JPH04178539A - 減衰全反射プリズムセル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は赤外分光装置又はフーリエ変換赤外分光装置の
液体試料保持部付減衰全反射プリズム及びその製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、減衰全反射を用いた生化学分析については、アプ
ライド　オプティックス　２７　（１９８８年）第５０
７７頁から第５０８１頁（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃ
ｓ。

２７、　（１９８８）　ｐｐ５０７７−５０８１）にお
いて論じられている。該文献では、平板状減衰全反射プ
リズムを用い、ステンレスブロックを加工して、プリズ
ムの相対する全反射面に試料室を設け、フローセルを構
成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、例えば血液を試料とした時の血球やタ
ンパク質の減衰全反射プリズム表面への吸着については
考慮されておらず、血液成分の吸着により減衰全反射プ
リズムの寿命が短かかった。

減衰全反射プリズムが高価であるため、劣化した減衰全
反射プリズムは研磨して再使用しなければならず、使い
勝手が悪いという間顯があった。本発明の目的は、液体
試料の保持部を有する減衰全反射プリズムを安価に提供
することを目的とする。

従って使い捨てにすることができ、減衰全反射プリズム
の寿命は問題にならない。

さらに、血液を試料とする場合、感染症に充分注意する
必要がある。本発明の他の目的は、減衰全反射プリズム
上に導入された試料が、人体に接触するのを防ぐことに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、レジスト塗布、露光、現像
、エツチング、レジスト除去等の過程から成るフォトリ
ソグラフィー技術を利用して減衰全反射プリズムを加工
したものである。

また上記他の目的を達成するために、減衰全反射プリズ
ムの光全反射面に凹部又はフレームを設け、凹部又はフ
レーム内部を密封する機構を設けたものである。

〔作用〕

フォトリソグラフィー技術を用いて減衰全反射プリズム
が加工されるので、−度に多数個の均一な減衰全反射プ
リズムをバッチ製作することができる。従って単価が安
くなるので、使い捨てにすることができ、血液を試料と
した場合でも再現性の良いスペクトルが得られ、精度の
高い分析が行なえる。また、高価な減衰全反射プリズム
を再利用するために従来行なっていた研磨等の手間が省
は使い勝手の良い分析装置を提供することができる。

また減衰全反射プリズム表面に形成された凹部、又はフ
レームには液体試料を保持することができるため、試料
がこぼれることなくスペクトル測定を行なうことができ
る。さらに上記凹部又はフレーム内部を密封する構造を
設けたので、試料が人体に接触するのを防ぐことができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は鏡面の表面を持つシリコンの円形平板１である
。厚さ２Ｉ１１１、＜１００＞方向のシリコン単結晶で
ある。図中、斜線部２はフォトリソグラフィー技術によ
って貫通孔があけられた部分である。図中ａからｆの部
分が減衰全反射プリズムになる部分であり、図では細い
橋３によりシリコン平板本体に接続されている。実際に
使用する際は細い橋３を切断し、ａからｆを個々に切り
離す。

第２図は第１図の４−４′の線で減衰全反射プリズム５
を切断した時の断面図である。シリコンのエツチング液
として、８０℃の１０％ＫＯＨ水溶液を用いたのでエツ
チングされた部分の断面形状は第２図のように台形にな
り図中の角度は５４．７４　度となる。エツチングされ
た面６及び７がそれぞれ赤外光８の入射及び出射面とな
る。

第３図は本発明の第２の実施例断面図である。

レジストのパターニングにより、相対する鏡面のそれぞ
れに部分的にシリコンを露出させ、それぞれ入射面と出
射面に合わせて配置すれば、第３図に示すような平行四
辺形の断面形状となる。

第４図は本発明の第３の実施例斜視図である。

フォトリソグラフィー技術により、光伝搬面に凹部９を
設けたものである。凹部の深さは、減衰全反射プリズム
の長さや反射回数により決められる。

液体試料は凹部の中に導入されるので、減衰全反射プリ
ズムの側面等にあふれて付着することはない。

第５図は第４図の実施例断面図である。凹部９は、８０
℃、１０％ＫＯＨ水溶液によりエツチングされたので、
図中の角度θは５４．７４　度となる。

第６図は本発明の第４の実施例断面図である。

あらかじめシリコンを加工してフレーム１０と減衰全反
射プリズム５を個々に製作しておき、Ｓｉの直接接合、
光学接着、接着剤等により図のように接着し、液体試料
保持部とする。第４図に示した第３の実施例より簡単に
製作することができる。

第７図は本発明の第５の実施例断面図である。

フレーム１０の一端に、可どう性の粘着テープ１１を接
着しておき、液体試料１２をフレーム内部に導入した後
、可どう性テープでフレーム内部全面を覆いフレーム上
部に接着して液体試料を密封したものである。これによ
り液体試料がフレーム外部に漏れることなく、感染症な
ど人体に与える影響をなくすことができる。

