JP2003042947A - 表面プラズモン共鳴セル及びそれを利用した試料流体の分析方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面プラズモン共鳴セル，その蓋及びそのセ
ンサチップ並びにそれを用いた試料流体の分析方法にお
いて、接合面からの液漏れを無くし、少ない試料でも測
定可能なように測定をより効率的に行えるようにする。 【解決手段】 金属層２ｂと、回折格子２ｃと、センサ
面２Ａとをそなえたセンサチップ２と、センサ面２Ａ上
を適宜の隙間をあけて覆いセンサチップ２との間に試験
流体の流路を形成する蓋３とをそなえた表面プラズモン
共鳴セル１において、センサチップ２のセンサ面２Ａ上
の所定部位には該試験流体の流通方向に沿って複数の接
合部位が設けられるとともに、蓋３の所定部位にも該流
通方向に沿って複数の接合部位４ａが設けられ、上記の
センサチップ２の接合部位と上記の蓋３の接合部位４ａ
とが接合されることにより、１以上の流路５が形成さ
れ、また、センサチップ２及び蓋３の接合面２Ａｘ，４
ａｘが平滑に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の照射により金
属層表面に発生する表面プラズモン波を利用した、表面
プラズモン共鳴セル，その蓋及びそのセンサチップ並び
にそれを用いた試料流体の分析方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、被検査流体（試験流体）の濃度測
定において、非分離分析（ホモジニアスアッセイ）やリ
アルタイムでのモニタリングが可能であり、また、被検
査体の適用範囲が広く、さらに安価にシステム構成可能
であることから、表面プラズモン共鳴(ＳＰＲ：Surface
Plasmon Resonance)を利用したＳＰＲセンサが注目を
集めている。

【０００３】以下、このようなＳＰＲセンサの一例を、
図９及び図１０を参照しながら説明すると、ＳＰＲセン
サは、図９に示すように、表面プラズモン共鳴セル（以
下、単にセルともいう）１０１と、セル１０１に光を照
射する光源１０と、セル１０１からの反射光を検出する
ための検出器〔ここではＣＣＤ（Charge Coupled Devic
e）カメラ〕２０とをそなえて構成されている。セル１
０１は、図１０の分解斜視図に示すように、回折格子型
のセンサチップ１０２と、センサチップ１０２上に載置
される透明な蓋部１０３と、センサチップ１０２と蓋部
１０３とをガスケットや両面テープ等のスペーサ１０４
を介して図９に示すように一体に固定するための図示し
ないホルダとをそなえて構成されている。蓋部１０３
は、平板形状に形成され、センサチップ１０２と蓋部１
０３との間にスペーサ１０４を二個挟むことにより流路
１０５が形成される。そして、送液ポンプ３０によりこ
の流路１０５に試験流体Ｆを流通させるようになってい
る。

【０００４】また、センサチップ１０２は、チップ基板
１０２ａと、チップ基板１０２ａ上に設けられた金属層
１０２ｂとをそなえて構成されている。センサチップ１
０２の金属層１０２ｂが設けられた面１０２Ａは、回折
格子１０２ｃが形成されるとともに、検出種（検出した
い所定の化学種，生化学種又は生物種）と特異的に結合
する特異的結合物質が固定された反応領域（図示略）が
形成され、試験流体Ｆの濃度検出に寄与するセンサ面と
して機能する。

【０００５】そして、上記光源１０から、透明な蓋部１
０３を介してセンサチップ１０２に光が照射されると、
この光によって金属層１０２ｂ表面に発生した表面プラ
ズモン波が、回折格子１０２ｃにより金属層１０２ｂに
誘発されたエバネッセント波に励起されて共鳴し、金属
層１０２ｂ照射された光の内、特定の入射角又は特定の
波長の光成分のエネルギが、表面プラズモン波へ移行す
る。したがって、金属層１０２ｂからの反射光は、特定
の入射角又は特定の波長の光成分のエネルギが弱くな
る。

【０００６】金属層１０２ｂ上で発生するエバネッセン
ト波の角度及び波長は、金属層１０２ｂに固定された特
異的結合物質により捕捉された検出種の量に応じて変化
し、これに応じて、反射光の内のエネルギが弱くなる角
度及び波長が変化する。したがって、反射光の光強度を
ＣＣＤカメラ２０により監視して、かかる角度及び波長
の変化を検出することで試験流体中の検出種の濃度を測
定できる。

【０００７】そして、ＳＰＲセンサの特徴として、セン
サ面１０２Ａを複数の反応領域に分けて各領域に異なる
特異的結合物質を固定することで、各領域毎で異なる検
出種を捕捉することができ、各領域毎に反射光の強度を
ＣＣＤカメラ２０の画像処理により監視することで上記
の異なる検出種の試験流体中の濃度を検出できる。これ
により、例えば、試験流体中の中間生成物や最終生成物
の濃度を一度に分析することも可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図１０に示す従来センサチップでは、チップ基板１０
２ａの各スペーサ１０４との接合面には回折格子１０２
ｃが形成されているため、チップ基板１０２ａとスペー
サ１０４との接合部の密着性が不足しこの接合部から試
験流体が液漏れしてしまう。このため、試料流体が貴重
である場合にはできるだけ少量の試料流体で測定を行な
えるように液漏れを防止したいという要望がある。

【０００９】本発明は、このような要望に応えるべく創
案されたもので、接合面からの液漏れを無くし、少ない
試料でも測定可能なように測定をより効率的に行えるよ
うにした、表面プラズモン共鳴セル，その蓋及びそのセ
ンサチップ並びにそれを用いた試料流体の分析方法を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の表面
プラズモン共鳴セル（請求項１）は、表面プラズモン波
を誘起しうる金属層と、光の照射によりエバネッセント
波を生じせしめる回折格子と、所定の検出種と特異的に
結合する特異的結合物質が固定された反応領域を有する
センサ面とをそなえたセンサチップと、該センサチップ
の該センサ面上を適宜の隙間をあけて覆い該チップとの
間に試験流体の流路を形成する蓋とをそなえた表面プラ
ズモン共鳴セルにおいて、該センサチップの該センサ面
上の所定部位には該試験流体の流通方向に沿って複数の
接合部位が設けられるとともに、該蓋の所定部位にも該
流通方向に沿って複数の接合部位が設けられ、上記のセ
ンサチップの接合部位と上記の蓋の接合部位とが接合さ
れることにより１以上の流路が形成され、また、該セン
サチップの接合部位の接合面及び該蓋の接合部位の接合
面がそれぞれ平滑に形成されていることを特徴としてい
る。

【００１１】この場合、該接合が、上記のセンサチップ
の接合部位と上記の蓋の接合部位とを嵌合させることに
より行なわれることが好ましい（請求項２）。或いは、
上記のセンサチップの接合部位の接合面、及び、上記の
蓋の接合部位の接合面は、それぞれ該試験流体に対して
低親和性の材質で形成されていることが好ましい（請求
項３）。

【００１２】本発明の表面プラズモン共鳴セル（請求項
４）は、表面プラズモン波を誘起しうる金属層と、光の
照射によりエバネッセント波を生じせしめる回折格子
と、所定の検出種と特異的に結合する特異的結合物質が
固定された反応領域を有するセンサ面とをそなえたセン
サチップと、該センサチップの該センサ面上を適宜の隙
間をあけて覆い該チップとの間に試験流体の流路を形成
する蓋とをそなえた表面プラズモン共鳴セルにおいて、
該センサチップの該センサ面上の所定部位には該試験流
体の流通方向に沿って複数の接合部位が設けられるとと
もに、該蓋の所定部位にも該流通方向に沿って複数の接
合部位が設けられ、上記のセンサチップの接合部位と上
記の蓋の接合部位とが接合されることにより１以上の流
路が形成され、上記のセンサチップの接合部位と上記の
蓋の接合部位との間に、シール部材が介装され、該接合
部位の該シール部材との接合面が平滑に形成されている
ことを特徴としている。

