WO2018143474A1

WO2018143474A1 - 光導波型センサーおよび物質検出方法

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Publication number: WO2018143474A1
Application number: PCT/JP2018/004017
Authority: WO
Inventors: 啓太川森; 田中　浩介; 誠森谷; 尚史小林; 土屋　芳弘; 長　勤; 島沢　幸司
Original assignee: Tdk株式会社
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2018-08-09

Abstract

装置全体の小型化を実現できるとともに低コスト化を可能にし、製造が簡単な光導波型センサーを提供する。光が伝播する導波路であるコア部１、コア部１の少なくとも一部の周囲に部分的に設けられているクラッド部２、およびコア部１の一部に沿って設けられているセンシング部４を含むセンサー本体３と、受光面５ａを有する光検出器５と、コア部１に入射させる検査用光８を生成するレーザダイオードからなる光源７と、を含む光導波型センサーにおいて、光検出器５の受光面５ａは、コア部１内における検査用光８の進路と実質的に平行に配置されている。

Description

光導波型センサーおよび物質検出方法

　本発明は、医療分野やバイオテクノロジー分野等において、物質検出や物質解析や濃度測定などを行うために用いられる光導波型センサーおよび物質検出方法に関する。

　医療分野やバイオテクノロジー分野等において、たんぱく質、ＤＮＡ、糖鎖、有機分子、金属イオンなどを検出するセンサーとして、検査用光を、センサーに設けられた光導波路の内部を通過させる光導波型センサーが知られている。一般的な光導波型センサーの光導波路の表面の一部には、センシング部が設けられている。光導波路が形成される基板の一端には、プリズムやグレーティングなどのカップラ（結合器）が備えられている。光源から出射された光は、カップラを通して光導波路に入射し、光導波路の表面にエバネッセント波を生じさせながら伝搬する。エバネッセント波は、センシング部の周辺に存在する対象物質及び対象物質に結合されている標識物質により一部が吸収され、伝搬光の強度を低下させる。伝搬光は、光導波路の入射端とは反対側に設置されたプリズムやグレーティングなどのデカップラにより光導波路の外部に出射され、外部に設けられたフォトダイオードなどの光検出器により強度が測定される。この伝播光の強度の測定により、エバネッセント波の一部が対象物質及び標識物質によって吸収されることによる強度の低下を検知し、それに基づいて対象物質の有無や量が判定される。特許文献１にはカップラ及びデカップラとしてそれぞれプリズムを用いた光導波型センサーの例が示されており、特許文献２にはカップラ及びデカップラとしてそれぞれグレーティングを用いた光導波型センサーの例が示されている。

　また、光導波型センサーの他の例として、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ；Surface Plasmon Resonance）を用いる表面プラズモン共鳴センサー（ＳＰＲセンサー）も知られている。従来のＳＰＲセンサーは、ガラス等からなる透明な基板上に金や銀などの貴金属膜が形成され、基板の貴金属膜が形成された面と反対側の面に光学プリズムが密着して配置された構造を有している。このＳＰＲセンサーでは、レーザー光あるいは白色光などの検査用光を、プリズムを通して基板に照射し、その反射光の強度を検出している。検査用光は、基板に対して全反射となる条件で入射される。このとき、検査用光が入射する面と反対側の面に形成された貴金属膜の表面には表面プラズモンが発生する。発生した表面プラズモンの波数と入射した検査用光の波数が一致すると共鳴を起こしてエバネッセント光を吸収するので、共鳴が起きる条件の近傍では、反射光の強度が著しく低下する。この共鳴条件は、光の入射角度を変化させることにより調整可能であり、表面プラズモンが発現する入射角や、表面プラズモンが発現している入射角付近における反射光の強度は、貴金属膜の表面上の付着物の厚さや誘電率によって変化する。これを利用して、貴金属膜の表面上に、被検出試料（対象物質）と結合あるいは吸着する物質を修飾しておくと、被検出試料が貴金属膜の表面に修飾された物質と結合あるいは吸着されると入射角や反射率の変化が生じるので、その変化を検知することにより被検出試料の有無の検出が可能である。

　このようなＳＰＲセンサーでは、検査用光の入射角と検出した反射光の強度との関係から、被検出試料の有無を精度良く検出できる。そのため、このようなＳＰＲセンサーは、プリズムへ照射する検査用光の角度を変えながら反射光を検出しており、検査用光の照射角度を連続的に変える機構が必要である。従って、このＳＰＲセンサーでは、基板に取り付けられるプリズムと、検査用光の照射角度を変えるための機構とによって、装置の大型化と構成の複雑さが生じている。また、照射する検査用光の角度を変えながら反射光を検出することによって検査が行われるため、検査時間が長いという問題がある。さらに、特にサイズの小さい被検出試料を検出する際の感度が不十分である。

　これに対し、特許文献３には、ガラスからなる基板上に形成された反射膜と反射膜上に形成された光導波路を用い、基板を介して反射膜に検査用光が照射される構成の光導波モードセンサーが開示されている。この光導波モードセンサーでは、光導波路上に物質が付着すると光導波路内を伝搬する光の光導波モードが変化するため、物質検出等を行うことができる。例えば、貴金属からなる反射膜に検査用光を照射した場合には、表面プラズモンが発生して光導波モードが変化する。物質の付着による反射膜の厚さの増大により、光導波モードの次数が変化する場合もある。このような光導波モードセンサーは、検査用光の照射角度を変える必要が無いので検査時間が短くてすむが、プリズムを内蔵しているため装置の小型化は困難である。また、センサーと光源や光検出器とを接続するためにレンズや光ファイバー等の光学部材が必要であることが、小型化の妨げになっている。

　特許文献４には、表面プラズモン励起層を有する傾斜した溝（Ｖ字状の溝）が形成され、この溝が被検体液を送液する流路を兼ねており、一定の方向からの検査用光の照射で表面プラズモンを発生させることができるセンサーチップが開示されている。この構成によると、プリズムが不要であるとともに、検査用光の照射方向を固定できるため、装置の小型化と検査時間の短縮に寄与する。しかし、プリズムの代わりにＶ字状の溝を形成する必要があるため、装置の小型化には限界がある。また、センサーチップと光源や光検出器とを接続するためにレンズや光ファイバー等の光学部材が必要であることが小型化の妨げになっている。

　特許文献５に開示されているＳＰＲセンサセルは、光の入射角度に依存することなく、光導波路コアとこれを覆う金属層を用いて表面プラズモンを発生させることができるため、装置の小型化が可能である。しかし、特許文献３～４に記載された発明と同様に、特許文献５に記載の発明でも、ＳＰＲセンサセルと光源および光検出器とを接続するために、光ファイバー等の光学的接続手段が必要であり、装置の十分な小型化は困難である。

　特許文献６には、入射光を導波路で分岐させて複数のセンサーに導き、複数のセンサーの屈折率の変化をモニターすることにより、多種類の抗原抗体反応を検出できる構成が開示されている。しかし、この構成では、入射光を分岐するためのパワースプリッタや分岐した光を伝播させるためのファイバアレイなどの様々な光学部材が必要であるため、構成が複雑であって製造工程が煩雑であるとともに、装置の小型化は困難である。

　特許文献７に記載されたＳＰＲセンサーは、基板上にグレーティング構造体が形成され、このグレーティング構造体が検査用光を案内する構成であるが、グレーティング構造体が小型化の妨げになる。また、非特許文献１に記載されたＳＰＲセンサーでは導波路中にプリズムが形成されており、このプリズムが小型化の妨げになる。
　また、特許文献８～１１にも様々なセンサーの例が開示されている。

特開昭６３－２７３０４２号公報特開平９－６１３４６号公報特開２００７－２７１５９７号公報特開２０１３－２４６０６号公報特開２０１３－７６８７号公報特開２００７－２６３７３６号公報特開２０１２－２３３７７９号公報特表２００３－５０７７０５号公報特開２００８－１７５８２６号公報特公平６－４３９６６号公報特表２００３－５０１６５４号公報

「小型SPRセンサのためのナノ機械構造体形成技術」東京大学　下山勲、http://www.nedo.go.jp/content/100080658.pdf

　物質の検出等を行うセンサーにおいて、測定の迅速化及び低コスト化の観点から、複数の対象物質を同時に測定できることが望まれる。例えばインフルエンザ検査においてはＡ型やＢ型などの複数の型の抗体の検出を同時に行えることが望まれ、アレルギーのテストにおいては様々な食品や環境物質の抗体の検出を同時に行えることが望まれる。しかしながら、従来の光導波型センサーを用いた測定方法では、複数の対象物質を同時に検出するためには、光源と光導波路と光検出器とを含む光路が複数系統必要である。特に、対象物質と同数、またはそれより多くの光検出器を、光導波路を含むセンサー本体の外部に必要があり、さらに、入射光を分岐させない限り、光検出器と同様に、対象物質と同数以上の光源も必要である。このことはセンサーのコストを上昇させる要因になり、かつ検査に必要な時間が伸びる要因にもなり得る。さらに、複数の光検出器及び複数の光源をセンサー本体の外部に設置することにより、センサーの小型化が阻害される可能性もある。

　また、特許文献３～４，６～７および非特許文献１に記載されたＳＰＲセンサーでは、表面プラズモン発生部に向けて光を照射するために、プリズムやＶ字状溝やグレーティング構造体が必要であり、特にセンサーの厚さ方向の寸法が大きくなることは避けられない。

