JPH0658370B2 - 分析方法および装置 - Google Patents

分析方法および装置

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JPH0658370B2 JP60504123A JP50412385A JPH0658370B2 JP H0658370 B2 JPH0658370 B2 JP H0658370B2 JP 60504123 A JP60504123 A JP 60504123A JP 50412385 A JP50412385 A JP 50412385A JP H0658370 B2 JPH0658370 B2 JP H0658370B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、試料中の化学種または生化学種または生物学
種の定性的および（または）定量的検出のための分析方
法およびかかる方法に用いるための装置に関する。
本発明の方法は、被分析種の受容体、例えば配位子また
は特異的な結合相手に対する親和性に基づくものであ
り、受容体は特別な型の表面上へ被覆される。
本出願人らの国際特許公告第Ｗ０８４／０２５７８号
は、(a)基板上に予め形成されたレリーフプロフィルを
有する表面の少なくとも所定部分を被分析種と結合する
能力のある物質の薄膜で被覆する工程であって、該表面
部分が少なくとも所定の波長帯にわたって放射線に関し
て光学的に活性である被覆工程と、(b)該被覆表面を試
料と接触させる工程と、(c)該物質薄膜上への被分析種
の結合の結果としての光学特性の定性的および（また
は）定量的変化を測定するために該表面部分の光学特性
を観察する工程とからなる、試料中の化学種または生化
学種または生物学種の定性的および（または）定量的検
出のための分析方法を記載しかつ特許請求している。同
公告はかかる分析方法に用いるための物品をも記載しか
つ特許請求しているが、該物品は、少なくとも所定波長
帯にわたって放射線に関して光学的に活性である、予め
形成されたレリーフプロフィルをもつ表面を有する基板
からなり、かつ該表面の少なくとも所定部分は所定の化
学種または生化学種または生物学種と結合する能力のあ
る物質の薄膜で被覆される。基板は、最も好ましくは層
状プラスチック物質であり、便宜上ストリップ形であっ
てもよい。予め形成された表面レリーフプロフィルは種
々の形をとることができるが、一般的に言ってプロフィ
ルは格子と称することができる。格子は単一格子からな
っていても、あるいは２つ以上の交差格子からなってい
てもよい。格子プロフィルは、例えば方形波、正弦波ま
たは鋸波であることができ、格子プロフィルは表面上に
形成された１組の隆起の配列から誘導されることもでき
る。
以下、本出願人らの国際特許公告第Ｗ０８４／０２５７
８号中に記載された型の予め形成されたリレーフプロフ
ィルをもつ表面を参照するため“格子(grating)”の用
語を用いるのが便利であろう。格子を構成する表面は基
板自体と同じ物質であってもよく、あるいは異なる物質
であってもよい（この場合には、基板は該異なる物質を
担持する）ことは言うまでもない。
本出願人らの国際特許公告Ｗ０８４／０２５７８号は主
要特徴が分析方法に於ける格子の使用である発明を開示
している。該公告は、かかる分析を改良するために、格
子を用いて達成され得る光学的効果と分子分析に用いら
れる化学的または生化学的方法とを有効に結合する。国
際特許公告第Ｗ０８４／０２５７８号の開示は、参照分
として本明細書に含まれるものとする。この初期の発明
についての本出願人らが現在理解している機構的な面
は、被分析種（例えば血清中の特異抗原）の結合の結果
としての物品の光学特性の変化は、（ｉ）結合した分子
の質量または体積と（ii）結合した分子の誘電特性との
結果として本質的に起こるということである。しかし、
感度は関係する抗原分子の大きさに依存し、光学特性の
