專利名稱：局域等離子共振傳感器和檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及局域等離子共振傳感器，特別涉及適用于檢測特異的配體或抗原等的局域等離子共振傳感器和檢查裝置。
背景技術(shù)：
近年來，用于檢測活體分子相互作用的有無或者程度的傳感器，采用了將表面等離子共振傳感器、局域等離子共振傳感器、全反射熒光照明傳感器。
圖1是表示現(xiàn)有的全反射熒光照明傳感器11的概略圖。在該全反射熒光照明傳感器11中，在由玻璃等構(gòu)成的透明基板12的上表面形成Au薄膜等金屬薄膜13，在金屬薄膜13之上固定有多個受體14。另外，在透明基板12的下表面緊密接觸著棱鏡16。
該全反射熒光照明傳感器11設(shè)置成使受體14與分析試樣液流經(jīng)的流路17直接接觸。預(yù)先通過熒光分子對該分析試樣液內(nèi)的配體15實施修飾。并且，使透明基板12和金屬薄膜13的界面的入射角比該界面的全反射角大，從光源18朝向棱鏡16發(fā)出激發(fā)光。此時，透過棱鏡16和透明基板12的激發(fā)光在金屬薄膜13和透明基板12的界面全反射。另外，在金屬薄膜13的背面產(chǎn)生消散(evanescent)光，消散光的電場透過金屬薄膜13和受體14而擴(kuò)展。另外，由通過消散光激發(fā)的金屬薄膜13內(nèi)的表面等離子體產(chǎn)生更大的電場。由該消散光或表面等離子體產(chǎn)生的電場，激發(fā)與受體14結(jié)合的配體15的熒光分子而使其發(fā)光。因此，通過與受體14相對配置的光檢測器19測量發(fā)光強(qiáng)度，從而能夠?qū)εc受體14結(jié)合的特異的配體15的有無或者與受體14結(jié)合的配體15的量進(jìn)行測量。
但是，消散光等產(chǎn)生的電場，如圖1所示，作用到離透明基板12的表面為200～300nm的距離，因此不僅能夠激發(fā)與受體14結(jié)合的配體15，還能夠激發(fā)不與受體14結(jié)合的配體15，對測量數(shù)據(jù)造成干擾。特別是，分析試樣液中的配體15的濃度越高，干擾就越大。由于活體分子的大小為幾十nm，因此該干擾導(dǎo)致全反射熒光照明傳感器的測定精度顯著降低，難以對檢體獲得1分子級別的檢測精度。
另外，圖2是表示現(xiàn)有的局域等離子共振傳感器21的概略圖(專利文獻(xiàn)3)。在該局域等離子共振傳感器21中，在玻璃等的透明基板22的一側(cè)表面上固定多個直徑10～20nm的Au等的金屬微粒23而構(gòu)成了傳感單元24。在與固定金屬微粒23的面相反的一側(cè)，從光源25垂直于傳感單元24照射光束，通過分光光度計26測定透過金屬微粒23的光的吸收光譜，能夠獲得吸光度。在這樣的局域等離子共振傳感器21中，對于波長520nm附近的光表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸收峰值。
在該局域等離子共振傳感器21中，根據(jù)吸光度的變化能夠檢測金屬微粒附近的折射率變化。另外，如圖3所示，在固定于傳感單元24的透明基板22上的金屬微粒23的表面上吸附有受體27，特異的配體28吸附于受體27，此時，金屬微粒23周圍的折射率發(fā)生變化，透過金屬微粒23的光的吸光度變化，因此能夠?qū)μ禺惖呐潴w28的有無或其量進(jìn)行檢測。
通過該局域等離子共振傳感器對透過金屬微粒的透射光的吸光率進(jìn)行測定，因此不像全反射熒光照明傳感器那樣需要的棱鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。并且，當(dāng)使用了金屬微粒時，與金屬薄膜(全反射熒光照明傳感器)相比，電場被局域化，因此能夠僅對金屬微粒附近的變化進(jìn)行檢測，從而能夠檢測微小區(qū)域內(nèi)的檢體，并且能夠減小遠(yuǎn)離金屬微粒的部位的檢體的影響。
但是，使用該方法，由于折射率變化很小，所以吸光度變化也非常小。因此，使用這樣的局域等離子共振傳感器也難以獲得1分子級別的檢測精度。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-131237號公報專利文獻(xiàn)2日本特許第3452837號專利文獻(xiàn)3日本特開平6-27023號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題而提出，其目的在于提供與現(xiàn)有技術(shù)相比可提高檢測精度的新結(jié)構(gòu)的局域等離子共振傳感器和檢查裝置。
本發(fā)明的局域等離子共振傳感器的特征在于，具有在透明的基板的表面形成具有凸部或凹部的金屬層、并且將吸附特異檢體的分子識別功能物質(zhì)固定于所述基板或所述金屬層上的傳感單元，使所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面與含有由發(fā)光分子修飾過的檢體的分析試樣液接觸，對所述傳感單元的另一面照射激發(fā)光。這里，檢體所指為配體或抗原等，不限于活體分子。分子識別功能物質(zhì)用于選擇性地結(jié)合特異的檢體，其是受體、抗體、酶等蛋白質(zhì)。如果將活體高分子用作分子識別功能物質(zhì)，則能夠用作生物傳感器(biosensor)，但是局域等離子共振傳感器不限于活體高分子。作為發(fā)光分子，只要在照射光或電磁場時產(chǎn)生熒光或磷光等自發(fā)光(luminescence)即可，例如有熒光素(fluorescein)、T硫黃素(Thioflavine)、曙紅(Eosin)、若丹明B(Rhodamine B)等。
另外，凸部是指凸部之間的間隔(中間的空間的大小)比從垂直上方看時的凸部外形尺寸的1倍大的部分，特別優(yōu)選凸部之間的間隔的平均值為凸部的外形尺寸的2倍以上且4倍以下。同樣地，凹部是指凹部之間的間隔(中間的空間的大小)比從垂直上方看時的凹部外形尺寸的1倍大的部分，特別優(yōu)選凹部之間的間隔的平均值為凹部的外徑的2倍以上且4倍以下。通過使凸部或凹部的間隔為外形尺寸的2倍以上且4倍以下，能夠有效地產(chǎn)生局域等離子共振。