　特許文献３～７において、表面プラズモン発生部を含むＳＰＲセンサーのセンサー本体と、光源および光検出器は互いに分離されており、光ファイバーやレンズ等の光学部材を介して接続されているため、これらの光学部材が小型化や低コスト化の障害になるとともに、これらの光学部材を位置精度良く接続する工程が煩雑である。すなわち、これらの構成では、光源と、導光用の様々な光学部材と、センサー本体の導波路（入射端部および出射端部）と、光検出器とを高精度にアライメント（位置合わせ）することは困難である。仮に高精度にアライメントして接合することが可能であったとしても、各部材の数だけ接合工程を行う必要があり、製造コストがかさみ、低コスト化の障害となる。このような高精度のアライメント及び接合の困難さは、センサーが小型化するほど顕著になる。すなわち、装置の小型化と高精度のアライメント及び接合の簡略化とはトレードオフの関係にある。

　一方、非特許文献１には、発光部と受光部を内蔵した装置が開示されているが、これは検査用光を空間（空気）内を伝播させる構成に限定され、検査用光を空間内ではなく誘電体からなるコア部内を伝播させる構成には応用できないものである。さらに、非特許文献１のセンサーの内部に、プリズムと可変波長フィルタに加えて発光部と受光部を配置することは困難であり、しかも光学的に高精度にアライメントすることは非常に困難であると考えられる。これらの配置を実現するためには、センサー全体が相当の大きさである必要があり、小型化や低コスト化や製造の容易さの妨げになる。
　また、特許文献８に記載されているセンサーは、信号を検出するために光検出器や光学系が必要な構成であり、それらはセンサー本体から分離して設けられるため、小型化ができない（特許文献８の段落［００７７］，［００７８］を参照）。特許文献９に記載されているセンサーも、特許文献８と同様に信号を検出するために光検出器や光学系が必要な構成であり、それらはセンサー本体から分離して設けられ、さらに必要に応じて駆動系も必要な構成であるため、小型化ができない（特許文献９の図４，図５および段落［００２８］，［００２９］参照）。特許文献１０に記載されているセンサーは、指示薬や検体を含む溶媒を入れる指示薬層自体が光を通す導波路となっているため、透明度の低い指示薬や溶媒には適用できない。また、複数の物質をそれぞれの物質に対応する複数のフォト感応素子で測定する方法について述べられているが、指示薬層内（導波路内）で１つの反応が起こった際に導波路内の導波効率が大きく変化してしまうにもかかわらず、この導波効率の変化をモニターする方法については言及されていない。この導波効率の変化は他のフォト感応素子に入射する光量にも影響を与えてしまうため、特許文献１０の方法で複数の物質の存在や濃度検知しようとしても感度が悪くなってしまう。特許文献１１に記載されているセンサーも、特許文献８と同様に信号を検出するために光検出器や光学系が必要な構成であり、それらはセンサー本体から分離して設けられるため、小型化ができない（特許文献１１の段落［０１１９］，［０１２０］を参照）。

　そこで本発明の目的は、装置全体の小型化を実現できるとともに低コスト化を可能にし、製造が簡単な光導波型センサーを提供することにある。

　本発明の特徴は、光が伝播する導波路であるコア部、コア部の少なくとも一部の周囲に部分的に設けられているクラッド部、およびコア部の一部に沿って設けられているセンシング部を含むセンサー本体と、受光面を有する光検出器と、コア部に入射させる検査用光を生成するレーザダイオードからなる光源と、を含む光導波型センサーにおいて、光検出器の受光面は、コア部内における検査用光の進路と実質的に平行に配置されているところにある。

　また、本発明のもう１つの特徴は、光が伝播する導波路であるコア部、コア部の周囲を取り囲むクラッド部、クラッド部の一部に設けられた凹部、および凹部内においてコア部に沿って配置された、表面プラズモン発生用の金属膜を含むセンサー本体と、コア部の入射端部に検査用光を入射させるレーザダイオードからなる光源と、を含む光導波型センサーにおいて、コア部は、少なくとも金属膜に隣接する位置で、金属膜の膜面に実質的に平行に検査用光を伝播させるように配置されており、凹部は、金属膜に接する位置で検体を保持または流通させることができ、光源は、コア部の入射端部との間に他部材を介在させることなく、入射端部と直接対向しているところにある。

　本発明によると、装置全体の小型化を実現できるとともに低コスト化を可能にし、製造が簡単な光導波型センサーを提供することができる。

本発明の第１の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。図１に示す光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に直交する方向に切断した断面図である。本発明の第２の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第３の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第４の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第５の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第６の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第７の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。図８に示す光導波型センサーの光検出器による光の強度の測定例を示すグラフである。図８に示す光導波型センサーの隣接する光検出器の測定値の比の例を示すグラフである。本発明の第８の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第９の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。図１１に示す光導波型センサーの光検出器による光の強度の測定例を示すグラフである。図１１に示す光導波型センサーの隣接する光検出器の測定値の比の例を示すグラフである。図１１に示す光導波型センサーの変形例の要部を概略的に示す平面図である。本発明の第１０の実施形態の光導波型センサーの要部を概略的に示す平面図である。本発明の第１１の実施形態の光導波型センサーの要部を概略的に示す平面図である。本発明の第１２の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。光源とコア部の入射端部との間の間隔の一例を示す説明図である。光源とコア部の入射端部との間の間隔の他の例を示す説明図である。本発明の第１３の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第１４の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。図１９に示す光導波型センサーの光源を除いた構成を示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第１５の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第１６の実施形態の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第１６の実施形態の変形例の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第１６の実施形態の他の変形例の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。本発明の第１６の実施形態のさらに他の変形例の光導波型センサーを概略的に示す、検査用光の進行方向に沿って切断した断面図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　［第１の実施形態］
　図１に、本発明の第１の実施形態の光導波型センサーを概略的に示している。この光導波型センサーは、光が伝播する誘電体からなる導波路であるコア部１と、コア部１の少なくとも一部の周囲に部分的に設けられており、コア部１の一部を囲むクラッド部２と、を含むセンサー本体３を有している。コア部１の、クラッド部２に覆われていない面には、中央部付近にセンシング部４が設けられ、検査用光が入射する入射端部１ａと反対側の端部（終端部）１ｂ付近に光検出器５が設けられている。光検出器５には分析部１６が接続されている。図面中には模式的に示されているが、分析部１６は、例えばセンサー本体３が搭載される基板に形成されていてよい。また、センサー本体３のコア部１の入射端部１ａには結合器（カップラ）６が搭載されており、結合器６に対向して光源７が配置されている。光源７は例えばレーザダイオードからなり、図示しない支持部材によって支持されている。結合器６はグレーティングやプリズムカップラー等からなる。光源７から照射された検査用光（レーザ光）８は、結合器６を介して、センサー本体３のコア部１に入射して、コア部１内を入射端部１ａ側から終端部１ｂ側に向かって進行（伝播）する。光検出器５は例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ等からなり、受光面５ａを有している。受光面５ａは、コア部１の表面に面しており、前述したように光源７から結合器７を介してコア部１に入射した検査用光８のコア部１内における進路（進行方向）と、実質的に平行に位置している。言い換えると、コア部１内における検査用光８の進路（進行方向）が含まれる平面と、光検出器５の受光面５ａとが、互いに実質的に平行である。センシング部４は、コア部１の一部に沿って設けられており、一例しては、この光導波型センサーの検出対象である対象物質（被検査試料、例えば抗原）を捕捉する捕捉物質（例えば抗体）を含む層状の部材である。

　次に、本実施形態の光導波型センサーを用いた物質検出方法の一例を説明する。この例では、流体状の検体（例えばタンパク質、薬品、鉱物など）に含まれている対象物質（例えばウィルス等の抗原）を検出するために、この対象物質と結合する捕捉物質（抗体）をコア部１の表面に固定してセンシング部４を構成する。センシング部４における抗体とコア部１の表面との結合は、疎水結合や共有結合であってよい。また、コア部１の表面に予めカルボン酸端末やビオチン端末を有する自己組織化単分子膜（ＳＡＭ膜）を形成しておき、アミノカップリング法やビオチン－ストレプトアビジンの結合を利用して抗体を固定してセンシング部４を形成してもよい。

　一方、図示しないが、標識物質（例えば金、白金、パラジウム、ポリマー、などからなる、平均粒径１０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下の球形のビーズ）に他の抗体を例えば疎水結合や共有結合によって結合させて標識抗体を作製しておく。例えば、平均粒径が３０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度のアルミニウム製の球形のビーズに抗体を結合させて、標識抗体を作製する。こうして作製した標識抗体が配置されている部分（サンプルパッド）を、検体の供給方向におけるセンシング部４の上流側に配置する。すなわち、検体が、標識抗体が配置されている部分（サンプルパッド）を通過した後に、センシング部４に供給されるように構成する。

