JP3209729B2 - Polarization measurement method - Google Patents

Polarization measurement method

Info

Publication number
JP3209729B2
JP3209729B2 JP19164199A JP19164199A JP3209729B2 JP 3209729 B2 JP3209729 B2 JP 3209729B2 JP 19164199 A JP19164199 A JP 19164199A JP 19164199 A JP19164199 A JP 19164199A JP 3209729 B2 JP3209729 B2 JP 3209729B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
light
polarization
reflected
measurement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19164199A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000136908A (en
Inventor
徹 牧野
浩文 鈴木
肇 諸隈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optic Co Ltd filed Critical Olympus Optic Co Ltd
Priority to JP19164199A priority Critical patent/JP3209729B2/en
Publication of JP2000136908A publication Critical patent/JP2000136908A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3209729B2 publication Critical patent/JP3209729B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば免疫支持体上
の抗体及び抗原による膜厚の変化を偏光解析法によって
測定可能にする偏光測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization measurement method which enables a change in film thickness due to, for example, an antibody and an antigen on an immune support to be measured by ellipsometry.

【0002】[0002]

【従来の技術】偏光解析法は、物体の表面で光が反射す
る際の偏光状態の変化を観測して、物体自体の光学定
数、または、その表面に附着した薄膜の厚みや光学定数
を知る方法である。最近では、この偏光解析法が生物物
理分野へ応用されるようになり、抗原抗体反応や相補的
核酸結合反応等の生物学的結合反応に基づく試料面の厚
さ変化の測定、さらにはタンパク質の吸着膜の測定、血
漿の凝結の研究等にも応用されるようになっている。
2. Description of the Related Art In the ellipsometry, the change in the state of polarization when light is reflected on the surface of an object is observed to determine the optical constant of the object itself, or the thickness and optical constant of a thin film attached to the surface. Is the way. Recently, this ellipsometry has been applied to the field of biophysics, such as measurement of changes in sample surface thickness based on biological binding reactions such as antigen-antibody reactions and complementary nucleic acid binding reactions. It has also been applied to the measurement of adsorption films, the study of plasma coagulation, and the like.

【0003】上記抗原抗体反応に用いるタンパク質の厚
さの測定する技術としては、例えばA.Rothen and C.Mat
hot.Helvetica Chimica Aacta,Vol.54(1971) Immunological Reactios Carried out at a Liquid-Sol
id Interfaceに開示されている技術が知られている。上
記タンパク質の吸着膜の測定に関する技術としては、UL
F JOENSSON,M.MALMQVIST,INGER ROENNBERG. Journal of
Colloid and Interface Science. Vol.103,No.2,1985
Adsorption of Immunoglobulin G,Protein A,and Fibr
onectin in the Submonolayer Region Evaluated by a
CombinedStudy of Ellipsometry and Radiotracer Tech
niqs および、A.Rothen,C.Mathot. Surface Chemistry
of BiologicalSystems.1970 IMMUNOLOGICAL REACTIONS
CARRIED OUT AT A LIQUID-SOLID INTERFACE WITH THE H
ELP OF A WEAK ELECTRICCURRENT に開示されている技
術が知られている。
[0003] Techniques for measuring the thickness of a protein used in the antigen-antibody reaction include, for example, A. Rothen and C. Mat.
hot.Helvetica Chimica Aacta, Vol.54 (1971) Immunological Reactios Carried out at a Liquid-Sol
The technology disclosed in id Interface is known. The technology related to the measurement of the above protein adsorption film is UL
F JOENSSON, M.MALMQVIST, INGER ROENNBERG. Journal of
Colloid and Interface Science.Vol.103, No.2,1985
Adsorption of Immunoglobulin G, Protein A, and Fibr
onectin in the Submonolayer Region Evaluated by a
CombinedStudy of Ellipsometry and Radiotracer Tech
niqs and A.Rothen, C.Mathot.Surface Chemistry
of BiologicalSystems.1970 IMMUNOLOGICAL REACTIONS
CARRIED OUT AT A LIQUID-SOLID INTERFACE WITH THE H
The technology disclosed in ELP OF A WEAK ELECTRICCURRENT is known.

【0004】また、血漿の凝結に関する技術としては、
L.VROMAN AND A.L.ADAMS. SURFACESCIENCE 16(1969) FI
NDINGS WITH THE RECORDING ELLIPSOMETER SUGGESTING
RAPID EXCHANGE OF SPECIFIC PLASMA PROTEINS AT LIQU
ID/SOLID INTERFACESに開示されている技術が知られて
いる。
[0004] In addition, techniques relating to plasma coagulation include:
L.VROMAN AND ALADAMS. SURFACESCIENCE 16 (1969) FI
NDINGS WITH THE RECORDING ELLIPSOMETER SUGGESTING
RAPID EXCHANGE OF SPECIFIC PLASMA PROTEINS AT LIQU
The technology disclosed in ID / SOLID INTERFACES is known.

