JP2003098074A - 全反射減衰を利用した測定方法および測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全反射減衰を利用したセンサーにおいて、セ
ンシング物質および／または試料液の温度を、所定の温
度に制御する 【解決手段】 誘電体ブロック10と、光ビーム13を発生
させる光源14と、光ビーム13を誘電体ブロック10と金属
膜12との界面10ｂに対して種々の入射角が得られるよう
に入射させる光学系15と、上記界面10ｂで全反射し平行
光化された光ビーム13を検出する光検出手段17とを備え
た全反射減衰を利用したセンサーにおいて、さらに、セ
ンシング媒体30および液体試料11の温度を測定するサー
ミスタ50と、センシング媒体30および液体試料11の温度
を調整するペルチェ素子52と、ペルチェ素子52を駆動す
るドライバ51とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面プラズモンの
発生を利用して試料中の物質を定量分析する表面プラズ
モンセンサー等の、全反射減衰を利用したセンサーに関
し、特に詳細には、全反射減衰によって測定光に生じる
暗線を光検出手段を用いて検出する全反射減衰を利用し
たセンサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属中においては、自由電子が集団的に
振動して、プラズマ波と呼ばれる粗密波が生じる。そし
て、金属表面に生じるこの粗密波を量子化したものは、
表面プラズモンと呼ばれている。

【０００３】従来より、この表面プラズモンが光波によ
って励起される現象を利用して、試料中の物質を定量分
析する表面プラズモンセンサーが種々提案されている。
そして、それらの中で特に良く知られているものとし
て、 Kretschmann配置と称される系を用いるものが挙げ
られる（例えば特開平６−１６７４４３号参照）。

【０００４】上記の系を用いる表面プラズモンセンサー
は基本的に、例えばプリズム状に形成された誘電体ブロ
ックと、この誘電体ブロックの一面に形成されて試料に
接触させられる金属膜と、光ビームを発生させる光源
と、上記光ビームを誘電体ブロックに対して、該誘電体
ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得られ、かつ
表面プラズモン共鳴による全反射減衰が生じ得るように
種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射し
た光ビームの強度を測定して表面プラズモン共鳴の状
態、つまり全反射減衰の状態を検出する光検出手段とを
備えてなるものである。

【０００５】なお上述のように種々の入射角を得るため
には、比較的細い光ビームを入射角を変えて上記界面に
入射させてもよいし、あるいは光ビームに種々の角度で
入射する成分が含まれるように、比較的太い光ビームを
上記界面に収束光状態であるいは発散光状態で入射させ
てもよい。前者の場合は、入射した光ビームの入射角の
変化にしたがって反射角が変化する光ビームを、上記反
射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によって
検出したり、反射角の変化方向に沿って延びるエリアセ
ンサによって検出することができる。一方後者の場合
は、種々の反射角で反射した各光ビームを全て受光でき
る方向に延びるエリアセンサによって検出することがで
きる。

【０００６】上記構成の表面プラズモンセンサーにおい
て、光ビームを金属膜に対して全反射角以上の特定入射
角θ_ＳＰで入射させると、該金属膜に接している試料中
に電界分布をもつエバネッセント波が生じ、このエバネ
ッセント波によって金属膜と試料との界面に表面プラズ
モンが励起される。エバネッセント光の波数ベクトルが
表面プラズモンの波数と等しくて波数整合が成立してい
るとき、両者は共鳴状態となり、光のエネルギーが表面
プラズモンに移行するので、誘電体ブロックと金属膜と
の界面で全反射した光の強度が鋭く低下する。この光強
度の低下は、一般に上記光検出手段により暗線として検
出される。

【０００７】なお上記の共鳴は、入射ビームがｐ偏光の
ときにだけ生じる。したがって、光ビームがｐ偏光で入
射するように予め設定しておく必要がある。

【０００８】この全反射減衰（ＡＴＲ）が生じる入射角
θ_ＳＰから表面プラズモンの波数が分かると、試料の誘
電率が求められる。すなわち表面プラズモンの波数をＫ
_ＳＰ、表面プラズモンの角周波数をω、ｃを真空中の光
速、ε_ｍ とε_Ｓ をそれぞれ金属、試料の誘電率とす
ると、以下の関係がある。

【０００９】

【数１】 試料の誘電率ε_Ｓ が分かれば、所定の較正曲線等に基
づいて試料中の特定物質の濃度が分かるので、結局、上
記反射光強度が低下する入射角θ_ＳＰを知ることによ
り、試料の誘電率つまりは屈折率に関連する特性を求め
ることができる。

【００１０】また、全反射減衰（ＡＴＲ）を利用する類
似のセンサーとして、例えば「分光研究」第４７巻 第
１号（１９９８）の第２１〜２３頁および第２６〜２７
頁に記載がある漏洩モードセンサーも知られている。こ
の漏洩モードセンサーは基本的に、例えばプリズム状に
形成された誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一
面に形成されたクラッド層と、このクラッド層の上に形
成されて、試料に接触させられる光導波層と、光ビーム
を発生させる光源と、上記光ビームを上記誘電体ブロッ
クに対して、該誘電体ブロックとクラッド層との界面で
全反射条件が得られ、かつ光導波層での導波モードの励
起による全反射減衰が生じ得るように種々の角度で入射
させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの強度
を測定して導波モードの励起状態、つまり全反射減衰状
態を検出する光検出手段とを備えてなるものである。

【００１１】上記構成の漏洩モードセンサーにおいて、
光ビームを誘電体ブロックを通してクラッド層に対して
全反射角以上の入射角で入射させると、このクラッド層
を透過した後に光導波層においては、ある特定の波数を
有する特定入射角の光のみが導波モードで伝搬するよう
になる。こうして導波モードが励起されると、入射光の
ほとんどが光導波層に取り込まれるので、上記界面で全
反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じる。
そして導波光の波数は光導波層の上の試料の屈折率に依
存するので、全反射減衰が生じる上記特定入射角を知る
ことによって、試料の屈折率や、それに関連する試料の
特性を分析することができる。

