JP3759061B2 - 表面プラズモン共鳴センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面プラズモン共鳴センサの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面プラズモン共鳴センサは、プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、その金属薄膜の表面に試料液を直接接触させ、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、それにより生じる反射光や透過光の屈曲率や吸収率を光検出手段で検出して、その検出結果に基づいて試料液内の物質状態を分析するセンサとして知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した表面プラズモン共鳴センサを臨床検査用の定量分析センサとして使用する場合には一般に測定サンプルを所定の希釈倍率で希釈する。それは、金属薄膜への非特異吸着の低減およびＳＰＲセンサの測定範囲に測定サンプル濃度を調整する目的である。そのために測定サンプルを適当な希釈液で希釈し試料液とした後に、金属薄膜の表面に導入する必要がある。
このため、測定時に測定サンプルを正確に希釈するか、試料液の希釈倍率を正確に把握する必要がある。正確に希釈するためにはそのための専用の機器、器具が必要であり臨床検査用のセンサとして簡便に測定するセンサという目的からは離れてしまう。また、事前に測定した希釈倍率が必ずしも測定時と一致しているとはいいきれず、このため測定精度にバラツキが生じるという問題があった。
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、測定時に試料液の希釈倍率を正確に把握でき、測定精度のバラツキを抑えることができる表面プラズモン共鳴センサを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る表面プラズモン共鳴センサは、プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜の表面に試料液を直接接触させると共に、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光に基づいて試料液内の物質状態の分析を行うことができるように構成された表面プラズモン共鳴センサにおいて、前記プリズムにおける前記金属薄膜が形成された表面と同一表面に、試料液と直接接触するように電極を形成すると共に、前記電極を用いて予め測定サンプルに一定量添加された電気化学的に活性な物質を電気化学的に定量し、その定量値に基づき測定サンプルの希釈誤差を補正する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明に係る表面プラズモン共鳴センサは、プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜の表面に試料液を直接接触させると共に、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光に基づいて試料液内の物質状態の分析を行うことができるように構成された表面プラズモン共鳴センサにおいて、前記プリズムにおける前記金属薄膜が形成された表面と同一表面に、試料液と直接接触するように電極を形成すると共に、前記電極を用いて予め測定サンプルに一定量添加された電極に特異的に応答する物質を電気化学的に定量し、その定量値に基づき測定サンプルの希釈誤差を補正する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面に示した一実施例を参照しながら本発明に係る表面プラズモン共鳴センサの実施の形態について説明していく。
図１は、本発明に係る表面プラズモン共鳴センサの概略上面図を、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図を、図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図を各々示している。
図中符号１はプリズムを示しており、このプリズム１の裏面には、一部を除いて金属薄膜２が形成されている。
そして、プリズム１の裏面における金属薄膜２が形成されていない部分には、金属電極３が形成されており、この金属電極３は、制御装置４に接続されている。
上記したように構成されたプリズム１の裏面上には、始めに前記金属電極３の上を通過し、次に、金属薄膜２の上面を通過するように曲げられた連続する試験液供給通路５が形成されており、この試験液供給通路５の上流端には、試料液供給口６が形成されている。
また、図２における符号１０及び１１は、光源及び光検出装置を示しており、試料液供給口６を介して試料液を試料液供給通路５内に供給し、試料液が金属薄膜２の上面に到達した時点で、光源１０からプリズム１に前記金属薄膜２と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光を光検出装置１１で検出するように構成されている。
【０００６】
上記したように構成された表面プラズモン共鳴センサでは、予め電極３で測定可能な反応体（例えば、フェロシアナイド等の酸化されやすい物質やフェリシアナイド、フェロセンとその誘導体、キノン類等の還元されやすい物質およびリチウム、ルビジウム等のイオンやフェノール等の化学物質等）を一定量混入させた希釈液で測定液を希釈した後、試料液供給口６から希釈した試料液を導入する。試料液が金属薄膜２に達すると上述したように光源１０及び光検出装置１１を用いた測定を開始し、同時に、金属薄膜２と同一平面上に形成されている電極３の出力に基づいて制御装置４で、予め測定液に混入された反応体を酸化定量して、測定液内の反応体の量を測定し、その測定結果に基づいて測定液の希釈倍率を算出し、その希釈倍率を光検出装置１１で検出された検出値に基づく測定値の算出に用いる。
【０００７】
