス状に配列された任意のセル11aにおける共鳴角の検出精度を一定に保つには、接触しながら相対的に移動するセンサーチップ7を構成するガラス基板6の下面とプリズム8の上面との間を、光学的に密な結合状態に維持したまま、両者を機械的に移動させなければならない。 That is, to keep the detection accuracy of the resonance angle in any cell 11a arranged in a matrix at a constant, and the upper surface of the lower surface and the prism 8 of the glass substrate 6 constituting the sensor chip 7 to move relatively while contacting between, while maintaining the optically dense coupling state, it must be mechanically moved both. 光学的な結合を維持するためには、ガラス基板6とプリズム8との間に、屈折率がプリズム8及びガラス基板6とほぼ等しいマッチングオイル或いはシリコンゴムシートを介在させ、気泡の混入がない状態で密着させる必要があり、そのため、相対移動が非常に困難で構成が複雑になるという課題があった。 State in order to maintain the optical coupling is between the glass substrate 6 and the prism 8, the refractive index is interposed substantially equal matching oil or silicone rubber sheet and a prism 8 and the glass substrate 6, no inclusion of air bubbles in must be in close contact, therefore, relative movement there is a problem that very difficult configuration becomes complicated. 【0008】また、ガラス基板6をプリズム8に対して、接触させながら移動させるため、多数試料の総合的な分析速度も遅く、測定精度も劣るという欠点があった。 Further, the glass substrate 6 with respect to the prism 8, to move while in contact, the overall speed of analysis of multiple samples is also slow, there is a drawback that the measurement accuracy poor. さらに、試料毎にセル11aが必要であり、且つこのセル11aは各々分離独立しているので、センサーチップ7が大型化し、多数試料を取扱うことが現実的ではないという不具合があった。 Furthermore, it is necessary cell 11a for each sample, and since the cell 11a are each separated independently, the sensor chip 7 becomes large, to handle multiple samples there is a problem that it is not realistic. 【0009】従って、本発明は、上述した従来の技術の問題を解決するためになされたもので、多数の試料を同時に計測処理することのできると共に、構成が単純で、 Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, with can be measured simultaneously processing a large number of samples, realize a simple configuration,
測定精度が良く、安価である表面プラズモン共鳴センサ装置を提供することを主な目的とするものである。 Good measurement accuracy, it is an principal object to provide a surface plasmon resonance sensor apparatus is inexpensive. 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明の表面プラズモン共鳴センサ装置は、一方の面に生化学反応測定用の試料を複数搭載し、反射面を構成する他方の面で表面プラズモン共鳴を生じさせる薄膜を形成した第1光学系と、前記薄膜の反射面でプラズモン共鳴を生じさせるためのレーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を平行光に変換する第2光学系と、前記光反射面で反射された反射光の強度分布を検出する光検出手段とを備え、前記第1光学系は、前記第2光学系で平行光に変換されたレーザ光を前記薄膜の前記複数の試料が搭載された試料搭載領域を照射する平行光にして照射することにより、複数の試料における生化学反応を同時に検出できる構成であり、また、前記第1光学系は、断面半円状の半 [0010] Surface plasmon resonance sensor device of the present invention In order to achieve the above object, according to a plurality mounting a sample for biochemical reaction measuring on one side, a surface plasmon resonance at the other surface constituting the reflecting surface a first optical system for forming a thin film to produce a second converting a light source for emitting laser light for generating the plasmon resonance at the reflecting surface of the thin film, a laser beam emitted from the light source into parallel light wherein an optical system, a light detecting means for detecting the intensity distribution of the reflected light by the light reflecting surface, said first optical system, the laser light converted into parallel light by the second optical system by the plurality of samples of the thin film is irradiated with a collimated light illuminating the sample mounting area mounted, a configuration can simultaneously detect biochemical reactions in a plurality of samples, also the first optical system is a cross-sectional semicircular half 円筒形の領域であって平面部が前記薄膜の反射面と当接する第1領域と、前記第1領域を除いた板状領域からなる第2領域とを有する基板であり、第1領域は、前記第2領域よりも屈折率が大きくなるようにイオン交換されている構成であり、さらに、前記第2光学系は、同時検出する試料の数に合わせた複数のシリンドリカルレンズの集合体からなる構成である。 