　このような構成の光導波型センサーを用いる本実施形態の物質検出方法によると、まず、検体を、標識物質（例えばビーズ）に抗体を結合させた標識抗体が配置されている部分（サンプルパッド）を通過させる。この時、検体中に対象物質が含まれている場合には、対象物質が、標識物質に結合された抗体に捕捉される。そして、検体中に含まれる対象物質と抗体と標識物質とが結合した状態で、光導波型センサーのセンシング部４に送られる。センシング部４では、抗体および標識物質と結合している検体中の対象物質が、コア部１の表面に固定された抗体とも結合する。すなわち、対象物質が、標識物質および２つの抗体と結合した状態でコア部１の表面に固着された状態になる。言い換えると、対象物質が２つの抗体と結合することによって、標識物質と対象物質とがコア部１の表面に固着された状態になる。

　コア部１の表面に対象物質とともに固着された標識物質は、光を吸収する材料から形成されている。従って、センシング部４に対象物質および抗体とともに標識物質が固着されていると、コア部１を通過する検査用光８のエバネッセント波（図示せず）の少なくとも一部が標識物質に吸収されるため、センシング部４を通り過ぎた後の検査用光８の強度は低下している。本実施形態の光導波型センサーでは、光の進行方向におけるセンシング部４の下流側に光検出器５が配置されており、その受光面５ａは光の進行方向（進路）に実質的に平行であるとともに、コア部１の表面に対向している。この光検出器５が、コア部１を通る検査用光８の一部を検出してその強度を測定する。前述したように２つの抗体と標識物質と対象物質とがコア部１の表面に固着すると、標識物質が光を吸収することにより、コア部１を通る検査用光８の強度が低下する。すなわち、光検出器５がこの検査用光８の強度の低下を検知すると、分析部１６がその検知データから、検体中に対象物質が存在すると判断する。これに対し、仮に光検出器５が検出する検査用光８の強度が低下していなければ、分析部１６は検体中に対象物質が存在しないと判断する。このようにして、本実施形態の光導波型センサーによって検体中の対象物質の有無や量を知ることができる。特に、本実施形態の光導波型センサーでは、光検出器５の受光面５ａが、コア部１内における検査用光８の進路を含む平面に実質的に平行であるため、光検出器５の配置や位置合わせが非常に簡単でありさほど精緻な作業は必要ではない。

　以上説明したように、本実施形態では、検査用光８が伝播するコア部１の表面にセンシング部４と光検出器５の受光面５ａとを配置することにより、構造が簡単で製造が容易であり、しかも高精度に対象物質の検出や分析を行うことができる。

　なお、本実施形態の光導波型センサーにおいて、センシング部４への検体の供給を安定的かつ確実に行うために、図２に示すように、センシング部４を含む反応用の空間９を包囲する凹部２ａを有する上側のクラッド部２（クラッド部２の上側部分）を配置することが好ましい。この凹部２ａは、センシング部４が設けられているコア部１の表面に対して凹状の形状であるため、逆凹状の部分または下向きの凹状の部分と言える。

　［第２の実施形態］
　次に、図３に示す本発明の第２の実施形態の光導波型センサーについて説明する。第１の実施形態の光導波型センサーと同様の部分については、同一の符号を付与し説明の一部を省略する。本実施形態の光導波型センサーは、コア部１と、コア部１の少なくとも一部の周囲に部分的に設けられており、コア部１の一部を囲むクラッド部２と、を含むセンサー本体３を有し、コア部１の、クラッド部２に覆われていない面の中央部付近に、コア部１の一部に沿うセンシング部４が設けられている。このセンサー本体３が、基板１０の上に載置されている。そして、検査用光８が入射する入射端部１ａと反対側の端部（終端部）１ｂ付近に対向する位置において、光検出器５が基板１０に形成され、基板１０のセンサー本体３が搭載されている面側に光検出器５の受光面５ａが位置している。この時、基板１０のセンサー本体３が搭載されている面と光検出器５の受光面５ａとが同一面内に位置していてもよい。本実施形態では、コア部１の表面には光検出器５は設けられていない。その他の構成は第１の実施形態と実質的に同様である。

　本実施形態においても、例えば標識抗体が配置された部分（図示しないサンプルパッド）を通過させた検体をセンシング部４に供給するとともに、検査用光８を光源７から結合器６を介してコア部１に入射させ、センシング部４を通過した後の検査用光８の一部を検出してその強度を光検出器５によって測定する。この検査用光８の強度の低下によって、検体中の対象物質の有無や量を検知することができる。本実施形態の光導波型センサーでは、光検出器５が基板１０の内部に形成されており、その受光面５ａが、センサー本体３を搭載する面に露出しており、コア部１内における検査用光８の進路を含む平面に実質的に平行であるため、光検出器５の配置や位置合わせがさらに簡単である。

　［第３の実施形態］
　図４に示す本発明の第３の実施形態の光導波型センサーは、第２の実施形態の光導波型センサーと実質的に同様な構成において、検査用光８の進行方向におけるセンシング部４の下流側において、コア部１と光検出器５の受光面５ａとの間のクラッド部２の内部に、高屈折率層１１が形成されている。この高屈折率層１１の実効屈折率ｎ３はクラッド部２の実効屈折率ｎ２より大きく、さらにコア部１の実効屈折率ｎ１以上であることがより好ましい。すなわち、本実施形態ではｎ３＞ｎ２であり、さらにｎ３≧ｎ１であることがより好ましい。この構成によると、コア部１を伝播する検査用光８を、効率良く光検出器５の受光面５ａに導くことができる。従って、コア部１内における検査用光８の進路を含む平面に実質的に平行な受光面５ａを有する光検出器５による検査用光８の一部の検出およびその強度の測定の信頼性が高い。その他の構成は第２の実施形態と同様である。

　本実施形態の一例としては、基板１０の内部にフォトダイオード（光検出器５）を形成し、その受光面５ａを基板１０の表面に露出させた状態で、その基板１０の表面に、高屈折率材料の膜（図示しないが、誘電体またはポリマー等の膜）をスパッタリング、化学気相成長法（ＣＶＤ）、イオンビーム蒸着法（ＩＢＤ）等によって形成する。そして、光屈折材料の膜のうち、光検出器５の受光面５ａを覆っている部分の上に、部分的にフォトレジスト層（図示せず）を形成する。そして、エッチング（ウエットエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、イオンビームエッチング（ＩＢＥ）等）によって、高屈折率材料の膜のうちフォトレジスト層に覆われていない部分を除去する。すなわち、光検出器５の受光面５ａを含む領域の上にのみ光屈折材料の膜とフォトレジスト層が積層された状態にする。そこで、光屈折材料の膜およびフォトレジスト層の積層部分を含めて、基板１０の表面上に、スパッタリング、化学気相成長法（ＣＶＤ）、イオンビーム蒸着法（ＩＢＤ）等によってクラッド部２を形成する。その後で、フォトレジスト層を除去し、それと同時にフォトレジスト層の上のクラッド層も除去する。こうして、光検出器５の受光面５ａを含む領域の上にのみ光屈折率層１１が形成されてその周囲をクラッド層２が包囲した構成が形成される。その後に、コア部１とセンシング部４が形成され、さらに結合器６と光源７が配置されて、本実施形態の光導波型センサーが形成される。

　［第４の実施形態］
　図５に示す本発明の第４の実施形態の光導波型センサーは、第３の実施形態の光導波型センサーと実質的に同様な構成において、高屈折率層１１に代えてグレーティング構造部１２が設けられている。この構成でも、コア部１を伝播する検査用光８を、効率良く光検出器５の受光面５ａに導くことができ、光検出器５による検査用光８の一部の検出およびその強度の測定の信頼性が高い。その他の構成は第３の実施形態と同様である。グレーティング構造部１２は、光検出部５を含む基板１０の表面にクラッド部２を形成した後に、部分的にグレーティング形成のための加工を施すことによって形成することができる。または、第３の実施形態の高屈折率層１１の形成方法に準じた方法（フォトリソグラフィ法）でグレーティング構造部１２を形成することもできる。なお、図示しないが、本実施形態の変形例として、グレーティング構造部１２の代わりに、またはグレーティング構造部１２に加えて、プリズム構造部やハーフミラー等を設けてもよい。

　［第５の実施形態］
　図６に示す本発明の第５の実施形態の光導波型センサーでは、第１の実施形態の光導波型センサーと実質的に同様な構成において、結合器６は設けられず、光源７の発光部がコア部１の入射端部に直接に近接対向するように光源７が配置されている。すなわち、光源７は、コア部１の入射端部１ａとの間に他部材を介在させることなく、入射端部１ａと直接対向しており、光源７の発光部は例えば０～１０μｍの間隔でコア部１の入射端部１ａと対向している。本実施形態では、図示しないが、光源７を支持する基板とセンサー本体３を支持する基板（例えば図３に示す基板１０に相当する基板）とを互いに固定した構成や、それらの基板を一体化した構成にすることによって、センサー本体３と光源７と光検出器５とを、実質的に一体化した（互いに分離していない）１つのユニットとして携帯可能な構成にすることが容易である。特に、光源７とコア部１との間の間隔が小さい（例えば０～１０μｍ程度である）と、光導波型センサー全体の小型化が可能であるとともに、光源７から出射した光のうちのほぼ全てをコア部１に入射させてエネルギー効率を高めることができる。その他の構成は第１の実施形態と実質的に同様である。