同じ変化を生じるために、小分子は大分子より多くの分
子が結合しなければならない（異なる分子の誘電特性が
変わらないと仮定して）。この初期特許の方法は技術上
かなりの進歩を構成しているが、それにもかかわらず、
この分子の大きさおよび誘電特性への依存性がこの方法
の適用を制限している。本発明の目的はこの初期発明の
この制限を克服または改善することである。格子表面に
結合した活性分子の使用を含む測定方法の物理的面およ
び化学的面の両面へ表面現象が大きく影響するので、本
出願人らの国際特許公告第Ｗ０８４／０２５７８号中に
記載しかつ特許請求した物品が、被分析種と結合する能
力のある物質の薄膜中へ付加的な分子を含ませること(i
ncorporation)によって改善された場合にどんな挙動を
するかを直観的に予測することは不可能である。本発明
者らは、広範な研究を行った後、今や、格子上に形成さ
れる活性層（すなわち被分析種と結合する能力のある物
質の薄膜）を蛍光分子で標識するならば、測定感度の極
めて大きい増加が得られ、しかも系の感度の結合分子の
大きさまたは容積および誘電特性への依存性がずっと小
さいという驚くべきことを発見した。したがって、本発
明は、試料中の化学種、生化学種または生物学種の定性
的検出及び／又は定量的検出のための分析方法に用いる
装置であって、該装置が、所定の波長帯にわたって光学
的に活性な格子構造をもつ表面を有する基板を含み、か
つ該表面の所定の部分が所定の化学種、生化学種または
生物学種を結合する能力がある物質の薄膜で被覆され、
かつ該物質薄膜が、蛍光性が励起状態において観察可能
な蛍光化合物の分子を含んでいる装置を提供する。な
お、本願明細書で使用されている用語“レリーフプロフ
ィル”とは、光学的に活性な格子構造を意味する。
本発明では、光学的に活性な格子として、単一格子を使
用することができ、あるいは表面は、相互にある角度で
配置された２つ以上の格子からなることもできる。２つ
のかかる格子がある場合には、それらは互いに直交する
ことができる。該格子または各格子のプロフィルは方形
波または正弦波であることが有利である。現在の所、正
弦波格子が好ましい。鋸波プロフィルも可能であるが、
現在の所、好ましくはない。
予め形成されたレリーフプロフィルは、別法では規則正
しい隆起の列からなることができる。この型の表面で
は、隆起の頂と隆起間の谷とが格子型構造の峰と谷とに
対応する。
受容体の単分子層で十分であり、一般に単分子層が好ま
しい。
予め形成されたレリーフプロフィルは基板の表面に存在
していてもよく、あるいは基板によって担持された表面
に存在していてもよい。
便宜上、基板はプラスチック物質製である。現在の所、
好ましいプラスチック物質はポリメタクリル酸メチルで
ある。別の基板は合成ポリマー物質で被覆されたガラス
である。予め形成されたレリーフプロフィルがプラスチ
ック物質で作られる場合には、紫外線で硬化性のプラス
チック物質が好ましく、特に、アクリル系物質またはポ
リエステル物質を有利に用いることができ、プラスチッ
ク物質は好ましくは1.25−1.6の範囲の屈折率、より好
ましくは約1.4の屈折率を有する。
物品の活性表面（すなわち予め形成された表面であるか
あるいは予め形成された表面を担持する表面）は一般に
金属または金属層で構成される。かくして、プラスチッ
ク基板、例えば、ポリメタクリル酸メチルの基板は、そ
れに付着していて、所望のレリーフプロフィルがその中
に作られる紫外線硬化性ポリエステル物質層を有し、か
つ予め形成されたレリーフプロフィル（例えば深さ約３
０nm、周期約６００nmの単一格子構造）に従う薄い金属
層がそれに付着する。プラスチック／金属界面は、別法
では平面であることができ、この場合には、所望のレリ
ーフは直接金属中に作られる。
一般に、基板は層状であり、ストリップ形であることも
できる。
本発明の物品のために適合した格子構造は、好ましくは
メタライズされた浅い格子、すなわち深さ（山から谷ま