A first region in which the flat portion abuts a reflecting surface of the thin film to a cylindrical region, a substrate and a second region comprised of a plate-like region excluding the first region, the first region, wherein a configuration that is ion-exchanged so that the refractive index is larger than the second region, further, the second optical system is composed of a set of a plurality of cylindrical lenses to match the number of samples simultaneous detection arrangement it is. 【0011】 【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による表面プラズモン共鳴センサ装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, a preferred embodiment of the surface plasmon resonance sensor system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. なお、従来装置と同一または同等部分には同一符号を付し、その説明を省略する。 The same reference numerals are assigned to the conventional apparatus of the same or similar parts, and description thereof is omitted. 【0012】図1は、本発明の実施の形態1に係る表面プラズモン共鳴センサ装置の構成を概略的に示す図である。 [0012] Figure 1 is a diagram schematically showing a configuration of a surface plasmon resonance sensor apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すように、本発明の表面プラズモン共鳴センサ装置では、第1光学系である断面半円状の半円筒形の第1シリンドリカルレンズ15の平面15Aに金属薄膜2を蒸着等により形成し、この金属薄膜2の表面に複数の生化学反応測定用の試料14A〜14Dを前記第1 As shown in FIG. 1, the surface plasmon resonance sensor device of the present invention, the metal thin film 2 is formed by vapor deposition or the like to the plane 15A of the first cylindrical lens 15 of a semicircular cross section semicylindrical a first optical system the first sample 14A~14D for multiple biochemical reaction measuring the surface of the metal thin film 2
シリンドリカルレンズ15の長手方向に沿って直線状に配置してある。 They are arranged linearly along the longitudinal direction of the cylindrical lens 15. なお、図1では金属薄膜2の表面側を示しているが、第1シリンドリカルレンズ15の平面15 Incidentally, while indicating surface side of FIG. 1, the metal thin film 2, the plane 15 of the first cylindrical lens 15
Aと当接する裏面側は光照射装置9から出射されるレーザ光の反射面として機能する。 A abutting the back side serves as a reflecting surface of the laser light emitted from the light irradiation device 9. 【0013】また、前記第1シリンドリカルレンズと光源である光照射装置9との間には、断面弧状の第2光学系である第2シリンドリカルレンズ16が配設されており、光照射装置9から出射されたレーザ光9Aは前記第2シリンドリカルレンズ16で平行光9Bに変換される。 Further, the between the light irradiation device 9 is first cylindrical lens and the light source, the second cylindrical lens 16 is disposed a second optical system section arc, from the light irradiation device 9 the laser beam emitted 9A is converted into parallel light 9B in the second cylindrical lens 16. 【0014】ここで、前記平行光9Bは、第1シリンドリカルレンズ15内に入射して前記金属薄膜2の反射面(図1中において第1シリンドリカルレンズ15に当接する金属薄膜2の面)において、前記複数の試料14A [0014] Here, the parallel light. 9B, the reflection surface of the metal thin film 2 is incident on the first cylindrical lens 15 (the surface of the metal thin film 2 in contact with the first cylindrical lens 15 in the figure 1), wherein the plurality of sample 14A
〜14Dが搭載されている金属薄膜2の試料搭載領域を照射する照射範囲を有する平行光である。 ~14D is parallel light having an illumination range of illuminating the sample mounting area of ​​the metal thin film 2 is mounted. 【0015】前記平行光9Bは、前記金属薄膜2の反射面で反射されて反射光9Cとなり、光検出手段である2 [0015] The parallel light. 9B, becomes reflected light 9C is reflected by the reflecting surface of the metal thin film 2, a light detecting means 2