　［第６の実施形態］
　図７に示す本発明の第６の実施形態の光導波型センサーは、第１の実施形態の光導波型センサーと実質的に同様な構成において、複数の光検出器５が、コア部１の内部の検査用光８の進行方向におけるセンシング部４の下流側において、検査用光８の進行方向に沿って並んで配置されている。これらの光検出器５は分析部１６に接続されている。この構成によると、間にセンシング部を介在させることなく隣接する２つの光検出器５のそれぞれにおける検査用光８の一部を検出して測定した強度の測定値を比較することで、分析部１６が、この光導波型センサーの光導波路の固有の伝播損失を求めることができる。ここで言う伝播損失とは、光の進行に伴って強度が低下する割合であり、例えばｄＢ／ｃｍの単位で表される。光導波路の固有の伝播損失を求めることは、実際に検体中の物質を検出する処理を行う前に予め行って、個々の光導波路の固有の性能として認識しておいてもよい。このように１つの光導波路に対して複数の光検出器５を設けることができるのは、各光検出器の受光面５ａが、コア部１内における検査用光８の進路（進行方向）と実質的に平行に位置しているからである。その結果、前述したように光導波路の固有の伝播損失を容易に求めることが可能になっている。その他の構成は第１の実施形態と実質的に同様である。

　［第７の実施形態］
　図８に示す本発明の第７の実施形態の光導波型センサーは、第６の実施形態の光導波型センサーに類似した構成であって、複数の光検出器５が、コア部１の内部の検査用光８の進行方向において、センシング部４を挟んでその上流側と下流側にそれぞれ配置されている。従って、コア部１の内部の検査用光８の進行方向に沿って、光検出器５、センシング部４、光検出器５の順番に並んで配置されている。その他の構成は第６の実施形態と実質的に同様である。本実施形態において、対象物質を含む検体を供給する前に、検査用光８の一部を検出してその強度を２つの光検出器５によってそれぞれ測定すると、第６の実施形態と同様に、分析部１６が光導波型センサーの光導波路の固有の伝播損失を求めることができる。

　一方、対象物質を含む検体を供給した状態で、検査用光８の一部を検出してその強度を２つの光検出器５によってそれぞれ測定して、分析部１６がそれらの検出値を比較すると、光導波路の固有の伝播損失に加えて、標識物質（例えばビーズ）による光の吸収に起因する強度の低下が求められる。ここで、上流側の光検出器５による光の強度の測定値をＯ_ｘとし、下流側の光検出器５による光の強度の測定値をＯ_ｘ＋１とすると、対象物質を含む検体が供給される前の両測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘに比べて、対象物質を含む検体が供給された後の両測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘは小さくなる。

　図９Ａに示すグラフを参照して説明すると、対象物質を含む検体を供給する前の検査用光の強度の測定についてはドット柄の棒グラフで示しており、センシング部４の上流側に位置する１番目の光検出器５による測定値Ｏ_ｘに比べて、センシング部４の下流側に位置する２番目の光検出器５による測定値Ｏ_ｘ＋１は小さくなっている。これが、１番目の光検出器５と２番目の光検出器５との間の間隔（距離）に応じた光導波路の固有の伝播損失による光の強度の低下である。この伝播損失は、図９Ｂにドット柄の棒グラフで示すように、比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘで表される。これが、検体中の対象物質の有無を判定するための基準値になる。このように基準値を設定するための準備作業をリファレンス測定という。

　図９Ｂにドット柄の棒グラフで示す基準値（比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘ）を設定した後に、検体をセンシング部４に供給して、光検出器５による検査用光８の一部の検出およびその強度の測定を行う。仮に、図９Ａにハッチング入りの棒グラフで示すように、１番目の光検出器５による測定値Ｏ_ｘも２番目の光検出器５による測定値Ｏ_ｘ＋１もリファレンス測定と同等であって、図９Ｂにハッチング入りの棒グラフで示す比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘもリファレンス測定と同等である場合には、光導波路の固有の伝播損失以外に光の損失はなく、標識物質によって光が吸収されていないことがわかる。これにより、分析部１６は、検体中に対象物質が存在していないと判断する。一方、図９Ａに横線入りの棒グラフで示すように、１番目の光検出器５による測定値Ｏ_ｘがリファレンス測定と同等であって、２番目の光検出器５による測定値Ｏ_ｘ＋１がリファレンス測定よりも小さく、図９Ｂに横線入りの棒グラフで示す比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘがリファレンス測定（基準値）よりも小さい場合には、光導波路の固有の伝播損失以外に、標識物質によって光が吸収されて光の強度が低下していると考えられる。これにより、分析部１６は、検体中に対象物質が存在していると判断する。このように、本実施形態では複数の光検出器５を用いているため、複数の光検出器５による測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘに基づいて、対象物質の有無を判定することができる。

　なお、前述した説明ではリファレンス測定を行って基準値を設定しているが、リファレンス測定および基準値の設定は必ずしも必要ではない。すなわち、各光検出器５の測定値自体は考慮せずに測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘのみを監視して、比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘの低下を検知したら（例えば図９Ｂのハッチング入りの棒グラフから横線入りの棒グラフに移行したら）、対象物質が存在するとみなすことができる。このようにセンシング部４を挟む２つの光検出器５の測定Ｏ_ｘとＯ_ｘ＋１の比を監視すると、対象物質の有無を判定するための光の強度の基準値を予め設定していなくても、比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘの変動によって対象物質の有無を検知することができる。従って、基準値を設定するための準備作業（リファレンス測定）を行う必要がなくなる。なお、比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘの変動量の大きさに応じて、分析部１６が対象物質の量を求めることも可能である。

　［第８の実施形態］
　図１０に示す本発明の第８の実施形態の光導波型センサーは、第６の実施形態と第７の実施形態とを組み合わせた構成である。すなわち、本実施形態では、コア部１の内部の検査用光８の進行方向に沿って、１つのセンシング部４と４つの光検出器５とが並んで配置されている。そして、間にセンシング部を介在させることなく隣接する光検出器５の組み合わせと、センシング部４を挟んでその上流側と下流側とにそれぞれ配置されている光検出器５の組み合わせとが混在している。具体的には、コア部１の内部の検査用光８の進行方向に沿って、１番目の光検出器５、センシング部４、２番目の光検出器５、３番目の光検出器５、４番目の光検出器５の順番に並んで配置されている。４つの光検出器５は分析部１６に接続されている。その他の構成は第６の実施形態と実質的に同様である。

　本実施形態によると、間にセンシング部を介在させることなく隣接する光検出器５の測定値同士を比較することにより、第６の実施形態と同様に、光導波路の固有の伝播損失を求めることができる。一方、センシング部４を挟んでその上流側と下流側とにそれぞれ配置されている光検出器５の測定値同士の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘの変動を監視することにより、第７の実施形態と同様に対象物質の有無を検知することができる。そして、光検出器５の数が多いほど、測定および分析の精度が向上する。

　［第９の実施形態］
　図１１に示す本発明の第９の実施形態の光導波型センサーは、第６の実施形態と第７の実施形態とを組み合わせた第８の実施形態をさらに発展させたものである。すなわち、本実施形態では、コア部１の内部の検査用光８の進行方向に沿って、２つのセンシング部４と５つの光検出器５とが並んで配置されている。具体的には、コア部１の内部の検査用光８の進行方向に沿って、１番目の光検出器５、１番目のセンシング部４、２番目の光検出器５、３番目の光検出器５、２番目のセンシング部４、４番目の光検出器５、５番目の光検出器５の順番に並んで配置されている。５つの光検出器５は分析部１６に接続されている。その他の構成は第６の実施形態と実質的に同様である。

　本実施形態の光導波型センサーは複数のセンシング部４を有しており、各センシング部４にそれぞれ異なる対象物質と結合する捕捉物質（例えば抗体）を配置することができる。従って、１つの光導波路を利用して複数の物質の検出が可能である。１つのセンシング部４を挟んで上流側と下流側に位置する２つの光検出器５による検査用光の強度の測定結果に基づいて、分析部１６は、第７の実施形態と同様に、そのセンシング部４に供給された検体中の対象物質の有無を判定することができる。本実施形態では、このように第７の実施形態と同様の物質検出を行うことができるユニットが２つ並んで配置されていると考えることができる。

　本実施形態においても、前述したように複数の光検出器５による光の強度の測定値の比を用いて物質検出を行うことが効果的である。その点について説明すると、第６の実施形態と同様に、対象物質を含む検体を供給する前に各光検出器５により検査用光８の一部を検出してその強度の測定値を求めることにより、光導波路の固有の伝播損失を求めることができる。仮に複数の光検出器５が検査用光８の進行方向に沿って等間隔に並んで配置されているとすると、隣り合う光検出器５同士の間の伝播損失は基本的に一定である（光検出器５自体による損失は無視できる程度であると仮定する）。従って、図１２Ａのドット柄の棒グラフで示すように、光導波路の入射端部１ａ側から終端部１ｂ側に向かって、各光検出器５の測定値は一定の割合で順次低下する。一例では、各光検出器５の測定値は、隣接する上流側に隣接する光検出器５の測定値の９０％になる。この場合、図１２Ｂのドット柄の棒グラフで示すように、測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘは一定（０．９）である。

　そこで、実際に対象物質の検出を行う検体を、各センシング部４を通して供給し、図１２Ａのハッチング入りの棒グラフで示すように、各光検出器５によって検査用光８の一部を検出してその強度を測定し、分析部１６は、図１２Ｂのハッチング入りの棒グラフで示すように、隣接する光検出器５の測定値同士の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘを求める。図１２Ｂに示す例では、２番目の光検出器と３番目の光検出器５の測定値同士の比Ｏ_３／Ｏ_２と、４番目の光検出器と５番目の光検出器５の測定値同士の比Ｏ_５／Ｏ_４は概ね０．９であるが、１番目の光検出器と２番目の光検出器５の測定値同士の比Ｏ_２／Ｏ_１は約０．８であり、３番目の光検出器と４番目の光検出器５の測定値同士の比Ｏ_４／Ｏ_３も約０．８である。この結果から、２番目の光検出器と３番目の光検出器５との間、および４番目の光検出器と５番目の光検出器５との間では、ほぼ光導波路の伝播損失のみによって光の強度が低下していることがわかる。一方、１番目の光検出器と２番目の光検出器５の測定値同士の比Ｏ_２／Ｏ_１と、３番目の光検出器と４番目の光検出器５の測定値同士の比Ｏ_４／Ｏ_３は、小さく（約０．８）になっている。従って、１番目の光検出器５と２番目の光検出器５との間と、３番目の光検出器５と４番目の光検出器５との間では、光導波路の伝播損失のみならず、その他の要因によっても光の強度が低下していることがわかる。そこで、１番目の光検出器５と２番目の光検出器５との間に位置する１番目のセンシング部４と、３番目の光検出器５と４番目の光検出器５との間に値する２番目のセンシング部４とにおいて、標識物質と結合した対象物質が捕捉物質（例えば抗体）に捕捉されて、標識物質が光を吸収したことにより、強度が低下したと考えられる。すなわち、図１２Ｂに示されている結果から、１番目のセンシング部４における対象物質と、２番目のセンシング部４における対象物質が、検体内に含まれていたと考えることができる。

　これに対し、図示しないが、仮に、１番目の光検出器５と２番目の光検出器５の測定値同士の比Ｏ_２／Ｏ_１が小さくない（約０．９である）場合には、１番目の光検出器５と２番目の光検出器５との間に位置する１番目のセンシング部４に、光を吸収する標識物質が固着されていないと考えられる。すなわち、標識物質と結合されるとともに１番目のセンシング部４の捕捉物質に捕捉される対象物質が、検体中に含まれていないとみなすことができる。同様に、仮に、３番目の光検出器５と４番目の光検出器５の測定値同士の比Ｏ_４／Ｏ_３が小さくない（約０．９である）場合には、標識物質と結合されるとともに２番目のセンシング部４の捕捉物質に捕捉される対象物質が、検体中に含まれていないとみなすことができる。

　このようにして、複数のセンシング部のそれぞれにおける対象物質の有無を検知することができる。１番目のセンシング部４における対象物質と、２番目のセンシング部４における対象物質とは、同じ物質であっても異なる物質であってもよく、それぞれの対象物質に応じた捕捉物質が配置されればよい。１番目のセンシング部４における対象物質と２番目のセンシング部４における対象物質とが同じ物質である場合には、物質検出の精度及び信頼性が向上する。１番目のセンシング部４における対象物質と２番目のセンシング部４における対象物質とが異なる物質である場合には、１系統の光路において同時に複数の物質の検出が可能になる。なお、図示されている例では、２つのセンシング部４と５つの光検出器５が設けられているが、センシング部４および光検出器５の数は限定されない。

　仮に、この光導波型センサーを用いて、隣接する光検出器５の測定値同士の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘを用いることなく、図１２Ａのハッチング入りの棒グラフで示す個々の光検出器５の測定値自体に基づいて物質の有無を検出しようとしても、個々の光検出器５の測定値のみで物質の検出を精度良く行うことは容易ではない。光導波路の一部で、光の吸収などにより検査用光８の強度が低下すると、それよりも下流側の光検出器５における検査用光８の強度の測定値は全て小さくなる。従って、個々の光検出器５の測定値のみを見ても、それよりも上流側のどの位置で（どのセンシング部４で）光の強度低下（例えば光の吸収）が生じたかを知ることは容易ではない。このような場合には、リファレンス測定を行って、図１２Ａのドット柄の棒グラフで示す各光検出器５のそれぞれの基準値を求めておき、各光検出器５の測定値と基準値とを比べる必要がある。

　これに対し、１つの光検出器５の測定値と、それに隣接する上流側の光検出器（１つ前の光検出器）５の測定値とを対比すると、光導波路のどの位置で光の強度が低下したかを容易に知ることができる。特に、複数の光検出器５が均等な間隔で配置されていると、図１２Ｂのドット柄の棒グラフで示すように、隣接する２つの光検出器５の測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘは、対象物質および標識物質が存在しない場合には一定（例えば０．９）である。従って、図１２Ｂのハッチング入りの棒グラフで示すように、比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘが小さくなると、それらの２つの光検出器の間の位置（図１２Ｂの例では１番目の光検出器と２番目の光検出器５との間と、３番目の光検出器と４番目の光検出器５との間）で、光の強度の低下（例えば光の吸収）が生じたことが容易に判るため、複数のセンシング部４のそれぞれにおける対象物質の検出が容易かつ高精度に行える。なお、隣接する２つの光検出器５の測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘの基準値（例えば０．９）は、概ね光導波路の固有の伝播損失を表している。これは、第６の実施形態と同様に、間にセンシング部４を介在させることなく隣接する光検出器５の測定値同士を比較することによって求めることができる。ただし、本実施形態では、リファレンス測定を行わず基準値を予め設定しなくても、測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘの変動を見ることにより、光の強度の低下（例えば光の吸収）および対象物質の検出とその位置を容易かつ高精度に知ることができる。すなわち、測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘの数値自体ではなく、測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘが小さくなっている部分を検知すればよい。本実施形態では、複数のセンシング部４で起こった複数の光吸収による絶対的な光強度の低下を考慮する必要はなく、１つの光導波路と１つの検査用光８を用いて、検体に含まれる複数の対象物質をそれぞれ検出することが可能である。

　図１３には、本実施形態の変形例の要部が示されている。この変形例では、複数の光検出器５と複数のセンシング部４が、検査用光８の進行方向に沿って交互に配置されている。この構成でも、前述した例と同様に、特に隣接する２つの光検出器５の測定値の比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘの低下を検知することによって、分析部１６が、どのセンシング部４において光の強度の低下（光の吸収）が生じたかを容易かつ高精度に求めることができ、それに基づいて当該センシング部４に対応する対象物質の存在を検知することができる。

　なお、説明を容易にするために、複数の光検出器５を等間隔に配置した例を示したが、これに限定されるわけではない。光導波路の固有の伝播損失は単位距離あたりの損失量として表されるため、隣接する光検出器５同士の間隔に応じた光の強度の低下量を算出すればよく、光検出器５の間隔が一定である必要はない。

　第６～９の実施形態（図７～１２Ｂ）のように、１つの光導波路に対して複数の光検出器５を設けることができるのは、各光検出器５の受光面５ａが、コア部１内における検査用光８の進路（進行方向）と実質的に平行に位置しているからである。このような構成により、光源７が１つであって、センサーの外部に複数の光検出器５が設けられていなくても、複数の対象物質を同時に検出できる。

　［第１０の実施形態］
　図１４に示す本発明の第１０の実施形態の光導波型センサーは、クラッド部２の上に複数（図示されている例では２つ）のコア部１が平行に並べて配置された構成である。各コア部１にそれぞれセンシング部４と光検出器５が設けられており、各光検出器５は分析部１６に接続されている。そして、図示しないが、それぞれのコア部１に対して第１の実施形態（図１）または第５の実施形態（図６）と同様な光源が配置されて、検査用光８をコア部に入射する。光源の数は１つであっても複数（例えばコア部１の数と同数）であってもよい。必要に応じて、第１の実施形態と同様な結合器が設けられる場合もある。本実施形態では、各コア部１に設けられたセンシング部４にそれぞれ異なる対象物質を捕捉する捕捉物質（例えば抗体）を配置することにより、１つの光導波型センサーで複数の対象物質を同時に検出することができる。あるいは、２つのセンシング部４に同一の対象物質を捕捉する捕捉物質をそれぞれ配置して、その対象物質の検出の信頼性を高めることができる。それ以外の構成は第１の実施形態と実質的に同様である。

　［第１１の実施形態］
　図１５に示す本発明の第１１の実施形態の光導波型センサーは、第１０の実施形態の光導波型センサーと類似した構成において、１つの光検出部５が複数（図示されている例では２つ）の光導波路１にまたがって配置されている。この光検出器５は分析部１６に接続されている。この構成によると、構成が簡単になり、コストの低減が図れる。それ以外の構成は第１０の実施形態と実質的に同様である。

　なお、前述した第２～１１の実施形態においても、図２に示す構成と同様に、センシング部４を含む反応用の空間９を包囲する凹部２ａを有する上側のクラッド部２（言い換えるとクラッド部２の上側部分）を配置することが好ましい。

　［第１２の実施形態］
　次に、本発明に係る光導波型センサーの１種であるＳＰＲ（表面プラズモン共鳴）センサーについて説明する。図１６に、本発明の第１２の実施形態の表面プラズモン共鳴センサーを概略的に示している。この表面プラズモン共鳴センサーの構造について説明すると、光が伝播する誘電体からなる導波路であるコア部１と、コア部１の周囲を取り囲むクラッド部２とを含むセンサー本体３が、基板１０の上に搭載されている。クラッド部２の一部には切り欠き状の凹部２ｂが設けられており、この凹部２ｂ内においてコア部１に沿う位置に表面プラズモン発生部が形成されている。この凹部２ｂは、図２に示されている上側のクラッド部２の逆凹状の凹部２ａとは異なり、表面プラズモン発生部を外部に露出させる切り欠き状の凹部である。本実施形態においてセンシング部に相当するのは表面プラズモン発生部であり、これは主に表面プラズモン発生用の金属膜１３からなる。金属膜１３としてはＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、またはそれらを含む合金が、発熱が小さいため好ましい。また密着性や化学装飾性を向上させるために積層構造の金属膜１３を用いてもよい。金属膜１３はコア部１に接していてもよく、あるいは、薄いクラッド部２を間に挟んでコア部１に近接していてもよい。後者の場合、間に介在するクラッド部２の厚さは１００ｎｍ以下であることが好ましい。凹部２ｂは、クラッド部２の、コア部１からセンサー本体３の厚さ方向に見て基板１０と反対側の位置に設けられている。従って、図１６に示すコア部１を通る断面では、センサー本体３の厚さ方向に見て、基板１０、クラッド部２の下側部分、コア部１、凹部２ｂを含むクラッド部２の上側部分の順番に位置している。

　さらに、コア部１の入射端部１ａに検査用光を入射させるレーザダイオードからなる光源７と、コア部１の入射端部１ａと反対側の端部である出射端部（終端部）１ｂと対向する、フォトダイオード５ｂを含む光検出器５とが設けられている。具体的には、光源７が搭載されている光源用基板１０Ａと、センサー本体３が搭載されている基板１０と、光検出器５が搭載されている光検出器用基板１０Ｂとが、順番に、かつ隙間なく連続的に接続されて、光源７とコア部１と光検出器５が１列に並んで配置されている。光源７は、コア部１の入射端部１ａとの間に他部材を介在させることなく、入射端部１ａと直接対向しており、光源７の発光部は、０～１０μｍの間隔でコア部１の入射端部１ａと対向している。

　同様に、光検出器５は、コア部１の出射端部１ｂとの間に他部材を介在させることなく、出射端部１ｂと直接対向している。通常、光検出器５のフォトダイオード５ｂの受光面５ａはコア部１の出射端部１ｂよりも大面積なので、光検出器５の受光面５ａとコア部１の出射端部１ｂとの間の間隔は多少大きくてもよい。光検出器５は分析部１６に接続されている。図面中には模式的に示されているが、分析部１６は、例えばセンサー本体３が搭載される基板１０に形成されていてもよい。

　この表面プラズモン共鳴センサーでは、光源７を作動させて検査用光８を入射端部１ａからコア部１に入射させる。コア部１に入射した検査用光８は、少なくとも金属膜１３（表面プラズモン発生部）に隣接する位置で、金属膜１３の膜面に実質的に平行に伝播する。光源７からコア部１の入射端部１ａへ向かう検査用光８の進行方向と、金属膜１３に隣接する位置でコア部１内を伝播する検査用光８の進行方向は一致している。コア部１を検査用光８が伝播することにより、金属膜１３には表面プラズモンが発生する。コア部１を透過した検査用光８は、光検出器５によって受光される。コア部１の出射端部１ｂから光検出器５へ向かう検査用光８の進行方向と、金属膜１３に隣接する位置でコア部１内を伝播する検査用光８の進行方向は一致している。

　一方、上側のクラッド部２に設けられている凹部２ｂには検体が供給され、検体は金属膜１３に接した状態で、凹部２ｂ内に保持されるか、凹部２ｂ内を流通させられる。この時、特定の対象物質（被検査試料）が検体に含まれていると、その被検査試料が金属膜１３に付着する。こうして被検査試料が付着すると、金属膜１３の表面近傍の屈折率が変化する。表面プラズモンの波数と検査用光８の波数とが一致すると、表面プラズモン共鳴が発現し、エバネッセント光の大部分が吸収されるため、伝播する検査用光８の強度が変化する。光検出器５が、受光した検査用光８の強度の変化を検知すると、それに基づいて、分析部１６が、検体内に被検査試料が存在すると判定することができる。なお、検出すべき被検査試料に応じて、検査用光８の特性や金属膜１３の特性や厚さ等を適宜に設定することにより、所望の被検査試料の検出を行うことができる。また、被検査試料を金属膜１３に付着させることは、特定の抗体を金属膜１３に修飾させて抗原抗体反応を生じさせることや、その他の様々な方法を利用することができる。このようにして、本実施形態のセンサーにより、表面プラズモン共鳴を利用した物質検出が行える。この構成では標識物質は必要ではない。

　このような表面プラズモン共鳴センサーにおいて、近年では、医療用途等のために被験者が家庭等で自らの血液や体液などを検体として容易に検査できるようにすることが望まれている。そのためには、センサーを容易に携帯可能な程度に大幅に小型化することが望まれている。例えば、センサーをスマートフォンと一緒に携帯してスマートフォンに接続して検査および分析を行えることが望ましく、そのためには、センサー全体がスマートフォン程度以下の寸法であることが好ましい。このように、従来のセンサー（例えば特許文献３～７および被特許文献１に開示されているセンサー）よりも遙かに小さなサイズにすることが望まれており、その要請に応えるために本発明の表面プラズモン共鳴センサーを提案する。

　具体的には、本実施形態の表面プラズモン共鳴センサーでは、センサー本体３と光源７と光検出器５とを一体化した１つのユニットとして携帯できるようにしている。そのために、光源７とコア部１と光検出器５が１列に並ぶように、光源用基板１０Ａと基板１０と光検出器用基板１０Ｂとが、順番に、かつ隙間なく連続的に接続されている。光源７とコア部１は、間に他部材を介在させることなく、発光部と入射端部１ａとの間の間隔が０～１０μｍになるように近接している。光源７とコア部１の間隔が大きすぎると、小型化の妨げになるばかりでなく、図１７Ａに示すように光源７から出射した光８のうちの多くが、コア部１に入射せずに無駄になってしまう。そこで、両者の間隔を１０μｍ以下にして、小型化を図るとともに、図１７Ｂに示すように光源７から出射した光８のうちのほぼ全てをコア部１に入射させて、エネルギー効率を高めている。なお、この時のコア部１の入射端部１ａの入射端面は、一例としては、偏光方向が保持されやすい矩形であり、その矩形の長辺の長さは１０μｍ以下である。光源７とコア部１は密着していてもよい。また、コア部１の出射端部１ｂと光検出器５は、間に他部材を介在させることなく、密着または近接している。ただし、例えば受光面５ａの面積が大きい光検出器５を用いることによって、コア部１の出射端部１ｂから出射された光８が光検出器５の受光面５ａ内に収まるようにすることは容易なので、出射端部１ｂと受光面５ａとの間の間隔はさほど厳密に規定する必要はない。

　［第１３の実施形態］
　図１８に本発明の第１３の実施形態の表面プラズモン共鳴センサーを示している。本実施形態の表面プラズモン共鳴センサーでは、１枚の基板１０の上に光源７とセンサー本体３と光検出器５が搭載されている。光源７とコア部１と光検出器５のフォトダイオード５ｂは、基板１０の上で１列に並んで密着または近接している。これにより、１つのユニットとしての取り扱いがより容易になり、また、部品点数の減少により低コスト化および製造工程の簡略化および短縮の効果がある。それ以外の構成については第１２の実施形態と実質的に同じなので説明を省略する。

　［第１４の実施形態］
　図１９に本発明の第１４の実施形態の表面プラズモン共鳴センサーを示し、図２０にその光源を除くセンサー本体３およびセンサー本体３用の基板１０の構成を示している。本実施形態の表面プラズモン共鳴センサーでは、光検出器５が基板１０に形成され、基板１０のセンサー本体３が搭載されている面側に光検出器５の受光面５ａが位置している。より詳細な例では、光検出器５を構成するフォトダイオードが、センサー本体３が搭載されている基板１０内に形成されている。光検出器５は、主に、基板１０の形成時に半導体プロセス技術等の集積技術を用いてフォトダイオードを構成することによって、基板１０内に形成されている。そして、光検出器５の受光面５ａは基板１０の上面（センサー本体３が搭載される面）に露出し、クラッド部２に接している。受光面５ａは、検査用光８のコア部１内における進路（進行方向）と、実質的に平行に位置している。言い換えると、コア部１内における検査用光８の進路（進行方向）が含まれる平面と、光検出器５の受光面５ａとが、互いに実質的に平行である。この構成によると、光検出器５を別部材として設けるのではなく、センサー本体３用の基板１０に組み込んでいるため、コア部１と光検出器５をアライメントして接合する工程が不要であり、組み立て工程が簡略化および短縮できるとともに、１つのユニットとしての取り扱いがより容易になる。また、光検出器用基板が不要になり低コスト化が可能になる。図２０に示す構成のセンサー本体３に、どのようにして光源７を取り付けるかは限定されず、いかなる形態で光源７を取り付けてもかまわない。一例として、図１９に示す構成では、第１２の実施形態と同様に、光源用基板１０Ａが基板１０に接合され、光源用基板１０Ａ上に光源７が搭載されている。ただし、図１８に示す構成と同様にセンサー本体３用の基板１０の上に光源７を搭載した構成等であってもよい。図１９，２０に示すコア部１を通る断面では、センサー本体３の厚さ方向に見て、基板１０、光検出器５、クラッド部２の下側部分、コア部１、クラッド部２の上側部分の順番に位置している。その他の構成は第１２の実施形態と実質的に同じなので説明を省略する。

