JPH0627742B2 - 検定方法及びそのための装置 - Google Patents

検定方法及びそのための装置

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JPH0627742B2
JPH0627742B2 JP59500405A JP50040584A JPH0627742B2 JP H0627742 B2 JPH0627742 B2 JP H0627742B2 JP 59500405 A JP59500405 A JP 59500405A JP 50040584 A JP50040584 A JP 50040584A JP H0627742 B2 JPH0627742 B2 JP H0627742B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は試料中の化学種、生化学種又は生物種を定性的
及び／又は定量的に検出するための検定方法及びそのた
めの装置に関する。
この検定技術は検定すべき種の受容物質に対する親和力
に基づいている。受容物質とは例えばリガンドのよう
な、特異結合を形成する相手であって、かかる受容物質
が特定タイプの表面の上に被覆される。
より詳しくは、本発明の１観点として、試料中の化学
種、生化学種又は生物種を定性的及び／又は定量的に検
知するための検定技術が提供されるが、この検定技術は
(a)の支持体の予備成形表面の少なくともある予定部分
を検定すべき種と結合可能な物質の塗膜で被覆し、前記
予備成形表面は所定の波長幅の全域で輻射に対して光学
活性であり、(b)この被覆表面を試料と接触させ、(c)種
が前記薄膜物質と結合した結果生じた光学的性質の定性
的及び／又は定量的変化を決定するため前記予備成形表
面の光学的性質を観測することから成る。
本発明の方法の第１の実施例においては、種が予備成形
表面上の薄膜被覆上の受容物質と結合した結果生じる光
学的性質の変化を決定するため、予備成形表面の光学的
性質が段階(b)の前と後とで観測される。第２の実施例
においては、光学的性質の前記変化を決定するため予備
成形表面の光学的性質が段階(b)の間を通じて監視され
る。
本発明の第２の観点として、上述の検定技術に使用する
物品が提供されるが、この物品は少なくとも予定波長幅
の全域で輻射に対し光学活性な予備成形表面を有する支
持体を包含し、この物品の予備成形表面の少なくとも所
定部分は所定の化学種、生化学種又は生物種と結合可能
な物質の薄膜で被覆される。
予備成形表面は回折格子であることが好ましい。単一の
回折格子を使用してもよいし、あるいは上記予備成形表
面が互にある角度をなして配設された２個又は３個以上
の回折格子で構成されるようにしてもよい。２個の回折
格子で構成する場合、各回折格子が互に直交するよう構
成してもよい。１個の回折格子又は各回折格子の断面は
矩形波状又は正弦波状であることが好都合である。鋸歯
状波断面も又可能であるが、今行っている説明では取上
げない。
予備成形表面はこうする代りに規則配列の突出部で構成
されるようにしてもよい。このタイプの表面の場合、突
出部の頂と突出部間の谷底のアライメントは回折格子形
構造体の山と溝に対応する。
受容物質の薄膜は回折格子の溝の中又は突出部間の谷底
の中にだけ付着するように予備成形表面の上に被覆され
る。受容物質は単分子層を被覆すれば充分であるが、被
覆が溝の中に限定されて付着しようとしまいと単分子層
が一般には好んで使用される。
予備成形表面の表面構造、特に表面の起伏パターンの寸
法は検定すべき種の性質に従って選択される。（頂から
谷底まで測った）表面深さの３つの範囲が一般に有効な
ことがわかった。第１の範囲では、１個の回折格子又は
各回折格子又は突出部は１０nmから５０nmの間の深さを
有する。第２の範囲では、深さは５０nmから２００nmの
間にある。第３の範囲では、深さは２００nmから２００
０nmの間にある。第１の表面深さの範囲の場合、１個の
格子又は各回折格子のピッチ（周期）又は突出部の周期
性が回折格子又は突出部の深さよりも大きくなるように
すると好都合である。従って、この場合の構造は一般に
浅い回折格子の構造に対応することになる。第２と第３
の範囲の場合、１個の回折格子又は各回折格子のピッチ
（周期）又は突出部の周期性を回折格子又は突出部の深
さと同程度にすると好都合である。
実施例の第１のグループにおいて、予備成形表面は該表