【0005】偏光解析においては、屈折率[0005] In ellipsometry, the refractive index

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】をもつ基板面上に、厚さd、屈折率On a substrate surface having a thickness d and a refractive index

【0008】[0008]

【数2】 (Equation 2)

【0009】をもつ等方均質な薄膜がある場合(図9参
照)において、これに入射角φで直線偏光が入射すると
き、P,S偏光成分の振幅反射率は、それぞれ
When there is an isotropic homogeneous thin film (see FIG. 9), when linearly polarized light is incident on the thin film at an incident angle φ, the amplitude reflectances of the P and S polarized components are respectively

【0010】[0010]

【数3】 (Equation 3)

【0011】で与えられる。ただしr1P,r2P,r1s
2Sは、それぞれ真空−膜、膜−基板における、P,S
成分の振幅反射率で、δは膜内に生じる位相差である。
このδは
Is given by Where r 1P , r 2P , r 1s ,
r 2S is P, S in vacuum-film and film-substrate, respectively.
In the amplitude reflectance of the component, δ is a phase difference generated in the film.
This δ is

【0012】[0012]

【数4】 (Equation 4)

【0013】で与えられる。なお、φf は、膜内での屈
折角であり、
[0013] Here, φ f is the refraction angle in the film,

【0014】[0014]

【数5】 (Equation 5)

【0015】が成立している。The following holds.

【0016】このとき、At this time,

【0017】[0017]

【数6】 (Equation 6)

【0018】で与えられ、tanφ(振幅反射率比)と
iΔ(位相差)は偏光解析によって測定される。
Tanφ (amplitude reflectance ratio) and iΔ (phase difference) are measured by ellipsometry.

【0019】偏光解析を行う場合、従来より種々の方法
があるが、例えば、図10に示された偏光解析装置が用
いられている。この装置は、Faraday cellを用いたKi
ngの光電的偏光解析装置であり、入射角固定の測定法
の配置状態を示している。この装置は偏光子および検光
子がステッピングモータ等で±0.002°に相当する
精度で回転されることができ、さらに、ファラデー効果
により偏光状態に変調を加えて消光位置が捜し出し易い
機構となっている。このように、図10に示された偏光
解析装置を用いて消光条件を求めることにより、試料表
面に附着した薄膜の厚みや光学定数を知ることが可能で
ある。
There are various methods for performing ellipsometry conventionally, and for example, an ellipsometer shown in FIG. 10 is used. This device uses Ki using Faraday cell.
ng of the photoelectric polarization analyzer, showing the arrangement of the measurement method with the fixed incident angle. This device allows the polarizer and analyzer to be rotated with a precision equivalent to ± 0.002 ° by a stepping motor or the like, and furthermore, modulates the polarization state by the Faraday effect and makes it easy to find the extinction position. ing. As described above, by obtaining the extinction condition using the ellipsometer shown in FIG. 10, it is possible to know the thickness and the optical constant of the thin film attached to the sample surface.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
測定方法では、図10に示したように、Faraday cellを
備えなければならない、あるいは偏光子、検光子の両方
を精度良く回転させる機構を備える必要がある等、簡便
性に劣るのが欠点である。従来の装置が備えている光学
系を、先行出願である特願平3−080124号に記載
されている免疫測定装置に利用しようとする場合、装置
の複雑性や光学系の大型化を招いてしまう。この結果、
従来の複数の異なる測定を行う自動分析装置に用いられ
ている光学系では、分析装置の自動化にとって大きな妨
げとなってしまう。
However, in the conventional measuring method, as shown in FIG. 10, a Faraday cell must be provided, or a mechanism for accurately rotating both the polarizer and the analyzer must be provided. The disadvantage is that it is inferior in convenience, for example. When an optical system provided in a conventional apparatus is to be used for an immunoassay apparatus described in Japanese Patent Application No. 3-080124, which is a prior application, the complexity of the apparatus and the size of the optical system are increased. I will. As a result,
An optical system used in a conventional automatic analyzer that performs a plurality of different measurements greatly hinders the automation of the analyzer.