　［第１５の実施形態］
　図２１に本発明の第１５の実施形態の表面プラズモン共鳴センサーを示している。本実施形態の表面プラズモン共鳴センサーでは、光検出器５を構成するフォトダイオードが、コア部１の上方に位置するクラッド部２（上側部分）内に形成されている。光検出器５は、主に、クラッド部２の形成時に半導体プロセス技術等の集積技術を用いてフォトダイオードを構成することによって、クラッド部２内に形成されている。この構成によると、第１４の実施形態と同様に、組み立て工程が簡略化および短縮できるとともに、１つのユニットとしての取り扱いがより容易になる。また、光検出器用基板が不要になり低コスト化が可能になる。この構成において、光源７をどのようにして取り付けるかは限定されず、いかなる形態で光源７を取り付けてもかまわないが、光源用基板１０Ａが基板１０に接合され、光源用基板１０Ａ上に光源７が搭載されている構成であってもよい。図１８に示す構成と同様にセンサー本体３用の基板１０の上に光源７を搭載した構成等であってもよい。図２１に示すコア部１を通る断面では、センサー本体３の厚さ方向に見て、基板１０、クラッド部２の下側部分、コア部１、クラッド部２の上側部分および光検出器５の順番に位置している。すなわち、光検出器５は、コア部１からセンサーの厚さ方向に見て凹部２ｂと同じ側（上側）のクラッド部２内に形成されている。その他の構成は第１２の実施形態と実質的に同じなので説明を省略する。

　［第１６の実施形態］
　図２２に本発明の第１６の実施形態の表面プラズモン共鳴センサーを示している。本実施形態の表面プラズモン共鳴センサーでは、光検出器５を構成するフォトダイオードが、クラッド部２の下側部分の下面に形成されている。すなわち、光検出器５は、コア部１からセンサーの厚さ方向に見て凹部２ｂと反対側（下側）のクラッド部２に接するように形成されている。そして、コア部１を伝播する検査用光８をクラッド部２の下側部分の下面の光検出器５に導くために、コア部１が入射端部１ａと反対側で光検出器５に向かって（下方に）屈曲している。コア部１は入射端部１ａからセンサー本体３の端部まで延びておらず、屈曲部１ｃにて終端している。屈曲部１ｃが方向転換手段として作用し、検査用光８をクラッド部２の下方の光検出器５に導く。この構成によると、第１４～１５の実施形態と同様に、組み立て工程が簡略化および短縮できるとともに、１つのユニットとしての取り扱いがより容易になる。また、光検出器用基板が不要になり低コスト化が可能になる。この構成においても、光源７を取り付ける形態は特に限定されない。また、センサー本体３をどのように支持するかは限定されない。もちろん、第１２の実施形態と同様にセンサー本体３が基板１０の上に搭載されてもよい。なお、屈曲部１ｃは、センサーの完成状態において、コア部１が下方に向かって屈曲しているような形状になっているが、実際の製造時には、クラッド部２とコア部１の各層の形成時にそれぞれ所望の形状にパターニングされることによって屈曲部１ｃが形成されるので、屈曲工程が行われるわけではない。その他の構成は第１２の実施形態と実質的に同じなので説明を省略する。

　図２３に本発明の第１６の実施形態の変形例の表面プラズモン共鳴センサーを示している。本実施形態の表面プラズモン共鳴センサーでは、光検出器５を構成するフォトダイオードが、クラッド部２の下側部分の下面に形成されている。そして、コア部１を伝播する検査用光８をクラッド部２の下側部分の下面の光検出器５に導くために、コア部１にミラー１４が設けられている。コア部１は入射端部１ａからセンサー本体３の端部まで延びておらず、ミラー１４により終端させられている。ミラー１４が方向転換手段として作用し、検査用光８をクラッド部２の下方の光検出器５に導く。この構成でも前述した効果が得られる。また、図２４に示す他の変形例のように、コアとクラッドの界面をミラーとして用いて、金属層を持たないミラー１５をコア部１に設けてもよい。その他の構成は第１２の実施形態と実質的に同じなので説明を省略する。さらに、図２５に本発明の第１６の実施形態のさらに他の変形例の表面プラズモン共鳴センサーを示している。本変形例の表面プラズモン共鳴センサーでは、コア部１を伝播する検査用光８をクラッド部２の下側部分の下面の光検出器５に導くために、コア部１にグレーティング構造部１２が設けられている。コア部１の入射端部１ａと反対側の端部近傍にグレーティング構造部１２が設けられている。グレーティング構造部１２が方向転換手段として作用し、検査用光８をクラッド部２の下方の光検出器５に導く。この変形例でも前述した効果が得られる。その他の構成は第１の実施形態と実質的に同じなので説明を省略する。

　以上説明した第１２～１６の実施形態において、凹部２ｂから、コア部１内の検査用光８の伝播方向に見て、各光検出器５はコア部１の入射端部１ａと反対側に位置している。
　本発明では、表面プラズモン発生部（凹部２ｂ内の金属膜１３）に向けて光を照射するためのプリズムやＶ字状溝やグレーティング構造体等の光学部材は必要なく、さらに、表面プラズモン発生部を含むセンサー本体３と光源７や光検出器５とを接続するための光ファイバーやレンズ等の光学部材も必要としない。従って、構造が簡単で製造が容易であるとともに、センサーの厚さ方向の寸法もコア部１の長手方向の寸法も小さくでき、その結果、製造コストの低減や、各部材の光学的なアライメントの高精度化や、センサー全体の小型化が可能である。しかも、検査用光８が空間（空気）内を伝播するのではなく誘電体からなるコア部１内を伝播する構成であるため、伝播に伴う光の損失が小さい。そして、本発明によると、光源７や光検出器５を含めたセンサー全体を１つの小型のユニットとして取り扱うことが容易であり、携帯して手軽に操作することが可能な（例えば医療用の）検査機器を構成することができる。

１　　　コア部
１ａ　　入射端部
１ｂ　　出射端部
１ｃ　　屈曲部
２　　　クラッド部
２ａ，２ｂ　　　凹部
３　　　センサー本体
４　　　センシング部
５　　　光検出器
５ａ　　受光面
５ｂ　　フォトダイオード
６　　　結合器（カップラ）
７　　　光源（レーザダイオード）
８　　　検査用光
９　　　空間
１０，１０Ａ，１０Ｂ　　基板
１１　　高屈折率層
１２　　グレーティング構造部
１３　　金属膜（表面プラズモン発生部）
１４　　ミラー
１５　　金属層を持たないミラー

Claims

　光が伝播する導波路であるコア部と、前記コア部の少なくとも一部の周囲に部分的に設けられているクラッド部と、前記コア部の一部に沿って設けられているセンシング部と、を含むセンサー本体と、
　受光面を有する光検出器と、
　前記コア部に入射させる検査用光を生成するレーザダイオードからなる光源と、
　を含む光導波型センサーにおいて、
　前記光検出器の前記受光面は、前記コア部内における前記検査用光の進路と実質的に平行に配置されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センサー本体は基板上に搭載されており、前記光検出器は前記基板に形成され、前記基板の前記センサー本体が搭載されている面側に前記光検出器の前記受光面が位置していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記クラッド部の実効屈折率ｎ２よりも大きい実効屈折率ｎ３を有する材料が、前記コア部と前記受光面の間の少なくとも一部を形成していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項３に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記コア部の実効屈折率をｎ１とすると、前記材料の実効屈折率ｎ３はｎ３≧ｎ１の関係を満たすことを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記コア部と前記受光面の間の少なくとも一部にグレーティング構造を有することを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１から５のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光源は、前記コア部の、前記検査用光が入射する入射端部と対向しており、前記光源と前記入射端部との間の間隔は０～１０μｍであることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１から６のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光検出器が２つ以上設けられていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項７に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センシング部が複数の前記光検出器に挟まれるように配置されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項７に記載の光導波型センサーにおいて、
　複数の前記光検出器のうちの少なくとも一部が、前記検査用光の前記進路と平行な方向に沿って等間隔に並べて配置されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項８に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センシング部が２つ以上設けられていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１から１０のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　複数のコア部を有することを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１１に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光検出器が複数のコア部に重なるように配置されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項７に記載の光導波型センサーにおいて、
　１つの前記光検出器の信号強度Ｏ_ｘと、前記光源側から見て前記１つの光検出器の次に位置する前記光検出器の信号強度をＯ_ｘ＋１との比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘに基づいて、２つの前記光検出器の間に位置する前記センシング部における対象物質の有無および量の少なくとも一方を判定する分析部を有することを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１から１３のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センシング部は、検出対象である対象物質の有無に応じて前記検査光の一部を吸収することを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１４に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センシング部には、前記対象物質と前記対象物質に結合された標識物質とを固着させるための捕捉物質が配置されており、前記標識物質は光吸収性を有することを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１から１３のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センシング部は、前記コア部に沿って配置された表面プラズモン発生用の金属膜からなることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項７から１０のいずれか１項に記載の光導波型センサーを用いる物質検出方法であって、
　１つの前記光検出器の信号強度Ｏ_ｘと、前記光源側から見て前記１つの光検出器の次に位置する前記光検出器の信号強度をＯ_ｘ＋１との比Ｏ_ｘ＋１／Ｏ_ｘに基づいて、２つの前記光検出器の間に位置する前記センシング部における対象物質の有無および量の少なくとも一方を判定することを特徴とする、物質検出方法。
　光が伝播する導波路であるコア部と、前記コア部の周囲を取り囲むクラッド部と、前記クラッド部の一部に設けられた凹部と、前記凹部内において前記コア部に沿って配置された、表面プラズモン発生用の金属膜と、を含むセンサー本体と、
　前記コア部の入射端部に検査用光を入射させるレーザダイオードからなる光源と、
　を含む光導波型センサーにおいて、
　前記コア部は、少なくとも前記金属膜に隣接する位置で、前記金属膜の膜面に実質的に平行に前記検査用光を伝播させるように配置されており、
　前記凹部は、前記金属膜に接する位置で検体を保持または流通させることができ、
　前記光源は、前記コア部の前記入射端部との間に他部材を介在させることなく、前記入射端部と直接対向していることを特徴とする、光導波型センサー。
　光が伝播する導波路であるコア部と、前記コア部の周囲を取り囲むクラッド部と、前記クラッド部の一部に設けられた凹部と、前記凹部内において前記コア部に沿って配置された、表面プラズモン発生用の金属膜と、を含むセンサー本体と、
　前記コア部の入射端部に検査用光を入射させるレーザダイオードからなる光源と、
　を含む光導波型センサーにおいて、
　前記コア部は、少なくとも前記金属膜に隣接する位置で、前記金属膜の膜面に実質的に平行に前記検査用光を伝播させるように配置されており、
　前記凹部は、前記金属膜に接する位置で検体を保持または流通させることができ、
　前記光源は、０～１０μｍの間隔で前記コア部の前記入射端部と対向していることを特徴とする、光導波型センサー。
　光が伝播する導波路であるコア部と、前記コア部の周囲を取り囲むクラッド部と、前記クラッド部の一部に設けられた凹部と、前記凹部内において前記コア部に沿って配置された、表面プラズモン発生用の金属膜と、を含むセンサー本体と、
　前記コア部の入射端部に検査用光を入射させるレーザダイオードからなる光源と、
　を含む光導波型センサーにおいて、
　前記コア部は、少なくとも前記金属膜に隣接する位置で、前記金属膜の膜面に実質的に平行に前記検査用光を伝播させるように配置されており、
　前記凹部は、前記金属膜に接する位置で検体を保持または流通させることができ、
　前記光源から前記コア部の入射端部へ向かう検査用光の進行方向と、前記金属膜に隣接する位置で前記コア部内を伝播する検査用光の進行方向が一致していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１７から２０のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記コア部の前記入射端部と反対側の端部である出射端部と対向するフォトダイオードを有する光検出器をさらに含み、前記光検出器は、前記コア部の前記出射端部との間に他部材を介在させることなく、前記出射端部と直接対向していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１７から２１のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記コア部の前記入射端部と反対側の端部である出射端部と対向するフォトダイオードを有する光検出器をさらに含み、
　前記コア部の前記出射端部から前記光検出器へ向かう検査用光の進行方向と、前記金属膜に隣接する位置で前記コア部内を伝播する検査用光の進行方向が一致していることを特徴とする、光導波型センサー。
　光が伝播する導波路であるコア部と、前記コア部の周囲を取り囲むクラッド部と、前記クラッド部の一部に設けられた凹部と、前記凹部内において前記コア部に沿って配置された、表面プラズモン発生用の金属膜と、を含むセンサー本体と、
　前記コア部の入射端部に検査用光を入射させるレーザダイオードからなる光源と、
　前記コア部の前記入射端部と反対側の端部である出射端部と対向するフォトダイオードを有する光検出器と、
　を含む光導波型センサーにおいて、
　前記コア部は、少なくとも前記金属膜に隣接する位置で、前記金属膜の膜面に実質的に平行に前記検査用光を伝播させるように配置されており、
　前記凹部は、前記金属膜に接する位置で検体を保持または流通させることができ、
　前記光源が搭載されている光源用基板と、前記センサー本体が搭載されている基板と、前記光検出器が搭載されている光検出器用基板とが、順番に、かつ隙間なく連続的に接続されて、前記光源と前記コア部と前記光検出器が１列に並んで配置されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　光が伝播する導波路であるコア部と、前記コア部の周囲を取り囲むクラッド部と、前記クラッド部の一部に設けられた凹部と、前記凹部内において前記コア部に沿って配置された、表面プラズモン発生用の金属膜と、を含むセンサー本体と、
　前記コア部の入射端部に検査用光を入射させるレーザダイオードからなる光源と、
　前記コア部の前記入射端部と反対側の端部である出射端部と対向するフォトダイオードを有する光検出器と、
　を含む光導波型センサーにおいて、
　前記コア部は、少なくとも前記金属膜に隣接する位置で、前記金属膜の膜面に実質的に平行に前記検査用光を伝播させるように配置されており、
　前記凹部は、前記金属膜に接する位置で検体を保持または流通させることができ、
　前記光源と前記光検出器は、前記センサー本体が搭載されている基板上に搭載されて、前記光源と前記コア部と前記光検出器が１列に並んで配置されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　光が伝播する導波路であるコア部と、前記コア部の周囲を取り囲むクラッド部と、前記クラッド部の一部に設けられた凹部と、前記凹部内において前記コア部に沿って配置された、表面プラズモン発生用の金属膜と、を含むセンサー本体と、
　前記コア部を伝播する検査用光を受光するフォトダイオードを有する光検出器と、
　を含む光導波型センサーにおいて、
　前記コア部は、少なくとも前記金属膜に隣接する位置で、前記金属膜の膜面に実質的に平行に前記検査用光を伝播させるように配置されており、
　前記凹部は、前記金属膜に接する位置で検体を保持または流通させることができ、
　前記センサー本体は基板上に搭載されており、前記光検出器は前記基板に形成され、前記基板の前記センサー本体が搭載されている面側に前記光検出器の前記受光面が位置していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２５に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光検出器は、前記基板の前記センサー本体が搭載される面に露出して前記クラッド部に接していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２５または２６に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センサー本体の厚さ方向に見て、前記基板、前記光検出器、前記クラッド部、前記コア部、前記クラッド部の順番に位置していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２５から２７のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記凹部は、前記コア部から前記センサーの厚さ方向に見て前記基板と反対側に位置する前記クラッド部に設けられていることを特徴とする、光導波型センサー。
　光が伝播する導波路であるコア部と、前記コア部の周囲を取り囲むクラッド部と、前記クラッド部の一部に設けられた凹部と、前記凹部内において前記コア部に沿って配置された、表面プラズモン発生用の金属膜と、を含むセンサー本体と、
　前記コア部を伝播する検査用光を受光するフォトダイオードを有する光検出器と、
　を含む光導波型センサーにおいて、
　前記コア部は、少なくとも前記金属膜に隣接する位置で、前記金属膜の膜面に実質的に平行に前記検査用光を伝播させるように配置されており、
　前記凹部は、前記金属膜に接する位置で検体を保持または流通させることができ、
　前記光検出器は前記クラッド部内に形成されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２９に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光検出器は、前記コア部から前記センサーの厚さ方向に見て前記凹部と反対側の前記クラッド部内に形成されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２９に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光検出器は、前記コア部から前記センサーの厚さ方向に見て前記凹部と同じ側の前記クラッド部内に形成されていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２９から３１のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記コア部に、該コア部を伝播する検査用光を前記光検出器に導く方向転換手段が設けられていることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項３２に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記方向転換手段は、ミラー、グレーティング部、または前記コア部の屈曲部であることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２９から３３のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センサー本体が搭載されている基板と、該基板上に搭載されており前記コア部の入射端部に検査用光を入射させるレーザダイオードを有する光源と、をさらに含むことを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２９から３４のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記センサー本体が搭載されている基板と、前記コア部の入射端部に検査用光を入射させるレーザダイオードからなる光源と、前記光源が搭載されており、前記基板と隙間なく連続的に接続されている光源用基板と、をさらに含むことを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項３４または３５に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光源は、前記コア部の前記入射端部との間に他部材を介在させることなく、該入射端部と直接対向していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項３４から３６のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光源は、０～１０μｍの間隔で前記コア部の前記入射端部と対向していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項３４から３７のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記光源から前記コア部の入射端部へ向かう検査用光の進行方向と、前記金属膜に隣接する位置で前記コア部内を伝播する検査用光の進行方向が一致していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項２９から３８のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記凹部から、前記コア部内の検査用光の伝播方向に見て、前記光検出器は前記コア部の入射端部と反対側に位置していることを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１８から３９のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記コア部の前記入射端部から前記凹部までの間に、前記コア部以外の光学部材は設けられていないことを特徴とする、光導波型センサー。
　請求項１８から４０のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記金属膜は、前記凹部内において、前記コア部に接するように配置されていることを特徴とする、光導波型センサー。
請求項１８から４１のいずれか１項に記載の光導波型センサーにおいて、
　前記金属膜は、前記凹部内において、厚さが１００ｎｍ以下のクラッド部を介して前記コア部と対向するように配置されていることを特徴とする、光導波型センサー。