在本發(fā)明的局域等離子共振傳感器中，檢體由發(fā)光分子修飾，因此分析試樣液中包含有特異的檢體，而特異的檢體吸附于分子識別功能物質(zhì)時，修飾特異的檢體的發(fā)光分子被捕捉于金屬層附近。此時對金屬層照射激發(fā)光時，在金屬層的凸部或凹部激發(fā)局域等離子體，在其周圍產(chǎn)生較強(qiáng)的電場。因此在其附近捕捉有發(fā)光分子時，發(fā)光分子發(fā)出自發(fā)光。因此通過觀測該自發(fā)光，能夠?qū)ξ接诜肿幼R別功能物質(zhì)的特異的檢體的有無或其量進(jìn)行測量。
另外，在該局域等離子共振傳感器中，對所捕捉的發(fā)光分子的發(fā)光進(jìn)行觀測，從而能夠獲得較強(qiáng)的信號，能夠提高特異的檢體的測定精度。并且，由于在透明基板上形成具有凸部或凹部的金屬層，因此當(dāng)照射激發(fā)光時，電場局限于金屬層的凸部或凹部周圍的較小區(qū)域，不像使用均勻厚度的金屬薄膜的情況那樣電場在200～300nm的較大范圍(作用距離)擴(kuò)展。因此，通過未被捕捉于分子識別功能物質(zhì)的檢體發(fā)光的發(fā)光分子變少，能夠減小信號干擾。其結(jié)果，在本發(fā)明的局域等離子共振傳感器中，通過修飾檢體的發(fā)光分子和具有凸部或凹部的金屬層的組合，能夠獲得較高的S/N比并可實現(xiàn)較高的測定精度。特別是，能夠?qū)Σ蹲接诜肿幼R別功能物質(zhì)的檢體實施1分子級別的檢測。
在本發(fā)明的一個實施方式中，使所述激發(fā)光以通過所述基板的表面全反射的入射角照射傳感單元。通過基板表面全反射激發(fā)光時，全反射的激發(fā)光從基板表面作用于金屬層側(cè)而成為消散光，因此消散光與金屬層的凸部或凹部結(jié)合，激發(fā)光與凸部或凹部的結(jié)合效率提高。并且，由于激發(fā)光與凸部或凹部的結(jié)合效率提高，產(chǎn)生于凸部或凹部周圍的電場強(qiáng)度增加。
另外，在該實施方式中，優(yōu)選在所述基板的背面緊密接觸地配置棱鏡。作為棱鏡，根據(jù)測定方式可以采用三角棱鏡、半圓形或半球形的棱鏡(玻璃塊)。通過在基板的背面緊密接觸地配置棱鏡，能夠減少激發(fā)光的反射并高效地將激發(fā)光導(dǎo)向基板。
在本發(fā)明的另一實施方式中，在與所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面相對的一側(cè)，經(jīng)由透鏡配置有光檢測器。經(jīng)由透鏡(例如物鏡、顯微鏡光學(xué)系統(tǒng)等)通過光檢測器觀測發(fā)光分子的消散光，從而能夠觀察狹窄區(qū)域的發(fā)光并能夠?qū)z體獲得1分子級別的分辨率。
激發(fā)光的波長優(yōu)選與發(fā)光分子的發(fā)光波長不同。通過使激發(fā)光的波長與發(fā)光分子的發(fā)光波長不同，能夠易于對激發(fā)光和發(fā)光分子的消散光進(jìn)行分離，并能夠提高測定精度。此時，可以將阻斷激發(fā)光而僅使發(fā)光分子的發(fā)光波長的光透過的截止濾光片配置于光檢測器之前。通過設(shè)置這樣的截止濾光片，能夠防止激發(fā)光入射到光檢測器，并能夠使測定信號的干擾進(jìn)一步減少。
用于本發(fā)明的具有凸部的金屬層，優(yōu)選由在所述基板表面隔著一定間隔固定的金屬微粒構(gòu)成，但是也可以通過在形成于所述基板表面的金屬薄膜上隔著一定間隔固定金屬微粒而構(gòu)成?；蛘?，也可以通過在所述基板表面上從所述基板表面上隔著一定間隔固定的金屬微粒之上形成金屬薄膜而構(gòu)成。另外，具有所述凹部的金屬層在形成于所述基板表面的金屬薄膜上隔著一定間隔形成了凹部。這些凸部或凹部可以通過利用壓模在形成于基板表面的金屬薄膜上模壓而成。
另外，作為所述金屬層的材料，優(yōu)選采用Au或Ag。雖然可以是其他金屬材料，但使用Au或Ag能夠在可見光區(qū)域內(nèi)有效激發(fā)局域等離子共振，并且使金屬層和分析試樣液不易反應(yīng)而穩(wěn)定性良好。
如果所述凸部或凹部的高度(深度)和寬度均為150nm以下，則能夠有效產(chǎn)生局域等離子共振。另外，通過使所述凸部的形狀為球、橢圓球，或者，球或橢圓球的一部分，能夠有效產(chǎn)生局域等離子共振。
另外，在本發(fā)明的又一實施方式中，特征在于，對所述基板或所述金屬層的局部區(qū)域?qū)嵤┝擞H水處理、疏水處理或帶電處理，在未實施相應(yīng)處理的區(qū)域固定所述分子識別功能物質(zhì)。蛋白質(zhì)等的活體分子具有親水性、疏水性、帶電性等性質(zhì)，因此通過在預(yù)定區(qū)域?qū)鍖嵤┯H水處理、疏水處理、帶電處理等，能夠在期望區(qū)域內(nèi)將活體分子作為分子識別功能物質(zhì)進(jìn)行排列，易于使分子識別功能物質(zhì)整齊化。
另外，能夠在分析試樣中的所述發(fā)光分子的摩爾濃度為100nM(＝10-7摩爾/升)以上的情況下進(jìn)行測定，因此能夠通過活體性的檢體濃度下進(jìn)行檢體的測定。
另外，在局域等離子共振傳感器中設(shè)置用于通過所述分析試樣液的流路，使所述分子識別功能物質(zhì)朝向流路內(nèi)時，易于將分析試樣液向固定有分子識別功能物質(zhì)的區(qū)域?qū)搿?br> 另外，在本發(fā)明又一實施方式中，所述傳感單元具有能夠?qū)敕治鲈嚇右旱亩鄠€區(qū)域，在各個區(qū)域中固定有彼此不同的分子識別功能物質(zhì)。根據(jù)該實施方式，能夠同時實施多個不同的檢查。
本發(fā)明的檢查裝置包括本發(fā)明的局域等離子共振傳感器、和基于所述傳感器的輸出數(shù)據(jù)對分析試樣液進(jìn)行分析的單元。根據(jù)該檢查裝置，通過對發(fā)光分子發(fā)出的自發(fā)光進(jìn)行觀測，能夠以高S/N比對吸附于分子識別功能物質(zhì)的特異檢體的有無或其量進(jìn)行測量。
本發(fā)明的測量方法，使用具有傳感單元的局域等離子共振傳感器，其中，該傳感單元在透明基板表面形成具有凸部或凹部的金屬層、且在所述基板或所述金屬層上固定有吸附特異檢體的分子識別功能物質(zhì)，該測量方法的特征在于，包括將所述測定對象溶液和發(fā)光分子混合而形成分析試樣液的步驟；使所述試樣液與所述傳感單元的設(shè)有所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面接觸的步驟；對所述傳感單元的沒有設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面照射激發(fā)光的步驟；對通過由所述激發(fā)光產(chǎn)生的電場而發(fā)光的所述發(fā)光分子的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行檢測的步驟；以及根據(jù)所述發(fā)光強(qiáng)度對檢體的有無或其濃度進(jìn)行計算的步驟。這里的測定對象主要是活體分子，在活體分子中，也是指包含基因、蛋白質(zhì)、糖鏈或細(xì)胞中至少一種的活體分子。例如以人或動物的體液為所述測定對象溶液。但是，測定對象并不限于活體分子。分子識別功能物質(zhì)用于選擇性地結(jié)合特異的檢體，其是受體、抗體、酶等蛋白質(zhì)。將活體高分子用作分子識別功能物質(zhì)時，能夠用作生物傳感器，但是局域等離子共振傳感器不限于活體高分子。作為發(fā)光分子，只要在照射光或電磁場時產(chǎn)生熒光或磷光等自發(fā)光即可，例如有熒光素、T硫黃素、曙紅、若丹明B等。
根據(jù)該測量方法，與上述局域等離子共振傳感器同樣地，通過對發(fā)光分子發(fā)出的自發(fā)光進(jìn)行觀測，能夠以高S/N比對吸附于分子識別功能物質(zhì)的特異檢體的有無或其量進(jìn)行測量。
另外，本發(fā)明的上述構(gòu)成要素可以盡可能地任意組合。


圖1是表示現(xiàn)有的全反射熒光照明傳感器的概略圖。
圖2是表示現(xiàn)有的局域等離子共振傳感器的概略圖。
圖3是表示在圖2的局域等離子共振傳感器中，在固定于透明基板的金屬微粒表面的受體上吸附有配體的狀態(tài)的圖。
圖4是本發(fā)明一實施方式的局域等離子共振傳感器的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖5是對圖4的局部進(jìn)行放大的概略圖。
圖6是表示本發(fā)明的局域等離子傳感器的變形例的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖7表示在透明基板表面形成有金屬薄膜時生成較強(qiáng)電場的范圍的圖。
圖8(a)、圖8(b)和圖8(c)是用于說明在圖4的局域等離子共振傳感器中生成較強(qiáng)電場的范圍的圖。
圖9是說明Goos Hanchen效應(yīng)的圖。
圖10是說明消散光與金屬微粒的結(jié)合的圖。
圖11是表示在透明基板界面全反射光時的電場分布的圖。
圖12是表示在表面形成有金屬薄膜的透明基板界面全反射光時的電場分布的圖。
圖13是表示在表面形成有金屬微粒的透明基板界面全反射光時的電場分布的圖。
圖14是表示在透明基板上設(shè)有金屬微粒的圖4那樣的局域等離子共振傳感器中入射光的波長λ與界面上的反射率之間的關(guān)系的圖。
圖15是表示激發(fā)光的照射體積、發(fā)光分子的摩爾濃度和能夠檢測1分子的配體濃度之間的關(guān)系的圖。
圖16是說明照射體積含義的圖。
圖17(a)是表示金屬微粒的另一形狀的圖。圖17(b)是表示在金屬薄膜上形成金屬微粒的凸部的圖。
圖18(a)是以金屬薄膜覆蓋透明基板上的金屬微粒而形成凸部的圖。圖18(b)是在金屬薄膜上形成凹部的圖。
圖19(a)是以金屬薄膜覆蓋形成有突起部的透明基板表面而形成凸部的圖。圖19(b)是以金屬薄膜覆蓋形成有凹陷部的透明基板表面而形成凹部的圖。
圖20(a)～圖20(d)是表示通過壓模形成凹部的工序的概略圖。
圖21是表示使用本發(fā)明的局域等離子共振傳感器的檢查裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖22是表示圖21所示的檢查裝置的傳感單元的剖面圖。
圖23是表示圖22所示的檢查裝置內(nèi)部的流路的概略立體圖。
標(biāo)號說明31局域等離子共振傳感器32透明基板33金屬微粒34傳感單元35受體36棱鏡37光源38光吸收板39透鏡40截止濾光片41光檢測器42分析試樣液43特異的配體45濾光片46流路47金屬薄膜48凹部50凸部52壓模58檢查裝置具體實施方式
下面參照附圖對本發(fā)明實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。但是本發(fā)明并不限于以下實施方式。
圖4是本發(fā)明的一實施方式的局域等離子共振傳感器31的概略結(jié)構(gòu)圖，圖5是對其局部進(jìn)行放大的概略圖。該局域等離子共振傳感器31主要由傳感單元34、光源37和光檢測器41構(gòu)成。在傳感單元34中，在玻璃基板等透明的基板32的表面固定有多個金屬微粒33，形成金屬層。該金屬微粒33為直徑幾十nm(特別是直徑10～30nm)的Au、Ag等的納米級金屬微粒，基本無凝集地固定為彼此分開的狀態(tài)。金屬微粒33的配置不必整齊而可以隨機(jī)分散。
金屬微粒33優(yōu)選彼此間隔(中間的空間的大小)為金屬微粒33的直徑的2倍以上且4倍以下。例如，如果金屬微粒33的密度為每1μm2中有約370個，則換算為覆蓋率時為約0.17。另外，在該透明基板32和金屬微粒33的表面固定有預(yù)定種類的受體35作為分子識別功能物質(zhì)。
受體35可以固定于透明基板32的局部區(qū)域，或者也可以以分區(qū)方式進(jìn)行固定。另外，可以使用一種受體35，也可以分區(qū)固定兩種以上的受體35。當(dāng)要在透明基板32的局部固定受體35時，可以對要固定受體35的區(qū)域以外的區(qū)域?qū)嵤┯H水處理、疏水處理、帶電處理等預(yù)處理。作為用于這些處理的預(yù)處理劑，例如可采用硅烷偶聯(lián)(silane coupling)劑。作為進(jìn)行預(yù)處理的方法，有使用噴墨式打印機(jī)進(jìn)行的藥劑涂布、使用光刻法實現(xiàn)的被膜形成、使用激光照射或者電子束照射等進(jìn)行的帶電處理等方法。作為活體高分子的受體35具有帶電、親水性、疏水性等性質(zhì)，因此如果根據(jù)受體35的特性進(jìn)行任一種預(yù)處理，則能夠避免受體35固定于要固定受體35的區(qū)域以外的區(qū)域。
另外，在透明基板32的背面隔著匹配油(matching oil)等使棱鏡36的上表面緊密接觸。在圖示例中，使三角棱鏡的上表面緊密接觸于透明基板32的背面，但是當(dāng)改變?nèi)肷涔獾娜肷浣嵌榷M(jìn)行測定時，也可以使半圓形或半球形的棱鏡(玻璃塊)緊密接觸于透明基板32的背面。
在傳感單元34的背面?zhèn)扰渲糜杏糜诔錾浼ぐl(fā)光(后述的激發(fā)發(fā)光分子而能夠發(fā)光的波段的光)的光源37和黑色板等光吸收板38。作為光源37，可以利用半導(dǎo)體激光器(LD)、發(fā)光二級管(LED)、燈等。從光源37出射的光的波長采用了與發(fā)光分子的發(fā)光波長不同的波段的波長?；蛘呖梢栽诠庠?7的前表面配置濾光片45，通過濾光片45將從光源37出射的光中的發(fā)光分子的發(fā)光波段的光除去。另外，光源25配置為使其出射光以比全反射角大的入射角入射到透明基板32的表面。
另外，與設(shè)有金屬微粒33和受體35的透明基板32的表面相對，依次配置有物鏡或顯微鏡光學(xué)系等透鏡39；阻斷激發(fā)光波長的光而使發(fā)光分子的發(fā)光波段的光透過的截止濾光片40；光電二極管(PD)或CCD等光檢測器41。
在透明基板32的表面?zhèn)葘?dǎo)入分析試樣液42而使分析試樣液42與受體35接觸。為了使分析試樣液42可以易于導(dǎo)入，優(yōu)選如圖6所示在透明基板32的表面?zhèn)刃纬煞治鲈嚇右?2流過的流路46。另外，在圖6中覆蓋了流路46的上表面，但是流路46的上表面也可以開放。分析試樣液42例如是人或動作等的血液等體液，對其中含有的配體預(yù)先通過發(fā)光分子進(jìn)行了修飾。發(fā)光分子是指照射光或電磁場時產(chǎn)生熒光或磷光等自發(fā)光的分子，例如有熒光素、T硫黃素、曙紅、若丹明B等。
但在該局域等離子共振傳感器31中，將含有配體的分析試樣液42導(dǎo)入透明基板32的表面?zhèn)葧r，分析試樣液42與受體35接觸。如圖5所示，在導(dǎo)入透明基板32的表面?zhèn)鹊姆治鲈嚇右?2中含有與受體35結(jié)合的特異的配體43時，一部分特異的配體43被吸附于受體35。另外，即使不是特異的配體44包含于分析試樣液42，該配體44也不會吸附于受體35，而是分散于分析試樣液42。
如圖4所示，從光源37出射的激發(fā)光入射到棱鏡36的斜面，并透過棱鏡36和透明基板32而在透明基板32的表面全反射，再次透過透明基板32和棱鏡36而從棱鏡36的斜面出射到外部。從棱鏡36出射的激發(fā)光由光吸收板38吸收而不會散射而造成干擾。
此時激發(fā)光在透明基板32的表面全反射而在透明基板32的表面產(chǎn)生消散光，消散光和各金屬微粒33發(fā)生局域等離子共振，在金屬微粒33周圍產(chǎn)生較強(qiáng)的局部電場。通過這樣的局域等離子共振，產(chǎn)生于金屬微粒33周圍的電場，局限于金屬微粒33大小級別的區(qū)域。在分析試樣液42中含有特異的配體43，特異的配體43吸附于受體35時，修飾該配體43的發(fā)光分子位于金屬微粒33的局部電場區(qū)域內(nèi)，從發(fā)光分子產(chǎn)生自發(fā)光。
因此，通過物鏡等透鏡39對從發(fā)光分子發(fā)出的自發(fā)光進(jìn)行觀察，從而能夠判斷在分析試樣液42中是否含有特異的配體43。并且，通過對發(fā)光分子的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行測定，或者對發(fā)光分子的亮點進(jìn)行計數(shù)，能夠測量吸附于受體35的特異的配體43的量或濃度等。
圖7和圖8是對在透明基板12的表面形成金屬薄膜13的情況和本實施方式的局域等離子共振傳感器31的作用進(jìn)行比較的圖。圖7表示在透明基板12的表面形成均勻厚度的金屬薄膜13時(第一現(xiàn)有例)的電場的擴(kuò)展度，圖8(a)、圖8(b)和圖8(c)說明在透明基板32的表面固定金屬微粒33時(本實施方式)的電場分布。眾所周知，在金屬薄膜13的情況下，如圖7所示，由消散光激發(fā)的表面等離子體的電場呈指數(shù)函數(shù)狀衰減，并且擴(kuò)展到離透明基板12的表面為200～300nm(作用距離)的距離。因此，金屬薄膜13的電場到達(dá)至未吸附于受體14的配體，圖7中修飾打點的配體15那樣距受體14較遠(yuǎn)的配體15的發(fā)光分子也發(fā)光而成為干擾，導(dǎo)致測定精度降低。
與此相對，如本實施方式那樣在透明基板32的表面形成金屬微粒33的情況下，在原理上如圖8(a)所示，僅在金屬微粒33的位置上產(chǎn)生較強(qiáng)的電場。但是，該電場如圖8(b)所示那樣均化，因此金屬微粒33的位置上的電場變?nèi)?。特別是在金屬微粒33的情況下，如圖8(c)所示，電場局限于金屬微粒33附近。根據(jù)研究對金屬微粒垂直照射光時的局域等離子共振，可知該電場局限于金屬微粒大小級別的區(qū)域內(nèi)。因此，像修飾圖8(c)中打點的配體43的發(fā)光分子那樣，修飾吸附于受體35的特異的配體43的發(fā)光分子通過該局部電場而發(fā)光。而未吸附于受體35的特異的配體43或非特異的配體44不發(fā)光，不易成為干擾，因此能夠高精度地對吸附于受體35的特異的配體43的有無或其量進(jìn)行測定。
另外，在現(xiàn)有的局域等離子共振(參照第二現(xiàn)有例)中，對金屬微粒垂直照射光，使光(行進(jìn)波)和金屬微粒直接發(fā)生局域等離子共振，但是在這樣的局域等離子共振方法中，只有與金屬微粒的截面面積相等的光束截面的光與金屬微粒結(jié)合，光與金屬微粒的結(jié)合效率較低。因此本實施方式的特征在于，使消散光與金屬微粒結(jié)合而產(chǎn)生局域等離子共振，從而提高光與金屬微粒的結(jié)合效率。
在本實施方式中，從傾斜方向?qū)ν该骰?2照射激發(fā)光，在透明基板22的表面使激發(fā)光全反射。這樣使光在界面全反射時，如圖9所示，在界面上的入射點和反射光的出射點之間產(chǎn)生偏移。該現(xiàn)象公知為是Goos Hanchen效應(yīng)(例如杰克遜電磁學(xué)第3版(上卷)，吉岡書店，P.426～429)，該偏移稱為Goos Hanchen位移。此時如圖9中虛線所示，在界面全反射的光向比界面偏外側(cè)的方向作用而局限于界面附近，這就是消散光。
如本實施方式那樣，當(dāng)向固定有金屬微粒33的透明基板32從傾斜方向照射光而全反射時，如圖10所示，從透明基板32朝向金屬微粒33的激發(fā)光激發(fā)金屬微粒33，同時從金屬微粒33側(cè)返回透明基板32的激發(fā)光也激發(fā)金屬微粒33，從而與垂直照射的情況相比進(jìn)一步提高金屬微粒33與激發(fā)光的結(jié)合效率。