【0021】本発明は、例えば免疫支持体上の抗体及び
抗原による膜圧の変化を偏光解析法によって測定するの
にあたり、異なる複数の測定を小スペースで簡便に実行
できる偏光測定方法を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a polarization measurement method which can easily carry out a plurality of different measurements in a small space when measuring a change in membrane pressure due to an antibody and an antigen on an immune support by an ellipsometry. It is an object.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の一態様に係わる偏光測定方法は、測定に必
要な第1および第2の試料面を移動可能に配置する工程
と、前記第1の試料面を測定位置に位置付けた状態で測
定用の光を入射及び反射させる工程と、前記第1の試料
面を反射した光をその反射時の偏光方向を維持したま
ま、前記第1の試料面の測定位置とは異なる近傍の位置
に位置付けた比較用のレファレンス面に対して入射およ
び反射させる工程と、前記第1の試料面とは異なる測定
のための第2の試料面を、前記第1の試料面と同一平面
の状態で前記測定位置に位置付ける工程と、前記第2の
試料面を反射した光をその反射時の偏光方向を維持した
まま、前記第2の試料面とは異なる近傍の位置に配置し
た比較用のレファレンス面に対して、入射および反射さ
せる工程と、前記第1の試料面について前記レァレン
ス面を反射した光と前記第2の試料面について前記レフ
ァレンス面を反射した光とを検出するようにしたことを
特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a polarization measurement method according to one aspect of the present invention includes a step of movably disposing first and second sample surfaces required for measurement, A step of entering and reflecting light for measurement in a state where the first sample surface is positioned at the measurement position, and the step of: reflecting the light reflected from the first sample surface while maintaining the polarization direction at the time of reflection. Making the light incident and reflected on a reference surface for comparison positioned at a position different from the measurement position of the first sample surface, and a second sample surface for measurement different from the first sample surface. Positioning the light at the measurement position in the same plane as the first sample surface, and maintaining the polarization direction at the time of reflection of the light reflected at the second sample surface with the second sample surface. Is a reference for comparison placed at different locations Relative scan plane, a step of incident and reflected, and light reflected by the said reference surface for said first light and said second specimen surface reflected the record full Aren <br/> scan plane for the sample surface Is detected.

【0023】前記レファレンス面に対して入射および反
射させる光路に対して、前記第1および第2の試料面に
対して入射および反射させる光路が平行に戻るように方
向付けることが好ましい。さらに、前記第1および第2
の試料面は、互いに異なる濃度の結合反応用の物質を反
応させたものであることが好ましい。
It is preferable that the optical path incident on and reflected from the reference surface is oriented so that the optical path incident on and reflected from the first and second sample surfaces returns in parallel. Further, the first and second
It is preferable that the sample surfaces have different concentrations of substances for binding reaction reacted with each other.

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、本発明の偏光測定方法を実施するの
に適した偏光解析装置は光学系に特徴を有するので、光
学系について詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below. The polarization analyzer suitable for performing the polarization measurement method of the present invention has a feature in an optical system, and thus the optical system will be described in detail.

【0026】上記偏光解析装置は図1のような光学系を
有している。この光学系は、偏光子、検光子を兼ねた偏
光ビームスプリッタ1、1/4波長板5、および無偏光
プリズム7を備えている。また、符号3は、この光学系
に適した試料支持体(試料部)を示しており、この試料
部は図示されていないステージに移動可能に支持されて
いる。
The above-mentioned ellipsometer has an optical system as shown in FIG. This optical system includes a polarizing beam splitter 1 also serving as a polarizer and an analyzer, a 波長 wavelength plate 5, and a non-polarizing prism 7. Reference numeral 3 denotes a sample support (sample portion) suitable for the optical system, and the sample portion is movably supported on a stage (not shown).

【0027】光源(図示せず)から射出され偏光ビーム
スプリッタ1に入射する光が、無偏光の場合は、光源は
固定で偏光ビームスプリッタ1だけが回転し、偏光の場
合は光源および偏光ビームスプリッタ1は一体となって
回転するようになっている。前記1/4波長板5は、p
またはs方向に対して方位角が45°となるように無偏
光プリズム7の前面で固定されている。
When the light emitted from a light source (not shown) and incident on the polarization beam splitter 1 is unpolarized, the light source is fixed and only the polarization beam splitter 1 rotates, and when the light is polarized, the light source and the polarization beam splitter 1 are rotated. 1 is adapted to rotate integrally. The quarter-wave plate 5 has p
Alternatively, it is fixed on the front surface of the non-polarizing prism 7 so that the azimuth becomes 45 ° with respect to the s direction.