面が７００nm乃至１５００nmの波長域の輻射に対し光学
活性を呈するように構成される。実施例の第２のグルー
プにおいて、予備成形表面は該表面が３５０nm乃至７０
０nmの波長域の輻射に対し光学活性を呈するように構成
される。
予備成形表面を支持する支持体はプラスチック材料で形
成するのが便利である。紫外光照射により硬化可能なプ
ラスチック材料が好ましく、特にアクリル樹脂又はポリ
エステル樹脂が好都合に使用される。本発明において好
ましいプラスチック材料はポリメタクリル酸メチル樹脂
である。本発明に使用のプラスチック支持体は屈折率が
1.25乃至1.6の範囲のものが好ましく、より好ましくは
約1.4の屈折率を有するものである。
別の支持体としては合成高分子材料で被覆されたガラス
がある。
支持体の活性表面（すなわち、予備成形表面の表面又は
予備成形表面を支持する表面）は金属又は金属層によっ
て構成可能である。従って、プラスチックの支持体、例
えばポリメタクリル酸メチルの支持体は、それ自体に固
着された層として、予備成形表面（例えば深さが約２５
０nmで周期が約４００nmの単一回折格子構造体）を構成
する金属層をもつことが可能である。かかる構造体の場
合、プラスチックと金属の境界面は平面であってもよ
く、あるいは金属層それ自体の表面構造に一致したもの
であってもよい。かかる層を形成するに使用される金属
は金、銀、銅またはアルミニウムであってよい。そうす
る代りに、支持体の活性表面を無機酸化物又は無機酸化
物の層によって構成することもできる。無機酸化物は
銀、銅又はアルミニウムの酸化物が好都合である。かか
る酸化物層は金属支持体の表面を酸化させるか、又は異
なる材料の支持体に固着している金属層の表面を酸化さ
せることによって生成される。金属の層、又は上述の無
機酸化物の層が存在する場合、かかる層は５nm乃至５０
nmの厚みが好ましく、より好ましい厚さは１０nm乃至３
０nmである。
支持体は板状でかつストリップの形態であると便利であ
る。こうすると、検定を実行するに当って本発明の物品
の使用が容易になる。
本発明の方法の段階(c)で実行される光学的性質の観測
は透過又は反射で行なわれる。支持体の予備成形表面の
ある帯域を受容物質の被覆のない状態にしておいてもよ
い。この方法はこの帯域を段階(b)の間を通じて試料の
ない状態に維持するか、又は該帯域を含めて予備成形表
面の全体を試料と接触させるかして遂行される。この後
者の技術は検定すべき種以外の試料成分によって引起こ
された光学的変化は被覆帯域と非被覆帯域に等しく影響
を及ぼし、そのため被覆帯域と非被覆帯域を比較すると
きかかる変化は相殺されてしまうものであるという利点
がある。本発明の方法の段階(c)において、複光束式照
明系が使用可能であり、複光束の１つは予備成形表面の
被覆されていない帯域に差向けられ、もう１つは予備成
形表面の被覆帯域のある部分に差向けられる。単色の放
射が使用されることが好ましい。
支持体と予備成形表面がプラスチック材料で構成され、
かつ表面の光学的性質の観測が透過光で行われるとき、
被覆されていない予備成形表面は、該表面の平面に垂直
な透過光で見た時、使用する全放射の１％を超えない透
過率をもっていなければならない。
本発明の技術を定量分析に使用した際に適正な結果を得
ようとすれば、まず検定すべき種を既知の割合で含む試
料を使用して検定技術を行い、被覆支持体を較正するこ
とが好都合である。
本発明は例えば血液サンプルのような生体液の特異性抗
原分子の試験に適用可能である。その場合、検定すべき
種と結合可能な受容物質は当該抗原に対する抗体を含ん
でいる。そうする代りに、受容物質として抗原を使用し
て試料の抗体を検定することも可能である。受容物質が
抗体を含んでいる場合、かかる抗体はモノクローナル抗
体であることが望ましい。抗原と抗体の分子はその大き
さが広範囲に分布しているので、予備成形表面の表面構
造は当該分子の大きさによって幾分かは決定されること
になる。１例を挙げると、多くの寄生虫感染症に由来す
る抗原は代表的寸法が約0.5μ乃至１０μの範囲にあ
る。かかる抗原に対しては、６μ以上、好ましくは１０
μ以上の回折格子のピッチが好ましい。一般に、抗原の
大きさの２倍程度の回折格子ピッチが望ましい。
本発明は又他の化学種、生化学種又は生物種に適用可能
であって、例えばイオン種に対しても適用可能である。
例えば、本発明の試料の金属イオン含量の検定に使用す
ることもできる。受容物質は、例えば、検定すべきリガ