這可由如下不同的說明方式來進(jìn)行說明。如圖9所示，消散光在界面附近與界面平行地移動。因此，假設(shè)具有比金屬微粒的界面大的光束截面的光傾斜入射到界面而全反射，該光束截面較大的光作為消散光而局限于界面附近并與界面平行地移動。該消散光與金屬微粒接觸而結(jié)合時，實際上比金屬微粒的界面大的光束截面的光與金屬微粒結(jié)合，提高光與金屬微粒的結(jié)合效率。
因此，根據(jù)本實施方式，通過提高金屬微粒33與激發(fā)光的結(jié)合效率，能夠在金屬微粒33附近產(chǎn)生較強(qiáng)的電場，使發(fā)光分子更強(qiáng)烈地發(fā)光，能夠進(jìn)一步提高信號的S/N比。
但是，Goos Hanchen位移較大時，光與金屬微粒的結(jié)合增強(qiáng)，但是由于消散光的作用距離增大，因此存在激發(fā)光的波長或透明基板32的折射率等優(yōu)選條件，然而，可以通過實驗來確定。
圖11～圖12表示在與透明基板垂直的剖面上、對光在透明基板的界面全反射時的狀態(tài)進(jìn)行仿真的結(jié)果，并且以濃淡程度表示電場強(qiáng)度。圖11表示在折射率1.732的玻璃基板(透明基板)的表面上僅接觸水(折射率1.33)，而未設(shè)置金屬薄膜或金屬微粒時的仿真。此時，反射波的電場強(qiáng)度較高，消散光作用到60nm范圍。圖12表示在折射率1.732的玻璃基板表面形成有厚度50nm的Au薄膜(金屬薄膜)，并在其上接觸水時的仿真。此時，與未設(shè)置金屬薄膜時基本相同，消散光作用于200～300nm范圍。圖13表示在折射率1.732的玻璃基板(透明基板)的表面上相隔180nm配置直徑600nm的Ag微粒，使水接觸表面時的仿真。此時，光被Ag微粒吸收而使反射光的電場強(qiáng)度減弱，電場也局限于Ag微粒附近。另外，Ag微粒附近的電場增大到無金屬微粒和金屬薄膜時的10倍以上。因此，通過該仿真可知，使消散光作用于金屬微粒，從而能夠?qū)㈦妶鼍窒抻诒冉饘俦∧じ膮^(qū)域內(nèi)，并且獲得較大的電場強(qiáng)度。
另外，圖14表示關(guān)于在與圖13的仿真相同的條件下，在玻璃基板的表面上以金屬微粒直徑3倍的間隔和25％的覆蓋率形成Ag微粒，求得入射光的波長λ與界面上的反射率的關(guān)系的仿真結(jié)果。另外，在圖14中表示從金屬微粒上方在基板上形成厚度20～30nm且折射率1.42的電介質(zhì)膜的情況和未形成電介質(zhì)膜的情況，可知附著電介質(zhì)而折射率增大時，反射率提高。另外，根據(jù)該仿真可知，達(dá)到80～85％左右的光吸收率(反射率15～20％左右)(包含衍射等影響。)，光與金屬微粒的結(jié)合提高。
圖15是表示激發(fā)光的照射體積、發(fā)光分子的摩爾濃度和能夠檢測1分子的配體濃度之間的關(guān)系的圖，橫軸表示激發(fā)光的照射體積[fL＝10-15升]，縱軸表示發(fā)光分子的摩爾濃度[nM＝納米摩爾/升]。這里，照射體積如圖16所示，是底面為預(yù)定單元面積而高度為電場所及距離(作用距離)的立體體積，該照射體積的立體內(nèi)的發(fā)光分子激發(fā)而發(fā)光。圖15中，比直線L1偏上方的區(qū)域表示體液等所包含的生理配體濃度的區(qū)域，比直線L2偏左下方的區(qū)域表示能夠檢測1分子的配體的區(qū)域。因此，為了以體液等的生理配體濃度的分析試樣液為對象，能夠檢測1分子的配體，需要在圖15中的位于比直線L1偏上的上方并且直線L2的左下方的三角形區(qū)域進(jìn)行測定。
這里，在共焦點的顯微鏡中激發(fā)光的照射體積約為0.2fL，而對于在金屬薄膜上設(shè)置受體的情況，照射體積約為0.08fL。因此在表示這些照射體積的垂直線上不存在能夠通過生理配體濃度檢測1分子的區(qū)域。與此相對，在透明基板32上固定金屬微粒33和受體35的本實施方式的局域等離子共振傳感器31中，激發(fā)光的照射體積約為0.008fL，因此在圖15的每個AR區(qū)域中，能夠以生理配體濃度的分析試樣液為對象檢測1分子的配體。
在上述實施方式中，將球形的金屬微粒33用作金屬層的凸部，但是作為金屬微粒33也可以使用橢圓形的微粒。或者，也可以使圖17(a)所示的球或橢圓的一部分為金屬微粒33。
另外，在上述實施方式中，在透明基板32上直接形成金屬微粒33，但是也可以如圖17(b)所示，在透明基板32上形成金屬薄膜47，并在金屬薄膜47上設(shè)置金屬微粒33?；蛘呷鐖D18(a)所示，在透明基板32上固定金屬微粒33，從金屬微粒33上方以金屬薄膜47覆蓋透明基板32的表面。
另外，在圖18(b)所示變形例中，在形成于透明基板32表面的金屬薄膜47上部分地形成凹陷作為金屬層的凹部48。或者也可以如圖19(a)所示，在透明基板32的表面上設(shè)置突起部49，以金屬薄膜47覆蓋其表面，從而形成金屬層的凸部50，還可以如圖19(b)所示，在透明基板32的表面上設(shè)置凹陷部51，以金屬薄膜47覆蓋其表面，從而形成金屬層的凹部48。而當(dāng)凸部之間或凹部之間連接時，易知與孤立的金屬微粒時相比效率降低。
為了形成上述各種凸部或凹部、突起部49、凹陷部51等，可以利用壓模進(jìn)行模壓。例如圖20(a)～圖20(d)說明了通過壓模形成圖18(b)所示的凹部48的情況。首先，在透明基板32的表面上堆積金屬薄膜47(圖20(a))，然后從金屬薄膜47上方以壓模52來進(jìn)行按壓(圖20(b))。由于在壓模52的下表面設(shè)有成形用突部53，因此當(dāng)通過壓模52按壓金屬薄膜47時，通過成形用突部53在金屬薄膜47的表面上復(fù)制凹部48(圖20(c))。然后，撤出壓模52時，在金屬薄膜47的表面上形成納米級的凹部48。