【００１２】また、上述した表面プラズモン共鳴測定装
置や漏洩モードセンサーは、創薬研究分野等において、
所定のセンシング物質に結合する特定物質を見いだすラ
ンダムスクリーニングに使用されることがある。この場
合には前記薄膜層（表面プラズモン共鳴測定装置の場合
は金属膜であり、漏洩モード測定装置の場合はクラッド
層および光導波層）上に被測定物質としてセンシング物
質を固定し、該センシング物質上に被検体を含む試料液
を滴下し、所定時間が経過する毎に前述の全反射減衰角
θ_ＳＰを測定している。

【００１３】試料液中の被検体がセンシング物質と結合
するものであれば、この結合によりセンシング物質の屈
折率が時間経過に伴って変化する。したがって、所定時
間経過毎に全反射減衰角θ_ＳＰを測定し、その値に基づ
いて被検体とセンシング物質の結合状態を測定し、その
結果に基づいて被検体がセンシング物質と結合する特定
物質であるか否かを判定することができる。このような
特定物質とセンシング物質との組み合わせとしては、例
えば抗原と抗体とが挙げられ、そのようなものに関する
具体的な測定としては、一例として、センシング物質を
ウサギ抗ヒトＩｇＧ抗体とし、被検体中のヒトＩｇＧ抗
体との結合の有無検出とその定量をする測定が挙げられ
る。

【００１４】なお、被検体とセンシング物質の結合状態
を測定するためには、必ずしも全反射減衰角θ_ＳＰの角
度そのものを検出する必要はない。例えばセンシング物
質に試料液を添加し、その後の全反射減衰角θ_ＳＰの角
度変化量を測定して、その角度変化量の大小に基づいて
結合状態を測定することもできる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、表面プラズ
モン共鳴測定装置や漏洩モードセンサー等の全反射減衰
を利用した測定装置を用いる場合において、例えば、創
薬研究分野等において酵素反応を測定するような場合に
ついては、創薬に用いられる酵素は最終的には人体で用
いられるものであり、また、一般に酵素反応は３５〜４
０℃で反応が活発になるため、センシング物質および試
料液の温度を人体に近い温度である３５〜４０℃に管理
して測定を行うことが望ましい等、測定する物質毎に最
適な温度環境があるが、現状では上記全反射減衰を利用
した測定装置は室温にて運用されており、温度調整など
も行われていないため最適な環境とは言えなかった。

【００１６】また、センシング物質および試料液は、温
度により屈折率が変化する。そのため、センシング物質
上に温度の異なる試料液を滴下すると、両者の温度差に
伴う屈折率の差により全反射減衰角θ_ＳＰを測定する際
に測定誤差を生じてしまう。

【００１７】上述のように、表面プラズモン共鳴測定装
置や漏洩モードセンサー等の全反射減衰を利用した測定
装置においては、センシング物質および試料液の温度
が、測定結果に大きく影響を与える。

【００１８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、センシング物質および／または試料液の温度
を、所定の温度に制御することが可能な全反射減衰を利
用した測定装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の全反射減
衰を利用した測定方法は、誘電体ブロックと、誘電体ブ
ロックの一面に形成された薄膜層と、薄膜層の表面上に
配されて、試料液と相互作用を生じるセンシング物質
と、光ビームを発生させる光源と、光ビームを誘電体ブ
ロックに対して、誘電体ブロックと薄膜層との界面で全
反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学
系と、前記界面で全反射した光ビームの強度を測定し
て、センシング物質と、センシング物質上に供給された
試料液との相互作用による全反射減衰の状態を検知する
光検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用した測定装
置において、センシング物質およびセンシング物質上に
供給された試料液の温度を、所定温度範囲内に保持する
よう制御することを特徴とするものである。

【００２０】また、本発明の第２の全反射減衰を利用し
た測定方法は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一
面に形成された金属膜と、金属膜の表面上に配されて、
試料液と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビーム
を発生させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対し
て、誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得
られるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界
面で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング
物質と、センシング物質上に供給された試料液との相互
作用による表面プラズモン共鳴に伴う全反射減衰の状態
を検知する光検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用
した測定装置において、センシング物質およびセンシン
グ物質上に供給された試料液の温度を、所定温度範囲内
に保持するよう制御することを特徴とするものである。

【００２１】また、本発明の第３の全反射減衰を利用し
た測定方法は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一
面に形成されたクラッド層と、クラッド層の上に形成さ
れた光導波層と、光導波層の表面上に配されて、試料液
と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビームを発生
させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対して、誘
電体ブロックとクラッド層との界面で全反射条件が得ら
れるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界面
で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング物
質と、センシング物質上に供給された試料液との相互作
用による前記光導波層での導波モードの励起に伴う全反
射減衰の状態を検知する光検出手段とを備えてなる全反
射減衰を利用した測定装置において、センシング物質お
よびセンシング物質上に供給された試料液の温度を、所
定温度範囲内に保持するよう制御することを特徴とする
ものである。

【００２２】また、本発明の第４の全反射減衰を利用し
た測定方法は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一
面に形成された薄膜層と、薄膜層の表面上に配されて、
試料液と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビーム
を発生させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対し
て、誘電体ブロックと薄膜層との界面で全反射条件が得
られるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界
面で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング
物質と、センシング物質上に供給された試料液との相互
作用による全反射減衰の状態を検知する光検出手段とを
備えてなる全反射減衰を利用した測定装置において、セ
ンシング物質の温度を検出し、センシング物質に試料液
を供給する前に、試料液の温度を検出した温度を含む所
定温度範囲内に保持するよう制御することを特徴とする
ものである。

【００２３】また、本発明の第５の全反射減衰を利用し
た測定方法は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一
面に形成された金属膜と、金属膜の表面上に配されて、
試料液と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビーム
を発生させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対し
て、誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得
られるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界
面で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング
物質と、センシング物質上に供給された試料液との相互
作用による表面プラズモン共鳴に伴う全反射減衰の状態
を検知する光検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用
した測定装置において、センシング物質の温度を検出
し、センシング物質に試料液を供給する前に、試料液の
温度を検出した温度を含む所定温度範囲内に保持するよ
う制御することを特徴とするものである。