ンド又はイオンの特異結合の相手となる。キレート化試
薬、酵素又はキレート化合物を形成する生体であっても
よい。一般に、酵素又は生体はポリペプチド、ステロイ
ド、単糖類又は多糖類、蛋白性多糖類、ヌクレオンド、
ヌクレイン酸、プロトヌクレイン酸、微生物細胞、又は
酵母の１つ又は２つ以上から構成される。
本発明はその適用分野として診断医学分野のみならず、
一般にはプロセス制御の分野をも包含する。
受容物質の薄膜は好ましくは支持体の予備成形表面に固
着される。従って、受容物質は静電結合、すなわち共有
結合によって前記表面に固着されてもよい。
本発明の方法の段階(c)で行なわれる観測には偏光を使
用する。ある特定の技術において、支持体の予備成形表
面は矩形波又は正弦波の断面をもつ単一の回折格子の形
をしており、又予備成形表面の光学的性質はこの表面を
予定波長の偏光放射で走査した時現われる反射率の鋭い
減少（落込み）に対応する入射角の角度位置を監視する
ことによって段階(c)において観測される。使用の放射
は好ましくは光であり、偏光の方向は回折格子の溝に垂
直な方向になければならない。
現在好んで使用されている本発明の物品は好ましくは型
押技術又は鋳造技術によって製造され、1.4程度の屈折
率と１％を超えない透過率をもち、輪郭をとったプラス
チックのストリップから成る。このストリップの輪郭
は、その形状に関しては、ある波長域の全域で零次の回
折光が抑制されるような寸法の矩形溝を有する単一回折
格子の構造と同じにしてもよい。しかしながら、必要に
応じて他の断面及び寸法も使用することが可能で、ある
特定次数の回折効率を増強したり抑制したりすることも
可能である。
本発明の物品は、複数個の帯域をもち、その各帯域が異
なる受容物質で被覆されるようにしてもよい。このよう
にして、たとえばストリップの形の単一物品が複数個の
異なる種、たとえば血球試料中の抗原、生体液や工場排
水中の金属イオン等を検定するために使用される。
矩形断面の回折格子の場合、ピッチをｄ、溝の高さを
ｈ、屈折率をｎとすれば、波長ｗの零次回折光はｈ＝w/
2（ｎ−１）に対しては抑制されるが、１次の回折光はs
inθ＝±w/dで与えられる角度で出て来る。血液サンプ
ルの応用では、回折格子のピッチを約６μ、光源の波長
を５５０nm（緑色）とすれば、ｈ＝0.69μでθ＝±5.2
°である。
検定方法の原理は、回折格子に被覆された受容物質、例
えば抗体はその大きさが１０nm前後の小分子であって、
分子の大きさや形に依存して光散乱を起こさせるには余
りにも小さいという事実に基づいている。しかしながら
血液サンプルを回折格子に塗布して抗体と結合した抗原
は入射光の波長と同程度の大きさをもち、回折格子の溝
の幾つかが水（屈折率1.33）で満たされたときと類似の
効果を呈する。この事実は、上述の大きさを有する回折
格子の場合に、高次回折光として回折される光はごく僅
かであるとしても、零次の光はもはや抑圧されることが
ないという意味をもつ。従って、通常１％超えることが
ないとされる回折格子の透過率は一般に回折格子中に存
在している抗原の数に直接関係して変わることになる。
従って、この検定方法は回折格子の光学的性質、すなわ
ち透過特性や反射特性の変化を決定することに基ずいて
いる。この理由から、全帯域が抗体で被覆されている回
折格子の場合、この帯域の一部分に試料を塗布すれば容
易に光学的性質の前記変化を定量的に決定可能である。
しかしながら、回折格子の部分のみを抗体で被覆するこ
とによっても同様な効果が有効に得られるが、それは抗
源は被覆されていない領域にある回折格子の溝の中に引
入れられてその中に捕捉されるということがないからで
ある。上に述べた部分被覆の回折格子の場合、複光束式
照明系を使用することが好ましい。放射源はフィルター
を通って回折格子に入射する光を発する白熱ランプであ
ってよい。回折格子に進入する単色の（殆んど単色の）
光の入射角は好ましくは０°（すなわち、回折格子に垂
直）である。上に例示の回折格子の場合、高次回折光は
絞りを用いて覆い隠されるのに対して、零次の回折光は
レンズによって光検知器に集められる。
本発明の１つの目的は診断用に広く使用可能な低価格の
予備被覆された回折格子を提供することにある。かかる
回折格子は開業医の医院で普通に使用されるが、恐らく
は家庭でも又使用できよう。この目的を達成するため抗
体が静電結合などによってプラスチックの回折格子に固
着されるが、かかる結合によって永久的被覆が確実に形
成されることになるので、適当なプラスチック材、又は
適当に処理されたプラスチック材を初めから選択して回
折格子を形成する。上に述べた本発明の目的は通常ある
特定の抗原を検知することにあるので、回折格子は問題
の特定抗原だけを引付けて保持するモノクローナル抗体
などの特定の抗体によって被覆される。従って、選択的
に被覆された複数個の回折格子を順次試験することによ
って、診断補助として特定抗原を定量的に検知できる。
回折格子に試料を塗布する技術についても又考慮を払う
必要がある。回折格子に血液試料などをこすりつけた後
に余分な試料を全部除去することが大事であるが、これ
は抗原以外の担体液、ヘモグロビン及び大細胞が最少量
だけ保持されるようにするためである。
ヘモグロビンを含む赤血球による吸収の影響は照明波長
を適切に選択することによって最少にすることができる
ので、次に考えられる検出誤差の原因は担体液の保持さ
れていることに由るものである。回折格子の表面に上に
液体が連続して存在しているとき、かかる誤差を最小に
するためには零次回折光が抑制されるように回折格子の
大きさを選べばよい。そうするには、ｎ１支持体の屈折
率、ｎ２を担体液体の屈折率として、回折格子の高さを
変更してｈ＝w/2（ｎ１−ｎ２）にする必要がある。高
屈折率の液体が望ましいが、適当な１例はグリセロール
である。塗布技術（すなわち段階(b)）は、それ故試料
を回折格子にこすりつけてから該回折格子を問題の液体
で洗うという段階を含むことになる。
試料塗布技術に関して留意すべき、もう１つの点は、こ
のように塗布したとしても、抗源を引付け、抗源と接触
し、抗源を保持している回折格子の全区域のうちの、例
えば２％以下というようなごく僅かな部分にしか普通に
は塗布が行なわれないということである。高感度の回折
格子を使用すれば、かかる微量にしか存在しない抗原を
定量的に検知するために、さもなければ必要とされるよ
うな厳しい要求性能を満たすことが照明検出系にとって
は不要になり、従って比較的簡単で低価格の光学系の使
用が実際上可能になり、ひいては普及にもつながること
になる。
本発明の検定方法及び装置の１例を添付図面に示す。
第１図は光学的照明検出系を示す。
第２図は回折格子を組込むと共に第１図の系の部分を形
成する物品の１実施例の詳細を示す。
第３図は回折格子を組込んだ物品の第２の実施例の（原
寸でない）断面図を示す。
第４図は第３図に示すタイプの物品で得られた結果を示
す。
まず第２図を参照して、共に８００nmに等しいピッチと
深さの矩形断面の単一回折格子１０は、好ましくはモノ
クローナル抗体の固定化抗源１２の実質的な単分子から
成る層で被覆されている。試料の塗布後、抗体の結合相
手である抗原１４は抗体に引付けられて回折格子の１つ
の溝の中に捕捉される。回折格子のこの点において、零
次回折光は抑制される代りに１６に示すように透過させ
られる。
第１図は単色光１８の照射を受けている回折格子１０を
示す。零次回折光はレンズ２０により集められて光検知
器の上に到達し、高次回折光は絞り２４により覆い隠さ
れる。前にも述べたように複光束式照明系が一般に好ん
で使用されるが、かかる複光束式照明系は図示の照明系
と正確に類似の様式で作動する。
次に第３図を参照して、本発明の物品は該物品が試料に
よって段階(b)において接触させられた後の状態にある
ように図示されている。この物品はポリメタクリル酸メ
チルで形成された厚さ約１mmの支持体１０を包含する。
支持体の活性表面（上表面）は厚さ２０nmのアルミニウ
ム層１１を包含する。このアルミニウム層１１は酸化ア
ルミニウムの非活性層１３（厚さは１nm以下）によって
覆われている。抗原分子の単分子層１２が共有結合によ
って酸化アルミニウム層１３と結合せしめられ、こうし
て抗原分子の単分子層は固定化される。抗体の層１４が
抗原の層１２に付着せしめられる。この層１４も又単分
子層であって約１０nmの厚さを有する。遊離抗原１５が
抗体１４によって結び付けられている。層１１、１３、
１２、及び１４をもつ支持体１０は本発明の物品の１実
施例を構成する。予備成形表面は層１３の表面によって
実質上形成される。この予備成形表面は深さ５０nmをピ
ッチ（周期）２５０nmをもつ単一回折格子の形をしてい
る。本発明の方法を実行するに当って、物品は回折格子
の溝線に垂直な平面内で偏光している単色光で観測され
る。照明光の入射角を変えて観測し、反射率がある入射
角のところで急激な減少（落込み）を示すことが見出さ
れ、その値は物品を覆って付着している物質（抗体１
４）の量に依存する。反射率のこの落込みの起こる位置
（入射角で表わした）、そして又その拡がりの幅（入射
角で表わした）は抗体の層１４に付着した抗原の量に大
きく依存し、従ってこれらのパラメータは試料から吸収
された抗体の量に対する定量的な尺度を与えるものであ
る。第４図は単色偏光照明光の入射角の小範囲の変化に
伴う物品の反射率の変化を記載したものである。抗体の
層１４によって捕捉された抗原の量が増すにつれて、ま
ず第１に反射率の落込みがいっそう顕著になり、ついで
この落込みの幅がいっそう拡がると共に反射率が最低と
なる入射角の角度も変化するが、これは図示の３本の曲
線の示す通りである。反折率のこの落込みはプラズモン
(plasmon)共鳴に由るものと理論的に考えることができ
る。約0.1°の入射角の変化、すなわち約１nmの共鳴波
長の変化を検出することは比較的容易である。従って、
約１nmの抗原層１５の平均厚みの増加分に相当する変化
を検知することは可能である。抗原が抗体の層１４に結
合された時生じる結果は厚さの均一なもう１つの層が単
に加わったものではないということは理解されよう。こ
の事実にも拘らず、遊離抗源１５が抗体の層１４の全域
に出現する現象は、あたかもこれらの遊離抗原が平滑化
されて全体としては１つの層になったかのような挙動に
よって近似することが可能で、かかる層の平均的な厚さ
によってこれらシステムの光学的性質が変化させられる
ということがわかっている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スミス アレン マーチン 英国 ハーツ ロイストン メルバーン グリーンゲイジ ライズ 68 (72)発明者 フイツシヤー ジヨン ホーラス 英国 ハーツ ロイストン ワツドン ブ リツジ ストリート 27 (72)発明者 ペテイグルー ローバート マーチン 英国 ケムブリツジシヤー フオツクスト ン ハイ ストリート パウンド コツテ イジ（番地なし) (72)発明者 ペテイ サホーン サザム 英国 エセツクス サフロン ウオールド ン リツクリング ウツドノツク （番地 なし) (56)参考文献 特開 昭50−76226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−148015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−96317（ＪＰ，Ａ)

Claims (82)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】試料中の化学種、生化学種又は生物種を検
    出するための検定方法であって、 (a)支持体の予備成形の定周期凹凸の表面構造体の少な
    くとも予め定めた部分を検定すべき種と結合可能な物質
    の薄膜で被覆し、前記表面構造体の入射偏光に関する反
    射率を減少させる段階、 (b)この被覆表面を試料と接触させる段階、 (c)偏光を前記被覆面に向ける段階、及び (d)種が前記薄膜物質と結合した結果生じた反射率の減
    少の変化を測定し、検定すべき種の定量測定がなされる
    段階 とからなることを特徴とする検定方法。
  2. 【請求項２】前記反射率の減少は、前記変化を決定する
    ため、前記段階(b)の前と後とで測定される請求の範囲
    第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記表面構造体の反射率の減少は、入射角
    度又は入射偏光の波長の変化について測定される請求の
    範囲第１項に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記表面構造体は、１箇の回折格子である
    請求の範囲第１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記回折格子は、短形波形状を有する請求
    の範囲第４項に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記回折格子は、正弦波形状を有する請求
    の範囲第４項に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記回折格子は、鋸歯状波形状を有する請
    求の範囲第４項に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記回折格子は、１０nmから５０nmの範囲
    の深さ（頂から谷底まで）を有する請求の範囲第４項に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】前記回折格子のピッチ（周期）は、回折格
    子の深さよりも大きい請求の範囲第４項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記回折格子は、５０nmから２００nmの
    範囲の深さ（頂から谷底まで）を有する請求の範囲第４
    項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記回折格子のピッチ（周期）は、回折
    格子の深さと同程度である請求の範囲第９項又は第１０
    項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】前記回折格子は、２００nmから２０００
    nmの範囲の深さ（頂から谷底まで）を有する請求の範囲
    第４項に記載の方法。
  13. 【請求項１３】前記表面構造体は、互に一定の角度をな
    して配置された２つ又はそれ以上の回折格子を有する請
    求の範囲第１項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】前記表面構造体は、７００nmから１５０
    ０nmまでの波長の放射を反射するものであるように構成
    された請求の範囲第１項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】前記表面構造体は、３５０nmから７００
    nmまでの波長の放射を反射するものであるように構成さ
    れた請求の範囲第１項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】少なくとも支持体の表面は、金属又は金
    属層で構成される請求の範囲第１項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】前記金属は、金、銀、銅又はアルミニウ
    ムである請求の範囲第１６項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】前記支持体の表面は、無機酸化物又はそ
    の層によって構成されている請求の範囲第１項に記載の
    方法。
  19. 【請求項１９】前記無機酸化物は、銀、銅又はアルミニ
    ウムの酸化物である請求の範囲第１８項に記載の方法。
  20. 【請求項２０】前記支持体は、ストリップ形状である請
    求の範囲第１項に記載の方法。
  21. 【請求項２１】前記支持体上の表面構造体の予め定めた
    部分から区別される帯域を、被覆物質のない状態にして
    おき、段階(b)においてこの帯域を試料と接触させない
    ようにする請求の範囲第１項に記載の方法。
  22. 【請求項２２】前記段階(c)において複光束式照明系が
    使用され、前記光束の１つが表面構造体の前記帯域に差
    向けられると共に、該光束のもう１つが前記予備成形表
    面に差向けられる請求の範囲第２１項に記載の方法。
  23. 【請求項２３】表面構造体のある帯域を被覆物質のない
    状態にしておき、前記のある帯域を含めて表面構造体の
    全体を段階(b)において試料に接触させる請求の範囲第
    １項に記載の方法。
  24. 【請求項２４】前記偏光が単色光であり、測定すべきパ
    ラメータが入射光の角度である請求の範囲第３項に記載
    の方法。
  25. 【請求項２５】検知すべき種が抗原である請求の範囲第
    １項に記載の方法。
  26. 【請求項２６】前記種と結合可能な物質は、検定すべき
    抗原に対する抗体を包含するものである請求の範囲第２
    ５項に記載の方法。
  27. 【請求項２７】前記抗体はモノクロナール抗体である請
    求の範囲第２６項に記載の方法。
  28. 【請求項２８】検定すべき種はイオン種である請求の範
    囲第１項に記載の方法。
  29. 【請求項２９】前記イオン種は金属イオンである請求の
    範囲第２８項に記載の方法。
  30. 【請求項３０】検定すべき種と結合可能な前記物質は、
    化合物、酵素又は有機体である請求の範囲第２８項に記
    載の方法。
  31. 【請求項３１】前記酵素又は有機体は、ポリペプチド、
    ステロイド、単糖類又は多糖類、蛋白性多糖類、ヌクレ
    オシド、ヌクレイン酸、プロトヌクレイン酸、微生物細
    胞又は酵母のうちの１つ以上から形成されている請求の
    範囲第３０項に記載の方法。
  32. 【請求項３２】前記薄膜物質は、支持体の表面構造体に
    強固に固着されている請求の範囲第１項に記載の方法。
  33. 【請求項３３】前記表面構造体は、一定周期で並んだ突
    起である請求の範囲第１項に記載の方法。
  34. 【請求項３４】前記表面構造体は、試料への接触の直後
    であって段階(d)への測定の前に洗浄される請求の範囲
    第１項に記載の方法。
  35. 【請求項３５】前記表面構造体は、段階(b)と(c)との間
    に高屈折率の液体の層で被われる請求の範囲第３４項に
    記載の方法。
  36. 【請求項３６】試料中の化学種、生化学種、又は生物種
    を検出するための検定方法であって、 (a)支持体上に予め成形された単一回折格子あるいは互
    に一定の角度をもって配置された２以上の格子を有する
    表面の予め定めた部分を、分析すべき種と結合可能な物
    質の薄膜によって被覆し、該面が所定の波長帯を超えた
    ０次の回折光の透過を阻止する段階、 (b)前記被覆された表面を試料に接触させる段階、 (c)前記物質の薄膜上に前記種を結合したことによる０
    次の回折光の伝達の変化を測定し、検出すべき種の定量
    測定がなされる段階 を包含することを特徴とする検定方法。
  37. 【請求項３７】前記表面は、試料と接触した直後及び段
    階(c)の測定の前に洗浄される請求の範囲第３６項に記
    載の検定方法。
  38. 【請求項３８】前記表面は、段階(b)と(c)の間で高屈折
    率の液体の層で被覆される請求の範囲第３７項に記載の
    検定方法。
  39. 【請求項３９】前記表面による光透過は、透過の変化を
    決定するために段階(b)の前後で測定される請求の範囲
    第３６項に記載の方法。
  40. 【請求項４０】前記表面による光透過は、透過の変化を
    決定するために段階(b)の間に測定される請求の範囲第
    ３６項に記載の方法。
  41. 【請求項４１】前記格子は、短形波形状である請求の範
    囲第３６項に記載の方法。
  42. 【請求項４２】前記格子は、正弦波形状である請求の範
    囲第３６項に記載の方法。
  43. 【請求項４３】前記格子は、鋸歯状形状である請求の範
    囲第３６項に記載の方法。
  44. 【請求項４４】前記格子は、１０nm乃至５０nmの範囲の
    深さ（頂から谷底まで）を有する請求の範囲第３６項に
    記載の方法。
  45. 【請求項４５】各格子のピッチ（周期）は、それらの深
    さより大きい請求の範囲第４４項に記載の方法。
  46. 【請求項４６】前記格子は、５０nm乃至２００nmの範囲
    の深さ（頂から谷底まで）を有する請求の範囲第３６項
    に記載の方法。
  47. 【請求項４７】各格子のピッチ（周期）は、それらの深
    さとほぼ等しい請求の範囲第３６項に記載の方法。
  48. 【請求項４８】前記格子は、２５０nm乃至２０００nmの
    範囲の深さ（頂から谷底まで）を有する請求の範囲第３
    ６項に記載の方法。
  49. 【請求項４９】前記支持体は、プラスチック材料である
    請求の範囲第３６項に記載の方法。
  50. 【請求項５０】前記プラスチック材料は、紫外光照射で
    硬化可能な材料である請求の範囲第４９項に記載の方
    法。
  51. 【請求項５１】前記プラスチック材料は、アクリル樹脂
    又はポリエステル樹脂である請求の範囲第４９項に記載
    の方法。
  52. 【請求項５２】前記プラスチック材料は、ポリメタクリ
    ル酸メチルである請求の範囲第５１項に記載の方法。
  53. 【請求項５３】前記プラスチック材料は、1.25乃至1.6
    の範囲の屈折率である請求の範囲第４９項に記載の方
    法。
  54. 【請求項５４】前記プラスチック材料は、屈折率が約1.
    4である請求の範囲第５３項に記載の方法。
  55. 【請求項５５】前記支持体は、合成高分子材料で被覆さ
    れたガラスである請求の範囲第４７項に記載の方法。
  56. 【請求項５６】前記支持体の表面は、無機酸化物又はそ
    の層によって形成された請求の範囲第３６項に記載の方
    法。
  57. 【請求項５７】前記支持体は、ストリップ形状にある請
    求の範囲第３６項に記載の方法。
  58. 【請求項５８】前記支持体の表面の所定部分から区別さ
    れた該表面の一つの帯域は、被覆材料が存在せず、段階
    (b)において試料と接触しない請求の範囲第３６項に記
    載の方法。
  59. 【請求項５９】前記段階(c)において複光束式照明系が
    採用され、一方の光束は前記表面の一方の帯域に向けら
    れ、他方の光束は所定の表面部分に向けられる請求の範
    囲第５８項に記載の方法。
  60. 【請求項６０】前記表面の所定の部分から区別された一
    方の帯域は、被覆材料が存在せず、該帯域を含む表面全
    体が段階(b)において試料と接触する請求の範囲第３６
    項に記載の方法。
  61. 【請求項６１】前記段階(c)において、単色放射線が使
    用される請求の範囲第３６項に記載の方法。
  62. 【請求項６２】検出される種は抗原である請求の範囲第
    ３６項に記載の方法。
  63. 【請求項６３】前記種に結合可能な材料は、検出される
    べき抗原の抗体を包含する請求の範囲第６２項に記載の
    方法。
  64. 【請求項６４】前記抗体は、モノクローナル抗体である
    請求の範囲第６３項に記載の方法。
  65. 【請求項６５】検出される種は、イオン種である請求の
    範囲第３６項に記載の方法。
  66. 【請求項６６】前記イオン種は、金属イオンである請求
    の範囲第６５項に記載の方法。
  67. 【請求項６７】前記種に結合可能な材料は、化学物質、
    酵素、又は有機体である請求の範囲第６５項に記載の方
    法。
  68. 【請求項６８】前記化学物質、酵素、又は有機体は、ポ
    リペプチド、ステロイド、単糖類又は多糖類、蛋白性多
    糖類、ヌクレオシド、ヌクレイン酸、プロトヌクレイン
    酸、微生物細胞又は酵母のうちの１つ以上から構成され
    る請求の範囲第６７項に記載の方法。
  69. 【請求項６９】前記材料の薄膜は、前記表面に固く結合
    されている請求の範囲第３６項に記載の方法。
  70. 【請求項７０】試料の化学種、生化学種、又は生物種の
    定性及び定量分析の検出方法において使用する装置であ
    って、 少なくとも所定波長帯域にわたって偏光を反射する定周
    期凹凸の表面構造体を備えており、該表面構造体は表面
    プラズモン共鳴を促進することができる金属層を有し、
    前記表面の少なくとも所定の部分は検出すべき種を結合
    することができる材料の薄膜で被覆された金属層を有す
    ることを特徴とする装置。
  71. 【請求項７１】前記表面構造体は、薄板である請求の範
    囲第７０項に記載の装置。
  72. 【請求項７２】前記表面構造体は、ストリップ状である
    請求の範囲第７１項に記載の装置。
  73. 【請求項７３】前記表面構造体は、矩系波、正弦波、又
    は鋸歯状の形状の回折格子である請求の範囲第７０項に
    記載の装置。
  74. 【請求項７４】前記表面構造体は、一定周期で並んだ突
    起を有する請求の範囲第７０項に記載の装置。
  75. 【請求項７５】前記金属は、金、銀、銅又はアルミニュ
    ウムである請求の範囲第７０項に記載の装置。
  76. 【請求項７６】前記表面構造体は、無機酸化物によって
    形成されている請求の範囲第７０項に記載の装置。
  77. 【請求項７７】前記酸化物は、銀、銅、又はアルミニュ
    ウムの酸化物である請求の範囲第７６項に記載の装置。
  78. 【請求項７８】前記材料の薄膜は、抗体を含む請求の範
    囲第７０項に記載の装置。
  79. 【請求項７９】前記材料の薄膜は、化学物質、酵素又は
    有機体である請求の範囲第７０項に記載の装置。
  80. 【請求項８０】前記表面構造体は、少なくとも５nmの厚
    さの層によって形成されている請求の範囲第７０項に記
    載の装置。
  81. 【請求項８１】前記物体は、異なった受容材料によって
    被覆された複数の層を包含し、物品が複数の異なった種
    を結合することができる請求の範囲第７０項に記載の装
    置。
  82. 【請求項８２】試料中の化学種、生化学種、又は生物種
    の定性及び定量分析のための検出方法であって、 (i)少なくとも所定波長帯域にわたって偏光を反射する
    定周期凹凸の表面構造体を備えており、該表面構造体は
    表面プラズモン共鳴を促進することができる金属層を有
    し、前記表面の少なくとも所定の部分は検出すべき種を
    結合することができる材料の薄膜で被覆された金属層を
    有する物体を試料に接触させる段階、 (ii)化学種、生化学種、又は生物種を前記表面に結合し
    た表面プラズモン共鳴の変化を測定し、検定すべき種の
    定量分析を行う段階 からなることを特徴とする検出方法。
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