WO2012090759A1 - 表面プラズモン励起増強蛍光測定装置およびこれに用いられるセンサチップ - Google Patents

Abstract

[課題]複数のセンサ部を有するセンサチップにおいて、複数のセンサ部間における蛍光シグナルの測定データのバラツキを抑え、測定精度を向上させることのできる、ＳＰＦＳ装置用のセンサチップを提供すること。 [解決手段]主面と、励起光が照射される入射面とを少なくとも備える誘電体部材と、誘電体部材の前記主面上に形成された金属薄膜と、金属薄膜上において、リガンドが固定された複数の領域である、複数のセンサ部とを備え、複数のセンサ部は、入射面から複数のセンサ部の各々までの最短離間距離がそれぞれ等しくなる位置に形成した。

Description

表面プラズモン励起増強蛍光測定装置およびこれに用いられるセンサチップ

　本発明は、医療、バイオテクノロジー等の分野で利用されるＳＰＦＳ（Surface Plasmon-field enhanced Fluorescence Spectroscopy：表面プラズモン励起増強蛍光分光法）の測定装置（表面プラズモン励起増強蛍光測定装置）、およびこれに用いられるセンサチップに関する。

　ＳＰＦＳは、誘電体部材上に形成された金属薄膜に全反射減衰（ＡＴＲ）が生じる角度で励起光を照射したときに、金属薄膜を透過したエバネッセント波が表面プラズモンとの共鳴により数十倍～数百倍に増強される表面プラズモン共鳴を利用して、金属薄膜近傍に捕捉されたアナライト（分析対象物）を標識する蛍光色素を効率的に励起させ、その蛍光シグナルを測定する方法である。このようなＳＰＦＳは、一般的な蛍光標識法などに比べて極めて感度が高いため、サンプル中にアナライトがごく微量しか存在しない場合であってもそれを定量することができる。表面プラズモン励起増強蛍光測定装置（以下、「ＳＰＦＳ装置」と言う場合がある。）の基本的な態様は、たとえば特許文献１および２に開示されている。

　このようなＳＰＦＳ装置１００は、センサチップ装填部１１１を備えており、図６に示したように、誘電体部材１１２と、誘電体部材１１２の主面１１２ａに金属薄膜１１４を介して形成される、微細流路１１８上の所定位置にリガンドが固定化されることで構成されたセンサ部１１６と、を有するセンサチップ１１０が、センサチップ装填部１１１に装填されるように構成されている。

　そして、ＳＰＦＳ装置１００のセンサチップ装填部１１１に装填されたセンサチップ１１０の誘電体部材１１２側には、誘電体部材１１２の入射面１１２ｉから入射され、金属薄膜１１４において全反射条件となる所定の入射角θでセンサ部１１６に向かって励起光１２２を照射する光源１２０を備えるとともに、さらに光源１２０から照射され、金属薄膜１１４で反射した反射光１２４を受光する受光手段１３２が備えられている。

　一方、センサチップ１１０の上方には、センサ部１１６に固定されているリガンドで捕捉されたアナライトを標識した蛍光物質が発する蛍光１３４を受光する光検出手段１３０が設けられている。

　なお、センサチップ１１０と光検出手段１３０との間には、蛍光１３４を効率良く集光するための集光部材１２６と、蛍光１３４以外の光を除去して蛍光１３４のみを選択的に透過する波長選択機能部材１２８が設けられている。

　このＳＰＦＳ装置１００は、以下のとおり使用される。

　先ず、センサ部１１６に微細流路１１８を介してアナライトを含有する検体溶液を流入させ、その後、このアナライトを標識する蛍光物質を、同様に微細流路１１８を介して流入させることで、センサ部１１６に蛍光物質で標識されたアナライトが捕捉された状態とする。

　そして、この状態で光源１２０より誘電体部材１１２を介して、金属薄膜１１４において全反射条件となる所定の入射角θで励起光１２２を照射することで、エバネッセント波と、金属薄膜１１４から表面プラズモンとの共鳴によって増強された電場によりセンサ部１１６に捕捉された蛍光物質による蛍光１３４を効率よく励起させる。

　そして、この励起された蛍光１３４を光検出手段１３０で検出することで、極微量および／または極低濃度のアナライトを検知する。

　このようなＳＰＦＳ装置１００は、近年、臨床検査等への応用が期待されている。ＳＰＦＳ装置１００を臨床検査へ応用するにあたっては、センサチップ１１０の個体差などに起因する蛍光シグナルの測定データのバラツキを今まで以上に抑えて、測定精度を向上させることが求められている。

特許第３２９４６０５号公報 特開２００６－２１８１６９号公報 特開２００８－３０９７８２号公報

　ところで近年、このようなＳＰＦＳ装置において、効率的に検査を行えるようにするために、一つの誘電体部材に対して複数のセンサ部を備えたセンサチップが開発されている。

　例えば特許文献３には、複数の感染症病原体に対して、一斉に検査を行えるセンサチップとして、各々異なる種類のリガンドが固定化された複数のセンサ部を有するＳＰＦＳ装置用のセンサチップが開示されている。

　しかしながら、このような複数のセンサ部を有するセンサチップにあっては、複数のセンサ部の各々から検出される蛍光シグナルの測定データにバラツキが生じ易いことが、本発明者の研究するところによって明らかとなった。

　そして、そのバラツキの原因を究明すべく鋭意検討したところ、特に誘電体部材に樹脂材料を用いた際に、複数のセンサ部の配置位置などによっては、誘電体部材の複屈折性がバラツキの主原因となることがあることを見出して、本発明を完成するに至った。

　本発明はこのような現状に鑑みなされた発明であって、複数のセンサ部を有するセンサチップにおいて、複数のセンサ部間における蛍光シグナルの測定データのバラツキを抑え、測定精度を向上させることのできる、ＳＰＦＳ装置（表面プラズモン励起増強蛍光測定装置）用のセンサチップを提供することを目的とする。

　また本発明は、このようなセンサチップを備えるとともに、センサチップに対して励起光を照射する際の光源またはセンサチップの位置合わせが容易であり、且つ、光源およびセンサチップの駆動機構を簡素な構成にすることができるＳＰＦＳ装置（表面プラズモン励起増強蛍光測定装置）を提供することを目的とする。

　本発明は、上述したような課題を解決するために発明されたものであって、
　本発明のセンサチップは、
　表面プラズモン励起増強蛍光測定装置に用いられるセンサチップであって、
　主面と、励起光が照射される入射面とを少なくとも備える誘電体部材と、
　前記誘電体部材の前記主面上に形成された金属薄膜と、
　前記金属薄膜上において、リガンドが固定された複数の領域である、複数のセンサ部と、
を備え、
　前記複数のセンサ部は、前記入射面から前記複数のセンサ部の各々までの最短離間距離がそれぞれ等しくなる位置に形成されていることを特徴とする。

　このように本発明のセンサチップでは、複数のセンサ部の各々が、誘電体部材の入射面からの最短離間距離がそれぞれ等しくなる位置に形成されているため、誘電体部材の入射面から入射し、誘電体部材の内部を通過して、複数のセンサ部の各々を照射する励起光のチップ内における光路長を、複数のセンサ部間で容易に揃えることができる。

　したがって、誘電体部材が複屈折性を有する材料によって形成されていたとしても、複数のセンサ部間で励起光の位相にずれが生ずるのを最小限にできるため、表面プラズモン共鳴によって生じる金属膜上の電場の大きさを揃えることができ、複数のセンサ部間における蛍光シグナルの測定データのバラツキを抑え、測定精度を向上させることができる。

　上記発明において、
　前記誘電体部材の前記主面上に流路を備え、
　前記複数のセンサ部は、前記流路内に形成されていることが望ましい。

　このような流路がセンサチップに予め形成されていれば、本発明のセンサチップを用いたＳＰＦＳによる測定を容易に行なうことができる。

　この場合、
　前記流路は単一の流路であり、
　前記単一の流路内に、前記複数のセンサ部が形成されるように構成することも可能である。この場合、例えば、一つの検体に対して複数項目の測定を一度に行うことなどを簡易な構成で実現することができる。

　また、
　前記流路は複数の流路を備え、
　前記複数の流路内に、前記複数のセンサ部のうち一つのセンサ部が形成されるように構成することも可能である。この場合、例えば、一つの流路を、検体を送液しないコントロール用の流路に利用するなど、より精度の高い測定を容易に実現することができる。

　また、前記誘電体部材が、射出成形により形成された樹脂製の場合、前記主面の上面視において、前記複数のセンサ部の配列方向に交差する前記誘電体部材の面に、射出成形におけるゲートが配置されることが好ましい。

　このような位置に射出成形におけるゲートを配置することによって、複数のセンサ部間において、複屈折性等に起因する光学特性のばらつきを抑えて均一化することができ、複数のセンサ部間での測定誤差を抑制し、精度の高い測定を実現することができる。　　　　　　

　また、本発明の表面プラズモン励起増強蛍光測定装置は、
　上述したセンサチップと、前記センサチップを装填するための装填部と、前記装填部に装填された前記センサチップの前記入射面に向かって励起光を照射するための光源と、を少なくとも備えることを特徴とする。

　このようなセンサチップを備えていれば、誘電体部材の複屈折性によって複数のセンサ部間で励起光の位相にずれが生じるのを最小限にすることができるため、複数のセンサ部間における蛍光シグナルの測定データのバラツキを抑え、測定精度を向上させることが可能なＳＰＦＳ装置とすることができる。

　この場合、
　前記複数のセンサ部が、前記主面の上面視において、前記入射面に対して平行なライン上に位置するように形成されるとともに、前記センサチップと前記光源とが、前記入射面に対して平行な方向に、相対的に移動可能に構成することも可能であり、また、
　前記複数のセンサ部が、前記主面の上面視において、同心円上に位置するように形成されるとともに、前記装填部は、前記センサチップが前記同心円の中心点を通過する垂直軸を中心として回転可能に構成することも可能である。

　このように構成すれば、センサチップに対して励起光を照射する際の光源またはセンサチップの位置合わせが容易であり、且つ、光源およびセンサチップの駆動機構が簡素な構成となるＳＰＦＳ装置とすることができる。

　本発明によれば、複数のセンサ部を有するセンサチップにおいて、複数のセンサ部間における蛍光シグナルの測定データのバラツキを抑え、測定精度を向上させることができるＳＰＦＳ装置（表面プラズモン励起増強蛍光測定装置）用のセンサチップを提供することができる。

　また、本発明によれば、センサチップに対して励起光を照射する際の光源またはセンサチップの位置合わせが容易であり、且つ、光源およびセンサチップの駆動機構を簡素な構成にすることができるＳＰＦＳ装置（表面プラズモン励起増強蛍光測定装置）を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態のセンサチップおよびＳＰＦＳ装置を説明するための斜視図である。 図２は、図１に示した本発明の第１の実施形態のセンサチップの平面図および断面図であり、図２の（ａ）は、センサチップの平面図、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＡ－Ａ線における断面図である。 図３は、チップ内励起光のｐ偏光比率と、電場強度との関係を示したグラフである。 図４は、本発明の第２の実施形態のセンサチップおよびＳＰＦＳ装置を説明するための斜視図である。 図５は、本発明の第３の実施形態のセンサチップおよびＳＰＦＳ装置を説明するための斜視図である。 図６は、従来のＳＰＦＳ装置の基本的な構造を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面などを基に詳細に説明する。

　＜第１の実施形態＞
　図１は、本発明の第１の実施形態のセンサチップおよびＳＰＦＳ装置を説明するための斜視図である。図２は、図１に示した本発明の第１の実施形態のセンサチップの平面図および断面図であり、図２の（ａ）は、センサチップの平面図、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＡ－Ａ線における断面図である。

　図１に示したように、第１の実施形態のＳＰＦＳ装置１は、センサチップ１０を装填するための装填部１１と、装填部１１に装填されたセンサチップ１０に向かって励起光２２を照射する光源である投光器２０と、を少なくとも備えている。

　センサチップ１０は、図１および図２に示したように、プリズムなどの誘電体部材１２の主面１２ａに金属薄膜１４を介して形成されたセンサ部１６を備えている。このセンサ部１６は複数形成されており、本実施形態ではセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの３つのセンサ部１６が形成されている。また、誘電体部材１２の主面１２ａには、検体溶液の流路として微細流路１８が形成されている。図１および図２に示したように、本実施形態では３つの微細流路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが形成されており、これら３つの微細流路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃの各々の中に、上述したセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが一つずつ形成されている。

　誘電体部材１２は、図１および図２に示したように、断面が台形状をなした六面体形状に形成されている。そして、その上側の面が上述した主面１２ａを構成するとともに、この六面体の内の一面が、励起光２２の入射面である入射面１２ｉを構成している。

　なお、誘電体部材１２の形状は、上述した六面体形状に限定されない。少なくともセンサ部１６が形成される主面１２ａと、励起光２２が入射する面である入射面１２ｉが形成されるとともに、入射面１２ｉから入射した励起光２２が、チップ内励起光２３として誘電体部材１２の内部を通過し、全反射条件となる所定の入射角θでセンサ部１６を照射するように構成されていればよく、その形状は、例えば円錐形状や、三角錐や四角錐などの角錐形状、或いはかまぼこ状であってもよいものである。また、誘電体部材１２に二面以上の入射面１２ｉを形成することも可能である。

　また、誘電体部材１２の材質は、少なくとも励起光に対して光学的に透明な材料から形成されていればその材質は特に限定されないが、安価で取り扱い性に優れるセンサチップを提供する上で、例えば樹脂材料から形成されていることが好ましい。誘電体部材１２を樹脂材料から形成する場合は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン類、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）などのポリ環状オレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのビニル系樹脂、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などを用いることができる。

　誘電体部材１２の形成方法は、特に限定されるものではないが、例えば、上記のような樹脂材料を用いる場合には、射出成形によって形成することができる。

　この場合、主面１２ａの上面視において、複数のセンサ部１６の配列方向に交差する誘電体部材１２の面１２ｂ若しくは面１２ｃに、射出成形におけるゲートが配置されるように、射出成形に用いる金型を製作することが好ましい。

　金属薄膜１４は、一般的なＳＰＦＳ装置に用いられるセンサチップを構成する金属薄膜と同様の金属を用いることができる。すなわち、金、銀、アルミニウム、銅、および白金からなる群から選ばれる少なくとも１種の金属からなることが好ましく、その中でも金からなることがより好ましい。これらの金属については、その合金の形態であっても良く、金属を積層したものであってもよい。

　センサ部１６は、特定のアナライトと特異的に結合するリガンドが固定化されることで形成されている。このセンサ部１６に微細流路１８を介して特定のアナライトを含有した検体溶液を流入させ、その後、このアナライトを標識する蛍光物質を、同様に微細流路１８を介して流入させることで、センサ部１６に蛍光物質で標識されたアナライトが固定化された状態とすることができる。

　また、図２に示したように、上述した３つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの各々は、誘電体部材１２の入射面１２ｉからの最短離間距離Ｌが各々等しくなる位置に形成されている。したがって、誘電体部材１２の入射面１２ｉから入射して、全反射条件となる所定の入射角θでセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを照射するチップ内励起光２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃは、その光路長が各々等しくなるようになっている。

　また、本実施形態では、これら３つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの各々は、図２の（ａ）に示したように、誘電体部材１２の入射面１２ｉに対して平行に位置するラインＰの上に形成されている。

　投光器２０は、所定の仰角に固定された状態で、不図示の移動手段によって、図中の矢印Ｘで示す一軸方向にのみ移動できるように構成されている。なお、この矢印Ｘで示す一軸方向とは、上述した誘電体部材１２の入射面１２ｉと平行な方向である。

　ＳＰＦＳ装置１のその他の構成としては、前述した従来のＳＰＦＳ装置１００と同様である。すなわち、金属薄膜１４で反射した反射光２４を受光する受光手段（不図示）、センサチップ１０の上方に配置される光検出手段（不図示）、およびセンサチップ１０とこの不図示の光検出手段との間に配置される集光部材（不図示）や波長選択機能部材（不図示）などが設けられている。また、この光検出手段および受光手段は、上述した投光器２０と同様に、図中の矢印Ｘに示す一軸方向にのみ移動できるように構成されているものとする。

　このように構成されるＳＰＦＳ装置１は、上述した従来のＳＰＦＳ装置１００と同様に、以下のように使用される。

　先ず、例えばセンサ部１６Ａに微細流路１８Ａを介してアナライトを有する検体溶液を流入させ、その後、このアナライトを標識する蛍光物質を、同様に微細流路１８Ａを介して流入させることで、センサ部１６Ａに蛍光物質で標識されたアナライトが固定化された状態とする。

　そして、この状態で投光器２０より誘電体部材１２の入射面１２ｉに対して励起光２２を照射することで、誘電体部材１２の内部を通過したチップ内励起光２３Ａを、全反射条件となる所定の入射角θでセンサ部１６Ａに向かって照射し、金属薄膜１４の表面からエバネッセント波を放出させ、センサ部１６Ａに固定化された蛍光物質による蛍光３４Ａを励起させる。

　そして、このエバネッセント波によって励起された蛍光３４Ａを不図示の光検出手段で検出することで、極微量および／または極低濃度のアナライトを検知する。

　また、センサ部１６Ｂ、１６Ｃにおいても検体溶液の分析を行う場合は、投光器２０、および不図示の光検出手段を図１および図２に示す矢印Ｘ方向に移動し、センサ部１６Ｂ、１６Ｃに対して、上述した手順と同様の手順を繰り返す。そして、センサ部１６Ｂ、１６Ｃに固定化された蛍光物質による蛍光３４を不図示の光検出手段で検出する。

　ここで、誘電体部材１２の複屈折性が、蛍光シグナルの測定データに及ぼす影響について説明する。

　前述したような表面プラズモン共鳴を生じさせるためには、ｐ偏光の光をセンサ部１６に向かって照射する必要がある。これは、表面プラズモン共鳴の発生に寄与するのはｐ偏光だけであり、ｓ偏光は寄与しないからである。したがって、通常は、投光器２０に偏光フィルターなどを装着して光を偏光させ、励起光２２をｐ偏光だけからなる光にして誘電体部材１２に照射している。また、誘電体部材１２が複屈折性を有する場合は、励起光２２の偏光状態を予め複屈折による位相の変化を見込んだ状態とすることで、センサ部１６を照射する際のチップ内励起光２３の偏光状態が、ｐ偏光比率としておおよそ１００％に近い状態になるようにしている。

　なお、ｐ偏光とは、2つの屈折率の異なる材質の界面にある角度をもって光が入射する時、その入射面に対して平行な光の偏光成分と定義される。また、ここで言う「ｐ偏光比率」とは、励起光におけるｐ偏光の占める比率を意味し、次式（１）のとおり定義される。

　ｐ偏光比率＝ｐ偏光強度／（ｐ偏光強度＋ｓ偏光強度）×１００・・・・（１）
　図３は、チップ内励起光のｐ偏光比率と、電場強度との関係を示したグラフである。なお、グラフの横軸は上述したｐ偏光比率を、グラフの縦軸はｐ偏光比率１００％の状態における電場強度に対する比（電場強度比）、をそれぞれ示している。

　この図３からも分かるように、ｐ偏光比率と電場強度とはリニアな比例関係を示しており、ｐ偏光比率が小さくなるほど電場強度も小さくなる。電場強度が小さくなるということは、表面プラズモン共鳴によるエバネッセント波の増強度が小さくなることを意味するため、電場強度が小さくなるとエバネッセント波によって励起される蛍光３４も小さくなり、検出される蛍光シグナルも小さくなる。

　一方、複屈折による位相の変化量、すなわち位相差は、誘電体部材１２の内部を通過するチップ内励起光２３の光路長が長いほど大きくなる。したがって、複数のチップ内励起光２３の光路長が各々異なる場合は、その光路長の差分に相関して、これら複数のチップ内励起光２３のｐ偏光比率も各々異なるものとなる。

　したがって、例えば樹脂材料などの複屈折性を有する誘電体部材１２にセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを形成し、これらセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの各々において蛍光シグナルを測定する場合において、チップ内励起光２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの各々の光路長が異なると、同一の検体溶液に対する分析であったとしても、検出される蛍光３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃにバラツキが生じてしまうこととなる。

　これに対して、本実施形態のセンサチップ１０にあっては、上述したように、チップ内励起光２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの光路長が各々等しくなるようになっている。したがって、例えば樹脂材料などの複屈折性を有する材料によって誘電体部材１２を形成した場合であっても、誘電体部材１２の複屈折性によって生じる、チップ内励起光２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの位相差のズレを低減できるため、センサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの各々の蛍光シグナルの測定データのバラツキを小さくし、測定精度を向上させることができるようになっている。

　また、本実施形態のセンサチップ１０において、誘電体部材１２を例えばガラスなどの複屈折性のない材料によって形成することも勿論可能である。このように、本発明のセンサチップ１０にあっては、チップ内励起光２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの光路長が各々等しくなるように形成されているため、誘電体部材１２の材料として複屈折性の比較的高い材料であっても選択することが可能となり、誘電体部材１２の材料選択の幅を広げることができる。また、それぞれ異なる材料から形成された複数の誘電体部材１２に対して、共通する金属薄膜を介して共通するリガンドが固定化されたセンサ部１６を同様に形成することで、センサチップの種類毎に製造装置等を変えることなく共通化することができ、ユーザーのニーズなどに応じて多様な種類のセンサチップ１０を提供するにあたり、その製造コストを低減することも可能となる。

　また、本実施形態のＳＰＦＳ装置１にあっては、上述したように、３つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの各々が、誘電体部材１２の入射面１２ｉに対して平行に位置するラインＰの上に形成されている。したがって、投光器２０で３つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの各々に対して励起光２２を照射する場合には、投光器２０の照射方向を調整したり、センサチップ１０の位置を調整したりする必要がなく、投光器２０を図中の矢印Ｘで示した一軸方向だけに移動させればよいため、センサチップ１０と投光器２０との位置合わせが容易である。また、駆動機構として、投光器２０、光検出手段および受光手段等の光学系を一軸方向だけに移動させる移動手段を備えていればよいため、投光器２０の駆動機構が簡素であるＳＰＦＳ装置１とすることができる。

　＜第２の実施形態＞
　図４は、本発明の第２の実施形態のセンサチップおよびＳＰＦＳ装置を説明するための斜視図である。

　なお、この第２の実施形態のセンサチップ１０およびＳＰＦＳ装置１は、上述した第１の実施形態のセンサチップ１０およびＳＰＦＳ装置１と基本的には同様の構成であり、同一の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

　この第２の実施形態のセンサチップ１０は、誘電体部材１２の主面１２ａに、検体溶液の流路として単一の微細流路１８が形成されており、この単一の微細流路１８の中に、３つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃが形成されている点が、上述した第１の実施形態のセンサチップ１０と異なっている。

　このように、本発明のセンサチップ１０にあっては、上述した第１の実施形態のように、複数のセンサ部１６の各々に対して微細流路１８が形成されていてもよく、本実施形態のように、単一の微細流路１８だけが形成されていてもよいものである。また、微細流路１８をセンサチップ１０とは別体とし、使用の際にセンサチップ１０に取り付けるように構成することも可能であるが、上述した第１、第２の実施形態のように、センサチップ１０に予め微細流路１８が形成されている方が、ＳＰＦＳによる検査を容易に行なうことができるため好ましい。

　なお、上述した第１、第２の実施形態では、投光器２０、不図示の光検出手段および受光手段等の光学系を一軸方向に移動できるように構成し、センサチップ１０の位置を固定した状態で、両者の位置合わせを行うように構成しているが、本発明のＳＰＦＳ装置１はこれに限定されず、投光器２０等の位置を固定して、センサチップ１０だけを一軸方向に移動できるように構成することも可能である。

　＜第３の実施形態＞
　図５は、本発明の第３の実施形態のセンサチップおよびＳＰＦＳ装置を説明するための斜視図である。

　なお、この第３の実施形態のセンサチップ１０およびＳＰＦＳ装置１は、上述した第１、第２の実施形態のセンサチップ１０およびＳＰＦＳ装置１と基本的には同様の構成であり、同一の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

　この第３の実施形態のセンサチップ１０では、誘電体部材１２が円錐形状に形成されており、その底面（図中の上側の面）が主面１２ａを構成し、その側面が入射面１２ｉを構成している。また、主面１２ａには４つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが形成されるとともに、４つの微細流路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄが形成されている。そして、これら４つの微細流路１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄの各々の中に、上述したセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが一つずつ形成されている。

　また、これら４つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄは、主面１２ａの中心を中心点として描かれる円Ｃの上に各々位置するように形成されている。すなわち、これら４つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄは、上述した第１、第２の実施形態のセンサ部１６と同様に、入射面１２ｉからの最短離間距離が各々等しくなる位置に形成されている。

　また、センサチップ１０は、不図示の回転手段によって、上述した円Ｃの中心点を通過する垂直軸ＣＬを中心として、図中の矢印Ｒで示した方向に回転可能に構成されている。これに対して、投光器２０は、常に所定方向および所定角度に励起光２２を照射するように、所定の仰角で固定された状態で、所定の位置に配置されている。

　このように構成される本実施形態のセンサチップ１０であっても、上述したように、チップ内励起光２３の光路長が各々等しくなるようになっているため、誘電体部材１２の複屈折性によって、チップ内励起光２３の位相差にズレが生ずるのを軽減できる。よって、センサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄにおける蛍光３４の測定データのバラツキを抑え、測定精度を向上させることができるようになっている。

　また、本実施形態のＳＰＦＳ装置１にあっては、上述したように、センサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが、主面１２ａの中心を中心点として描かれる円Ｃの上に位置するように形成されている。したがって、投光器２０で４つのセンサ部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄの各々に対して励起光２２を照射する場合には、投光器２０の位置や照射方向を調整する必要がなく、センサチップ１０を図中の矢印Ｒで示した方向に所定角度（本実施形態では９０°）だけ回転させればよいため、センサチップ１０と投光器２０との位置合わせが容易である。また、駆動機構として、センサチップ１０を回転させる回転手段だけを備えてればよいため、投光器２０およびセンサチップ１０の駆動機構が簡素であるＳＰＦＳ装置１とすることができる。

　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

　例えば、上述した第１～３の実施形態では、誘電体部材１２の主面１２ａに形成されている複数のセンサ部１６の全てが、入射面１２ｉからの最短離間距離Ｌが各々等しくなる位置に形成されているが、本発明のセンサチップ１０においては、必ずしも全てのセンサ部１６が、入射面１２ｉからの最短離間距離Ｌが等しくなり位置に形成されていなくともよい。入射面１２ｉからの最短離間距離Ｌがその他の複数のセンサ部１６とは異なるセンサ部１６が形成されていても、入射面１２ｉからの最短離間距離Ｌが等しいセンサ部１６が複数形成されていれば、これら入射面１２ｉからの最短離間距離Ｌが等しい複数のセンサ部１６間において、蛍光シグナルのバラツキを抑えることができる。すなわち、本発明においては、入射面１２ｉからの最短離間距離Ｌが等しいセンサ部１６が、少なくとも複数形成されていればよいものである。

１　　　　ＳＰＦＳ装置（表面プラズモン励起増強蛍光測定装置）
１０　　　センサチップ
１１　　　センサチップ装填部
１２　　　誘電体部材
１２ａ　　主面
１２ｉ　　入射面
１４　　　金属薄膜
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ　　センサ部
１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｄ，１８Ｄ　　微細流路
２０　　　投光器
２２　　　励起光
２３、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ　　チップ内励起光
２４　　　反射光
３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ　　蛍光
１００　　ＳＰＦＳ装置（表面プラズモン励起増強蛍光測定装置）
１１０　　センサチップ
１１１　　センサチップ装填部
１１２　　誘電体部材
１１２ａ　主面
１１２ｉ　入射面
１１４　　金属薄膜
１１６　　センサ部
１１８　　微細流路
１２０　　光源
１２２　　励起光
１２４　　反射光
１２６　　集光部材
１２８　　波長選択機能部材
１３０　　光検出手段
１３２　　受光手段
１３４　　蛍光

Claims (8)

1. 　表面プラズモン励起増強蛍光測定装置に用いられるセンサチップであって、
   　主面と、励起光が照射される入射面とを少なくとも備える誘電体部材と、
   　前記誘電体部材の前記主面上に形成された金属薄膜と、
   　前記金属薄膜上において、リガンドが固定された複数の領域である、複数のセンサ部と、を備え、
   　前記複数のセンサ部は、前記入射面から前記複数のセンサ部の各々までの最短離間距離がそれぞれ等しくなる位置に形成されていることを特徴とするセンサチップ。
2. 　前記誘電体部材の前記主面上に流路を備え、
   　前記複数のセンサ部は、前記流路内に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサチップ。
3. 　前記流路は単一の流路であり、前記単一の流路内に、前記複数のセンサ部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサチップ。
4. 　前記流路は複数の流路を備え、
   　前記複数の流路内に、前記複数のセンサ部のうち一つのセンサ部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のセンサチップ。
5. 　前記誘電体部材は、射出成形により形成された樹脂製であり、前記主面の上面視において、前記複数のセンサ部の配列方向に交差する前記誘電体部材の面に、射出成形におけるゲートが配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載のセンサチップ。
6. 　請求項１～５のいずれかに記載のセンサチップと、前記センサチップを装填するための装填部と、前記装填部に装填された前記センサチップの前記入射面に向かって励起光を照射するための光源と、を少なくとも備えることを特徴とする表面プラズモン励起増強蛍光測定装置。
7. 　前記複数のセンサ部が、前記主面の上面視において、前記入射面に対して平行なライン上に位置するように形成されるとともに、前記センサチップと前記光源とが、前記入射面に対して平行な方向に、相対的に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の表面プラズモン励起増強蛍光測定装置。
8. 　前記複数のセンサ部が、前記主面の上面視において、同心円上に位置するように形成されるとともに、前記装填部は、前記センサチップが前記同心円の中心点を通過する垂直軸を中心として回転可能に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の表面プラズモン励起増強蛍光測定装置。

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