上記したように、電極３は、金属薄膜２と同一の平面上（即ち、プリズムの裏面）に形成されているので、測定時に、試料液から希釈倍率を直接算出することができるので、試料液の希釈倍率を正確に把握することが可能になり、試料液を希釈することによる測定精度のバラツキがなくなるという効果を奏する。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表面プラズモン共鳴センサは、プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜の表面に試料液を直接接触させると共に、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光に基づいて試料液内の物質状態の分析を行うことができるように構成された表面プラズモン共鳴センサにおいて、前記プリズムにおける前記金属薄膜が形成された表面と同一表面に、試料液と直接接触するように電極を形成すると共に、前記電極を用いて予め測定サンプルに一定量添加された電気化学的に活性な物質又は電極に特異的に応答する物質を電気化学的に定量し、その定量値に基づき測定サンプルの希釈誤差を補正する制御装置を設けているので、希釈液に予め電極で測定可能な反応体（即ち、電気化学的に活性な物質又は電極に特異的に応答する物質）を一定量混入させておくだけで、表面プラズモン共鳴が生じる金属薄膜と同一平面にある電極でその反応体の量を測定することができ、その測定結果に基づいて試料液の希釈倍率を測定することが可能になる。この電極により得られた測定値は、表面プラズモン共鳴が生じる金属薄膜と同一平面にある電極で測定しているため、測定時の試料液の希釈倍率を正確に測定することが可能になり、これにより、測定精度のバラツキを無くすことができるようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る表面プラズモン共鳴センサの概略上面図である。
【図２】 図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】 図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１ プリズム
２ 金属薄膜
３ 電極
４ 制御装置
５ 試験液供給通路
６ 試料液供給口
１０ 光源
１１ 光検出装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面プラズモン共鳴センサの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面プラズモン共鳴センサは、プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、その金属薄膜の表面に試料液を直接接触させ、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、それにより生じる反射光や透過光の屈曲率や吸収率を光検出手段で検出して、その検出結果に基づいて試料液内の物質状態を分析するセンサとして知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した表面プラズモン共鳴センサを臨床検査用の定量分析センサとして使用する場合には一般に測定サンプルを所定の希釈倍率で希釈する。それは、金属薄膜への非特異吸着の低減およびＳＰＲセンサの測定範囲に測定サンプル濃度を調整する目的である。そのために測定サンプルを適当な希釈液で希釈し試料液とした後に、金属薄膜の表面に導入する必要がある。
このため、測定時に測定サンプルを正確に希釈するか、試料液の希釈倍率を正確に把握する必要がある。正確に希釈するためにはそのための専用の機器、器具が必要であり臨床検査用のセンサとして簡便に測定するセンサという目的からは離れてしまう。また、事前に測定した希釈倍率が必ずしも測定時と一致しているとはいいきれず、このため測定精度にバラツキが生じるという問題があった。
本発明は、上記した従来の問題点を解決し、測定時に試料液の希釈倍率を正確に把握でき、測定精度のバラツキを抑えることができる表面プラズモン共鳴センサを提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る表面プラズモン共鳴センサは、プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜の表面に試料液を直接接触させると共に、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光に基づいて試料液内の物質状態の分析を行うことができるように構成された表面プラズモン共鳴センサにおいて、前記プリズムにおける前記金属薄膜が形成された表面と同一表面に、試料液と直接接触するように電極を形成すると共に、前記電極を用いて予め測定サンプルに一定量添加された電気化学的に活性な物質を電気化学的に定量し、その定量値に基づき測定サンプルの希釈誤差を補正する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明に係る表面プラズモン共鳴センサは、プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜の表面に試料液を直接接触させると共に、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光に基づいて試料液内の物質状態の分析を行うことができるように構成された表面プラズモン共鳴センサにおいて、前記プリズムにおける前記金属薄膜が形成された表面と同一表面に、試料液と直接接触するように電極を形成すると共に、前記電極を用いて予め測定サンプルに一定量添加された電極に特異的に応答する物質を電気化学的に定量し、その定量値に基づき測定サンプルの希釈誤差を補正する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面に示した一実施例を参照しながら本発明に係る表面プラズモン共鳴センサの実施の形態について説明していく。
図１は、本発明に係る表面プラズモン共鳴センサの概略上面図を、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図を、図３は図１におけるＢ−Ｂ断面図を各々示している。
図中符号１はプリズムを示しており、このプリズム１の裏面には、一部を除いて金属薄膜２が形成されている。
そして、プリズム１の裏面における金属薄膜２が形成されていない部分には、金属電極３が形成されており、この金属電極３は、制御装置４に接続されている。
上記したように構成されたプリズム１の裏面上には、始めに前記金属電極３の上を通過し、次に、金属薄膜２の上面を通過するように曲げられた連続する試験液供給通路５が形成されており、この試験液供給通路５の上流端には、試料液供給口６が形成されている。
また、図２における符号１０及び１１は、光源及び光検出装置を示しており、試料液供給口６を介して試料液を試料液供給通路５内に供給し、試料液が金属薄膜２の上面に到達した時点で、光源１０からプリズム１に前記金属薄膜２と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光を光検出装置１１で検出するように構成されている。
【０００６】
上記したように構成された表面プラズモン共鳴センサでは、予め電極３で測定可能な反応体（例えば、フェロシアナイド等の酸化されやすい物質やフェリシアナイド、フェロセンとその誘導体、キノン類等の還元されやすい物質およびリチウム、ルビジウム等のイオンやフェノール等の化学物質等）を一定量混入させた希釈液で測定液を希釈した後、試料液供給口６から希釈した試料液を導入する。試料液が金属薄膜２に達すると上述したように光源１０及び光検出装置１１を用いた測定を開始し、同時に、金属薄膜２と同一平面上に形成されている電極３の出力に基づいて制御装置４で、予め測定液に混入された反応体を酸化定量して、測定液内の反応体の量を測定し、その測定結果に基づいて測定液の希釈倍率を算出し、その希釈倍率を光検出装置１１で検出された検出値に基づく測定値の算出に用いる。