【0028】図2は無偏光プリズム7の構成およびこの
無偏光プリズム7での光の経路を示したものである。こ
の無偏光プリズム7は、図2で示すように、A点から入
射した光をプリズム内で4回反射させるような形状とな
っている。この場合、A点から入射したp偏光は、反射
面aで反射してs偏光になり、次の反射面b,cでは偏
光成分はそのまま保持され、その次の反射面dでp偏光
になってB点から射出するようになっている。すなわ
ち、偏光状態は、反射面a−b−c−dの経路でp−s
−s−pとなる。同様に、A点から入射したs偏光は、
反射面a−b−c−dの経路で順にs−p−p−sとな
り、両者の間の位相差は保存されている。以上のよう
に、無偏光プリズム7は、A点で入射した光を、偏光特
性を変えること無く、かつA点とは異なった位置B点か
ら射出させるように構成されている。
FIG. 2 shows a configuration of the non-polarizing prism 7 and a light path in the non-polarizing prism 7. As shown in FIG. 2, the non-polarizing prism 7 has a shape such that light incident from point A is reflected four times in the prism. In this case, the p-polarized light incident from the point A is reflected on the reflection surface a to become s-polarized light, the polarization components are kept as they are on the next reflection surfaces b and c, and become p-polarized light on the next reflection surface d. From the point B. That is, the polarization state is p-s along the path of the reflecting surface abcd.
−sp. Similarly, the s-polarized light incident from point A is
In the path of the reflecting surface abcd, the path becomes spps in order, and the phase difference between the two is preserved. As described above, the non-polarizing prism 7 is configured to emit the light incident at the point A from the position B different from the point A without changing the polarization characteristics.

【0029】次に、この光学系の全体の光の経路につい
て説明する。
Next, the entire light path of the optical system will be described.

【0030】偏光ビームスプリッタ1を通った直線偏光
は、試料部3で反射されて楕円偏光となり、その後1/
4波長板5に入射する。この場合、偏光ビームスプリッ
タ1を通った直線偏光の偏光角はφ、試料部3で反射さ
れた光は位相差δの楕円偏光である。このときの偏光角
と位相差の関係を電場ベクトル成分について図示する
と、図3のようになる。
The linearly polarized light that has passed through the polarizing beam splitter 1 is reflected by the sample unit 3 and becomes elliptically polarized light.
The light enters the four-wavelength plate 5. In this case, the polarization angle of the linearly polarized light passing through the polarization beam splitter 1 is φ, and the light reflected by the sample unit 3 is elliptically polarized light having a phase difference δ. FIG. 3 shows the relationship between the polarization angle and the phase difference at this time for the electric field vector component.

【0031】ここで各点における偏光角の変化を図示す
る。1/4波長板5に角度45°(1/4波長板の主断
面と電界ベクトルの振動面とが成す角度)で試料部3か
らの反射光が入射すると、偏光角は図4(A)で示すよ
うに、φ+π/4となる。このとき位相はδ+π/2に
変化する。次に、無偏光プリズム7を通って、再び1/
4波長板5を通過した光は図4(B)で示すような楕円
偏光になる。このときの偏光角はφ+π/2であり、位
相はδ+πに変化する。この楕円偏光が試料部3で再び
反射されると、直線偏光に変換される。このときの偏光
角はπ/2−φ、位相差はπに変化する。
Here, the change of the polarization angle at each point is illustrated. When the reflected light from the sample unit 3 is incident on the quarter-wave plate 5 at an angle of 45 ° (the angle formed by the main section of the quarter-wave plate and the vibration plane of the electric field vector), the polarization angle becomes as shown in FIG. As shown by φ, it becomes φ + π / 4. At this time, the phase changes to δ + π / 2. Next, the light passes through the non-polarizing prism 7 and again becomes 1 /
The light that has passed through the four-wavelength plate 5 becomes elliptically polarized light as shown in FIG. At this time, the polarization angle is φ + π / 2, and the phase changes to δ + π. When this elliptically polarized light is reflected again by the sample section 3, it is converted into linearly polarized light. At this time, the polarization angle changes to π / 2−φ, and the phase difference changes to π.

【0032】図5は、光源から射出された光が、偏光ビ
ームスプリッタ1を通過し、試料部3および無偏光プリ
ズム7を介して再び偏光ビームスプリッタ1に戻って来
るまでの光の経路を分かりやすく示したものである。偏
光ビームスプリッタ1を通った光は試料部3の一側面3
aで反射され、無偏光プリズム7の点Aに入射する。A
点で入射した光は、前述したようにプリズム内で4回反
射を繰り返しB点から射出し、試料部3の他側面3bで
反射されて偏光ビームスプリッタ1に再び入射する。試
料部3は、偏光ビームスプリッタ1側からの光および無
偏光プリズム7側からの光が試料部3の一側面3aおよ
び他側面3bにそれぞれ入射するように配置されてい
る。この一側面3aおよび他側面3bは、試料部3の中
心軸Mについて対称となっている。偏光ビームスプリッ
タ1からの出力光は、光電検出器10で検出されるか、
もしくは目視して光量の変化をとらえることができるよ
うになっている。
FIG. 5 shows a light path from the light emitted from the light source to passing through the polarizing beam splitter 1 and returning to the polarizing beam splitter 1 again via the sample section 3 and the non-polarizing prism 7. This is easily shown. Light passing through the polarizing beam splitter 1 is applied to one side 3 of the sample section 3.
The light is reflected by a and enters the point A of the non-polarizing prism 7. A
The light incident at the point is repeatedly reflected four times in the prism as described above, is emitted from the point B, is reflected by the other side surface 3b of the sample unit 3, and is incident on the polarization beam splitter 1 again. The sample section 3 is arranged such that light from the polarizing beam splitter 1 side and light from the non-polarizing prism 7 side are incident on one side 3a and the other side 3b of the sample section 3, respectively. The one side surface 3a and the other side surface 3b are symmetric about the central axis M of the sample section 3. The output light from the polarization beam splitter 1 is detected by the photoelectric detector 10 or
Alternatively, a change in the amount of light can be visually observed.