【００２４】さらに、本発明による第６の全反射減衰を
利用した測定方法は、誘電体ブロックと、誘電体ブロッ
クの一面に形成されたクラッド層と、クラッド層の上に
形成された光導波層と、光導波層の表面上に配されて、
試料液と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビーム
を発生させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対し
て、誘電体ブロックとクラッド層との界面で全反射条件
が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、前
記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、センシ
ング物質と、センシング物質上に供給された試料液との
相互作用による光導波層での導波モードの励起に伴う全
反射減衰の状態を検知する光検出手段とを備えてなる全
反射減衰を利用したセンサーにおいて、センシング物質
の温度を検出し、センシング物質に前記試料液を供給す
る前に、試料液の温度を検出した温度を含む所定温度範
囲内に保持するよう制御することを特徴とするものであ
る。

【００２５】本発明の第１の全反射減衰を利用した測定
装置は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一面に形
成された薄膜層と、薄膜層の表面上に配されて、試料液
と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビームを発生
させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対して、誘
電体ブロックと薄膜層との界面で全反射条件が得られる
ように種々の角度で入射させる光学系と、前記界面で全
反射した光ビームの強度を測定して、センシング物質
と、センシング物質上に供給された試料液との相互作用
による全反射減衰の状態を検知する光検出手段とを備え
てなる全反射減衰を利用した測定装置において、センシ
ング物質およびセンシング物質に供給された試料液の温
度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の出力に基
づいてセンシング物質およびセンシング物質に供給され
た試料液の温度を所定温度範囲内に保持するよう制御す
る温度制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００２６】また、本発明の第２の全反射減衰を利用し
た測定装置は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一
面に形成された金属膜と、金属膜の表面上に配されて、
試料液と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビーム
を発生させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対し
て、誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得
られるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界
面で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング
物質と、センシング物質上に供給された試料液との相互
作用による表面プラズモン共鳴に伴う全反射減衰の状態
を検知する光検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用
した測定装置において、センシング物質およびセンシン
グ物質に供給された前記試料液の温度を検出する温度検
出手段と、温度検出手段の出力に基づいてセンシング物
質およびセンシング物質に供給された試料液の温度を所
定温度範囲内に保持するよう制御する温度制御手段とを
備えたことを特徴とするものである。

【００２７】また、本発明の第３の全反射減衰を利用し
た測定装置は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一
面に形成されたクラッド層と、クラッド層の上に形成さ
れた光導波層と、光導波層の表面上に配されて、試料液
と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビームを発生
させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対して、誘
電体ブロックとクラッド層との界面で全反射条件が得ら
れるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界面
で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング物
質と、センシング物質上に供給された試料液との相互作
用による光導波層での導波モードの励起に伴う全反射減
衰の状態を検知する光検出手段とを備えてなる全反射減
衰を利用した測定装置において、センシング物質および
センシング物質に供給された試料液の温度を検出する温
度検出手段と、温度検出手段の出力に基づいてセンシン
グ物質およびセンシング物質に供給された試料液の温度
を所定温度範囲内に保持するよう制御する温度制御手段
とを備えたことを特徴とするものである。

【００２８】また、本発明の第４の全反射減衰を利用し
た測定装置は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一
面に形成された薄膜層と、薄膜層の表面上に配されて、
試料液と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビーム
を発生させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対し
て、誘電体ブロックと薄膜層との界面で全反射条件が得
られるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界
面で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング
物質と、センシング物質上に供給された試料液との相互
作用による全反射減衰の状態を検知する光検出手段とを
備えてなる全反射減衰を利用した測定装置において、セ
ンシング物質の温度を検出する温度検出手段と、センシ
ング物質に試料液を供給する前に、温度検出手段の出力
に基づいて試料液の温度を検出した温度を含む所定温度
範囲内に保持するよう制御する温度制御手段とを備えた
ことを特徴とするものである。

【００２９】また、本発明の第５の全反射減衰を利用し
た測定装置は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの一
面に形成された金属膜と、金属膜の表面上に配されて、
試料液と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビーム
を発生させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対し
て、誘電体ブロックと金属膜との界面で全反射条件が得
られるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界
面で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング
物質と、センシング物質上に供給された試料液との相互
作用による表面プラズモン共鳴に伴う全反射減衰の状態
を検知する光検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用
した測定装置において、センシング物質の温度を検出す
る温度検出手段と、センシング物質に試料液を供給する
前に、温度検出手段の出力に基づいて試料液の温度を検
出した温度を含む所定温度範囲内に保持するよう制御す
る温度制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００３０】さらに、本発明の第６の全反射減衰を利用
した測定装置は、誘電体ブロックと、誘電体ブロックの
一面に形成されたクラッド層と、クラッド層の上に形成
された光導波層と、光導波層の表面上に配されて、試料
液と相互作用を生じるセンシング物質と、光ビームを発
生させる光源と、光ビームを誘電体ブロックに対して、
誘電体ブロックとクラッド層との界面で全反射条件が得
られるように種々の角度で入射させる光学系と、前記界
面で全反射した光ビームの強度を測定して、センシング
物質と、センシング物質上に供給された試料液との相互
作用による光導波層での導波モードの励起に伴う全反射
減衰の状態を検知する光検出手段とを備えてなる全反射
減衰を利用したセンサーにおいて、センシング物質の温
度を検出する温度検出手段と、センシング物質に試料液
を供給する前に、温度検出手段の出力に基づいて試料液
の温度を検出した温度を含む所定温度範囲内に保持する
よう制御する温度制御手段とを備えたことを特徴とする
ものである。

【００３１】本発明の第４から第６の全反射減衰を利用
した測定方法および本発明の第４から第６の全反射減衰
を利用した測定装置において、所定温度範囲は、温度検
出手段により検出された温度±２．０℃以内の温度とす
ることが好ましく、また、温度検出手段により検出され
た温度±１．０℃以内の温度もしくは前記温度検出手段
により検出された温度±０．５℃以内の温度とするとな
お好ましい。

【００３２】

【発明の効果】本発明の第１から第３の全反射減衰を利
用した測定装置は、センシング物質およびセンシング物
質に供給された試料液の温度を検出する温度検出手段
と、温度検出手段の出力に基づいてセンシング物質およ
びセンシング物質に供給された試料液の温度を所定温度
範囲内に保持するよう制御する温度制御手段とを備えた
ことにより、センシング物質およびセンシング物質に供
給された試料液を所定の温度に制御することが可能とな
り、これにより、特定の温度環境を作り出すことが可能
であるため、酵素反応等の特定温度環境下で活発に反応
を行う物質の測定であっても、最適な測定を行うことが
できる。また、温度を一定に維持することが可能である
ため、実験の再現性を向上させることができる。