次元アレイセンサ17で受光されて光強度分布が測定される。 Light intensity distribution is measured is received by dimension array sensor 17. この2次元アレイセンサ17は、複数の試料14 The two-dimensional array sensor 17, a plurality of samples 14
A〜14Dによる反射光9Cを同時に測定できる受光素子であり、図1に示すように試料が4つ(試料14A〜 A light receiving element the reflected light 9C can be measured simultaneously by A~14D, sample four, as shown in FIG. 1 (sample 14A~
14D)ある場合は、4つの試料14A〜14Dの分析を同時に行うことができるものである。 14D) if there is one that can be analyzed four samples 14A~14D simultaneously. この分析結果は各試料毎に別々に表示されるように構成されており、どの試料において質量の微小変化が生じたかを効率よく検出することができる。 The analysis is configured to be displayed separately for each sample, it is possible to detect whether at any sample small change in mass has occurred efficiently. 【0016】本発明の実施の形態1に係る表面プラズモン共鳴センサ装置は、上述のように構成されているので、生化学反応測定用の複数の試料14A〜14Dを同時に効率よく測定することができる。 The surface plasmon resonance sensor apparatus according to a first embodiment of the present invention, which is configured as described above, it is possible to simultaneously measure efficiently multiple samples 14A~14D for biochemical reaction measuring . また、このように第1シリンドリカルレンズ15の平面15Aに金属薄膜2を直接形成し、その上に生化学反応測定用の試料14 Further, the sample 14 of the thus the thin metal film 2 is formed directly on the plane 15A of the first cylindrical lens 15, a biochemical reaction measuring thereon
A〜14Dを直接搭載しているので、各試料間の間隔は、約1cm程度から最小で1μm程度にまで狭めることができ、検出作業の効率を大幅に向上させることができる。 Since the directly mounted A~14D, spacing between each sample, minimum can be narrowed to about 1μm from about 1 cm, the efficiency of the detection operation can be greatly improved. 【0017】なお、ここでは、金属薄膜2を第1シリンドリカルレンズ15Aの平面15Aに形成する場合について説明したが、表面プラズモン共鳴を誘起できると共に反射板としての機能を有するのであれば、半導体薄膜で構成しても良い。 [0017] Here, a case has been described in which forming a metal thin film 2 on the plane 15A of the first cylindrical lens 15A, as long as it has a function as a reflective plate with capable of inducing surface plasmon resonance, in the semiconductor thin film it may be configured. また、図1には、生化学反応測定用の試料14A〜14Dを一直線上に4つ並べてある場合を示したが、試料の個数は幾つでも良く、複数列に並べて全てを同時に検出するようしても良く、複数の試料を幾つかのグループに分けて検出するようにしても良い。 Further, in FIG. 1, the sample 14A~14D for biochemical reaction measuring showed If you arranged four in a line, the number of samples may be a number, Shi to detect all arranged in a plurality of rows at the same time At best, it may be detected separately a plurality of samples into several groups. 【0018】実施の形態2. [0018] Embodiment 2. 図2は、本発明の実施の形態2に係る表面プラズモン共鳴センサ装置の要部の構成を概略的に示す構成図である。 2, a configuration of a main portion of a surface plasmon resonance sensor apparatus according to a second embodiment of the present invention is a configuration diagram schematically showing. 図2に示すように、本発明の実施の形態2に係る表面プラズモン共鳴センサ装置では、第1光学系である第1シリンドリカルレンズとして、断面半円状の半円筒部であって平面部が金属薄膜2 As shown in FIG. 2, the surface plasmon resonance sensor apparatus according to a second embodiment of the present invention, a first cylindrical lens is a first optical system, a plane portion a semicircular cross section of the semi-cylindrical portion metals thin film 2
の反射面と当接する第1領域で構成される第1シリンドリカルレンズ20Aを用いる。 Using the reflection surface and the first cylindrical lens 20A made up of abutting the first region. その他の構成は図1に示す実施の形態1に係る表面プラズモン共鳴センサ装置と同様である。 Other configurations are the same as the surface plasmon resonance sensor apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 【0019】この第1シリンドリカルレンズ20Aは、 [0019] The first cylindrical lens 20A is