【0033】以上のように、試料部3からの反射光を1
/4波長板5に角度45°で入射させることによって、
偏光ビームスプリッタ1において消光条件を求めること
ができる。ここで、試料部3からの反射光が1/4波長
板5に角度45°(1/4波長板の主断面と電界ベクト
ルの振動面とが成す角度)で入射しないように、1/4
波長板5が配置されていたと仮定する。すると、図4
(A),(B)で示した偏光角の変化は、それぞれ図6
(A),(B)のようになる。すなわち、1/4波長板
5を再び通過した光は、図6(B)のKのような偏光角
となるため、偏光ビームスプリッタ1において消光する
ことはできない。
As described above, the reflected light from the sample section 3
By making the light incident on the 波長 wavelength plate 5 at an angle of 45 °,
The extinction condition can be obtained in the polarization beam splitter 1. Here, the reflected light from the sample part 3 is incident on the quarter-wave plate 5 at an angle of 45 ° (the angle formed by the main section of the quarter-wave plate and the vibration plane of the electric field vector) so as to prevent the reflected light.
It is assumed that the wave plate 5 has been arranged. Then, FIG.
The changes in the polarization angles shown in FIGS.
(A) and (B). That is, the light that has passed through the quarter-wave plate 5 again has a polarization angle like K in FIG. 6B, and thus cannot be extinguished in the polarization beam splitter 1.

【0034】次に、前述した光学系に適した免疫支持体
の構造、およびその測定方法について説明する。
Next, the structure of the immune support suitable for the above-described optical system and the method for measuring the same will be described.

【0035】シリコン単結晶(方位面は100面)に膜
厚1000〜1900オングストローム(以下、Aと記
す)の酸化シリコン皮膜をつけ、特願平3−08012
4号で提示されている方法でシラン処理および抗体の固
相化を行い試料部3を作成した。この試料部3の構造を
図7に示す。図7において、符号20はSi単結晶基盤
を、符号21はSiO2 皮膜を、符号22はシランカッ
プリング剤を、符号23は抗体をそれぞれ示している。
A silicon oxide film having a thickness of 1000 to 1900 angstroms (hereinafter referred to as A) is formed on a silicon single crystal (having 100 planes).
Sample 3 was prepared by silane treatment and immobilization of the antibody by the method presented in No. 4. FIG. 7 shows the structure of the sample section 3. 7, reference numeral 20 denotes a Si single crystal substrate, reference numeral 21 denotes an SiO 2 film, reference numeral 22 denotes a silane coupling agent, and reference numeral 23 denotes an antibody.

【0036】図8(A)は試料部3の平面図を示したも
のである。この試料部3が図5で示したように配置され
る。この試料部の一側面3aは、Referenceと
して抗体のみが固相化されている面25であり、他側面
3bは、3つの領域26〜28に分割されている。符号
26は面25と同様の抗体に最低濃度の抗原を反応させ
た部分を示し、符号27,28は実際の検体が感作され
た部分を示している。
FIG. 8A is a plan view of the sample section 3. The sample section 3 is arranged as shown in FIG. One side surface 3a of the sample portion is a surface 25 on which only the antibody is immobilized as a reference, and the other side surface 3b is divided into three regions 26 to 28. Reference numeral 26 indicates a portion where the same concentration of the antigen is reacted with the same antibody as the surface 25, and reference numerals 27 and 28 indicate portions where the actual sample was sensitized.