下面對使用本發(fā)明的局域等離子共振傳感器的檢查裝置58的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖21是表示該檢查裝置58的結(jié)構(gòu)的框圖，圖22是其傳感單元34的剖面圖，圖23是表示傳感單元34內(nèi)部的檢體流經(jīng)的流路的概略立體圖。局域等離子共振傳感器31的整體結(jié)構(gòu)如上所述。在傳感單元34中，在玻璃基板等基板32的表面上固定多個金屬微粒33而形成金屬層。另外，在透明基板32和金屬微粒33的表面上，固定有預(yù)定的種類的受體作為分子識別功能物質(zhì)。在基板32上通過間隔部59重疊有罩60，在間隔部59和罩60內(nèi)形成有如圖23所示的流路46。在罩60的兩端部分別形成注入路46a和排出路46c，在罩60和基板32之間在間隔部59內(nèi)形成多條分支流路46b。即，流路46從一條注入路46a分支為多條并形成彼此分離的分支通路46b，再在各分支通路46b的另一端合流而成為一條排出路46c。在各分支流路46b內(nèi)固定有預(yù)定的受體35。
使分析試樣液從注入路46a滴下，通過泵或電滲流等方法使分析試樣液流過流路46時，分析試樣液分流于各分支流路46b，再匯集于排出路46c而排出到外部。此時，當(dāng)分析試樣液流過各分支流路46b時，特異的配體與受體35結(jié)合，而除此之外的部分通過分支通路46b而導(dǎo)向排出路46c。
流路控制部54對供給于傳感單元34的流路的分析試樣液的供給速度進(jìn)行調(diào)整，使分析試樣液以均勻速度流動。數(shù)據(jù)處理部55將光檢測器41取得的測定數(shù)據(jù)變換為能夠在判定處理部56中處理的數(shù)據(jù)形式并向判定處理部56傳送。判定處理部56從硬盤等存儲裝置57讀取所存儲的判定用數(shù)據(jù)，將與從數(shù)據(jù)處理部55獲得的處理數(shù)據(jù)和判定用數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)預(yù)定的算法對分析試樣液中的特異的配體的有無或特異的配體的濃度等進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)處理部55的輸出數(shù)據(jù)和判定處理部56的判定結(jié)果向輸出終端等輸出。
如果使用這樣的檢查裝置58測定來自傳感單元34的消散光，則能夠?qū)Ψ治鲈嚇右褐械呐潴w的有無、量、分子間相互作用、結(jié)合力、平衡常數(shù)進(jìn)行評價。例如在高密度固定有探針DNA的透明基板上流過以熒光色素等標(biāo)識的樣本DNA時，彼此互補(bǔ)的DNA結(jié)合。因此，如果對透明基板上的各位置的信號進(jìn)行檢測，則能夠?qū)Ω魈结楧NA和樣本DNA的相互作用的有無或程度進(jìn)行評價。
并且由于流路46如圖13所示分支為多個分支流路46b，因此對每個分支流路46b固定不同種類的受體時，能夠針對每個不同的分支流路46b檢測不同的特異的配體。因此能夠一次滴下分析試樣液而同時實施多種不同的檢查。
另外，檢查對象不僅包含DNA，也包含蛋白質(zhì)、糖鏈、細(xì)胞等。使用該方法時，能夠進(jìn)行基因排列的確定、以及特定基因、蛋白質(zhì)、糖鏈等活體分子有無的確認(rèn)、特定活體分子的發(fā)現(xiàn)級別的測定，活體間相互作用分析等。另外，通過使用本發(fā)明能夠檢測高濃度即活體濃度下的活體分子的行為，從而能夠分析活體本來的活動功能。
作為本發(fā)明的局域等離子共振傳感器或檢查裝置的其它用途，可列舉出(I)SNP(Single Nucleotide Polymorphism，單核苷酸多態(tài)性)的分析；(ii)投放到實驗用鼠的物質(zhì)的代謝、吸收、排泄路徑或狀態(tài)的確認(rèn)；(iii)細(xì)胞內(nèi)離子濃度測定；(iv)蛋白質(zhì)辨認(rèn)或功能分析等。
另外，根據(jù)本發(fā)明的分析方法，能夠根據(jù)唾液或血液檢測抗原或抗體而對個人健康狀態(tài)進(jìn)行判別，或者讀取個人基因信息，或者通過基因級別進(jìn)行醫(yī)療診斷。例如，通過將唾液或血液滴入本系統(tǒng)的流路的插入部，檢測癌細(xì)胞或病毒等抗原以及對病毒等的抗體，從而能夠判別個人健康狀態(tài)，進(jìn)行健康診斷。因此，使用本發(fā)明的分析方法的結(jié)果，能夠調(diào)查藥物副作用的有無，盡可能降低誤診的可能性，實現(xiàn)高水平的醫(yī)療診斷。
作為其它應(yīng)用，可以通過讀取存儲于各個體內(nèi)的特有基因或活體分子等信息來構(gòu)建高精度的安全系統(tǒng)，另外可以用于對食品內(nèi)或環(huán)境中即空氣中或水中所含微粒進(jìn)行檢測等。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種局域等離子共振傳感器，該局域等離子共振傳感器具有在透明的基板的表面形成具有凸部或凹部的金屬層、并且將吸附特異的檢體的分子識別功能物質(zhì)固定于所述基板或所述金屬層的傳感單元，使所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面與含有由發(fā)光分子修飾過的檢體的分析試樣液接觸，使通過照射于所述傳感單元的另一面的激發(fā)光而產(chǎn)生于所述基板表面的消散光與所述金屬層發(fā)生等離子共振，從而使所述金屬層周圍的電場局部增強(qiáng)，對通過所述電場從所述檢體中吸附于所述分子識別功能物質(zhì)的檢體的發(fā)光分子激發(fā)而發(fā)出的自發(fā)光進(jìn)行檢測，從而對吸附于所述分子識別功能物質(zhì)的檢體的有無或其濃度進(jìn)行測量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述激發(fā)光以通過所述基板的表面全反射的入射角照射所述傳感單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，在所述基板的背面緊密接觸地配置棱鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，在與所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面相對的一側(cè)，經(jīng)由透鏡配置檢測所述自發(fā)光的光檢測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述發(fā)光分子的發(fā)光波長與所述激發(fā)光的波長不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，將用于阻斷激發(fā)光的截止濾光片配置于所述光檢測器之前。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，具有所述凸部的金屬層，由在所述基板表面隔著一定間隔固定的金屬微粒構(gòu)成。
8.一種局域等離子共振傳感器，該局域等離子共振傳感器具有在透明的基板的表面形成具有凸部或凹部的金屬層、并且將吸附特異的檢體的分子識別功能物質(zhì)固定于所述基板或所述金屬層的傳感單元，具有所述凸部的金屬層，由形成于所述基板表面的金屬薄膜和在所述金屬薄膜上隔著一定間隔固定的金屬微粒構(gòu)成，使所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面與含有由發(fā)光分子修飾過的檢體的分析試樣液接觸，對所述傳感單元的另一面照射激發(fā)光。
9.一種局域等離子共振傳感器，該局域等離子共振傳感器具有在透明的基板的表面形成具有凸部或凹部的金屬層、并且將吸附特異的檢體的分子識別功能物質(zhì)固定于所述基板或所述金屬層的傳感單元，具有所述凸部的金屬層，由在所述基板表面上隔著一定間隔固定的金屬微粒和從所述金屬微粒上方形成于所述基板表面的金屬薄膜構(gòu)成，使所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面與含有由發(fā)光分子修飾過的檢體的分析試樣液接觸，對所述傳感單元的另一面照射激發(fā)光。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，具有所述凹部的金屬層在形成于所述基板表面的金屬薄膜上隔著一定間隔形成了凹部。
11.一種局域等離子共振傳感器，該局域等離子共振傳感器具有在透明的基板的表面形成具有凸部或凹部的金屬層、并且將吸附特異的檢體的分子識別功能物質(zhì)固定于所述基板或所述金屬層的傳感單元，所述凸部或凹部通過利用壓模在形成于所述基板表面的金屬薄膜上模壓而成，使所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面與含有由發(fā)光分子修飾過的檢體的分析試樣液接觸，對所述傳感單元的另一面照射激發(fā)光。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述凸部或凹部的高度和寬度均為150nm以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述凸部的形狀是球、橢圓球、或者，球或橢圓球的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述凸部或凹部之間的間隔的平均值為所述凸部或凹部的外形尺寸的2倍以上且4倍以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述金屬層由Au或Ag構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，對所述基板或所述金屬層的局部區(qū)域?qū)嵤┯H水處理、疏水處理或帶電處理，在未實施相應(yīng)處理的區(qū)域固定所述分子識別功能物質(zhì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述發(fā)光分子的摩爾濃度為100nM以上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，該局域等離子共振傳感器具有用于使所述分析試樣液通過的流路，所述分子識別功能物質(zhì)朝向流路內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述傳感單元具有能夠?qū)敕治鲈嚇右旱亩鄠€區(qū)域，在各個區(qū)域中固定有彼此不同的分子識別功能物質(zhì)。
20.一種檢查裝置，該檢查裝置包括權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器、以及基于所述傳感器的輸出數(shù)據(jù)對分析試樣液進(jìn)行分析的單元。
21.一種測量方法，該方法使用具有傳感單元的局域等離子共振傳感器，其中，該傳感單元在透明的基板表面形成具有凸部或凹部的金屬層、并且在所述基板或所述金屬層上固定有吸附特異的檢體的分子識別功能物質(zhì)，該測量方法包括將包含測定對象檢體的溶液和發(fā)光分子混合而形成包含被所述發(fā)光分子修飾過的檢體的分析試樣液的步驟；使所述試樣液與所述傳感單元的設(shè)有所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面接觸的步驟；對所述傳感單元的沒有設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面照射激發(fā)光而在所述基板的表面產(chǎn)生消散光的步驟；通過所述消散光與所述金屬層發(fā)生等離子共振，使所述金屬層周圍的電場局部增強(qiáng)的步驟；對通過所述電場從所述試樣液中的被所述發(fā)光分子修飾過的檢體中吸附于所述分子識別功能物質(zhì)的檢體的所述發(fā)光分子激發(fā)產(chǎn)生的自發(fā)光的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行檢測的步驟；以及根據(jù)所述發(fā)光強(qiáng)度對檢體的有無或其濃度進(jìn)行計算的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的測量方法，其特征在于，所述測定對象溶液為人或動物的體液，所述檢體為包含基因、蛋白質(zhì)、糖鏈或細(xì)胞中至少一種的活體分子。
權(quán)利要求
1.一種局域等離子共振傳感器，該局域等離子共振傳感器具有在透明的基板的表面形成具有凸部或凹部的金屬層、并且將吸附特異的檢體的分子識別功能物質(zhì)固定于所述基板或所述金屬層的傳感單元，使所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面與含有由發(fā)光分子修飾過的檢體的分析試樣液接觸，對所述傳感單元的另一面照射激發(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述激發(fā)光以通過所述基板的表面全反射的入射角照射所述傳感單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，在所述基板的背面緊密接觸地配置棱鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，在與所述傳感單元的設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面相對的一側(cè)，經(jīng)由透鏡配置了光檢測器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述發(fā)光分子的發(fā)光波長與所述激發(fā)光的波長不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，將用于阻斷激發(fā)光的截止濾光片配置于所述光檢測器之前。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，具有所述凸部的金屬層，由在所述基板表面隔著一定間隔固定的金屬微粒構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，具有所述凸部的金屬層，由形成于所述基板表面的金屬薄膜和在所述金屬薄膜上隔著一定間隔固定的金屬微粒構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，具有所述凸部的金屬層，由在所述基板表面上隔著一定間隔固定的金屬微粒和從所述金屬微粒上方形成于所述基板表面的金屬薄膜構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，具有所述凹部的金屬層在形成于所述基板表面的金屬薄膜上隔著一定間隔形成了凹部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，這些凸部或凹部通過利用壓模在形成于所述基板表面的金屬薄膜上模壓而成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述凸部或凹部的高度和寬度均為150nm以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述凸部的形狀是球、橢圓球、或者，球或橢圓球的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述凸部或凹部之間的間隔的平均值為所述凸部或凹部的外形尺寸的2倍以上且4倍以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述金屬層由Au或Ag構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，對所述基板或所述金屬層的局部區(qū)域?qū)嵤┯H水處理、疏水處理或帶電處理，在未實施相應(yīng)處理的區(qū)域固定所述分子識別功能物質(zhì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述發(fā)光分子的摩爾濃度為100nM以上。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，該局域等離子共振傳感器具有用于使所述分析試樣液通過的流路，所述分子識別功能物質(zhì)朝向流路內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器，其特征在于，所述傳感單元具有能夠?qū)敕治鲈嚇右旱亩鄠€區(qū)域，在各個區(qū)域中固定有彼此不同的分子識別功能物質(zhì)。
20.一種檢查裝置，該檢查裝置包括權(quán)利要求1所述的局域等離子共振傳感器、以及基于所述傳感器的輸出數(shù)據(jù)對分析試樣液進(jìn)行分析的單元。
21.一種測量方法，該方法使用具有傳感單元的局域等離子共振傳感器，其中，該傳感單元在透明基板表面形成具有凸部或凹部的金屬層、并且在所述基板或所述金屬層上固定有吸附特異的檢體的分子識別功能物質(zhì)，該測量方法包括將測定對象溶液和發(fā)光分子混合而形成分析試樣液的步驟；使所述試樣液與所述傳感單元的設(shè)有所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面接觸的步驟；對所述傳感單元的沒有設(shè)置所述金屬層和所述分子識別功能物質(zhì)的面照射激發(fā)光的步驟；對通過由所述激發(fā)光產(chǎn)生的電場而發(fā)光的所述發(fā)光分子的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行檢測的步驟；以及根據(jù)所述發(fā)光強(qiáng)度對檢體的有無或其濃度進(jìn)行計算的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的測量方法，其特征在于，所述測定對象溶液為人或動物的體液，所述檢體為包含基因、蛋白質(zhì)、糖鏈或細(xì)胞中至少一種的活體分子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種局域等離子共振傳感器和檢查裝置。在透明基板(32)的表面上隔著一定間隔固定金屬微粒(33)，將吸附特異的配體的受體(35)固定于透明基板(32)或金屬微粒(33)之上。在透明基板(32)的下表面緊密接觸著棱鏡(36)，通過棱鏡(36)向透明基板(32)照射激發(fā)光。入射光在透明基板(32)的表面全反射，產(chǎn)生于該表面的消散光與金屬微粒(33)發(fā)生局域等離子共振。通過消散光與金屬微粒發(fā)生局域等離子共振將較強(qiáng)的電場局限于金屬微粒附近。使設(shè)有金屬微粒(33)和受體(35)的表面與含有由發(fā)光分子修飾過的配體的分析試樣液接觸時，只有修飾吸附于受體的特異的配體的發(fā)光分子發(fā)光。
文檔編號G01N21/78GK1938577SQ20058001077
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者松下智彥, 青山茂, 西川武男, 長岡真吾, 和沢鐵一 申請人:歐姆龍株式會社