【００３３】また、本発明の第４から第６の全反射減衰
を利用した測定装置は、センシング物質の温度を検出す
る温度検出手段と、センシング物質に試料液を供給する
前に、温度検出手段の出力に基づいて試料液の温度を検
出した温度を含む所定温度範囲内に保持するよう制御す
る温度制御手段とを備えたことにより、試料液の温度を
センシング物質の温度に合わせてから、試料液をセンシ
ング物質上に滴下することが可能となり、これにより、
センシング物質上に試料液を滴下した際に、両者の温度
差に伴う屈折率の変化による測定誤差の発生を防止する
ことができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。本発明の第１の実施形態の
全反射減衰を利用したセンサーは、表面プラズモン共鳴
を利用した表面プラズモンセンサーであり、図１は表面
プラズモンセンサーの側面形状を示すものである。

【００３５】この表面プラズモンセンサーは、例えば概
略四角錐の一部が切り取られた形状とされた誘電体ブロ
ック10と、この誘電体ブロック10の一面（図中の上面）
に形成された、例えば金、銀、銅、アルミニウム等から
なる金属膜12とを有している。

【００３６】誘電体ブロック10は例えば透明樹脂等から
なり、金属膜12が形成された部分の周囲が嵩上げされた
形とされ、この嵩上げされた部分10ａは液体の試料11を
貯える試料保持部として機能する。なお本例では、金属
膜12の上にセンシング媒体30が固定されるが、このセン
シング媒体30については後述する。

【００３７】誘電体ブロック10は金属膜12とともに、使
い捨ての測定チップを構成しており、例えばターンテー
ブル31に複数設けられたチップ保持孔31ａに１個ずつ嵌
合固定される。誘電体ブロック10がこのようにターンテ
ーブル31に固定された後、ターンテーブル31が一定角度
ずつ間欠的に回動され、所定位置に停止した誘電体ブロ
ック10に対して液体試料11が滴下され、該液体試料11が
試料保持部10ａ内に保持される。その後さらにターンテ
ーブル31が一定角度回動されると、誘電体ブロック10が
この図１に示した測定位置に送られ、そこで停止する。

【００３８】本実施形態の表面プラズモンセンサーは、
上記誘電体ブロック10に加えてさらに、１本の光ビーム
13を発生させる半導体レーザ等からなる光源14（以下、
レーザ光源14という）と、上記光ビーム13を誘電体ブロ
ック10に通し、該誘電体ブロック10と金属膜12との界面
10ｂに対して、種々の入射角が得られるように入射させ
る光学系15と、上記界面10ｂで全反射した光ビーム13を
平行光化するコリメーターレンズ16と、この平行光化さ
れた光ビーム13を検出する光検出手段17と、光検出手段
17に接続された差動アンプアレイ18と、ドライバ19と、
コンピュータシステム等からなる信号処理部20と、この
信号処理部20に接続された表示手段21と、誘電体ブロッ
ク10を介してセンシング媒体30および液体試料11の温度
を測定するサーミスタ50と、誘電体ブロック10を介して
センシング媒体30および液体試料11の温度を調整するペ
ルチェ素子52と、サーミスタ50の出力信号に基づいてペ
ルチェ素子52を駆動するドライバ51とを備えている。

【００３９】なお、サーミスタ50が請求項で記載した温
度検出手段として機能するものであり、ドライバ51およ
びペルチェ素子52が請求項で記載した温度制御手段とし
て機能するものである。温度検出手段および温度制御手
段としては、上述のもの以外のものを用いてもよい。本
実施の形態において、サーミスタ50は、誘電体ブロック
10の側面に設けられているが、誘電体ブロック10と周囲
の温度が熱平衡状態になっていれば、誘電体ブロック10
の周囲の温度を測定すればよいため、必ずしも上記の場
所に設置する必要はない。また、ペルチェ素子52は、誘
電体ブロック10の底面に設けられているが、必ずしも上
記の場所に設置する必要はない。

【００４０】入射光学系15は、レーザ光源14から発散光
状態で出射した光ビーム13を平行光化するコリメーター
レンズ15ａと、該平行光化された光ビーム13を上記界面
10ｂ上で収束させる集光レンズ15ｂとから構成されてい
る。

【００４１】光ビーム13は、集光レンズ15ｂにより上述
のように集光されるので、界面10ｂに対して種々の入射
角θで入射する成分を含むことになる。なおこの入射角
θは、全反射角以上の角度とされる。そこで、光ビーム
13は界面10ｂで全反射し、この反射した光ビーム13に
は、種々の反射角で反射する成分が含まれることにな
る。なお、上記光学系15は、光ビーム13を界面10ｂにデ
フォーカス状態で入射させるように構成されてもよい。
そのようにすれば、表面プラズモン共鳴の状態検出の誤
差が平均化されて、測定精度が高められる。

【００４２】なお光ビーム13は、界面10ｂに対してｐ偏
光で入射させる。そのようにするためには、予めレーザ
光源14をその偏光方向が所定方向となるように配設すれ
ばよい。その他、波長板で光ビーム13の偏光の向きを制
御してもよい。

【００４３】以下、上記構成の表面プラズモンセンサー
による試料分析について説明する。

【００４４】測定前に、センシング媒体30および液体試
料11の温度の制御を行う。センシング媒体30上に液体試
料11を滴下した後、サーミスタ50により誘電体ブロック
10を介してセンシング媒体30および液体試料11の温度を
測定する。ドライバ51は、サーミスタ50により測定され
たセンシング媒体30および液体試料11の温度に基づいて
ペルチェ素子52を駆動し、センシング媒体30および液体
試料11を所定の温度に制御する。

【００４５】センシング媒体30および液体試料11を所定
の温度に制御した後、測定を行う。図１に示す通り、レ
ーザ光源14から発散光状態で出射した光ビーム13は、光
学系15の作用により、誘電体ブロック10と金属膜12との
界面10ｂ上で収束する。したがって光ビーム13は、界面
10ｂに対して種々の入射角θで入射する成分を含むこと
になる。なおこの入射角θは、全反射角以上の角度とさ
れる。そこで、光ビーム13は界面10ｂで全反射し、この
反射した光ビーム13には、種々の反射角で反射する成分
が含まれることになる。