ソーダライムガラス製のガラス板20のうちの第1領域を除いた第2領域よりも屈折率が大きくなるようにイオン交換されたレンズである。 An ion exchange lenses so that the refractive index is greater than the second region excluding the first region of the soda lime glass of the glass plate 20. 即ち、ガラス板20の前記第1領域に例えばカリウムイオン交換を施すことにより、ガラス板20を第1領域のシリンドリカルレンズ2 In other words, by applying to the first region of the glass plate 20 such as potassium ion exchange, a glass plate 20 of the first region cylindrical lens 2
0Aと、前記第1領域を除いた板状体からなる第2領域である低屈折率部20Bとに分け、光屈折率部である第1領域にレンズ効果を持たせたものである。 0A and, divided into a low refractive index portion 20B which is the second region comprising a plate body excluding the first region, those which gave a lens effect in the first region is a refractive index unit. 【0020】このように、イオン交換によってガラス板20の一部にレンズ効果を持たせることによって形成した第1シリンドリカルレンズ20Aの上面に金属薄膜2 [0020] Thus, the metal thin film 2 on the upper surface of the first cylindrical lens 20A formed by giving a lens effect to a portion of the glass plate 20 by ion-exchange
を形成し、この金属薄膜2の上面に複数の試料14A〜 Forming a plurality of sample 14A~ on the upper surface of the metal thin film 2
14Dを搭載すれば、実施の形態1の場合と同様に、複数の生化学反応測定用の試料14A〜14Dにおける質量の微小変化を同時に効率よく測定することができる。 If equipped with 14D, as in the case of the first embodiment, it is possible to simultaneously measure efficiently mass of a minute change in a plurality of samples 14A~14D for biochemical reaction measuring. 【0021】なお、第1シリンドリカルレンズの大きさは、例えば幅が1mm〜30mm、長手方向の長さが5 [0021] The size of the first cylindrical lens, for example, a width 1Mm~30mm, the length of the longitudinal direction 5
mm〜100mm程度である。 It is about mm~100mm. また、ここでは、ソーダライムガラスの第1領域をカリウムイオン交換してレンズ効果を持たせた場合について説明したが、上述した第1領域の屈折率を第2領域の屈折率よりも大きく設定できるのであれば、他の材質で構成されるガラス板を用いて第1シリンドリカルレンズ20Aを構成しても良い。 Also, here, a case has been described in which the first region of the soda lime glass to have a lens effect by potassium ion exchange can be set larger than the refractive index of the second region the refractive index of the first region described above if the may constitute the first cylindrical lens 20A with a glass plate composed of another material. 【0022】実施の形態3. [0022] Embodiment 3. 図3は、本発明の実施の形態3に係る表面プラズモン共鳴センサ装置の要部の構成を概略的に示す図である。 Figure 3 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of a surface plasmon resonance sensor apparatus according to a third embodiment of the present invention. 図3において、本発明の実施の形態3に係る表面プラズモン共鳴センサ装置は、図1 3, the surface plasmon resonance sensor apparatus according to a third embodiment of the present invention, FIG. 1
に示す第2シリンドリカルレンズ16の代わりに、第2 Instead of the second cylindrical lens 16 shown in the second
光学系として、複数のシリンドリカルレンズ31Aないし31Dで構成される第2シリンドリカルレンズ30を備える。 As an optical system, a second cylindrical lens 30 configured to no more cylindrical lenses 31A at 31D. その他の構成は、図1に示す実施の形態1に係る表面プラズモン共鳴センサ装置と同様である。 Other configurations are the same as the surface plasmon resonance sensor apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 【0023】この第2シリンドリカルレンズ30は、試料14A〜14Dの数に対応させたシリンドリカルレンズ31A〜31Dを各光軸が平行になるようにフレーム32で固定することにより、各レンズ31A〜31Dを透過するレーザ光を平行に導出するものである。 [0023] The second cylindrical lens 30, by fixing the cylindrical lens 31A~31D made to correspond to the number of samples 14A~14D frame 32 such that each optical axes are parallel, each lens 31A~31D the transmitted laser beam is to derive in parallel. 【0024】このように、本発明の実施の形態3に係る表面プラズモン共鳴センサ装置では複数のシリンドリカルレンズ31A〜31Dを光軸が平行になるようにフレーム32で固定した第2シリンドリカルレンズ30を用いることにより、実施の形態1の場合と同様に、複数の生化学反応測定用の試料14A〜14Dにおける質量の微小変化を同時に効率よく測定することができる。 [0024] Thus, using the second cylindrical lens 30 which is fixed in frame 32 so that the optical axis of the plurality of cylindrical lenses 31A~31D is parallel with the surface plasmon resonance sensor apparatus according to a third embodiment of the present invention it, as in the case of the first embodiment, it is possible to simultaneously measure efficiently mass of a minute change in a plurality of samples 14A~14D for biochemical reaction measuring. 【0025】なお、図3には、シリンドリカルレンズ3 [0025] It should be noted that, in FIG. 3, the cylindrical lens 3
1A〜31Dを一列に並べた第2シリンドリカルレンズ30を示したが、生化学反応測定用の試料が複数列に配列されている場合には、これにあわせて複数列のシリンドリカルレンズをフレーム32で固定して第2シリンドリカルレンズ30を構成しても良い。 Second showed cylindrical lens 30 formed by arranging 1A~31D in a row, when the sample for the biochemical reaction measuring are arranged in a plurality of rows, the cylindrical lens a plurality of rows in the frame 32 in accordance with this the second may constitute the cylindrical lens 30 are fixed. 【0026】 【発明の効果】本発明の表面プラズモン共鳴センサ装置は、一方の面に生化学反応測定用の試料を複数搭載し、 [0026] [Effect of the Invention surface plasmon resonance sensor device of the present invention, a plurality of mounting a sample for biochemical reaction measuring on one side,
反射面を構成する他方の面で表面プラズモン共鳴を生じさせる薄膜を形成した第1光学系と、前記薄膜の反射面でプラズモン共鳴を生じさせるためのレーザ光を出射する光源と、前記光源から出射されたレーザ光を平行光に変換する第2光学系と、前記光反射面で反射された反射光の強度分布を検出する光検出手段とを備え、前記第1 A light source for emitting a first optical system for forming a thin film for causing the surface plasmon resonance at the other surface constituting the reflecting surface, the laser beam for generating the plasmon resonance at the reflecting surface of the thin film, emitted from the light source by a second optical system for converting the parallel light laser beam was, and a light detecting means for detecting the intensity distribution of the reflected light by the light reflecting surface, said first
光学系は、前記第2光学系で平行光に変換されたレーザ光を前記薄膜の前記複数の試料が搭載された試料搭載領域を照射する平行光にして照射することにより、複数の試料における生化学反応を同時に検出できるので、生化学反応測定用の複数の測定効率を大幅に向上させることができ、また、生化学反応測定用の試料を第1光学系に形成した薄膜の上に直接搭載しているので、各試料間の間隔を従来よりも大幅に狭めることができ、検出作業の効率を大幅に向上させることができる。 Optical system, by irradiating the parallel light to irradiate the sample mounting area in which the plurality of samples are mounted in the film the converted laser light into parallel light by the second optical system, raw in a plurality of samples since chemical reactions can be detected simultaneously, it is possible to greatly improve the plurality of measurement efficiency of the biochemical reaction measuring, also directly mounted on the thin film of the sample for biochemical reaction measuring formed in the first optical system since it has to, the spacing between each sample than conventional can be narrowed significantly, the efficiency of the detection operation can be greatly improved. また、前記第1 The first
光学系は、断面半円状の半円筒形の領域であって平面部が前記薄膜の反射面と当接する第1領域と、前記第1領域を除いた板状領域からなる第2領域とを有する基板であり、第1領域は、前記第2領域よりも屈折率が大きくなるようにイオン交換されているので、簡単で安価な第1光学系を用いて複数の試料における生化学反応を同時に検出できる表面プラズモン共鳴センサ装置を提供することができる。 Optical system includes a first region in which the planar portion is an area of ​​the semicircular cross section of the semi-cylindrical abuts a reflecting surface of the thin film, and a second region comprised of a plate-like region excluding the first region a substrate having a first region, since the refractive index than the second region is ion-exchanged to be larger, the biochemical reactions in a plurality of samples using a simple and inexpensive first optical system which simultaneously it is possible to provide a detectable surface plasmon resonance sensor device. さらに、前記第2光学系は、同時検出する試料の数に合わせた複数のシリンドリカルレンズの集合体からなるので、簡単で安価な第2光学系を用いて複数の試料における生化学反応を同時に検出できる表面プラズモン共鳴センサ装置を提供することができる。 