【0037】以上のような試料部を用いた免疫測定の方
法を以下に記す。 (a).図8(A)に示された試料部3を図5で示すよ
うに配置する。 (b).試料部3の26および27、28で示される部
分に、それぞれ最低濃度のコントロール液および検体を
必要量滴下する。反応時間は測定項目によって最適時間
反応させる。 (c).反応終了後26、27、28で示される部分を
蒸留水で洗浄した後、N2 ガス等で表面の水分を吹き飛
ばす。 (d).用いる光源が無偏光の場合は,偏光ビームスプ
リッタ1を回転させ、光電検出器10で消光の偏光角を
求める。このとき注意しなければならないのは、試料部
の25および26の部分にのみ、偏光ビームスプリッタ
1からの光および無偏光プリズム7からの光が照射され
るように、試料部3を位置合せすることである。 (e).前記(d)で行った操作がゼロ調整に相当す
る。 (f).次に、試料部3の25および27の部分にの
み、偏光ビームスプリッタ1からの光および無偏光プリ
ズム7からの光が照射されるように、試料部3の位置を
ずらし光電検出器10の出力を読み取る。同様な操作
を、試料部3の25および28の部分でも行う。 (g).あらかじめ作成されている検量線から、試料部
3の27,28に滴下された検体の濃度を検出すること
ができる。
The method of immunoassay using the above-mentioned sample section is described below. (A). The sample section 3 shown in FIG. 8A is arranged as shown in FIG. (B). To the portions indicated by reference numerals 26, 27, and 28 in the sample section 3, the required amounts of the control solution and the specimen having the lowest concentration are respectively dropped. The reaction time is set to the optimal time depending on the measurement item. (C). After the completion of the reaction, the portions indicated by reference numerals 26, 27 and 28 are washed with distilled water, and the surface moisture is blown off with N 2 gas or the like. (D). When the light source to be used is non-polarized light, the polarization beam splitter 1 is rotated, and the polarization angle of extinction is obtained by the photoelectric detector 10. At this time, it should be noted that the sample unit 3 is positioned so that only the portions 25 and 26 of the sample unit are irradiated with the light from the polarizing beam splitter 1 and the light from the non-polarizing prism 7. That is. (E). The operation performed in (d) corresponds to zero adjustment. (F). Next, the position of the sample unit 3 is shifted so that only the portions 25 and 27 of the sample unit 3 are irradiated with the light from the polarizing beam splitter 1 and the light from the non-polarizing prism 7, and the output of the photoelectric detector 10 is changed. Read. The same operation is performed on the portions 25 and 28 of the sample section 3. (G). From the calibration curve prepared in advance, the concentration of the sample dropped on 27 and 28 of the sample section 3 can be detected.

【0038】免疫支持体の構造については、図8(B)
で示すように構成することも可能である。符号40は検
体を感作する部分を、符号31は抗体のみが固相化され
た面を示している。試料部の一側面3aは抗体のみが固
相化された面31を除いて5つの領域32〜36に分割
されている。なお、この分割される領域の数については
任意であり、本実施例では5つとなっている。それぞれ
の領域32〜36は、同一の抗体を固相化した後、抗原
濃度が既知でかつそれぞれ異なっている5種のコントロ
ール液が感作されている部位である。
The structure of the immune support is shown in FIG.
It is also possible to configure as shown in FIG. Reference numeral 40 denotes a portion for sensitizing the specimen, and reference numeral 31 denotes a surface on which only the antibody is immobilized. One side 3a of the sample portion is divided into five regions 32 to 36 except for the surface 31 on which only the antibody is immobilized. The number of divided regions is arbitrary, and is five in this embodiment. Each of the regions 32 to 36 is a site where the same antibody is immobilized and then sensitized with five kinds of control solutions having known and different antigen concentrations.

【0039】検体が感作された部分40の抗原濃度の測
定は以下の手順によって行われる。まず最初に、試料部
3の一側面3aの抗体のみが固相化された面31および
他側面3bの抗体のみが固相化された面31を用いてゼ
ロ調整する。次に、試料部3をM軸方向にずらしながら
32の領域と検体が感作された部分40、引き続き33
の領域と検体が感作された部分40、引き続き34の領
域と検体が感作された部分40…という具合に、順番に
それぞれの領域32〜36を用いて測光する。
The measurement of the antigen concentration in the portion 40 where the sample has been sensitized is performed by the following procedure. First, zero adjustment is performed using the surface 31 on which only the antibody on one side 3a of the sample section 3 is immobilized and the surface 31 on which only the antibody on the other side 3b is immobilized. Next, while shifting the sample portion 3 in the M-axis direction, the region 32 and the portion 40 where the sample was sensitized,
, And the portion 40 where the sample was sensitized, and subsequently the region 34 and the portion 40 where the sample was sensitized.