【００４６】界面10ｂで全反射した後、コリメーターレ
ンズ16によって平行光化された光ビーム13は、光検出手
段17により検出される。本例における光検出手段17は、
複数のフォトダイオード17ａ、17ｂ、17ｃ……が１列に
並設されてなるフォトダイオードアレイであり、図１の
図示面内において、平行光化された光ビーム13の進行方
向に対してフォトダイオード並設方向がほぼ直角となる
向きに配設されている。したがって、上記界面10ｂにお
いて種々の反射角で全反射した光ビーム13の各成分を、
それぞれ異なるフォトダイオード17ａ、17ｂ、17ｃ……
が受光することになる。

【００４７】図２は、この表面プラズモンセンサーの電
気的構成を示すブロック図である。図示の通り上記ドラ
イバ19は、差動アンプアレイ18の各差動アンプ18ａ、18
ｂ、18ｃ……の出力をサンプルホールドするサンプルホ
ールド回路22ａ、22ｂ、22ｃ……、これらのサンプルホ
ールド回路22ａ、22ｂ、22ｃ……の各出力が入力される
マルチプレクサ23、このマルチプレクサ23の出力をデジ
タル化して信号処理部20に入力するＡ／Ｄ変換器24、マ
ルチプレクサ23とサンプルホールド回路22ａ、22ｂ、22
ｃ……とを駆動する駆動回路25、および信号処理部20か
らの指示に基づいて駆動回路25の動作を制御するコント
ローラ26から構成されている。

【００４８】上記フォトダイオード17ａ、17ｂ、17ｃ…
…の各出力は、差動アンプアレイ18の各差動アンプ18
ａ、18ｂ、18ｃ……に入力される。この際、互いに隣接
する２つのフォトダイオードの出力が、共通の差動アン
プに入力される。したがって各差動アンプ18ａ、18ｂ、
18ｃ……の出力は、複数のフォトダイオード17ａ、17
ｂ、17ｃ……が出力する光検出信号を、それらの並設方
向に関して微分したものと考えることができる。

【００４９】各差動アンプ18ａ、18ｂ、18ｃ……の出力
は、それぞれサンプルホールド回路22ａ、22ｂ、22ｃ…
…により所定のタイミングでサンプルホールドされ、マ
ルチプレクサ23に入力される。マルチプレクサ23は、サ
ンプルホールドされた各差動アンプ18ａ、18ｂ、18ｃ…
…の出力を、所定の順序に従ってＡ／Ｄ変換器24に入力
する。Ａ／Ｄ変換器24はこれらの出力をデジタル化して
信号処理部20に入力する。

【００５０】図３は、界面10ｂで全反射した光ビーム13
の入射角θ毎の光強度と、差動アンプ18ａ、18ｂ、18ｃ
……の出力との関係を説明するものである。ここで、光
ビーム13の界面10ｂへの入射角θと上記光強度Ｉとの関
係は、同図（１）のグラフに示すようなものであるとす
る。

【００５１】界面10ｂにある特定の入射角θ_ＳＰで入射
した光は、金属膜12と液体試料11との界面に表面プラズ
モンを励起させるので、この光については反射光強度Ｉ
が鋭く低下する。つまりθ_ＳＰが全反射解消角であり、
この角度θ_ＳＰにおいて反射光強度Ｉは最小値を取る。
この反射光強度Ｉの低下は、図１にＤで示すように、反
射光中の暗線として観察される。

【００５２】また図３の（２）は、フォトダイオード17
ａ、17ｂ、17ｃ……の並設方向を示しており、先に説明
した通り、これらのフォトダイオード17ａ、17ｂ、17ｃ
……の並設方向位置は上記入射角θと一義的に対応して
いる。

【００５３】そしてフォトダイオード17ａ、17ｂ、17ｃ
……の並設方向位置、つまりは入射角θと、差動アンプ
18ａ、18ｂ、18ｃ……の出力Ｉ’（反射光強度Ｉの微分
値）との関係は、同図（３）に示すようなものとなる。

【００５４】信号処理部20は、Ａ／Ｄ変換器24から入力
された微分値Ｉ’の値に基づいて、差動アンプ18ａ、18
ｂ、18ｃ……の中から、全反射解消角θ_ＳＰに対応する
微分値Ｉ’＝０に最も近い出力が得られているもの（図
３の例では差動アンプ18ｄとなる）を選択し、それが出
力する微分値Ｉ’に所定の補正処理を施してから、その
値を表示手段21に表示させる。なお、場合によっては微
分値Ｉ’＝０を出力している差動アンプが存在すること
もあり、そのときは当然その差動アンプが選択される。

【００５５】以後、所定時間が経過する毎に上記選択さ
れた差動アンプ18ｄが出力する微分値Ｉ’が、所定の補
正処理を受けてから表示手段21に表示される。この微分
値Ｉ’は、測定チップの金属膜12に接している物質の誘
電率つまりは屈折率が変化して、図３（１）に示す曲線
が左右方向に移動する形で変化すると、それに応じて上
下する。したがって、この微分値Ｉ’を時間の経過とと
もに測定し続けることにより、金属膜12に接している物
質の屈折率変化、つまりは特性の変化を調べることがで
きる。

【００５６】特に本実施形態では金属膜12に、液体試料
11の中の特定物質と結合するセンシング媒体30を固定し
ており、それらの結合状態に応じてセンシング媒体30の
屈折率が変化するので、上記微分値Ｉ’を測定し続ける
ことにより、この結合状態の変化の様子を調べることが
できる。つまりこの場合は、液体試料11およびセンシン
グ媒体30の双方が、分析対象の試料となる。そのような
特定物質とセンシング媒体30との組合せとしては、例え
ば抗原と抗体等が挙げられる。

【００５７】以上の説明から明かなように本実施形態で
は、光検出手段17として複数のフォトダイオード17ａ、
17ｂ、17ｃ……が１列に並設されてなるフォトダイオー
ドアレイを用いているので、液体試料11に応じて図３
（１）に示す曲線が左右方向に移動する形である程度大
きく変化しても、暗線検出が可能である。つまり、この
ようなアレイ状の光検出手段17を用いることにより、測
定のダイナミックレンジを大きく確保することができ
る。