での）が４００nm以下、好ましくは３０−１００nmであ
りかつピッチ（周期）が格子の深さより大きく、一般に
４００−２０００nmの範囲である回折格子である。オー
バーコーティング金属層は、好ましくは銀またはアルミ
ニウムであり、５００nmまでの、好ましくは１００±１
０nmの厚さを有する。好ましさがより小さいオーバーコ
ーティング金属は金および銅である。理想的には、金属
層は吸収（すなわち染料励起）波長と蛍光波長との両波
長に於て高度に反射性でなければならない。例えば珪素
またはアルミニウムの酸化物のパッシベーション層また
はキャッピング(capping)層が金属自体を有利に被覆す
ることができる。
染料分子または残基がメタライズ格子表面から離れてい
るように、染料分子または残基を活性層に結合させるこ
とができる。別法では、染料分子または残基をメタライ
ズ格子の表面へ直接結合させ、次に、例えば抗原の活性
層を染料分子に結合させることができる。いずれの配置
でも、染料分子または残基による入射放射線の吸収を最
適にするため、染料〔フルオロクローム(fluorochrom
e)〕−金属距離は好ましくは１０nm以上である。
活性層の格子への結合および染料（〔フルオロクローム
(fluorochrome)〕の格子および（または）活性層への結
合は、それ自体は本発明の部分を形成しない通常の方法
で達成される。
所望ならば、本発明によって物品の表面構造中へ含ませ
るべき染料分子または残基は、得られた物品に於ける染
料分子の表面分布および濃度を調節するために燐脂質層
中に含ませることができる。
本発明の物品に用いるための染料または複数の染料は、
好ましくは、励起源を構成することができる適当なレー
ザーの放射波長に於て強く吸収する。適当なレーザーの
例は、アルゴンイオン（４８８nm）、HeNe（５４３n
m）、振動数２倍ＹＡＧ（５３２nm）、振動数３倍ＹＡ
Ｇ（３５５nm）である。これらのようなレーザー源はそ
れ自体公知であり、それらの設計および構造はそれ自体
では本発明の部分を形成しない。用いられる染料は、一
般に可視スペクトルの青／緑部に於て吸収し、緑／赤／
赤外部に於て蛍光を発する。典型的には、クマリン類ま
たはローダミン類またはフルオレッセイン類の染料、あ
るいはＥｕ+++イオンが用いられる。
本発明の物品の１つの好ましい実施態様に於て、蛍光が
被分析種の結合後には消えるが被分析種が不在のときに
は活性化されるような感受性環境中に染料を置くことが
できるが、逆の配置、すなわち被分析種の結合が蛍光を
活性化し、被分析種が不在のときには染料の分子環境に
よって蛍光が消える配置も等しく好ましい。これらの実
施態様に於ては、試料中に存在する被分析種の量を定量
するため、適当な較正をした後、物品を被分析種に供し
た後に１回測定を行えば十分であり得る。
本発明のもう１つの面によれば、前述の物品を被分析種
を含む流体へ供し、該物品が担持する該物質薄膜が被分
析種によって選ばれており、かつ被分析種の結合の前後
に於ける該染料分子の蛍光特性間の比較を行う分析方法
が提供される。好ましくは、(a)染料分子を蛍光状態へ
励起させかつ(b)格子表面構造と共鳴し、かくして入射
放射線のほぼ完全な吸収を達成するようになっている所
定の入射角および波長に於て入射放射線を該物品表面へ
入射させる。同様に、（ｉ）被分析種の不在または（i
i）被分析種の存在のいずれかに於て最大の蛍光が生じ
得る所定の放射角度に於て、染料分子からの蛍光放射の
観察を行うことが好ましい。
説明の容易さのため、物品が、予め選択された抗体の単
分子層（あるいはおよそ単分子層）で被覆された単一格
子を担持する層状プラスチック物質であると考えよう。
抗体分子は通常の化学的方法によって蛍光染料で標識さ
れる。今、この物品を結合している抗体に対応する抗原
の分析を行うために用いるならば、放射線（一般に光）
を、光のほぼ全吸収が起こるように格子構造と共鳴する
第１波長および入射角で導入することができる。染料分