【0040】それぞれの領域32〜36は抗原濃度が既
知であるため、領域32〜36が検量線の役目を果たす
ことになる。例えば、領域34を用いて測光を行ったと
きに出力がゼロになったとすると、検体が感作された部
分40の抗原濃度は34の領域の抗原濃度と等しいこと
になる。このような免疫支持体構造を用いることによっ
て検量線が不要となる。もちろん、試料部の一側面3a
を、さらに多数の領域に分割すれば、より正確な濃度を
検出することが可能になる。
Since the antigen concentration of each of the regions 32 to 36 is known, the regions 32 to 36 serve as a calibration curve. For example, if the output becomes zero when photometry is performed using the region 34, the antigen concentration in the portion 40 where the sample is sensitized is equal to the antigen concentration in the region 34. The use of such an immune support structure eliminates the need for a calibration curve. Of course, one side 3a of the sample part
Is further divided into a larger number of regions, it is possible to detect a more accurate density.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の偏光測定
方法では、第2の試料面を、第1の試料面と同一平面の
状態で同一の測定位置に位置付けるようにするととも
に、第1および第2の試料面のそれぞれのレファレンス
のための測定光路を試料面の測定位置とは異なる近傍位
置で入射および反射させるようにしたので、複数の異な
る偏光測定を小スペースで簡便に実行できる。特に、レ
ファレンス面に対する入射および反射光路を、試料面に
対する入射光路と反射光路とが平行になるように反射光
路が戻るように方向付けさせることにより、小スペース
に光学系を配置できるので、好ましい。また、第1およ
び第2の試料面が互いに異なる濃度の結合反応用の物質
を反応させるようにしているので、検量線データが得ら
れるという利点がある。
As described above, in the polarization measurement method of the present invention, the second sample surface is positioned at the same measurement position in the same plane as the first sample surface, Since the measurement optical path for each reference of the second sample surface is incident and reflected at a position near the measurement position of the sample surface, a plurality of different polarization measurements can be easily performed in a small space. In particular, it is preferable that the optical system can be arranged in a small space by directing the incident light path and the reflected light path to the reference surface so that the reflected light path returns so that the incident light path and the reflected light path to the sample surface become parallel. In addition, since the first and second sample surfaces are caused to react with substances for binding reaction having different concentrations from each other, there is an advantage that calibration curve data can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の偏光測定方法に使用される偏光解析装
置における光学系の概略を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of an optical system in a polarization analyzer used for a polarization measurement method of the present invention.

【図2】図1の光学系において、無偏光プリズムの詳細
な構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of a non-polarizing prism in the optical system of FIG.

【図3】図1の光学系において、試料部で反射された光
の偏光角と位相差の関係を電場ベクトル成分について図
示したものである。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a polarization angle and a phase difference of light reflected by a sample unit with respect to an electric field vector component in the optical system of FIG. 1;

【図4】(A)および(B)を含み、それぞれ、図1の
光学系において、1/4波長板に角度45°(1/4波
長板の主断面と電界ベクトルの振動面とが成す角度)で
試料部からの反射光が入射した場合の偏光角、および無
偏光プリズムを通って、再び1/4波長板を通過した光
の偏光角を示したものである。
FIG. 4 includes (A) and (B), and in the optical system of FIG. 1, the quarter-wave plate has an angle of 45 ° (a main cross section of the quarter-wave plate and a vibration plane of an electric field vector). (Angle), the polarization angle when the reflected light from the sample part is incident, and the polarization angle of the light that has passed through the non-polarizing prism and passed through the quarter-wave plate again.

【図5】図1の光学系において、光の経路を概略的に示
した図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a light path in the optical system of FIG. 1;

【図6】(A)および(B)は、それぞれ図4に対応し
ており、図1の光学系において1/4波長板に角度45
°で試料部からの反射光が入射しなかった場合の状態を
示す図である。
FIGS. 6A and 6B respectively correspond to FIG. 4 and show an angle of 45 ° to a quarter-wave plate in the optical system of FIG. 1;
FIG. 9 is a diagram showing a state in which reflected light from a sample unit does not enter in °.

【図7】図1の光学系に用いられる試料支持体の断面図
である。
FIG. 7 is a sectional view of a sample support used in the optical system of FIG. 1;

【図8】図1の光学系に適した試料支持体の構成を示す
平面図であり、(A)は第1の実施例を(B)は第2の
実施例を示す図である。
8A and 8B are plan views showing a configuration of a sample support suitable for the optical system of FIG. 1, wherein FIG. 8A is a diagram showing a first embodiment, and FIG. 8B is a diagram showing a second embodiment.

【図9】基板上に等方均質な薄膜がある場合において、
これに直線偏光が入射した場合の光の経路を示す図であ
る。
FIG. 9: When there is an isotropic homogeneous thin film on a substrate,
It is a figure which shows the path | route of the light when linearly polarized light enters this.