【００５８】なお、複数の差動アンプ18ａ、18ｂ、18ｃ
……からなる差動アンプアレイ18を用いる代わりに１つ
の差動アンプを設け、フォトダイオード17ａ、17ｂ、17
ｃ……の各出力をマルチプレクサで切り替えて、それら
のうちの隣接する２つの出力をこの１つの差動アンプに
順次入力するようにしても構わない。

【００５９】なお、液体試料11の中の特定物質とセンシ
ング媒体30との結合状態の変化の様子を時間経過ととも
に調べるためには、所定時間が経過する毎の微分値Ｉ’
を求めて表示するほか、最初に計測した微分値Ｉ’(0)
と所定時間経過時に計測した微分値Ｉ’(t)との差Δ
Ｉ’を求めて表示してもよい。

【００６０】本実施の形態による全反射減衰を利用した
センサーによれば、温度検出手段として機能するサーミ
スタ50と、温度制御手段として機能するドライバ51およ
びペルチェ素子52とを備えたことにより、測定前に、セ
ンシング媒体30および液体試料11の温度を所定の温度に
制御することが可能であるため、酵素反応等の特定温度
環境下で活発に反応を行う物質の測定であっても、最適
な測定を行うことができる。また、温度を一定に維持す
ることが可能であるため、実験の再現性を向上させるこ
とができる。

【００６１】次に、図４を参照して本発明の第２の実施
の形態について説明する。なおこの図４において、図１
中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それら
についての説明は特に必要の無い限り省略する。

【００６２】この第２の実施の形態の全反射減衰を利用
したセンサーは、第１の実施の形態から、温度制御手段
を変更したものである。

【００６３】本実施形態の表面プラズモンセンサーは、
誘電体ブロック10と、１本の光ビーム13を発生させる半
導体レーザ等からなる光源14（以下、レーザ光源14とい
う）と、上記光ビーム13を誘電体ブロック10に通し、該
誘電体ブロック10と金属膜12との界面10ｂに対して、種
々の入射角が得られるように入射させる光学系15と、上
記界面10ｂで全反射した光ビーム13を平行光化するコリ
メーターレンズ16と、この平行光化された光ビーム13を
検出する光検出手段17と、光検出手段17に接続された差
動アンプアレイ18と、ドライバ19と、コンピュータシス
テム等からなる信号処理部20と、この信号処理部20に接
続された表示手段21と、誘電体ブロック10を介してセン
シング媒体30の温度を測定するサーミスタ50と、液体試
料11の温度を調整するインキュベータ54と、サーミスタ
50の出力信号に基づいてインキュベータ54を駆動するド
ライバ53とを備えている。

【００６４】なお、サーミスタ50が請求項で記載した温
度検出手段として機能するものであり、ドライバ53およ
びインキュベータ54が請求項で記載した温度制御手段と
して機能するものである。温度検出手段および温度制御
手段としては、上述のもの以外のものを用いてもよい。

【００６５】以下、上記構成の表面プラズモンセンサー
による試料分析について説明する。

【００６６】測定前に、センシング媒体30および液体試
料11の温度の制御を行う。センシング媒体30上に液体試
料11を滴下する前に、サーミスタ50により誘電体ブロッ
ク10を介してセンシング媒体30の温度を測定する。ドラ
イバ51は、サーミスタ50により測定されたセンシング媒
体30の温度に基づいてインキュベータ54を駆動し、液体
試料11の温度をセンシング媒体30の温度と略同じ温度に
なるように制御する。なお、このとき両者の温度差を
２．０℃以内にすることにより、屈折率変化を１０^−３
以下に抑えることができる。また、両者の温度差を１．
０℃以内、より好ましくは０．５℃以内にすることによ
り、屈折率変化を１０^−４以下に抑えることができる。

【００６７】センシング媒体30の温度と液体試料11の温
度を同じ温度に制御した後、センシング媒体30上に液体
試料１１を滴下し、第１の実施の形態と同様に測定を行
う。

【００６８】本実施の形態による全反射減衰を利用した
センサーによれば、温度検出手段として機能するサーミ
スタ50と、温度制御手段として機能するドライバ53およ
びインキュベータ54とを備えたことにより、測定前に、
センシング媒体30および液体試料11の温度を略同じにす
ることが可能であるため、センシング媒体30上に液体試
料11を滴下した際の屈折率変化を抑えることができる。

【００６９】次に、図５を参照して本発明の第３の実施
の形態について説明する。なおこの図５において、図１
中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それら
についての説明は特に必要の無い限り省略する。

【００７０】この第３の実施の形態の全反射減衰を利用
したセンサーは、第１の実施の形態で説明した表面プラ
ズモンセンサーを漏洩モードセンサーに変更したもので
あり、本例でも測定チップ化された誘電体ブロック10を
用いるように構成されている。この誘電体ブロック10の
一面（図中の上面）にはクラッド層40が形成され、さら
にその上には光導波層41が形成されている。

【００７１】誘電体ブロック10は、例えば合成樹脂やＢ
Ｋ７等の光学ガラスを用いて形成されている。一方クラ
ッド層40は、誘電体ブロック10よりも低屈折率の誘電体
や、金等の金属を用いて薄膜状に形成されている。また
光導波層41は、クラッド層40よりも高屈折率の誘電体、
例えばＰＭＭＡを用いてこれも薄膜状に形成されてい
る。クラッド層40の膜厚は、例えば金薄膜から形成する
場合で36.5ｎｍ、光導波層41の膜厚は、例えばＰＭＭＡ
から形成する場合で700ｎｍ程度とされる。

【００７２】上記構成の漏洩モードセンサーにおいて、
レーザ光源14から出射した光ビーム13を誘電体ブロック
10を通してクラッド層40に対して全反射角以上の入射角
で入射させると、該光ビーム13が誘電体ブロック10とク
ラッド層40との界面10ｂで全反射するが、クラッド層40
を透過して光導波層41に特定入射角で入射した特定波数
の光は、該光導波層41を導波モードで伝搬するようにな
る。こうして導波モードが励起されると、入射光のほと
んどが光導波層41に取り込まれるので、上記界面10ｂで
全反射する光の強度が鋭く低下する全反射減衰が生じ
る。

【００７３】光導波層41における導波光の波数は、該光
導波層41の上の液体試料11の屈折率に依存するので、全
反射減衰が生じる上記特定入射角を知ることによって、
液体試料11の屈折率や、それに関連する液体試料11の特
性を分析することができる。そして、上記特定入射角の
近傍における反射光強度Ｉや、差動アンプアレイ18の各
差動アンプが出力する微分値Ｉ’に基づいて液体試料11
の特性を分析することもできる。

【００７４】上記第３の実施の形態においても第１の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００７５】次に、図６を参照して本発明の第４の実施
の形態について説明する。なおこの図６において、図１
中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それら
についての説明は特に必要の無い限り省略する。

【００７６】この第４の実施の形態の全反射減衰を利用
したセンサーは、第２の実施の形態で説明した表面プラ
ズモンセンサーを漏洩モードセンサーに変更したもので
あり、本例でも測定チップ化された誘電体ブロック10を
用いるように構成されている。この誘電体ブロック10の
一面（図中の上面）にはクラッド層40が形成され、さら
にその上には光導波層41が形成されている。

【００７７】上記第４の実施の形態においても第２の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による表面プラズモ
ンセンサーの側面図

【図２】上記表面プラズモンセンサーの電気的構成を示
すブロック図

【図３】上記表面プラズモンセンサーにおける光ビーム
入射角と検出光強度との関係、並びに光ビーム入射角と
光強度検出信号の微分値との関係を示す概略図

【図４】本発明の第２の実施の形態による表面プラズモ
ンセンサーの側面図

【図５】本発明の第３の実施の形態による漏洩モードセ
ンサーの側面図

【図６】本発明の第４の実施の形態による漏洩モードセ
ンサーの側面図

【符号の説明】

10 誘電体ブロック 10ａ 誘電体ブロックの試料保持部 10ｂ 誘電体ブロックと金属膜との界面 11 試料 12 金属膜 13 光ビーム 14 半導体レーザ等 15 光学系 16 コリメーターレンズ 17 光検出手段（フォトダイオードアレイ） 17ａ、17ｂ、17ｃ…… フォトダイオード 18 差動アンプアレイ 18ａ、18ｂ、18ｃ…… 差動アンプ 19 ドライバ 20 信号処理部 21 表示手段 22ａ、22ｂ、22ｃ…… サンプルホールド回路 23 マルチプレクサ 24 Ａ／Ｄ変換器 25 駆動回路 26 コントローラ 30 センシング媒体 31 ターンテーブル 40 クラッド層 41 光導波層 50 サーミスタ 51 ドライバ 52 ペルチェ素子 53 ドライバ 54 インキュベータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G058 AA10 BB02 BB06 BB07 BB15 BB19 CC08 CC11 CF02 CF20 GA02 2G059 AA01 BB04 BB12 CC16 DD12 DD16 EE02 EE05 GG01 GG04 JJ17 JJ19 KK01 KK03 KK04 MM01 MM09 MM11 PP04

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層と、 該薄膜層の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じ
   るセンシング物質と、光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
   ブロックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる
   ように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
   センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
   料液との相互作用による全反射減衰の状態を検知する光
   検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用した測定装置
   において、 前記センシング物質および該センシング物質上に供給さ
   れた前記試料液の温度を、所定温度範囲内に保持するよ
   う制御することを特徴とする全反射減衰を利用した測定
   方法。
2. 【請求項２】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成された金属膜と、 該金属膜の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じ
   るセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
   ブロックと前記金属膜との界面で全反射条件が得られる
   ように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
   センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
   料液との相互作用による表面プラズモン共鳴に伴う全反
   射減衰の状態を検知する光検出手段とを備えてなる全反
   射減衰を利用した測定装置において、 前記センシング物質および該センシング物質上に供給さ
   れた前記試料液の温度を、所定温度範囲内に保持するよ
   う制御することを特徴とする全反射減衰を利用した測定
   方法。
3. 【請求項３】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層と、 該クラッド層の上に形成された光導波層と、 該光導波層の表面上に配されて、試料液と相互作用を生
   じるセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
   ブロックと前記クラッド層との界面で全反射条件が得ら
   れるように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
   センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
   料液との相互作用による前記光導波層での導波モードの
   励起に伴う全反射減衰の状態を検知する光検出手段とを
   備えてなる全反射減衰を利用した測定装置において、 前記センシング物質および該センシング物質上に供給さ
   れた前記試料液の温度を、所定温度範囲内に保持するよ
   う制御することを特徴とする全反射減衰を利用した測定
   方法。
4. 【請求項４】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層と、 該薄膜層の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じ
   るセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
   ブロックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる
   ように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
   センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
   料液との相互作用による全反射減衰の状態を検知する光
   検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用した測定装置
   において、 前記センシング物質の温度を検出し、 前記センシング物質に前記試料液を供給する前に、前記
   試料液の温度を該検出した温度を含む所定温度範囲内に
   保持するよう制御することを特徴とする全反射減衰を利
   用した測定方法。
5. 【請求項５】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成された金属膜と、 該金属膜の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じ
   るセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
   ブロックと前記金属膜との界面で全反射条件が得られる
   ように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
   センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
   料液との相互作用による表面プラズモン共鳴に伴う全反
   射減衰の状態を検知する光検出手段とを備えてなる全反
   射減衰を利用した測定装置において、 前記センシング物質の温度を検出し、 前記センシング物質に前記試料液を供給する前に、前記
   試料液の温度を該検出した温度を含む所定温度範囲内に
   保持するよう制御することを特徴とする全反射減衰を利
   用した測定方法。
6. 【請求項６】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層と、 該クラッド層の上に形成された光導波層と、 該光導波層の表面上に配されて、試料液と相互作用を生
   じるセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
   ブロックと前記クラッド層との界面で全反射条件が得ら
   れるように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
   センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
   料液との相互作用による前記光導波層での導波モードの
   励起に伴う全反射減衰の状態を検知する光検出手段とを
   備えてなる全反射減衰を利用した測定装置において、 前記センシング物質の温度を検出し、 前記センシング物質に前記試料液を供給する前に、前記
   試料液の温度を該検出した温度を含む所定温度範囲内に
   保持するよう制御することを特徴とする全反射減衰を利
   用した測定方法。
7. 【請求項７】 前記所定温度範囲が、前記温度検出手段
   により検出された温度±２．０℃以内の温度であること
   を特徴とする請求項４から６いずれか１項記載の全反射
   減衰を利用した測定方法。
8. 【請求項８】 前記所定温度範囲が、前記温度検出手段
   により検出された温度±１．０℃以内の温度であること
   を特徴とする請求項４から６いずれか１項記載の全反射
   減衰を利用した測定方法。
9. 【請求項９】 前記所定温度範囲が、前記温度検出手段
   により検出された温度±０．５℃以内の温度であること
   を特徴とする請求項４から６いずれか１項記載の全反射
   減衰を利用した測定方法。
10. 【請求項１０】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層と、 該薄膜層の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じ
    るセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
    ブロックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる
    ように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
    センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
    料液との相互作用による全反射減衰の状態を検知する光
    検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用した測定装置
    において、 前記センシング物質および該センシング物質に供給され
    た前記試料液の温度を検出する温度検出手段と、 該温度検出手段の出力に基づいて前記センシング物質お
    よび該センシング物質に供給された前記試料液の温度を
    所定温度範囲内に保持するよう制御する温度制御手段と
    を備えたことを特徴とする全反射減衰を利用した測定装
    置。
11. 【請求項１１】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成された金属膜と、 該金属膜の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じ
    るセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
    ブロックと前記金属膜との界面で全反射条件が得られる
    ように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
    センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
    料液との相互作用による表面プラズモン共鳴に伴う全反
    射減衰の状態を検知する光検出手段とを備えてなる全反
    射減衰を利用した測定装置において、 前記センシング物質および該センシング物質に供給され
    た前記試料液の温度を検出する温度検出手段と、該温度
    検出手段の出力に基づいて前記センシング物質および該
    センシング物質に供給された前記試料液の温度を所定温
    度範囲内に保持するよう制御する温度制御手段とを備え
    たことを特徴とする全反射減衰を利用した測定装置。
12. 【請求項１２】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層と、 該クラッド層の上に形成された光導波層と、 該光導波層の表面上に配されて、試料液と相互作用を生
    じるセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
    ブロックと前記クラッド層との界面で全反射条件が得ら
    れるように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
    センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
    料液との相互作用による前記光導波層での導波モードの
    励起に伴う全反射減衰の状態を検知する光検出手段とを
    備えてなる全反射減衰を利用した測定装置において、 前記センシング物質および該センシング物質に供給され
    た前記試料液の温度を検出する温度検出手段と、 該温度検出手段の出力に基づいて前記センシング物質お
    よび該センシング物質に供給された前記試料液の温度を
    所定温度範囲内に保持するよう制御する温度制御手段と
    を備えたことを特徴とする全反射減衰を利用した測定装
    置。
13. 【請求項１３】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成された薄膜層と、 該薄膜層の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じ
    るセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
    ブロックと前記薄膜層との界面で全反射条件が得られる
    ように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
    センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
    料液との相互作用による全反射減衰の状態を検知する光
    検出手段とを備えてなる全反射減衰を利用した測定装置
    において、 前記センシング物質の温度を検出する温度検出手段と、 前記センシング物質に前記試料液を供給する前に、該温
    度検出手段の出力に基づいて前記試料液の温度を該検出
    した温度を含む所定温度範囲内に保持するよう制御する
    温度制御手段とを備えたことを特徴とする全反射減衰を
    利用した測定装置。
14. 【請求項１４】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成された金属膜と、 該金属膜の表面上に配されて、試料液と相互作用を生じ
    るセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
    ブロックと前記金属膜との界面で全反射条件が得られる
    ように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
    センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
    料液との相互作用による表面プラズモン共鳴に伴う全反
    射減衰の状態を検知する光検出手段とを備えてなる全反
    射減衰を利用した測定装置において、 前記センシング物質の温度を検出する温度検出手段と、 前記センシング物質に前記試料液を供給する前に、該温
    度検出手段の出力に基づいて前記試料液の温度を該検出
    した温度を含む所定温度範囲内に保持するよう制御する
    温度制御手段とを備えたことを特徴とする全反射減衰を
    利用した測定装置。
15. 【請求項１５】 誘電体ブロックと、 該誘電体ブロックの一面に形成されたクラッド層と、 該クラッド層の上に形成された光導波層と、 該光導波層の表面上に配されて、試料液と相互作用を生
    じるセンシング物質と、 光ビームを発生させる光源と、 前記光ビームを前記誘電体ブロックに対して、該誘電体
    ブロックと前記クラッド層との界面で全反射条件が得ら
    れるように種々の角度で入射させる光学系と、 前記界面で全反射した光ビームの強度を測定して、前記
    センシング物質と、該センシング物質上に供給された試
    料液との相互作用による前記光導波層での導波モードの
    励起に伴う全反射減衰の状態を検知する光検出手段とを
    備えてなる全反射減衰を利用した測定装置において、 前記センシング物質の温度を検出する温度検出手段と、 前記センシング物質に前記試料液を供給する前に、該温
    度検出手段の出力に基づいて前記試料液の温度を該検出
    した温度を含む所定温度範囲内に保持するよう制御する
    温度制御手段とを備えたことを特徴とする全反射減衰を
    利用した測定装置。
16. 【請求項１６】 前記所定温度範囲が、前記温度検出手
    段により検出された温度±２．０℃以内の温度であるこ
    とを特徴とする請求項１３から１５いずれか１項記載の
    全反射減衰を利用した測定装置。
17. 【請求項１７】 前記所定温度範囲が、前記温度検出手
    段により検出された温度±１．０℃以内の温度であるこ
    とを特徴とする請求項１３から１５いずれか１項記載の
    全反射減衰を利用した測定装置。
18. 【請求項１８】 前記所定温度範囲が、前記温度検出手
    段により検出された温度±０．５℃以内の温度であるこ
    とを特徴とする請求項１３から１５いずれか１項記載の
    全反射減衰を利用した測定装置。