Further, the second optical system, since an aggregate of a plurality of cylindrical lenses to match the number of samples to be simultaneously detected, simultaneously detecting biochemical reactions in a plurality of samples using a simple, inexpensive second optical system it is possible to provide a surface plasmon resonance sensor device possible.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の実施の形態1に係る表面プラズモン共鳴センサ装置の構成を概略的に示す図である。 Is a diagram schematically showing the configuration of a surface plasmon resonance sensor apparatus according to a first embodiment of the BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】 本発明の実施の形態2に係る表面プラズモン共鳴センサ装置の要部の構成を概略的に示す構成図である。 The main part of the arrangement of Figure 2 the surface plasmon resonance sensor apparatus according to a second embodiment of the present invention is a configuration diagram schematically showing. 【図3】 本発明の実施の形態3に係る表面プラズモン共鳴センサ装置の要部の構成を概略的に示す図である。 3 is a diagram schematically showing a configuration of a main part of a surface plasmon resonance sensor apparatus according to a third embodiment of the present invention. 【図4】 表面プラズモン共鳴を利用して質量変化を検出するための検出原理を概念的に示す図である。 4 is a diagram conceptually showing a detection principle for detecting a mass change by using surface plasmon resonance. 【図5】 表面プラズモン共鳴を利用した質量変化の検出における入射角θと反射光の強度との関係を示す特性図である。 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the intensity of the incident angle θ and the reflected light in detecting mass changes using surface plasmon resonance. 【図6】 従来の多種類の試料成分の表面プラズモン共鳴角を効率的に検出する装置を概略的に示す構成図である。 [6] The apparatus for efficiently detect the surface plasmon resonance angle of the conventional multi type of sample components is a block diagram schematically illustrating. 【符号の説明】 1 ガラス基板2 金属薄膜3 レーザ光4 測定部5 反射光6 ガラス基板7 センサーチップ8 プリズム9 光照射装置9A レーザ光9B 平行光9C 反射光10 受光装置11 セルプレート11a セル14A〜14D 試料15 第1シリンドリカルレンズ15A 平面16 第2シリンドリカルレンズ17 2次元アレイセンサ20 ガラス板20A シリンドリカルレンズ20B 低屈折率部30 第2シリンドリカルレンズ31A シリンドリカルレンズ32 フレーム [Description of symbols] 1 glass substrate 2 metal thin film 3 laser beam 4 measuring section 5 reflected light 6 glass substrate 7 the sensor chip 8 prism 9 light irradiation device 9A laser beam 9B parallel light 9C reflected light 10 light receiver 11 cell plate 11a cell 14A ~14D sample 15 first cylindrical lens 15A plane 16 second cylindrical lens 17 two-dimensional array sensor 20 glass plates 20A cylindrical lens 20B the low refractive index portion 30 and the second cylindrical lens 31A cylindrical lens 32 frame

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 諭 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目8番地1 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内(72)発明者 犬塚 博誠 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目8番地1 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内(72)発明者 内海 淳 神奈川県横浜市金沢区幸浦一丁目8番地1 三菱重工業株式会社基盤技術研究所内Fターム(参考) 2G059 AA01 BB12 CC16 EE02 FF11 GG01 JJ11 KK04 PP01 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Satoru Tahara Kanagawa Prefecture Kanazawa-ku, Yokohama Sachiura chome address 8 1 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Fundamental technology in Laboratories (72) inventor Inuzuka HiroshiMakoto Kanagawa Prefecture Kanazawa-ku, Yokohama Sachiura one chome address 8 1 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Fundamental technology in Laboratories (72) inventor Atsushi Utsumi Kanagawa Prefecture Kanazawa-ku, Yokohama Sachiura chome address 8 1 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Key technology Research Laboratories in the F-term (reference) 2G059 AA01 BB12 CC16 EE02 FF11 GG01 JJ11 KK04 PP01

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 一方の面に生化学反応測定用の試料を複数搭載し、反射面を構成する他方の面で表面プラズモン共鳴を生じさせる薄膜を形成した第1光学系と、 前記薄膜の反射面でプラズモン共鳴を生じさせるためのレーザ光を出射する光源と、 前記光源から出射されたレーザ光を平行光に変換する第2光学系と、 前記光反射面で反射された反射光の強度分布を検出する光検出手段とを備え、 前記第1光学系は、前記第2光学系で平行光に変換されたレーザ光を前記薄膜の前記複数の試料が搭載された試料搭載領域を照射する平行光にして照射することにより、複数の試料における生化学反応を同時に検出できることを特徴とする表面プラズモン共鳴センサ装置。 Multiple mounting a sample for biochemical reaction measuring to the Claims 1] one surface, the first optical system to form a thin film for causing the surface plasmon resonance at the other surface constituting the reflecting surface When a light source for emitting a laser beam for generating the plasmon resonance at the reflecting surface of the thin film, a second optical system for converting the parallel light laser beam emitted from the light source is reflected by the light reflecting surface intensity distribution of the reflected light and a light detecting means for detecting said first optical system, a sample laser light converted into parallel light by the second optical system wherein a plurality of samples of the thin film is mounted by irradiating the parallel light to irradiate the mounting area, the surface plasmon resonance sensor apparatus characterized by simultaneously detecting the biochemical reactions in a plurality of samples. 【請求項2】 前記第1光学系は、断面半円状の半円筒形の領域であって平面部が前記薄膜の反射面と当接する第1領域と、前記第1領域を除いた板状領域からなる第2領域とを有する基板であり、第1領域は、前記第2領域よりも屈折率が大きくなるようにイオン交換されていることを特徴とする請求項1記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。 Wherein said first optical system includes a first region a flat region a region of the semicircular cross section of the semi-cylindrical abuts a reflecting surface of the thin film, the plate except for the first region a substrate having a second region consisting of regions, a first region, a surface plasmon resonance sensor according to claim 1, characterized by being ion exchanged so that the refractive index is greater than the second region apparatus. 【請求項3】 前記第2光学系は、同時検出する試料の数に合わせた複数のシリンドリカルレンズの集合体からなることを特徴とする請求項1または2記載の表面プラズモン共鳴センサ装置。 Wherein said second optical system, the surface plasmon resonance sensor according to claim 1 or 2, wherein the comprising an aggregate of a plurality of cylindrical lenses to match the number of samples to be simultaneously detected.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102519908A (en) * 2011-12-12 2012-06-27 天津大学 Imaging optical microfluid sensing device and method thereof
JP2012519311A (en) * 2009-03-02 2012-08-23 エムバイオ ダイアグノスティクス,インコーポレイティド Waveguides with integrated lens
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012519311A (en) * 2009-03-02 2012-08-23 エムバイオ ダイアグノスティクス,インコーポレイティド Waveguides with integrated lens
US9658222B2 (en) 2009-03-02 2017-05-23 Mbio Diagnostics, Inc. Planar waveguide based cartridges and associated methods for detecting target analyte
CN102519908A (en) * 2011-12-12 2012-06-27 天津大学 Imaging optical microfluid sensing device and method thereof

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