第８図は本発明の効果を示した図である。第７図に示、
した実施例をフーリエ変換赤外分光器の試料室に設置し
、光学鏡で入射光と出射光を調整した後、試料保持部に
血液を導入した時の赤外吸収スペクトルである。図中の
１３がアミドの吸収ピークである。

第９図は本発明の効果を示した図である。本発明の減衰
全反射プリズムセルを１回毎に使い捨てにして血液のス
ペクトルを測定し、アミドの吸収ピークの面積を求め、
これと従来の減衰全反射プリズムを繰り返し使用して求
めたアミドの吸収ピークの面積と比較したものである。

なお１回の測定毎にバックグランドスペクトルを取得し
た。本発明の減衰全反射プリズムセルでは、アミドのピ
ーク面積は測定回数に依存せず安定しているが、　　〈
従来のものでは測定回数が増えると面積が小さくなり、
５０回を越えるとほとんど検出不能になる。

これは血液中の血球やタンパク質が減衰全反射プリズム
表面に付着したため、バックグランドスペクトルにアミ
ドのピークが現れ、試料スペクトルとの差異がなくなっ
たためと考えられる。従って、本発明の減衰全反射プリ
ズムセルを用いることにより、安定で再現性の良いスペ
クトルが得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、減衰全反射プリズムセルがフォトリソ
グラフィー技術で大量生産されるので。

安価な減衰全反射プリズムセルを提供することができる
。従って使い捨てにすることができ、血液試料等を再現
性良く測定できる効果がある。

また、本発明の減衰全反射プリズムセルは試料保持部及
び試料を密封する機構を有しているため血液等の試料が
減衰全反射プリズムセルから飛散せず人体に接触するこ
とがない。従って感染症等の危険を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の実施例の概念図、第３図は本
発明の第２の実施例を示す図、第４図。 第５図は本発明の第３の実施例を示す図、第６図。 第７図はそれぞれ本発明の第４．第５の実施例を示す図
、第８図、第９図は本発明の効果を表わす図である。 １・・・シリコン平板、２・・・貫通孔、３・・・細し
）橋、４・・・線、５・・・減衰全反射プリズム、６・
・入射面、７・・・出射面、８・・・赤外光、９・・・
凹部、１０・・フレーム、１１・・密封機構、１２・・
・試料、１３・・アミドのピーク。 第１図 第５図 第７図 第８図 庵殻 第９図 ７契り　定　口　［（［ｉロフ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鏡面に研磨された平板の１つの表面又は表裏両面に
   高分子から成るレジスト膜を形成し、光を透過させる部
   分と透過させない部分を有するガラスマスクを介して、
   レジスト膜上に光を照射し、平板を現像液を浸してレジ
   スト膜をパターニングし、レジスト膜で保護されない部
   分の上記平板を化学的又は物理的にエッチングして平板
   の一部に穴をあけ、その後レジスト膜を除去することに
   より製作されることを特徴とする減衰全反射プリズムセ
   ル。 ２、鏡面に研磨された平板の一部をエッチングにより削
   除し、エッチングされた面を光の入射面及び出射面とし
   、残された該鏡面を光が全反射する面とすることを特徴
   とする減衰全反射プリズムセル。 ３、請求項第１項に記載の化学的又は物理的エッチング
   は、液体を用いた等方性又は異方性エッチング、又はプ
   ラズマを用いたプラズマエッチング、反応性イオンエッ
   チング又はスパッタエッチングであることを特徴とする
   減衰全反射プリズムセル。 ４、減衰全反射プリズムにおいて、光を全反射させる面
   の一部又は全部に凹部を設けたことを特徴とする減衰全
   反射プリズムセル。 ５、減衰全反射プリズムの光を全反射させる面の一部又
   は全部に、液体試料を保持するフレームを設けたことを
   特徴とする減衰全反射プリズムセル。 ６、請求項第４項に記載の凹部又は請求項第５項に記載
   のフレームの上に、凹部又はフレームの内部を密封する
   構造を設けたことを特徴とする減衰全反射プリズムセル
   。 ７、請求項第１項、第２項、第４項又は第５項に記載の
   減衰全反射プリズムセルは、シリコン、セレン化亜鉛、
   ゲルマニウムを材料とすることを特徴とする減衰全反射
   プリズムセル。 ８、請求項第４項に記載の凹部又は請求項第５項に記載
   のフレームは、プリズム材料を機械的又は化学的に加工
   して得られることを特徴とする減衰全反射プリズムセル
   。 ９、請求項第８項に記載の化学的加工は、フォトリソグ
   ラフィー技術により加工すべき面にレジスト等の高分子
   材料をパターン形成し、エッチングにより表面に凹部又
   はフレームを設けることを特徴とする減衰全反射プリズ
   ムセル。 １０、請求項第１項又は第２項又は第４項又は第５項に
   記載の減衰全反射プリズムセルは、赤外分光又はフーリ
   エ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）装置の中で用いられ、請
   求項第４項に記載の凹部又は第５項に記載のフレームの
   中に液体試料を入れ、赤外光が減衰全反射プリズムの中
   を全反射しながら伝搬するように配置したことを特徴と
   する減衰全反射プリズムセル。