【図10】従来の偏光解析装置の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional polarization analyzer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…偏光ビームスプリッタ、 3…試料部、 5…1/4波長板、 7…無偏光プリズム、 10…光電検出器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarization beam splitter, 3 ... Sample part, 5 ... 1/4 wavelength plate, 7 ... Non-polarization prism, 10 ... Photoelectric detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−203564(JP,A) 特開 平5−203565(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/02 G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 G01N 33/543 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-203564 (JP, A) JP-A-5-203565 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/02 G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/61 G01N 33/543

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 測定に必要な第1および第2の試料面を
移動可能に配置する工程と、 前記第1の試料面を測定位置に位置付けた状態で測定用
の光を入射及び反射させる工程と、 前記第1の試料面を反射した光をその反射時の偏光方向
を維持したまま、前記第1の試料面の測定位置とは異な
る近傍の位置に位置付けた比較用のレファレンス面に対
して入射および反射させる工程と、 前記第1の試料面とは異なる測定のための第2の試料面
を、前記第1の試料面と同一平面の状態で前記測定位置
に位置付ける工程と、 前記第2の試料面を反射した光をその反射時の偏光方向
を維持したまま、前記第2の試料面とは異なる近傍の位
置に配置した比較用のレファレンス面に対して、入射お
よび反射させる工程と、 前記第1の試料面について前記レァレンス面を反射し
た光と前記第2の試料面について前記レファレンス面を
反射した光とを検出するようにしたことを特徴とする偏
光測定方法。
1. A step of movably arranging first and second sample surfaces required for measurement, and a step of entering and reflecting light for measurement while the first sample surface is positioned at a measurement position. The light reflected from the first sample surface is reflected while maintaining the polarization direction at the time of reflection, with respect to a reference surface for comparison positioned at a position different from the measurement position on the first sample surface. Incident and reflecting; positioning a second sample surface for measurement different from the first sample surface at the measurement position in the same plane as the first sample surface; A step of causing the light reflected from the sample surface to enter and reflect on a reference surface for comparison arranged at a different position near the second sample surface while maintaining the polarization direction at the time of the reflection, the LES off for the first sample surface Polarization measurement method is characterized in that so as to detect the light reflected by the said reference surface for the light reflected by the Reference face the second sample surface.
【請求項2】 前記レファレンス面に対して入射および
反射させる光路に対して、前記第1および第2の試料面
に対して入射および反射させる光路が平行に戻るように
方向付けることを特徴とする請求項1に記載の偏光測定
方法。
2. The optical system according to claim 1, wherein an optical path incident on and reflected from the reference surface is directed back to be parallel to an optical path incident on and reflected from the reference surface. The polarization measurement method according to claim 1.
【請求項3】 前記第1および第2の試料面は、互いに
異なる濃度の結合反応用の物質を反応させたものである
ことを特徴とする請求項1または2に記載の偏光測定方
法。
3. The polarization measurement method according to claim 1, wherein the first and second sample surfaces are obtained by reacting different concentrations of substances for a binding reaction with each other.
JP19164199A 1999-07-06 1999-07-06 Polarization measurement method Expired - Fee Related JP3209729B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19164199A JP3209729B2 (en) 1999-07-06 1999-07-06 Polarization measurement method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19164199A JP3209729B2 (en) 1999-07-06 1999-07-06 Polarization measurement method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01396792A Division JP3181655B2 (en) 1992-01-29 1992-01-29 Optical system and sample support in ellipsometer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000136908A JP2000136908A (en) 2000-05-16
JP3209729B2 true JP3209729B2 (en) 2001-09-17

Family

ID=16278043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19164199A Expired - Fee Related JP3209729B2 (en) 1999-07-06 1999-07-06 Polarization measurement method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3209729B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000136908A (en) 2000-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3303100B2 (en) Optical sensor
EP0067921B1 (en) A method for determining bioactive substances
Jin et al. Imaging ellipsometry revisited: developments for visualization of thin transparent layers on silicon substrates
JP3290180B2 (en) Variable incident angle analyzer
EP1026495B1 (en) Adjustable beam alignment compensator/retarder
JPS6134442A (en) Ellipsometry measuring method for inspecting physical characteristic of sample surface or surface film layer of sample and device thereof
US20020018205A1 (en) Broadband spectroscopic rotating compensator ellipsometer
US6483584B1 (en) Device for measuring the complex refractive index and thin film thickness of a sample
JP2008500536A (en) Optical interrogation device for reducing parasitic reflection and method for removing parasitic reflection
EP0396409A2 (en) High resolution ellipsometric apparatus
JPH02503115A (en) differential ellipsometer
JPH07502815A (en) Analyzer using light scattering
JP3181655B2 (en) Optical system and sample support in ellipsometer
JP2008122405A (en) Method of reaction analysis
JP3520379B2 (en) Optical constant measuring method and device
JPS62266439A (en) Spectral temporary optical analyzer
US7224462B2 (en) Beam shifting surface plasmon resonance system and method
JP3209729B2 (en) Polarization measurement method
JP3290684B2 (en) Ellipsometer
JP2597099B2 (en) Multi-source ellipsometry
JP2713190B2 (en) Optical property measuring device
JP4076237B2 (en) Ellipsometer
JP2529562B2 (en) Ellipsometer
JPH05249030A (en) Polarized light analyzer and sample measurement method
JPH0812148B2 (en) Ellipsometer

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010626

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080713

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090713

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees