JPH10282040A - 表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ及びその製造方法 - Google Patents
表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ及びその製造方法Info
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- JPH10282040A JPH10282040A JP8153197A JP8153197A JPH10282040A JP H10282040 A JPH10282040 A JP H10282040A JP 8153197 A JP8153197 A JP 8153197A JP 8153197 A JP8153197 A JP 8153197A JP H10282040 A JPH10282040 A JP H10282040A
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 透明基板、該透明基板上に配置される金
属膜、該金属膜上に配置される有機物質層、該有機物質
層上に配置されるビオチン層、及び該ビオチン層上に配
置されるアビジン層を備えていることを特徴とする表面
プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ、及びその
製造方法。 【効果】 核酸を効率的に固定化でき、また、固定化す
る核酸が少量で あっても、良好な感度で測定対象物質
を測定することができる表面プラズモン共鳴バイオセン
サー用測定チップを提供する。
属膜、該金属膜上に配置される有機物質層、該有機物質
層上に配置されるビオチン層、及び該ビオチン層上に配
置されるアビジン層を備えていることを特徴とする表面
プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ、及びその
製造方法。 【効果】 核酸を効率的に固定化でき、また、固定化す
る核酸が少量で あっても、良好な感度で測定対象物質
を測定することができる表面プラズモン共鳴バイオセン
サー用測定チップを提供する。
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
バイオセンサー用測定チップ及びその製造方法に関す
る。
バイオセンサー用測定チップ及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、臨床検査等で免疫反応を利用した
測定が数多く行われているが、従来法では煩雑な操作や
標識物質を必要とするため、標識物質を必要とすること
なく、リガンドの変化を高感度に検出することのできる
表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を利用した免疫センサー
が使用されている。
測定が数多く行われているが、従来法では煩雑な操作や
標識物質を必要とするため、標識物質を必要とすること
なく、リガンドの変化を高感度に検出することのできる
表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を利用した免疫センサー
が使用されている。
【０００３】このような表面プラズモン共鳴を利用した
装置（表面プラズモン共鳴バイオセンサー）では、測定
対象物と相互作用をする生理活性物質を装置内の測定チ
ップに固定して測定を行う。測定チップは、通常、ガラ
ス基板とその上に形成される金属膜と金属膜に結合する
カルボキシメチルデキストランからなり（例えば、ファ
ルマシアバイオセンサー社製BIAcore 2000用の測定チッ
プ）、カルボキシメチルデキストランに生理活性物質を
固定化する。
装置（表面プラズモン共鳴バイオセンサー）では、測定
対象物と相互作用をする生理活性物質を装置内の測定チ
ップに固定して測定を行う。測定チップは、通常、ガラ
ス基板とその上に形成される金属膜と金属膜に結合する
カルボキシメチルデキストランからなり（例えば、ファ
ルマシアバイオセンサー社製BIAcore 2000用の測定チッ
プ）、カルボキシメチルデキストランに生理活性物質を
固定化する。
【０００４】しかし、カルボキシメチルデキストラン
に、抗体や酵素などの蛋白質を固定化することは容易で
あるが、核酸のような酸性物質を固定化することは非常
に難しい（「蛋白質 核酸 酵素」Vol 37 No.15 2997-
2984(1992)）。また、前記測定チップの層構造では、測
定対象物と実質的にかつ効率的に相互作用する生理活性
物質は、カルボキシメチルデキストランからなる層の表
面に露出するものだけであるため、層の内部に結合され
ている生理活性物質は有効に機能せず、その分感度が低
下することとなる。
に、抗体や酵素などの蛋白質を固定化することは容易で
あるが、核酸のような酸性物質を固定化することは非常
に難しい（「蛋白質 核酸 酵素」Vol 37 No.15 2997-
2984(1992)）。また、前記測定チップの層構造では、測
定対象物と実質的にかつ効率的に相互作用する生理活性
物質は、カルボキシメチルデキストランからなる層の表
面に露出するものだけであるため、層の内部に結合され
ている生理活性物質は有効に機能せず、その分感度が低
下することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、核酸
を効率的に固定化することができ、また、固定化する核
酸が少量であっても、良好な感度が得られる表面プラズ
モン共鳴バイオセンサー用の測定チップを提供すること
にある。
を効率的に固定化することができ、また、固定化する核
酸が少量であっても、良好な感度が得られる表面プラズ
モン共鳴バイオセンサー用の測定チップを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、金属膜上に、ビオチン層を介して
アビジン層を形成させることにより、アビジン層に効率
的にビオチンで標識した核酸を固定化できることを見出
し、本発明を完成した。
の結果、本発明者は、金属膜上に、ビオチン層を介して
アビジン層を形成させることにより、アビジン層に効率
的にビオチンで標識した核酸を固定化できることを見出
し、本発明を完成した。
【０００７】即ち、本発明は、透明基板、該透明基板上
に配置される金属膜、該金属膜上に配置される有機物質
層、該有機物質層上に配置されるビオチン層、及び該ビ
オチン層上に配置されるアビジン層を備えていることを
特徴とする表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チ
ップである。
に配置される金属膜、該金属膜上に配置される有機物質
層、該有機物質層上に配置されるビオチン層、及び該ビ
オチン層上に配置されるアビジン層を備えていることを
特徴とする表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チ
ップである。
【０００８】また、本発明は、透明基板上に、金属膜、
有機物質層、ビオチン層、及びアビジン層を、この順に
配置していくことを特徴とする、表面プラズモン共鳴バ
イオセンサー用測定チップの製造方法である。
有機物質層、ビオチン層、及びアビジン層を、この順に
配置していくことを特徴とする、表面プラズモン共鳴バ
イオセンサー用測定チップの製造方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測
定チップ（以下、単に「測定チップ」という）とは、表
面プラズモン共鳴バイオセンサーに使用されるチップで
あって、該センサーより照射された光を透過及び反射す
る部分、並びに測定対象物と相互作用をする物質を固定
化する部分とを含む部材をいい、該センサーの本体に固
着されるものであってもよく、また脱着可能なものであ
ってもよい。
本発明における表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測
定チップ（以下、単に「測定チップ」という）とは、表
面プラズモン共鳴バイオセンサーに使用されるチップで
あって、該センサーより照射された光を透過及び反射す
る部分、並びに測定対象物と相互作用をする物質を固定
化する部分とを含む部材をいい、該センサーの本体に固
着されるものであってもよく、また脱着可能なものであ
ってもよい。
【００１０】本発明の測定チップは、透明基板、該透明
基板上に配置される金属膜、該金属膜上に配置される有
機物質層、該有機物質層上に配置されるビオチン層、及
びビオチン層上に配置されるアビジン層を備えている。
ここで、「透明基板上に配置される金属膜」とは、金属
膜が直接接して透明基板上に配置されている場合のほ
か、金属膜が透明基板に直接接することなく、他の層を
介して配置されている場合をも含む意である。「金属膜
上に配置される有機物質層」、「有機物質上に配置され
るビオチン層」、及び「ビオチン層上に配置されるアビ
ジン層」も上記と同様の意味である。
基板上に配置される金属膜、該金属膜上に配置される有
機物質層、該有機物質層上に配置されるビオチン層、及
びビオチン層上に配置されるアビジン層を備えている。
ここで、「透明基板上に配置される金属膜」とは、金属
膜が直接接して透明基板上に配置されている場合のほ
か、金属膜が透明基板に直接接することなく、他の層を
介して配置されている場合をも含む意である。「金属膜
上に配置される有機物質層」、「有機物質上に配置され
るビオチン層」、及び「ビオチン層上に配置されるアビ
ジン層」も上記と同様の意味である。
【００１１】本発明の一例による測定チップの断面概略
図を図１に示す。本実施例による測定チップは、透明基
板１と、透明基板１上に形成された金属膜２、金属膜２
上に形成された有機物質層３、有機物質層３上に形成さ
れたビオチン層４、及びビオチン層４上に形成されたア
ビジン層５の５層からなる。透明基板１としては、通常
表面プラズモン共鳴バイオセンサー用の測定チップに使
用されるものであればどのようなものでもよく、一般的
にはガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネートなどのレーザー光に対して透明な材料からなるも
のが使用でき、偏光に対して異方性を示さずかつ加工性
の優れた材料が望ましく、その厚さは0.1 〜20mm程度で
ある。
図を図１に示す。本実施例による測定チップは、透明基
板１と、透明基板１上に形成された金属膜２、金属膜２
上に形成された有機物質層３、有機物質層３上に形成さ
れたビオチン層４、及びビオチン層４上に形成されたア
ビジン層５の５層からなる。透明基板１としては、通常
表面プラズモン共鳴バイオセンサー用の測定チップに使
用されるものであればどのようなものでもよく、一般的
にはガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネートなどのレーザー光に対して透明な材料からなるも
のが使用でき、偏光に対して異方性を示さずかつ加工性
の優れた材料が望ましく、その厚さは0.1 〜20mm程度で
ある。
【００１２】金属膜２としては、表面プラズモン共鳴が
生じ得るようなものであれば特に限定されない。この金
属膜２に使用することのできる金属の種類としては、
金、銀、銅、アルミニウム、白金等が挙げられ、それら
を単独で又は組み合わせて使用することができる。ま
た、上記透明基板１への付着性を考慮して、透明基板１
と金、銀等からなる層との間にクロム等からなる介在層
を設けてもよい。
生じ得るようなものであれば特に限定されない。この金
属膜２に使用することのできる金属の種類としては、
金、銀、銅、アルミニウム、白金等が挙げられ、それら
を単独で又は組み合わせて使用することができる。ま
た、上記透明基板１への付着性を考慮して、透明基板１
と金、銀等からなる層との間にクロム等からなる介在層
を設けてもよい。
【００１３】金属膜２の膜厚は、100 〜2000Åであるの
が好ましく、特に200 〜600 Åであるのが好ましい。30
00Åを超えると、媒質の表面プラズモン現象を十分検出
することができない。また、クロム等からなる介在層を
設ける場合、その介在層の厚さは、５〜50Åであるのが
好ましい。
が好ましく、特に200 〜600 Åであるのが好ましい。30
00Åを超えると、媒質の表面プラズモン現象を十分検出
することができない。また、クロム等からなる介在層を
設ける場合、その介在層の厚さは、５〜50Åであるのが
好ましい。
【００１４】金属膜２の形成は常法によって行えばよ
く、例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティン
グ法、電気めっき法、無電解めっき法等によって行うこ
とができる。これらの方法の中でもスパッタ法を用いる
のが好ましい。有機物質層３は、金属膜中の金属原子と
結合することができ、かつ、ビオチン層４のビオチン分
子とアミド結合することができる物質からなる層であ
る。有機物質層３の厚さは、10〜300 Åであるのが好ま
しく、特に10〜100 Åであるのが好ましい。
く、例えば、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティン
グ法、電気めっき法、無電解めっき法等によって行うこ
とができる。これらの方法の中でもスパッタ法を用いる
のが好ましい。有機物質層３は、金属膜中の金属原子と
結合することができ、かつ、ビオチン層４のビオチン分
子とアミド結合することができる物質からなる層であ
る。有機物質層３の厚さは、10〜300 Åであるのが好ま
しく、特に10〜100 Åであるのが好ましい。
【００１５】有機物質層３は、シランカップリング剤、
又はメルカプト基と他の有機官能基を有する化合物（以
下、単に「チーオル化合物」という）用いて形成させる
ことができ、また、ＬＢ（ラングミュア・ブロジェッ
ト）法によっても形成させることができる。ＬＢ法によ
って成膜した場合、シランカップリング剤やチオール化
合物によって成膜した場合に比べ、金属膜との結合能が
弱いという短所があるが、広範な物質に適用でき、ま
た、凝集膜を形成できるので単位面積当たりに結合させ
る生理活性物質の数を増加させることができるという長
所もある。
又はメルカプト基と他の有機官能基を有する化合物（以
下、単に「チーオル化合物」という）用いて形成させる
ことができ、また、ＬＢ（ラングミュア・ブロジェッ
ト）法によっても形成させることができる。ＬＢ法によ
って成膜した場合、シランカップリング剤やチオール化
合物によって成膜した場合に比べ、金属膜との結合能が
弱いという短所があるが、広範な物質に適用でき、ま
た、凝集膜を形成できるので単位面積当たりに結合させ
る生理活性物質の数を増加させることができるという長
所もある。
【００１６】層形成に使用できるシランカップリング剤
としては、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３
−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロ
ピルジエトキシメチルシラン、３−（２−アミノエチル
アミノプロピル）トリメトキシシラン、３−（２−アミ
ノエチルアミノプロピル）ジメトキシメチルシランなど
が挙げられる。また、チオール化合物としては、メルカ
プトアミノメタン、２−メルカプト−１−アミノエタ
ン、３−メルカプト−１−アミノプロパン、４−メルカ
プト−１−アミノブタン、１，１，１−トリアミノ−２
−メルカプトエタン、１，１，１−トリアミノ−３−メ
ルカプトプロパン、メルカプト酢酸、２−メルカプトプ
ロピオン酸、３−メルカプト酪酸、４−メルカプト吉草
酸、メルカプトアセトアルデヒド、２−メルカプトプロ
ピルアルデヒド、３−メルカプトブチルアルデヒド、４
−メルカプトバレルアルデヒドなどが挙げられ、これら
の中でも多官能物質であり、より多くのビオチンを固定
できる１，１，１−トリアミノ−２−メルカプトエタ
ン、１，１，１−トリアミノ−３−メルカプトプロパン
などを用いるのが好ましい。ＬＢ法に適用できる物質と
しては、アミノ酢酸、２−アミノプロピオン酸、３−ア
ミノ酪酸などを例示することができる。
としては、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３
−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロ
ピルジエトキシメチルシラン、３−（２−アミノエチル
アミノプロピル）トリメトキシシラン、３−（２−アミ
ノエチルアミノプロピル）ジメトキシメチルシランなど
が挙げられる。また、チオール化合物としては、メルカ
プトアミノメタン、２−メルカプト−１−アミノエタ
ン、３−メルカプト−１−アミノプロパン、４−メルカ
プト−１−アミノブタン、１，１，１−トリアミノ−２
−メルカプトエタン、１，１，１−トリアミノ−３−メ
ルカプトプロパン、メルカプト酢酸、２−メルカプトプ
ロピオン酸、３−メルカプト酪酸、４−メルカプト吉草
酸、メルカプトアセトアルデヒド、２−メルカプトプロ
ピルアルデヒド、３−メルカプトブチルアルデヒド、４
−メルカプトバレルアルデヒドなどが挙げられ、これら
の中でも多官能物質であり、より多くのビオチンを固定
できる１，１，１−トリアミノ−２−メルカプトエタ
ン、１，１，１−トリアミノ−３−メルカプトプロパン
などを用いるのが好ましい。ＬＢ法に適用できる物質と
しては、アミノ酢酸、２−アミノプロピオン酸、３−ア
ミノ酪酸などを例示することができる。
【００１７】シランカップリング剤を用いて有機物質層
３を形成する方法としては、シランカップリング剤の飽
和蒸気中に金属膜２を一定時間暴露する方法（飽和蒸気
法）、シランカップリング剤を含む溶液中に金属膜２を
一定時間浸漬する方法（浸漬法）、スピンコータを用い
る方法（スピンコーティング法）、グラビア印刷機を用
いる方法（グラビア法）などを用いることができ、チオ
ール化合物を用いて有機物質層３を形成する方法として
は、飽和蒸気法、浸漬法、スピンコーティング法、グラ
ビア法などを用いることができる。
３を形成する方法としては、シランカップリング剤の飽
和蒸気中に金属膜２を一定時間暴露する方法（飽和蒸気
法）、シランカップリング剤を含む溶液中に金属膜２を
一定時間浸漬する方法（浸漬法）、スピンコータを用い
る方法（スピンコーティング法）、グラビア印刷機を用
いる方法（グラビア法）などを用いることができ、チオ
ール化合物を用いて有機物質層３を形成する方法として
は、飽和蒸気法、浸漬法、スピンコーティング法、グラ
ビア法などを用いることができる。
【００１８】ビオチン層４はビオチン分子からなる層で
ある。ビオチン層４は、所定量のビオチンを有機物質層
３に所定時間接触させることにより形成させることがで
きる。具体的な方法としては、フローセル型の表面プラ
ズモン共鳴バイオセンサーに有機物質層３を形成させた
透明基板を設置して一定流量のビオチンを所定時間（所
定量）流す方法を例示できる。
ある。ビオチン層４は、所定量のビオチンを有機物質層
３に所定時間接触させることにより形成させることがで
きる。具体的な方法としては、フローセル型の表面プラ
ズモン共鳴バイオセンサーに有機物質層３を形成させた
透明基板を設置して一定流量のビオチンを所定時間（所
定量）流す方法を例示できる。
【００１９】ビオチン層４を設けることにより、アビジ
ン層５に、効率的にビオチン標識核酸６を固定すること
ができる。即ち、アビジンは、１分子中にビオチンと結
合するサイトを４つ持つが、これらは２個ずつ互いに反
対方向を向いている。ビオチン層４上にアビジン層５を
形成させ、ビオチン分子とアビジン分子を結合させる
と、アビジン分子のビオチンが結合しない側の結合サイ
トが測定チップの外側（ビオチン層４の反対側）を向く
ことになり、結合サイトがランダムに並んでいた場合に
比べ、ビオチン標識核酸が結合し易くなる。
ン層５に、効率的にビオチン標識核酸６を固定すること
ができる。即ち、アビジンは、１分子中にビオチンと結
合するサイトを４つ持つが、これらは２個ずつ互いに反
対方向を向いている。ビオチン層４上にアビジン層５を
形成させ、ビオチン分子とアビジン分子を結合させる
と、アビジン分子のビオチンが結合しない側の結合サイ
トが測定チップの外側（ビオチン層４の反対側）を向く
ことになり、結合サイトがランダムに並んでいた場合に
比べ、ビオチン標識核酸が結合し易くなる。
【００２０】アビジン層５はアビジン分子からなる層で
ある。アビジン層５は、所定量のアビジンをビオチン層
４に所定時間接触させることにより形成させることがで
きる。具体的な方法としては、フローセル型の表面プラ
ズモン共鳴バイオセンサーにビオチン層４を形成させた
透明基板１を設置して一定流量のアビジンを所定時間
（所定量）流す方法を例示できる。
ある。アビジン層５は、所定量のアビジンをビオチン層
４に所定時間接触させることにより形成させることがで
きる。具体的な方法としては、フローセル型の表面プラ
ズモン共鳴バイオセンサーにビオチン層４を形成させた
透明基板１を設置して一定流量のアビジンを所定時間
（所定量）流す方法を例示できる。
【００２１】本発明の測定チップは、図２に示すように
アビジン層５に測定対象とする核酸とハイブリダイズす
ることができるビオチン標識核酸６を固定して使用す
る。ビオチン標識核酸６は、測定対象とする核酸とハイ
ブリダイズし得るような塩基配列を有するものであれば
特に限定されず、ＤＮＡ、ＲＮＡのいずれでもよい。測
定対象とする核酸としては、細菌の産生する毒素をコー
ドするＤＮＡ、腫瘍遺伝子（oncogene）、フェニルケト
ン尿症などの遺伝病遺伝子などを例示することができ
る。
アビジン層５に測定対象とする核酸とハイブリダイズす
ることができるビオチン標識核酸６を固定して使用す
る。ビオチン標識核酸６は、測定対象とする核酸とハイ
ブリダイズし得るような塩基配列を有するものであれば
特に限定されず、ＤＮＡ、ＲＮＡのいずれでもよい。測
定対象とする核酸としては、細菌の産生する毒素をコー
ドするＤＮＡ、腫瘍遺伝子（oncogene）、フェニルケト
ン尿症などの遺伝病遺伝子などを例示することができ
る。
【００２２】ビオチン標識核酸６は、ビオチン部分をア
ビジン分子に結合させることにより固定化できる。ビオ
チン標識核酸６をアビジン分子に固定化する方法として
は、インクジエット法、マクロディスペンサー法などを
例示することができる。インクジェット法は、極めて狭
い領域に精度よくビオチン標識核酸６を含む液滴を発射
できるので、固定化するビオチン標識核酸６を有効利用
できるという点で有利である。また、フローセル型の表
面プラズモン共鳴バイオセンサーに測定チップを設置し
て一定流量のビオチン標識核酸６を所定時間（所定量）
流すことによっても固定化できる。この固定化方法によ
れば、ビオチン層４及びアビジン層５の形成、並びにビ
オチン標識核酸６の固定を一連の操作で行うことができ
るという点で有利である。核酸をビオチンで標識する方
法としては、ビオチンを結合させたプライマーを用いて
ＰＣＲを行う方法を例示することができる。
ビジン分子に結合させることにより固定化できる。ビオ
チン標識核酸６をアビジン分子に固定化する方法として
は、インクジエット法、マクロディスペンサー法などを
例示することができる。インクジェット法は、極めて狭
い領域に精度よくビオチン標識核酸６を含む液滴を発射
できるので、固定化するビオチン標識核酸６を有効利用
できるという点で有利である。また、フローセル型の表
面プラズモン共鳴バイオセンサーに測定チップを設置し
て一定流量のビオチン標識核酸６を所定時間（所定量）
流すことによっても固定化できる。この固定化方法によ
れば、ビオチン層４及びアビジン層５の形成、並びにビ
オチン標識核酸６の固定を一連の操作で行うことができ
るという点で有利である。核酸をビオチンで標識する方
法としては、ビオチンを結合させたプライマーを用いて
ＰＣＲを行う方法を例示することができる。
【００２３】本発明の測定チップは、例えば、図３に示
されるような表面プラズモン共鳴バイオセンサーに使用
することができる。この表面プラズモン共鳴バイオセン
サーは、カートリッジブロック７と、光源８と、検出器
９とを有し、カートリッジブロック７の上に本発明の測
定チップ10を設置して使用する。測定チップ10は、透明
基板が上になるように設置する。カートリッジブロック
７の上面には凹部が設けられており、この凹部と上記測
定チップ10とで測定セル71が構成される。測定セル71
は、流路72、73によりカートリッジブロック７の外部に
連通しており、試料は流路72を通じて測定セル71中に流
れ込み、測定に供された後流路73を通じて外部に排出さ
れる。
されるような表面プラズモン共鳴バイオセンサーに使用
することができる。この表面プラズモン共鳴バイオセン
サーは、カートリッジブロック７と、光源８と、検出器
９とを有し、カートリッジブロック７の上に本発明の測
定チップ10を設置して使用する。測定チップ10は、透明
基板が上になるように設置する。カートリッジブロック
７の上面には凹部が設けられており、この凹部と上記測
定チップ10とで測定セル71が構成される。測定セル71
は、流路72、73によりカートリッジブロック７の外部に
連通しており、試料は流路72を通じて測定セル71中に流
れ込み、測定に供された後流路73を通じて外部に排出さ
れる。
【００２４】光源８からは、測定チップ10の透明基板に
向かって単色光が照射され（入射光80）、測定チップ10
の裏面に設けられた金属膜で反射したその反射光90が、
検出器９に入光する。検出器９では、反射光90の強度を
検出することができる。
向かって単色光が照射され（入射光80）、測定チップ10
の裏面に設けられた金属膜で反射したその反射光90が、
検出器９に入光する。検出器９では、反射光90の強度を
検出することができる。
【００２５】上記のような構造によって、ある入射角θ
に対して谷を形成する反射光強度曲線が得られる。反射
光強度曲線における谷は、表面プラズモン共鳴によるも
のである。即ち、光が測定チップ10の透明基板と外との
界面で全反射するときに、その界面にエバネッセント波
といわれる表面波が生じ、一方、金属膜にも表面プラズ
モンといわれる表面波が生じる。この２つの表面波の波
数が一致すると共鳴が起こり、光のエネルギーの一部が
表面プラズモンを励起するために使用され、反射光の強
度が低下する。ここで、表面プラズモンの波数は、金属
膜表面のごく近くにある媒質の屈折率の影響を受けるた
め、測定対象物質と生理活性物質との相互作用により媒
質の屈折率が変化すると、表面プラズモン共鳴が生じる
入射角θが変化する。従って、反射光強度曲線の谷のず
れによって、測定対象物質の濃度の変化を検知すること
ができる。入射角θの変化量は共鳴シグナルといわれ、
10-4°の変化を１RUとして表す。
に対して谷を形成する反射光強度曲線が得られる。反射
光強度曲線における谷は、表面プラズモン共鳴によるも
のである。即ち、光が測定チップ10の透明基板と外との
界面で全反射するときに、その界面にエバネッセント波
といわれる表面波が生じ、一方、金属膜にも表面プラズ
モンといわれる表面波が生じる。この２つの表面波の波
数が一致すると共鳴が起こり、光のエネルギーの一部が
表面プラズモンを励起するために使用され、反射光の強
度が低下する。ここで、表面プラズモンの波数は、金属
膜表面のごく近くにある媒質の屈折率の影響を受けるた
め、測定対象物質と生理活性物質との相互作用により媒
質の屈折率が変化すると、表面プラズモン共鳴が生じる
入射角θが変化する。従って、反射光強度曲線の谷のず
れによって、測定対象物質の濃度の変化を検知すること
ができる。入射角θの変化量は共鳴シグナルといわれ、
10-4°の変化を１RUとして表す。
【００２６】
【発明の効果】本発明の測定チップは、核酸を効率的に
固定化でき、また、固定化する核酸が少量で あって
も、良好な感度で測定対象物質を測定することができ
る。
固定化でき、また、固定化する核酸が少量で あって
も、良好な感度で測定対象物質を測定することができ
る。
【図１】本発明の測定チップの一実施例を示す概略断面
図である。
図である。
【図２】ビオチン標識核酸を固定化した本発明の測定チ
ップの一実施例を示す概略断面図である。
ップの一実施例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の測定チップに使用する表面プラズモン
共鳴バイオセンサーの概念図である。
共鳴バイオセンサーの概念図である。
１…透明基板 ２…金属膜 ３…有機物質層 ４…ビオチン層 ５…アビジン層 ６…ビオチン標識核酸 ７…カートリッジブロック 71…測定セル 72，73…流路 ８…光源 80…入射光 ９…検出器 90…反射光 10…測定チップ
Claims (4)
- 【請求項１】 透明基板、該透明基板上に配置される金
属膜、該金属膜上に配置される有機物質層、該有機物質
層上に配置されるビオチン層、及び該ビオチン層上に配
置されるアビジン層を備えていることを特徴とする表面
プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ。 - 【請求項２】 前記有機物質層が３−アミノプロピルト
リエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、３−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、３
−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシシ
ラン、３−（２−アミノエチルアミノプロピル）ジメト
キシメチルシラン、メルカプトアミノメタン、２−メル
カプト−１−アミノエタン、３−メルカプト−１−アミ
ノプロパン、４−メルカプト−１−アミノブタン、１，
１，１−トリアミノ−２−メルカプトエタン、１，１，
１−トリアミノ−３−メルカプトプロパン、メルカプト
酢酸、２−メルカプトプロピオン酸、３−メルカプト酪
酸、４−メルカプト吉草酸、メルカプトアセトアルデヒ
ド、２−メルカプトプロピルアルデヒド、３−メルカプ
トブチルアルデヒド、又は４−メルカプトバレルアルデ
ヒドにより形成された層であることを特徴とする、請求
項１記載の表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チ
ップ。 - 【請求項３】 透明基板上に、金属膜、有機物質層、ビ
オチン層、及びアビジン層を、この順に配置していくこ
とを特徴とする、表面プラズモン共鳴バイオセンサー用
測定チップの製造方法。 - 【請求項４】 前記有機物質層が３−アミノプロピルト
リエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシ
ラン、３−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、３
−（２−アミノエチルアミノプロピル）トリメトキシシ
ラン、３−（２−アミノエチルアミノプロピル）ジメト
キシメチルシラン、メルカプトアミノメタン、２−メル
カプト−１−アミノエタン、３−メルカプト−１−アミ
ノプロパン、４−メルカプト−１−アミノブタン、１，
１，１−トリアミノ−２−メルカプトエタン、１，１，
１−トリアミノ−３−メルカプトプロパン、メルカプト
酢酸、２−メルカプトプロピオン酸、３−メルカプト酪
酸、４−メルカプト吉草酸、メルカプトアセトアルデヒ
ド、２−メルカプトプロピルアルデヒド、３−メルカプ
トブチルアルデヒド、又は４−メルカプトバレルアルデ
ヒドを用いて形成させることを特徴とする、請求項３記
載の表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8153197A JP4087472B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8153197A JP4087472B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282040A true JPH10282040A (ja) | 1998-10-23 |
| JP4087472B2 JP4087472B2 (ja) | 2008-05-21 |
Family
ID=13748909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8153197A Expired - Lifetime JP4087472B2 (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 表面プラズモン共鳴バイオセンサー用測定チップ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4087472B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001094640A2 (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-13 | Purdue Research Foundation | Bio-mediated assembly of micrometer-scale and nanometer-scale structures |
| KR100405898B1 (ko) * | 2001-06-16 | 2003-11-14 | 국방과학연구소 | 콜로이달 골드를 이용하여 표면 플라즈몬 공명 센서로분석 물질을 검출하는 방법 |
| KR100879206B1 (ko) | 2005-12-29 | 2009-01-16 | 성균관대학교산학협력단 | 변형 흐름식 표면 플라즈몬 공명 바이오센서를 이용한실시간 병원성 미생물 검출 방법 |
-
1997
- 1997-03-31 JP JP8153197A patent/JP4087472B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001094640A2 (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-13 | Purdue Research Foundation | Bio-mediated assembly of micrometer-scale and nanometer-scale structures |
| WO2001094640A3 (en) * | 2000-06-09 | 2003-01-30 | Purdue Research Foundation | Bio-mediated assembly of micrometer-scale and nanometer-scale structures |
| KR100405898B1 (ko) * | 2001-06-16 | 2003-11-14 | 국방과학연구소 | 콜로이달 골드를 이용하여 표면 플라즈몬 공명 센서로분석 물질을 검출하는 방법 |
| KR100879206B1 (ko) | 2005-12-29 | 2009-01-16 | 성균관대학교산학협력단 | 변형 흐름식 표면 플라즈몬 공명 바이오센서를 이용한실시간 병원성 미생물 검출 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4087472B2 (ja) | 2008-05-21 |
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