【０００７】
上記したように、電極３は、金属薄膜２と同一の平面上（即ち、プリズムの裏面）に形成されているので、測定時に、試料液から希釈倍率を直接算出することができるので、試料液の希釈倍率を正確に把握することが可能になり、試料液を希釈することによる測定精度のバラツキがなくなるという効果を奏する。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表面プラズモン共鳴センサは、プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜の表面に試料液を直接接触させると共に、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光に基づいて試料液内の物質状態の分析を行うことができるように構成された表面プラズモン共鳴センサにおいて、前記プリズムにおける前記金属薄膜が形成された表面と同一表面に、試料液と直接接触するように電極を形成すると共に、前記電極を用いて予め測定サンプルに一定量添加された電気化学的に活性な物質又は電極に特異的に応答する物質を電気化学的に定量し、その定量値に基づき測定サンプルの希釈誤差を補正する制御装置を設けているので、希釈液に予め電極で測定可能な反応体（即ち、電気化学的に活性な物質又は電極に特異的に応答する物質）を一定量混入させておくだけで、表面プラズモン共鳴が生じる金属薄膜と同一平面にある電極でその反応体の量を測定することができ、その測定結果に基づいて試料液の希釈倍率を測定することが可能になる。この電極により得られた測定値は、表面プラズモン共鳴が生じる金属薄膜と同一平面にある電極で測定しているため、測定時の試料液の希釈倍率を正確に測定することが可能になり、これにより、測定精度のバラツキを無くすことができるようになるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る表面プラズモン共鳴センサの概略上面図である。
【図２】 図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】 図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
１ プリズム
２ 金属薄膜
３ 電極
４ 制御装置
５ 試験液供給通路
６ 試料液供給口
１０ 光源
１１ 光検出装置
Claims (3)
- プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜の表面に試料液を直接接触させると共に、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光に基づいて試料液内の物質状態の分析を行うことができるように構成された表面プラズモン共鳴センサにおいて、
前記プリズムにおける前記金属薄膜が形成された表面と同一表面に、試料液と直接接触するように電極を形成すると共に、
前記電極を用いて予め測定サンプルに一定量添加された電気化学的に活性な物質を電気化学的に定量し、その定量値に基づき測定サンプルの希釈誤差を補正する制御装置を設けた
ことを特徴とする表面プラズモン共鳴センサ。 - プリズムの裏面に金属薄膜を形成し、該金属薄膜の表面に試料液を直接接触させると共に、前記プリズムに前記金属薄膜と試料液との界面で全反射する条件で光を入射し、その反射光に基づいて試料液内の物質状態の分析を行うことができるように構成された表面プラズモン共鳴センサにおいて、
前記プリズムにおける前記金属薄膜が形成された表面と同一表面に、試料液と直接接触するように電極を形成すると共に、
前記電極を用いて予め測定サンプルに一定量添加された電極に特異的に応答する物質を電気化学的に定量し、その定量値に基づき測定サンプルの希釈誤差を補正する制御装置を設けた
ことを特徴とする表面プラズモン共鳴センサ。 - 少なくとも前記プリズムの表面に形成された金属薄膜の表面と、前記プリズムの表面に形成された電極の表面との２箇所で前記プリズムと交差するように曲げられた連続する試料液供給通路を備えている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面プラズモン共鳴センサ。
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|---|---|---|---|
| JP2002083103A JP3759061B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 表面プラズモン共鳴センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002083103A JP3759061B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 表面プラズモン共鳴センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003279476A JP2003279476A (ja) | 2003-10-02 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002083103A Expired - Fee Related JP3759061B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 表面プラズモン共鳴センサ |
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| JP4756284B2 (ja) * | 2008-02-07 | 2011-08-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | グルコース及びアスコルビン酸の測定装置 |
| KR101529660B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2015-06-22 | 한국과학기술연구원 | 표면 플라즈몬 공명을 이용한 광 검출기, 및 이를 갖는 이미지 센서 |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002083103A patent/JP3759061B2/ja not_active Expired - Fee Related
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