【００１３】そして、上記のセンサチップの接合部位と
上記の蓋の接合部位とがそれぞれ３以上設けられ、該セ
ンサチップと該蓋とを組み付けることにより該流路が複
数形成されることが好ましい（請求項５）。本発明の表
面プラズモン共鳴セルの蓋（請求項６）は、表面プラズ
モン波を誘起しうる金属層と、光の照射によりエバネッ
セント波を生じせしめる回折格子と、所定の検出種と特
異的に結合する特異的結合物質が固定された反応領域を
有するセンサ面とをそなえたセンサチップの該センサ面
上を、適宜の隙間をあけて覆い、該チップとの間に試験
流体の流路を形成する、表面プラズモン共鳴セルの蓋に
おいて、該試験流体の流通方向に沿って形成される複数
の接合部位を有し、該接合部位が、該センサチップに接
合されることにより１以上の流路が形成され、また、接
合部位の接合面がそれぞれ平滑に形成されていることを
特徴としている。

【００１４】この場合、該接合が、該接合部位と該セン
サチップ側とを嵌合させることにより行なわれることが
好ましい。又は、該接合部位と該センサチップ側との間
に、シール部材が介装されることが好ましい。或いは、
接合部位の接合面は、該試験流体に対して低親和性の材
質で形成されていることが好ましい。本発明の表面プラ
ズモン共鳴セルのセンサチップ（請求項７）は、表面プ
ラズモン波を誘起しうる金属層と、光の照射によりエバ
ネッセント波を生じせしめる回折格子と、所定の検出種
と特異的に結合する特異的結合物質が固定されうる反応
領域を有するセンサ面とをそなえ、該センサ面上を適宜
の隙間をあけて覆う蓋との間に試験流体の流路を形成す
る、表面プラズモン共鳴セルのセンサチップにおいて、
該センサ面上に該試験流体の流通方向に沿って形成され
る複数の接合部位を有し、該接合部位が、該蓋に接合さ
れることにより１以上の流路が形成され、また、該接合
部位の接合面が平滑に形成されていることを特徴として
いる。

【００１５】この場合、該接合が、該接合部位と該蓋側
とを嵌合させることにより行なわれることが好ましい。
又は、該接合部位と該蓋側との間に、シール部材が介装
されることが好ましい。或いは、接合部位の接合面は、
該試験流体に対して低親和性の材質で形成されているこ
とが好ましい。本発明の表面プラズモン共鳴を利用した
試料流体の分析方法（請求項８）は、請求項１〜５何れ
か一項に記載の表面プラズモン共鳴セルの上記の流路内
に該試験流体を流通させて該試験流体中の所定の検出種
を流路内のセンサ面の反応領域で特異的結合物質により
捕捉させるステップと、該表面プラズモン共鳴セルに該
蓋側から光を照射するステップと、該表面プラズモン共
鳴セルからの反射光を測定するステップと、測定した反
射光の強度に基づき該試験流体の分析を行なうステップ
とをそなえて構成されていることを特徴としている。

【００１６】本発明の表面プラズモン共鳴を利用した試
料流体の分析方法（請求項９）は、請求項５記載の表面
プラズモン共鳴セルの上記の複数の流路内にそれぞれ異
なる試験流体を流通させて該試験流体中の所定の検出種
を各流路内のセンサ面の反応領域で特異的結合物質によ
り捕捉させるステップと、該表面プラズモン共鳴セルに
該蓋側から光を照射するステップと、該表面プラズモン
共鳴セルからの反射光を測定するステップと、測定した
反射光の強度に基づき該試験流体の分析を行なうステッ
プとをそなえて構成されていることを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の表面プラズモン共鳴セル
は、センサチップのセンサ面上の所定部位に試験流体の
流通方向に沿って複数の接合部位が設けられるととも
に、蓋の所定部位にも該流通方向に沿って複数の接合部
位が設けられ、上記のセンサチップの接合部位と上記の
蓋の接合部位とが接合されることにより、該流通方向に
沿って１以上の流路が形成され、センサチップ及び蓋の
接合部位の接合面が何れも平滑に形成されるものであ
る。ここでいう接合部位とは、センサチップと蓋との間
に流路を形成すべく接合されるセンサチップの所定部位
及び蓋の所定部位を指す。

【００１８】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
について説明する。まず、本発明の第１実施形態として
の表面プラズモン共鳴セル，その蓋及びそのセンサチッ
プ並びに表面プラズモン共鳴を利用した試料流体の分析
方法について説明する。図１は本実施形態の表面プラズ
モン共鳴セル，その蓋及びそのセンサチップについて示
す図である。なお、上述の従来技術の説明に使用した図
９についても流用して説明する。

【００１９】本実施形態のＳＰＲセンサは、図９に示す
従来ＳＰＲセンサにおいて従来セル１０１に代えて図１
に示すセル１をそなえて構成される。従来のセル１０１
ではセンサチップ１０２の蓋部１０３に向き合う面に全
面にわたって回折格子が設けられているため、センサチ
ップ１０２の蓋部１０３との接合面が平滑でないのに対
し、図１に示すように本セル１ではセンサチップ２の接
合面２Ａｘに回折格子が設けられておらず平滑である。

【００２０】具体的には、図１の分解斜視図に示すよう
に、セル１は、回折格子型のセンサチップ２と、センサ
チップ２上に載置される透明な蓋３と、センサチップ２
と蓋３とを図２に示すように一体に組み付けるためのホ
ルダ（図示略）とをそなえて構成されており、蓋３は、
センサチップ２の後述するセンサ面２Ａ上を適宜の隙間
をあけて覆い、センサチップ２との間に試験流体の流路
を形成するようになっている（センサチップ２と協働し
て試験流体の流路を形成するようになっている）。

【００２１】蓋３の一方の面３ａには、その両側端部
に、試験流体の流通方向に沿ってそれぞれ側壁（接合部
位）４ａ，４ａが一体に取り付けられている。側壁４
ａ，４ａは、互いに同じ高さに設定され、また、組み付
け時にセンサチップ２と接合されるその接合面４ａｘ，
４ａｘはそれぞれ平滑形状にされている。また、センサ
チップ２は、チップ基板２ａと、チップ基板２ａ上に形
成され表面プラズモン波を誘起しうる金属層２ｂとをそ
なえて構成されている。センサチップ２のチップ基板２
ａの金属層２ｂが設けられた面２Ａには、後述する接合
面２Ａｘ，２Ａｘを除いて、エバネッセント波を生じせ
しめる回折格子２ｃが形成されている。センサチップ２
は、面２Ａを蓋３に向けて組み付けられ、この面２Ａ
は、センサチップ２と蓋３との間の流路５に面すること
となる。また、この面２Ａには、所定の領域に、所定の
検出種と特異的に結合する特異的結合物質が固定された
反応領域（図示略）が設けられており、面２Ａは、試験
流体の検出に寄与するセンサ面として機能するようにな
っている。

【００２２】そして、このセンサ面２Ａの所定領域（接
合部，接合面）２Ａｘ，２Ａｘは、セル組立時、それぞ
れ側壁４ａ，４ａの接合面４ａｘ，４ａｘに接合される
ようになっている。接合面２Ａｘは平滑に形成され、ま
た、接合面４ａｘも平滑に形成されていることから、セ
ンサチップ２と蓋３との接合が密接に行なわれるように
なっている。なお、本発明において平滑とは回折格子等
の大きな凹凸のない状態をいう。

【００２３】そして、側壁４ａ，４ａの接合面４ａｘ，
４ａｘとセンサチップ２の領域２Ａｘ，２Ａｘとが接合
されと、センサチップ２と蓋３との間に１つの流路５が
形成される。なお、チップ基板２ａ，蓋３及び側壁４ａ
の材料としては、樹脂，ガラス，金属，セラミック及び
シリコン等が使用でき、取り扱い性や加工性やコスト性
から、樹脂又はガラスが好ましい。また、蓋３は、上記
照射光及び反射光を透過させる領域については透明な材
料を用いる必要があるが、その他の部分については透明
でない材料を用いても良い。

【００２４】チップ基板２ａ，蓋３及び側壁４ａの材質
に樹脂を用いる場合、この樹脂は、熱可塑性でも熱硬化
牲でも良く、ラジカル硬化性でも良い。また、ホモポリ
マー、コポリマー、ブロックポリマー、グラフトポリマ
ーのいずれでも良い。透明性を重視する場合には、光学
特性に優れるもので４００ｎｍ以上の波長領域にほとん
ど吸収を示さないものが好ましく、ＳＰＲ検出時にバッ
クグラウンドノイズが発生しないものが特に好ましい。

【００２５】例えば、ポリメチルメタクリレートおよび
その共重合体などのアクリル酸系樹脂、ポリスチレン又
はその共重合体、ＭＳ樹脂（メタクリル酸メチルとスチ
レンのランダム共重合体）、ポリカーボネート、ジエチ
レングリコールビスアリルカーボネート、ポリスチレン
とポリカーボネーとのポリマーアロイ、ポリアルキレン
テレフタレート、脂肪族または脂環式ポリアミド、ポリ
オレフィン〔ポリメチルペンテン、ポリエチレン（共）
重合体、ポリプロピレン（共）重合体等〕、シクロオレ
フィン又はシクロアルカン類から誘導した各種ポリマー
（エチレンとビシクロアルケンなどの環状オレフィンと
の共重合体など）、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリ
ドン、ＡＳ樹脂及びＳＡＮ樹脂(アクリロニトリルとス
チレンとの共重合体)、ＡＢＳ樹脂(アクリロニトリル−
ブタジエン−スチレン系樹脂)、ポリエステル、ポリ塩
化ビニル、ポリビニルフルオリド、ポリビニリデンフル
オリド、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエーテル
サルホンなどの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、トリアセ
チルセルロースまたはその部分ケン化物、ラジカル重合
性または熱重合性を有する官能基を有する化合物から誘
導した各種樹脂硬化物(レンズ、光ディスク、光学部品
等に使用される種々の硬化物)、各種ゴムやエラストマ
ー類などを例示することができるが、これらに限定され
るものではない。

【００２６】このうち、ポリメチルメタクリレートおよ
びその共重合体のようなアクリル酸系樹脂、ＭＳ樹脂な
どのスチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィ
ン(ポリエチレン系、ポリプロピレン系)、脂環オレフィ
ンやシクロアルカン誘導体から誘導された各種樹脂など
の熱可塑性樹脂が好ましい。このような樹脂を用いる場
合、チップ基板２ａ，蓋３及び側壁４ａは、各樹脂の特
性に合わせ通常行う成形方法により成形される。例えば
射出成形、押出成形、圧縮成形、射出圧縮成形、トラン
スファー成形、カレンダー成形、またキャスト成形など
の注型による成形を例示することができるが、これに限
定されるものではない。

【００２７】また、金属層２ｂの材質は、表面プラズモ
ン波を誘起しうるものであれば限定はなく、例えば金，
銀，アルミニウム等である。また、回折格子２ｃは、チ
ップ基板２ａの表面に凹凸を形成しておき、その上にス
パッタリング等により金属を薄く積層して上記金属層２
ｂを形成することで上記金属層２ｂの表面に具現でき
る。

【００２８】また、センサチップ２に回折格子２ｃを設
けるべくチップ基板２ａに形成される凹凸は、例えばチ
ップ基板２ａを切削して形成され、切削方法としては機
械的に行なうものでも良いし、エッチングの技術等によ
り化学的に行なうものでもよい。また、チップ基板２ａ
を樹脂材により構成する場合には、樹脂材が完全に固化
しないうちに、例えばフォトリソグラフィ等により凹凸
を形成したスタンパをチップ基板２ａに押圧して凹凸を
形成することもできるし、射出成形によりスタンパから
凹凸形状を転写しても良い。

【００２９】本発明の第１実施形態としての表面プラズ
モン共鳴セル１では、上述したように構成されているの
で、蓋３の側壁部４ａの接合面４ａｘとセンサチップ２
の接合面２Ａｘとが、共にフラットな面で安定且つ密着
した状態で接合される。特に、接着剤を用いて接合部位
を強固に密着させる場合は、センサチップ２の接合面２
Ａｘには金属層２ｂを設けない方が好ましい。スパッタ
リングなどによる積層した接合強度の低い金属層がない
ほうが接着剤による密着性が増すからである。

【００３０】本実施形態の表面プラズモン共鳴セル１で
は、センサチップ２の接合面２Ａｘ及び蓋３の接合面４
ａｘが平滑に形成されていることにより接合面の密着性
が高まるので、試験流体の液漏れが殆ど無く、測定をよ
り効率的に行なえるようになるので、少量の試料（試験
流体）だけでも測定できるという利点がある。また、従
来構成に対しセンサチップ２の接合面２Ａｘを平滑にす
るだけなので製造が比較的容易であるという利点もあ
る。

【００３１】加えて、接合面２Ａｘ，４ａｘを平滑にす
ることによって、従来必須であったガスケットや両面テ
ープなどのスペーサが必ずしも必要ではなくなる。これ
により、部品点数を減らすことができ製造コストを低減
できるのみならず、セルの厚み制御が容易となり、また
セルの厚みを従来より小さくすることができる。つま
り、従来ＳＰＲセンサでは、上述したようにガスケット
や両面テープなどの弾性体からなるスペーサ１０４を介
することで蓋とセンサチップとの密着性を持たせていた
が、弾性体を用いるが故にセルの厚み（試験流体を流す
流路の厚み）を精度良く設定することが困難であった。
またスペーサの取り扱いを容易にするにはスペーサに所
定以上の厚みを持たせる必要があるため、セルの厚み
（試験流体を流す流路の厚み）を薄くするにも限界があ
った。例えば図１０に示すような従来のセルでは流路厚
みが２５０μｍ程度もあり、流路の厚みを５０μｍ以
下、更には２０μｍ以下に薄くするようなことは困難で
あった。

【００３２】現在、ゲノミクス、プロテオミクスなどの
研究が盛んになり、サンプル（試験流体）は微量になり
つつあるため、より微量の試験流体で効率良く測定が行
えることが望まれている。このためにはセルの流路の厚
みを薄くすることが重要である。セルの流路の厚みを薄
くすることは流路を流れる容量を小さくすることにつな
がり、測定に用いる試料流体を減らすことにつながる。

【００３３】また、流路の厚みを薄くすることで測定感
度を上げることができる。すなわち特異的結合物質（リ
ガンド）はセンサチップ表面に固定化されているのでセ
ンサチップ近傍を流れる試験流体だけが相互作用を起こ
し、結合する。反応速度はセル内における垂直方向（厚
み方向）への拡散速度に依存するので、流路の厚みが薄
いほど拡散によりチップ表面に到達する分子の割合は増
加する。即ち反応効率が上がり感度が高まるのである。

【００３４】本実施形態の表面プラズモン共鳴セル１で
は、接合面２Ａｘ，４ａｘを平滑にし側壁４ａを蓋３又
はセンサチップ２（ここでは蓋３）に設けることによっ
てスペーサが不要となるので、セルの厚み制御が容易と
なり、またセルの厚みを従来より薄くでき、より微量の
試験流体で効率良く測定できるという利点がある。次
に、本発明の第２実施形態としての表面プラズモン共鳴
セル，その蓋及びそのセンサチップ並びに表面プラズモ
ン共鳴を利用した試料流体の分析方法について説明す
る。図２及び図３は本実施形態の表面プラズモン共鳴セ
ル，その蓋及びそのセンサチップ並びに表面プラズモン
共鳴を利用した試料流体の分析方法について示す図であ
る。なお、上述の従来技術及び第１実施形態で既に説明
した構成部品については同一の符号を付し、その説明を
省略する。

【００３５】本実施形態のＳＰＲセンサは、図２に示す
ように、セル１１と、セル１１に光を照射する光源１０
と、セル１１からの反射光を検出するための検出器（こ
こではＣＣＤカメラ）２０と、送液ポンプ３０ａ，３０
ｂとをそなえて構成されている。セル１１は、後述する
ように２つの流路５ａ，５ｂとをそなえており、送液ポ
ンプ３０ａ，３０ｂは、これらの流路５ａ，５ｂに互い
に異なる（又は同種の）試験流体Ｆａ，Ｆｂを送液する
ようになっている。

【００３６】ここで、セル１１について説明する。上述
した図１に示す第１実施形態のセル１には試験流体の流
路が１つしか設けられていないのに対し、本セル１１に
は複数（ここでは２つ）の流路がそなえられている。具
体的には、図３の分解斜視図に示すように、セル１１
は、回折格子型のセンサチップ１２と、センサチップ１
２上に載置される透明な蓋１３と、センサチップ１２と
蓋１３とを図２に示すように一体に組み付けるためのホ
ルダ（図示略）とをそなえて構成されており、蓋１３
は、センサチップ１２の後述するセンサ面１２Ａ上を適
宜の隙間をあけて覆い、センサチップ１２との間に試験
流体の流路を形成するようになっている（センサチップ
１２と協働して試験流体の流路を形成するようになって
いる）。

【００３７】蓋１３の一方の面１３ａには、その両側端
部に、試験流体の流通方向に沿ってそれぞれ側壁（接合
部位）４ａ，４ａが一体に取り付けられ、また、側壁４
ａ，４ａの間には側壁４ａ，４ａと平行して中央側壁
（接合部位）４ｂが一体に取り付けられている。側壁４
ａと中央側壁４ｂとは、互いに同じ高さに設定され、ま
た、組み付け時にセンサチップ１２と接合されるその接
合面４ａｘ，４ｂｘはそれぞれ平滑形状にされている。

【００３８】また、センサチップ１２は、チップ基板１
２ａと、チップ基板１２ａ上に形成され表面プラズモン
波を誘起しうる金属層１２ｂとをそなえて構成されてい
る。センサチップ１２のチップ基板１２ａの金属層２ｂ
が設けられた面１２Ａには、エバネッセント波を生じせ
しめる回折格子２ｃが後述する接合面１２Ａｘ，１２Ａ
ｙを除いて形成されている。センサチップ１２は、面１
２Ａを蓋１３に向けて組み付けられ、この面１２Ａは、
センサチップ１２と蓋１３との間の流路に面することと
なる。

【００３９】また、この面１２Ａには、所定の領域に、
所定の検出種と特異的に結合する特異的結合物質が固定
された反応領域（図示略）が設けられており、面１２Ａ
は、試験流体の検出に寄与するセンサ面として機能する
ようになっている。そして、このセンサ面１２Ａの所定
領域（接合部位，接合面）１２Ａｘ，１２Ａｙ，１２Ａ
ｘは、セル組立時、それぞれ側壁部４ａ，４ｂ，４ａに
接合されるようになっている。

【００４０】これにより、センサチップ１２と蓋１３と
の間において、側壁４ａ，４ａとセンサチップ１２の領
域１２Ａｘ，１２Ａｘとが接合されるとともに、センサ
チップ１２の所定領域（接合部位）１２Ａｙと蓋１３の
中央側壁（接合部位）４ｂとが接合されることにより、
上述したように複数（ここでは２つ）の流路５ａ，５ｂ
が形成される。

【００４１】そして、センサ面１２Ａの内、流路５ａ，
５ｂにそれぞれ面するセンサ部１２Ａａの一部には、上
述したように反応領域（図示略）がそれぞれ設けられて
いる。なお、チップ基板１２ａ，蓋１３及び側壁４ａ，
４ｂの材料，製造方法，金属層や回折格子の形成方法
は、上述した第１実施形態のチップ基板２ａ，蓋３及び
側壁４ａ，４ｂと同様のものが使用される。

【００４２】本発明の第２実施形態としてのセル１１
は、上述したように構成されており、以下の手法（本発
明の第２実施形態としての表面プラズモン共鳴を利用し
た試料流体の分析方法）により、試験流体Ｆａ，Ｆｂ中
の検出種の濃度の測定が行なわれる。つまり、先ず、送
液ポンプ３０ａ，３０ｂにより試験流体Ｆａ，Ｆｂをセ
ル１１内の流路５ａ，５ｂに流通させる。この際、試験
流体Ｆａ，Ｆｂは、流路５ａ，５ｂに面するセンサ部１
２Ａａ，１２Ａａ上の反応領域を通過し、濃度に応じた
量の検出種がこの反応領域に結合される。

【００４３】センサ部１２Ａａ，１２Ａａの各反応領域
には、光源１０から照射光が、透明部を有する蓋１３を
介して照射されており、センサ部１２Ａａ，１２Ａａか
らの各反射光をＣＣＤカメラ２０により監視して、各反
射光の特定の角度又は特定の波長のエネルギの変化を検
出することにより、試験流体Ｆａ，Ｆｂ中の検出種の濃
度がそれぞれ測定される。

【００４４】本実施形態の表面プラズモン共鳴セル１１
では、センサチップ１２の所定領域（接合部位）１２Ａ
ｘ，１２Ａｙと蓋１３の側壁（接合部位）４ａ，４ｂと
が接合されることにより、複数（ここでは２つ）の流路
５ａ，５ｂが形成されるので、同時に互いに異なる試験
流体Ｆａ，Ｆｂに対する測定が可能であり、同じ種類で
異なる濃度の試験流体について同時に測定したり、異な
る種類の試験流体について同時に測定したりすることが
でき、測定効率が向上するという利点がある。

【００４５】また、第１実施形態の構成に対し単に中央
側壁を設けるだけなので、製造が比較的容易であるとい
う利点もある。次に、本発明の第３実施形態の表面プラ
ズモン共鳴セル，その蓋及びそのセンサチップ並びに表
面プラズモン共鳴を利用した試料流体の分析方法につい
て説明する。図４は、本発明の第３実施形態の表面プラ
ズモン共鳴セルの構成を示す模式的な分解斜視図であ
る。なお、上述の各実施形態と同様の構成部品について
は同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００４６】本実施形態の表面プラズモン共鳴セルは、
上述した図２に示すＳＰＲセンサにおいて、上述した第
２実施形態の表面プラズモン共鳴セル１１の代わりに使
用されるものである。また、上述した第２実施形態の表
面プラズモン共鳴セル１１では、側壁４ａ，４ａ及び中
央側壁４ｂが、蓋と一体に形成されていたのに対し、本
実施形態の表面プラズモン共鳴セルでは、これらの側壁
４ａ，４ｂがセンサチップと一体に設けられている。

【００４７】つまり、本実施形態の表面プラズモン共鳴
セル２１は、センサチップ２２と、透明な蓋２３と、セ
ンサチップ２２と蓋２３とを一体に組み付ける図示しな
いホルダとをそなえて構成されている。センサチップ２
２の一方の面２２Ａには、側壁（接合部位）４ａ，４ａ
及び中央側壁（接合部位）４ｂが試験流体Ｆａ，Ｆｂの
流通方向に沿ってセンサチップ２２と一体に設けられて
おり、センサチップ２２と蓋２３との間に流路５ａ，５
ｂが形成されている。

【００４８】壁面２２Ａの側壁４ａ，４ｂが取り付けら
れていない領域２２Ａａ，２２Ａａには、金属層２ｂ及
び回折格子２ｃが設けられるとともに図示しない反応領
域が設けられ、流路５ａ，５ｂに面するセンサ面として
構成されている。また、センサチップ２２の蓋２３に対
する接合部位、即ち側壁４ａ，４ｂの接合面４ａｘ，４
ｂｘは回折格子のない平滑形状であるとともに金属層が
形成されていない。

【００４９】また、これらの側壁４ａ，４ｂと接合され
る蓋２３の所定領域（接合部位）２３ａ，２３ｂは当然
ながら平面形状となっている。なお、センサチップ２２
及び蓋２３の材質及び製造方法は、第１実施形態のセン
サチップ２及び蓋３に適用されるものが使用される。し
たがって、本発明の第３実施形態としての表面プラズモ
ン共鳴セル２１は、センサチップ２２の側壁部４ａ，４
ｂの接合面４ａｘ，４ｂｘと、蓋２３の接合面２３ａ，
２３ｂとが、共に平滑な面で安定して接合される。した
がって、第２実施形態と同様に、センサチップ２２と蓋
２３との接合部位から試験流体Ｆａ，Ｆｂが漏れてしま
うことを防止して測定を安定して且つ精度良く行なえる
という利点がある。

【００５０】次に、本発明の第４実施形態の表面プラズ
モン共鳴セル，その蓋及びそのセンサチップ並びに表面
プラズモン共鳴を利用した試料流体の分析方法について
説明する。図５（ａ），（ｂ）は、本発明の第４実施形
態の表面プラズモン共鳴セルの構成を示す模式的な分解
斜視図である。なお、上述の各実施形態と同様の構成部
品については同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００５１】本実施形態の表面プラズモン共鳴セルは、
上述した図２に示すＳＰＲセンサにおいて、セル１１の
代わりに使用されるものであり、上述した各実施形態に
対し、蓋とセンサチップとの間にシール部材を介装する
ようにしている。具体的には、本実施形態の表面プラズ
モン共鳴セル３１は、センサチップ３２と、透明な蓋３
３と、センサチップ３２と蓋３３とを一体に組み付ける
図示しないホルダとをそなえて構成されている。蓋３３
には、その両側端に側壁片（接合部位）４ａａ，４ａａ
と、その中央に中央側壁片（接合部位）４ｂａが設けら
れ、一方、センサチップ３２には、その両側端に側壁片
（接合部位）４ａｂ，４ａｂと、その中央に中央側壁片
（接合部位）４ｂｂが設けられている。

【００５２】そして、側壁片４ａａと側壁片４ａｂとが
接合されて側壁４ａが形成され、中央側壁片４ａａと中
央側壁片４ｂａとが接合されて中央側壁４ｂが形成さ
れ、これにより、センサチップ３２と蓋３３との間に流
路５ａ，５ｂが形成されるようになっている。また、側
壁片４ａａと側壁片４ａｂとにはそれぞれ半円状の横断
面を有する平滑な凹部４ａｃ，４ａｄがそれぞれ形成さ
れており、これらの側壁片４ａａ，４ａｂの相互間には
円筒形の隙間が形成される。同様に、中央側壁片４ｂａ
と中央側壁片４ｂｂとにはそれぞれ半円状の横断面を有
する平滑な凹部４ｂｃ，４ｂｄがそれぞれ形成されてお
り、側壁片４ｂａ，４ｂｂの相互間には円筒形の隙間が
形成される。

【００５３】そして、これらの円筒形の隙間には、弾性
体（シール部材）４ｃがそれぞれ圧縮状態で介装されて
おり、側壁間がシールされている。このような弾性体４
ｃの材質としてはゴムが好ましく、例えばシリコンゴ
ム，フッ素ゴム，ウレタンゴム，スチレン−ブタジエン
ゴム，ニトリル−ブタジエンゴム等である。なお、セン
サチップ３２及び蓋３３の材質及び製造方法は、第１実
施形態のセンサチップ２及び蓋３に適用されるものが使
用される。

【００５４】したがって、本発明の第４実施形態として
の表面プラズモン共鳴セル３１によれば、弾性体４ｃが
センサチップ３２と蓋３３との接合面に密着し、かかる
接合面がシールされるので、センサチップ３２と蓋３３
との接合面から、流路５ａ，５ｂ内の試験流体が漏れて
しまうことをより効果的に抑制できるという利点があ
る。

【００５５】なお、図５（ｂ）に示すように側壁片４ａ
ａ，４ａｂの凹部４ｂｃ，４ｂｄの両側に平面（平滑
面）Ｆ，Ｆを形成するようにしても良い。次に、本発明
の第５実施形態の表面プラズモン共鳴セル，その蓋及び
そのセンサチップ並びに表面プラズモン共鳴を利用した
試料流体の分析方法について説明する。図６（ａ），
（ｂ）及び図７は、本発明の第５実施形態の表面プラズ
モン共鳴セルの構成を示す模式的な分解斜視図である。
なお、上述の各実施形態と同様の構成部品については同
一の符号を付し、その説明を省略する。

【００５６】本実施形態の表面プラズモン共鳴セルは、
上述した図２に示すＳＰＲセンサにおいて、セル１１の
代わりに使用されるものであり、蓋とセンサチップとが
嵌合により接続されるようになっている。つまり、図６
（ａ）に示すように、本実施形態の表面プラズモン共鳴
セル４１は、センサチップ４２と、透明な蓋４３と、セ
ンサチップ４２と蓋４３とを一体に組み付ける図示しな
いホルダとをそなえて構成されている。蓋４３には、そ
の両側端に側壁片（接合部位）４４ａａ，４４ａａと、
その中央に中央側壁片（接合部位）４４ｂａが設けら
れ、一方、センサチップ４２には、その両側端に側壁片
（接合部位）４４ａｂ，４４ａｂと、その中央に中央側
壁片（接合部位）４４ｂｂが設けられている。

【００５７】蓋４３の側壁片４４ａａ，４４ｂａには、
それぞれ長手方向に沿っての矩形断面の凸部４４ａｃ，
４４ｂｃが設けられ、また、センサチップ４２の側壁片
４４aｂ，４４ｂｂには、それぞれ長手方向に沿って矩
形断面の凹部４４ａｄ，４４ｂｄが設けられており、こ
れらの凸部４４ａｃ，４４ｂｃと凹部４４ａｄ，４４ｂ
ｄとが嵌合して、センサチップ４２と蓋４３とが接合さ
れるようになっている。側壁片４４ａａ，４４ｂａ，４
４ａｂ，４４ｂｂの各接合面は何れも平滑に形成されて
いる。

【００５８】なお、センサチップ４２及び蓋４３の材質
及び製造方法は、第１実施形態のセンサチップ２及び蓋
３に適用されるものがそれぞれ使用される。したがっ
て、本発明の第５実施形態としての表面プラズモン共鳴
セル４１によれば、センサチップ４２と蓋４３とが嵌合
して接合されるので、センサチップ４２と蓋４３との接
合面から、流路５ａ，５ｂ内の試験流体が漏れてしまう
ことを効果的に抑制できるという利点がある。

【００５９】なお、センサチップ４２と蓋４３との嵌合
部の形状は、図６（ａ）のものに限定されず、例えば図
６（ｂ）又は図７に示すような形状であっても良い。図
６（ｂ）では、図６（ａ）の側壁片４４ａａ，４４ｂａ
に対応する側壁片４４ａａ′，４４ｂａ′が、図６
（ｂ）中で下に凸の三角形状の横断面を有する形状とさ
れ、一方、図６（ａ）の側壁片４４ａｂ，４４ｂｂに対
応する側壁片４４ａｂ′，４４ｂｂ′には、図６（ｂ）
中で下に凸の三角形状の横断面を有する凹部４４ａ
ｄ′，４４ｂｄ′が設けられており、側壁片４４ａ
ａ′，４４ｂａ′と側壁片４４ａｂ′，４４ｂｂ′とが
それぞれ嵌合するようになっている。

【００６０】また、図７では、図６（ｂ）の側壁片４４
ａａ′，４４ｂａ′に対応する側壁片４４ａａ″，４４
ｂａ″が、図７中で下に凸の三角形状の横断面を有し形
状のより長い側壁片として設けられ、一方、図６（ｂ）
の側壁片４４ａｂ′，４４ｂｂ′の代わりに、センサチ
ップ４２に下に凸の三角形状の横断面を有する凹部４４
ａｄ″，４４ｂｄ″が設けられており、側壁片４４ａ
ａ″，４４ｂａ″と凹部４４ａｄ″，４４ｂｄ″とがそ
れぞれ嵌合するようになっている。このような図７の態
様によれば、センサチップ４２には側壁片を設けずに単
に凹部４４ａｄ″，４４ｂｄ″を形成するのみでよいた
め、図６（ｂ）などの構成に対し製造が比較的容易であ
るという利点がある。

【００６１】次に、本発明の第６実施形態の表面プラズ
モン共鳴セル，その蓋及びそのセンサチップ並びに表面
プラズモン共鳴を利用した試料流体の分析方法について
説明する。図８は、本発明の第６実施形態の表面プラズ
モン共鳴セルの構成を示す模式的な分解斜視図である。
なお、上述の各実施形態と同様の構成部品については同
一の符号を付し、その説明を省略する。

【００６２】本実施形態の表面プラズモン共鳴セルは、
上述した図２に示すＳＰＲセンサにおいて、セル１１の
代わりに使用されるものであり、図３に示す第２実施形
態の平板セル１１に対し、特に、センサチップ１２と蓋
３との接合面をそれぞれ試験流体に対し低親和性の材質
により形成したことに特徴がある。以下では、試験流体
を水溶性のものとして、かかる低親和性の材質として疎
水性のものを接合面に用いた例を説明する。

【００６３】具体的には、本実施形態の表面プラズモン
共鳴セル１１′は、図８に示すように、第２実施形態と
同様に、センサチップ１２′と、側壁４ａ，４ａ及び中
央側壁（接合部位）４ｂが同一面に固設された透明な蓋
３′と、センサチップ１２′と蓋３′とを一体に組み付
ける図示しないホルダとをそなえて構成されている。そ
して、センサチップ１２′及び側壁４ａ，４ｂには何れ
も疎水性の材質が使用され、また、蓋３′には、ここで
は、水溶性の試験流体に対して高い親和性を有する親水
性の材質が使用されている。

【００６４】なお、蓋３′に使用される親水性の材質と
しては例えばガラスが使用される。また、センサチップ
１２′及び側壁４ａ，４ｂに使用される疎水性の材質と
しては、例えば第１実施形態のセンサチップ２及び側壁
４ａ，４ｂに使用しうるものとして上述した樹脂の多く
を使用することができ、具体的には、例えば、ポリメチ
ルメタクリレートおよびその共重合体などのアクリル酸
系樹脂、ポリスチレン又はその共重合体、ＭＳ樹脂（メ
タクリル酸メチルとスチレンのランダム共重合体）、ポ
リカーボネート、ジエチレングリコールビスアリルカー
ボネート、ポリスチレンとポリカーボネーとのポリマー
アロイ、ポリアルキレンテレフタレート、脂肪族または
脂環式ポリアミド、ポリオレフィン〔ポリメチルペンテ
ン、ポリエチレン（共）重合体、ポリプロピレン（共）
重合体等〕、シクロオレフィン又はシクロアルカン類か
ら誘導した各種ポリマー（エチレンとビシクロアルケン
などの環状オレフィンとの共重合体など）、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリビニルピロリドン、ＡＳ樹脂及びＳＡＮ樹脂
(アクリロニトリルとスチレンとの共重合体)、ＡＢＳ樹
脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂)、
ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルフルオリ
ド、ポリビニリデンフルオリド、ポリアリレート、ポリ
サルホン、ポリエーテルサルホンなどの熱可塑性樹脂、
エポキシ樹脂、トリアセチルセルロースまたはその部分
ケン化物、ラジカル重合性または熱重合性を有する官能
基を有する化合物から誘導した各種樹脂硬化物(レン
ズ、光ディスク、光学部品等に使用される種々の硬化
物)、各種ゴムやエラストマー類などを例示することが
できるが、これらに限定されるものではない。

【００６５】このうち、ポリメチルメタクリレートおよ
びその共重合体のようなアクリル酸系樹脂、ＭＳ樹脂な
どのスチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィ
ン(ポリエチレン系、ポリプロピレン系)、脂環オレフィ
ンやシクロアルカン誘導体から誘導された各種樹脂など
の熱可塑性樹脂が好ましい。本発明の第６実施形態の表
面プラズモン共鳴セル１１′は上述したように構成され
ているので、蓋３′の側壁４ａの下面４ａｘ及び側壁４
ｂの下面（接合面）４ｂｘ、及び、これらの面にそれぞ
れ接合される蓋１２′の所定領域１２Ａｘ及び所定領域
（接合部位，接合面）１２Ａｙが疎水性を有するので、
これら面間より水溶性の試験流体が漏れてしまうことを
効果的に防止できるという利点がある。

【００６６】また、蓋３′が親水性なので（特に流路５
ａ，５ｂに面する領域が親水性なので）、試験流体中の
溶質が蓋３′に吸着してしまうことが抑制され、蓋３′
を介してセンサチップ１２′に照射される照射光が遮ら
れてしまうことを抑制できるという利点がある。なお、
本実施形態の表面プラズモン共鳴セルでは、蓋３′の特
に流路５ａ，５ｂを構成する領域を親水性にし、試験流
体中の溶質が蓋３′に吸着して蓋３′を介してセンサチ
ップ１２′に照射される照射光を遮ってしまうことを抑
制するようにしているが、かかる吸着が蓋３′の透明性
を阻害しない程度のものであれば、蓋３′の流路５ａ，
５ｂに面する領域を親水性にしなくても良い。この場
合、例えば、蓋３′と側壁４ａ，４ｂとを疎水性の材料
により一体成形することが可能となる。なお、蓋３′が
一度使用されると廃棄される使い捨ての場合は、蓋３′
にたとえ溶質が付着したとしてもコンタミネーションが
引き起こされる虞はない。

【００６７】また、センサチップ１２′及び側壁４ａ，
４ｂにそれぞれ疎水性の材料を使用しているが、側壁４
ａ，４ｂの下面４ａｘ，４ｂｘ、及び、これらの面にそ
れぞれ接合されるセンサチップ１２′の所定領域１２Ａ
ｘ，１２Ａｙが疎水性を有していれば良く（即ち、セン
サチップ１２′と側壁４ａ，４ｂとの接合面がそれぞれ
試験流体に対して低親和性の材質により構成されていれ
ば良く）、例えば、センサチップ１２′及び側壁４ａ，
４ｂの材質としてガラスのような疎水性を有さない材質
を用い、下面４ａｘ，４ｂｘ、及び、所定領域１２Ａ
ｘ，１２Ａｙに対して疎水性を持たせるような表面加工
を施す構成としても良い。或いは、蓋３′を側壁４ａ，
４ｂと一体に疎水性の材質により構成し、流路５ａ，５
ｂに面する領域（試験流体と接触する領域）に対して親
水性を持たせるような表面加工を施す構成としても良
い。

【００６８】或いは、さらに、蓋３′と側壁４ａ，４ｂ
とを別個の材料により構成し接合してもよい。この場
合、側壁４ａ，４ｂを疎水性材料で構成し、蓋３′を親
水性材料で構成したのち蓋３′の側壁４ａ，４ｂと接合
する面に疎水性を持たせるような表面加工を施し、これ
ら蓋３′と側壁４ａ，４ｂとを接合すれば良い。又は、
上述した図４に示す構成のように、側壁４ａ，４ｂを蓋
３′とではなくセンサチップ１２′と一体構成してもよ
い。この場合、例えば、センサチップ１２′と側壁４
ａ，４ｂを疎水性材料で構成し、また、蓋３′を親水性
材料で構成したのち蓋３′の側壁４ａ，４ｂと接合する
面を疎水性を持たせるような表面加工を施す構成とすれ
ば良い。

【００６９】なお、センサチップ１２′の表面には表面
プラズモン波を誘起しうる金属層が形成されているた
め、通常疎水性を示す。しかし、疎水性表面には試験流
体中の溶質が非特異的に吸着してしまい、この溶質が表
面プラズモン共鳴を起こし、これがバックグラウンドノ
イズとなってしまうため計測に不利である。従って、セ
ンサチップ１２′表面の金属層の反応領域には、表面加
工により親水性を付与することが望ましい。

【００７０】さて、このような疎水性又は親水性を持た
せるための表面加工方法を以下に例示する。 プラズマ処理／紫外線処理 疎水性樹脂表面をプラズマ処理や紫外線処理により親水
化することができる。 光重合法によって共有結合的に疎水性／親水性の分子
をパタニングする方法ガスモノマ雰囲気の真空容器内に
蓋３′を配置し、この蓋３′上に置いたフォトマスクを
介して紫外光を照射することにより、紫外光が照射され
た領域にだけ光重合反応を生じさせてポリマー膜を堆積
させることができ、例えばＣ₂Ｆ₃Ｃｌを重合させること
により疎水性領域をパタニングできる。 コーティング剤の塗工 疎水性樹脂表面に親水性のコーティング剤を塗工するこ
とにより、かかる表面を親水化できる。このようなコー
ティング剤としては、例えば極性基を有するコーティン
グ剤がある。極性基を有するコーティング剤の代表的な
ものとしては、カルボキシル基，カルボニル基，スルホ
ン酸基，ヒドロキシル基，アミノ基，ウレタン基，ウレ
ア基，ヒドラジド基，アミド基，リン酸基，エーテル結
合やエステル結合などの極性基を有する物質等であり、
このような極性基を多く有するほど親水性が増すことと
なる。

【００７１】このようなコーティング剤の塗工方法とし
ては、代表的なものとして、基材（蓋３′）に、ディッ
プコート法、スプレーコート法、グラビアコート及びエ
アナイフコート等の塗工器具により塗工する方法があ
り、溶剤乾燥(及び必要に応じ活性エネルギ線照射)し、
基材表面に０．１μｍ〜５０μｍ、好ましくは０．２μ
ｍ〜５μｍの平滑なコーティング膜が形成されるように
塗工が行なわれる。

【００７２】活性エネルギ線硬化が必要な場合には、塗
布したコーティング組成物層を架橋硬化せしめるため、
キセノンランプ，低圧水銀灯，高圧水銀灯，超高圧水銀
灯，メタルハライドランプ，カーボンアーク灯、タング
ステンランプなどの光源から発せられる紫外線、あるい
は通常２０〜２０００ｋＶの電子線加速器から取り出さ
れる電子線，α線，β線，γ線などの活性エネルギ線を
照射し、硬化させてコーティング膜を形成させる。 疎水性鎖／親水性鎖の導入 チップ基板２ａ上の金属層２ｃに、チオール基を用いて
さまざまな疎水性鎖／親水性鎖を導入する方法がある。
金属層２ｃの材質が金であれば、金とチオール基との結
合は、非常に強固であるため、チオール基と親水性の官
能基を有する分子を用いれば、容易に金表面を親水性に
誘導することができる。同様に、疎水性にすることも容
易である。なお、金属層２ｃに疎水性を持たせる構成と
しては図１に示す第１実施形態のように、金属層２ｃが
蓋３に接合される場合である。

【００７３】親水性の官能基として代表的なものとし
て、カルボキシル基，カルボニル基，スルホン酸基，ヒ
ドロキシル基，アミノ基，ウレタン基，ウレア基，ヒド
ラジド基，アミド基，リン酸基，エーテル結合やエステ
ル結合などの極性基であり、このような極性基を多く有
するほど親水性が増すこととなる。逆に、アルキル、シ
クロアルキル、アリール鎖状炭化水素(アルカン、アル
ケンなどのアルキル基)、環状炭化水素(シクロアルキ
ル)、芳香族炭化水素(アリール)、パーフロロアルキル
などのハロゲン化アルキル、有機ポリシロキサンなどの
基は、それのみでは疎水性を示す。

【００７４】そして、疎水性を示す鎖の長さと、親水性
基(極性基)の有無と密度とから、全体の親水性/疎水性
の度合いを決定することができる。親水性にするために
は、上記極性基を導入すればよく、数は限定されない。
例えば、金表面（金属層２ｃの表面）にチオール基のつ
いた官能基つきのリンカーを固定し、このリンカーの官
能基に更に親水性のデキストランや、カルボキシメチル
で修飾したデキストランを化学結合すると、親水性を持
たせることができ、逆に、例えば、金表面にチオールア
ルカン基を結合することにより、疎水性の高い表面を形
成できる。

【００７５】さて、本発明の表面プラズモン共鳴セル
は、上述した各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で種々の変形を行なうことが可能であ
る。例えば、上記各実施形態では、センサチップと蓋と
の間で、側端部に加えて中央に１つの接合部位を設ける
ことにより２つの流路を設けるようにしているが、接合
部位を中央に２つ以上の設けて、より多くの流路をそな
える構成としても良い。

【００７６】また、上記各実施形態では、本発明を、金
属層及び回折格子がセンサチップの表面に設けられた型
式のセンサチップに適用した例を示しているが、センサ
面が、特異的結合物質が固定された反応領域を有する樹
脂又はガラスのような透明な平面層により構成され、こ
の層が回折格子及び金属層上に設けられた型式のセンサ
チップに適用しても良い。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の表面プラ
ズモン共鳴セル（請求項１），表面プラズモン共鳴セル
の蓋（請求項６）及び表面プラズモン共鳴セルのセンサ
チップ（請求項７）並びに表面プラズモン共鳴を利用し
た試料流体の分析方法（請求項８）によれば、センサチ
ップの接合部位の接合面及び蓋の接合部位の接合面が平
滑に形成されていることにより接合面の密着性が高まる
ので、試験流体の液漏れが殆ど無く、測定をより効率的
に行なえ、少量の試料流体により測定できるという利点
がある。

【００７８】また、従来構成に対し接合面を平滑にする
だけなので製造が比較的容易であるという利点もある。
さらに、接合面を平滑にすることによってスペーサを不
要とすることが可能となり、セルの厚み制御が容易に行
なえ、またセルの厚みを従来より小さくすることがで
き、より微量の試験流体で効率良く測定できるという利
点がある。

【００７９】さらに、センサチップの接合部位と蓋の接
合部位とを嵌合させることで試験流体が流路から漏れて
しまうことを一層効果的に抑制できる（請求項２）。ま
た、センサチップの接合部位の接合面及び蓋の接合部位
の接合面にそれぞれ試験流体に対して低親和性の材質を
使用することで、試験流体が流路から漏れてしまうこと
を一層効果的に抑制できるという利点がある（請求項
３）。

【００８０】同様に、センサチップの接合部位と蓋の接
合部位との間にシール部材を介装し、接合部位のシール
部材との接合面を平滑に形成することで、接合面での密
着性を向上させることができ、試験流体が流路から漏れ
てしまうことを一層効果的に抑制できるという利点があ
る（請求項４）。また、複数の流路をそなえることで、
同時に複数の測定を行うことができ、測定を効率的に行
えるという利点がある（請求項５）。

【００８１】また、各流路に異なる試験流体を流通させ
ることにより、これらの異なる試験流体に対して同時に
測定を行なえ、測定を効率的に行なえるという利点があ
る（請求項９）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の表面プラズモン共鳴セ
ルの構成を示す模式的な分解斜視図である。

【図２】本発明の第２〜第６実施形態の表面プラズモン
共鳴セルが適用されるＳＰＲセンサの全体構成を示す模
式的な斜視図である。

【図３】本発明の第２実施形態の表面プラズモン共鳴セ
ルの構成を示す模式的な分解斜視図である。

【図４】本発明の第３実施形態の表面プラズモン共鳴セ
ルの構成を示す模式的な分解斜視図である。

【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の第４実施形態の表面
プラズモン共鳴セルの構成を示す模式的な分解斜視図で
ある。

【図６】（ａ），（ｂ）は本発明の第５実施形態の表面
プラズモン共鳴セルの構成を示す模式的な分解斜視図で
ある。

【図７】本発明の第５実施形態の表面プラズモン共鳴セ
ルの変形例の構成を示す模式的な分解斜視図である。

【図８】本発明の第６実施形態の表面プラズモン共鳴セ
ルの構成を示す模式的な分解斜視図である。

【図９】ＳＰＲセンサの一般的な全体構成を示す模式的
な斜視図である。

【図１０】従来のセルの構成を示す模式的な分解斜視図
である。

【符号の説明】

１，１１，１１′，２１，２１′，３１，４１ 表面プ
ラズモン共鳴セル ２，１２，１２′，２２，２２′，３２，４２ センサ
チップ ２Ａ，２Ａａ，２Ａａ，１２Ａ，１２Ａａ，１２Ａａ，
２２Ａ，２２Ａａ，２２Ａａ センサ面 ２Ａｘ，１２Ａｘ 所定領域（接合部位，接合面） ２Ａｙ，１２Ａｙ 所定領域（接合部位，接合面） ２ａ チップ基板 ２ｂ 金属層 ２ｃ 回折格子 ３，３′，２３，２３′，３３，４３ 蓋 ２３ａ 所定領域（接合部位） ２３ｂ 所定領域（接合部位） ４ａ 側壁（接合部位） ４ａａ，４ａｂ，４４ａａ，４４ａｂ，４４ａａ′，４
４ａｂ′ 側壁片（接合部位） ４ａｃ，４ａｄ 凹部 ４ａｘ 接合面 ４ｂ 中央側壁（接続部位） ４ｂａ，４ｂｂ，４４ｂａ，４４ｂｂ，４４ｂａ′，４
４ｂｂ′，４４ｂａ″，４４ｂｂ″ 中央側壁片（接合
部位） ４ｂｃ，４ｂｄ 凹部 ４ｂｘ 接合面 ４ｃ 弾性体（シール部材） ５ａ，５ｂ 流路 １０ 光源 ２０ 検出器（ＣＣＤカメラ） ３０ａ，３０ｂ 送液ポンプ ４４ａｃ，４４ｂｃ 凸部 ４４ａｄ，４４ｂｄ，４４ａｄ′，４４ｂｄ′，４４ａ
ｄ″，４４ｂｄ″ 凹部 Ｆａ，Ｆｂ 試験流体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G057 AA01 AB01 AB07 AC01 BA05 BB01 BB06 BC07 BD01 BD03 BD04 BD09 CB03 DA03 DB08 DC07 2G059 AA01 BB04 DD12 DD13 EE02 FF03 JJ30

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面プラズモン波を誘起しうる金属層
   と、光の照射によりエバネッセント波を生じせしめる回
   折格子と、所定の検出種と特異的に結合する特異的結合
   物質が固定された反応領域を有するセンサ面とをそなえ
   たセンサチップと、該センサチップの該センサ面上を適
   宜の隙間をあけて覆い該チップとの間に試験流体の流路
   を形成する蓋とをそなえた表面プラズモン共鳴セルにお
   いて、 該センサチップの該センサ面上の所定部位には該試験流
   体の流通方向に沿って複数の接合部位が設けられるとと
   もに、該蓋の所定部位にも該流通方向に沿って複数の接
   合部位が設けられ、 上記のセンサチップの接合部位と上記の蓋の接合部位と
   が接合されることにより１以上の流路が形成され、 また、該センサチップの接合部位の接合面及び該蓋の接
   合部位の接合面がそれぞれ平滑に形成されていることを
   特徴とする、表面プラズモン共鳴セル。
2. 【請求項２】 該接合が、上記のセンサチップの接合部
   位と上記の蓋の接合部位とを嵌合させることにより行な
   われることを特徴とする、請求項１記載の表面プラズモ
   ン共鳴セル。
3. 【請求項３】 上記のセンサチップの接合部位の接合
   面、及び、上記の蓋の接合部位の接合面は、それぞれ該
   試験流体に対して低親和性の材質で形成されていること
   を特徴とする、請求項１記載の表面プラズモン共鳴セ
   ル。
4. 【請求項４】 表面プラズモン波を誘起しうる金属層
   と、光の照射によりエバネッセント波を生じせしめる回
   折格子と、所定の検出種と特異的に結合する特異的結合
   物質が固定された反応領域を有するセンサ面とをそなえ
   たセンサチップと、該センサチップの該センサ面上を適
   宜の隙間をあけて覆い該チップとの間に試験流体の流路
   を形成する蓋とをそなえた表面プラズモン共鳴セルにお
   いて、 該センサチップの該センサ面上の所定部位には該試験流
   体の流通方向に沿って複数の接合部位が設けられるとと
   もに、該蓋の所定部位にも該流通方向に沿って複数の接
   合部位が設けられ、 上記のセンサチップの接合部位と上記の蓋の接合部位と
   が接合されることにより１以上の流路が形成され、 上記のセンサチップの接合部位と上記の蓋の接合部位と
   の間に、シール部材が介装され、該接合部位の該シール
   部材との接合面が平滑に形成されていることを特徴とす
   る、表面プラズモン共鳴セル。
5. 【請求項５】 上記のセンサチップの接合部位と上記の
   蓋の接合部位とがそれぞれ３以上設けられ、該センサチ
   ップと該蓋とを組み付けることにより該流路が複数形成
   されることを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に
   記載の表面プラズモン共鳴セル。
6. 【請求項６】 表面プラズモン波を誘起しうる金属層
   と、光の照射によりエバネッセント波を生じせしめる回
   折格子と、所定の検出種と特異的に結合する特異的結合
   物質が固定された反応領域を有するセンサ面とをそなえ
   たセンサチップの該センサ面上を、適宜の隙間をあけて
   覆い、該チップとの間に試験流体の流路を形成する、表
   面プラズモン共鳴セルの蓋において、 該試験流体の流通方向に沿って形成される複数の接合部
   位を有し、該接合部位が、該センサチップに接合される
   ことにより１以上の流路が形成され、また、該接合部位
   の接合面が平滑に形成されていることを特徴とする、表
   面プラズモン共鳴セルの蓋。
7. 【請求項７】 表面プラズモン波を誘起しうる金属層
   と、光の照射によりエバネッセント波を生じせしめる回
   折格子と、所定の検出種と特異的に結合する特異的結合
   物質が固定されうる反応領域を有するセンサ面とをそな
   え、該センサ面上を適宜の隙間をあけて覆う蓋との間に
   試験流体の流路を形成する、表面プラズモン共鳴セルの
   センサチップにおいて、 該センサ面上に該試験流体の流通方向に沿って形成され
   る複数の接合部位を有し、該接合部位が、該蓋に接合さ
   れることにより１以上の流路が形成され、また、該接合
   部位の接合面が平滑に形成されていることを特徴とす
   る、表面プラズモン共鳴セルのセンサチップ。
8. 【請求項８】 請求項１〜５の何れか一項に記載の表面
   プラズモン共鳴セルの上記の流路内に該試験流体を流通
   させて該試験流体中の所定の検出種を流路内のセンサ面
   の反応領域で特異的結合物質により捕捉させるステップ
   と、 該表面プラズモン共鳴セルに該蓋側から光を照射するス
   テップと、 該表面プラズモン共鳴セルからの反射光を測定するステ
   ップと、 測定した反射光の強度に基づき該試験流体の分析を行な
   うステップとをそなえて構成されていることを特徴とす
   る、表面プラズモン共鳴を利用した試料流体の分析方
   法。
9. 【請求項９】 請求項５記載の表面プラズモン共鳴セル
   の上記の複数の流路内にそれぞれ異なる試験流体を流通
   させて該試験流体中の所定の検出種を各流路内のセンサ
   面の反応領域で特異的結合物質により捕捉させるステッ
   プと、 該表面プラズモン共鳴セルに該蓋側から光を照射するス
   テップと、 該表面プラズモン共鳴セルからの反射光を測定するステ
   ップと、 測定した反射光の強度に基づき該試験流体の分析を行な
   うステップとをそなえて構成されていることを特徴とす
   る、表面プラズモン共鳴を利用した試料流体の分析方
   法。