子が格子に近接しているので、このことは染料分子によ
る入射放射線の非常に強い吸収をもたらす。通常の考え
から、蛍光物質はその蛍光波長に於てあらゆる方向に一
様に再放射するであろうと思われる。しかし、格子表面
は染料の蛍光挙動に劇的な影響を与えることが発見され
た。格子表面が染料分子と相互作用するプラズモン表面
波を誘起すると考えられる。その結果、蛍光は、あらゆ
る角度に一様にではなく、格子表面に関して特定の角度
で放射される。かくして、本発明者らは、放射線の入射
角および波長を適当に選べば、入射放射線の吸収から強
力に指向された蛍光が生ずることを発見した。もし、
今、分析を行おうとする抗原が付随する染料分子をもつ
抗原層に結合されたとすると、染料分子の環境が変化す
る。本発明者らは、この染料分子の分子環境の変化が入
射放射線のより低い吸収をもたらすことを発見した。そ
れはおそらく格子表面上に結合している余分の分子状物
質が厚さが増した誘電体層として作用し、それによって
吸収共鳴をシフトさせたためであろう。このことは、入
射放射線の最大吸収のために所要な入射角が抗体分子の
存在によって変化し、従って、入射放射線をその最初の
入射角で依然として物品に入射させるならば、染料分子
による吸収がかなり減少することを意味する。このこと
は、また、格子構造から励起する蛍光放射線量も減少す
ることを意味する。さらに、格子表面上の誘電体物質の
厚さの増加がプラズモン表面波と染料分子との間のカッ
プリングを減少し、その結果、蛍光放射線の放射角度が
広がる。かくして、最初の蛍光放射角度（すなわち抗体
が存在しないときに最大強度となる角度）に於ける蛍光
放射線の観察は、抗体が結合したとき、極めてはっきり
した強度低下を示す。極端な場合には、蛍光は全く消え
てしまう。かくして、極めて鋭敏な監視および測定方法
が有用となる。本節で述べた方法は蛍光抑制方法であ
り、これは高濃度の被分析物(analyte)を検出する場合
に有用である。
別の測定方法を採用することが可能であり、ある種の環
境では特に有利であり得る。この別の方法では、放射線
の入射角を格子表面構造と最も有効にカップリングする
値と異なる値に設定するが、被分析種の結合のための格
子上の誘電体の厚さの増加が入射角を最大吸収が起こる
値に近づけ、かつ最終的には最大吸収が起こる値に等し
くするようにする。この方法では、被分析種の結合が入
射放射線の吸収の減少ではなく増加をもたらし、従って
蛍光放射の減少ではなく増加をもたらすことが理解され
るであろう。また、蛍光現象は染料分子の分子環境に敏
感なので、例えば抗原の結合前の物品では蛍光が零（す
なわち消光）であり、次に物品表面への抗原の結合によ
って蛍光が活性化されることが可能である。このことは
考慮下にある極端な場合を示す。物品が接触する流体中
の被分析種の比率が特定の値を有するとき、選ばれた放
射角で最大の蛍光が観察されるように放射線の入射角を
選ぶことができる。かくして、例えば食塩水キャリヤ中
の抗体の量を零から増加すると、初めは蛍光放射が最大
まで増加し、その後、抗体含量をさらに増加すると、も
う一度蛍光強度の減少が起こる。この測定方法は、生物
学的活性成分の所望な温度にて於て最大の蛍光放射を与
えるように入射角を設定することができ、その結果、所
定濃度からの有意なずれは蛍光放射の減少として現われ
る。
前節で記載した方法は蛍光活性化方法であり、これは被
分析種〔すなわち被分析物(analyte)〕の極めて少量の
存在を測定するのに特に有効である。
上で記載したような方法では、蛍光放射の強度を測定す
る代わりに、励起状態にある染料の寿命を観察すること
ができる。通常、励起状態の半減期はＴと呼ばれる。蛍
光分子の環境はＴの値に顕著な影響を与える。かくし
て、格子表面からの染料分子の間隔は、表面構造の一様
性と同様にＴに影響を与える。一般にそうであるよう
に、表面構造が規則正しいならば、蛍光染料標識を担持
する例えば抗原層へ結合される種の影響を、被結合種か
ら格子までの距離の変化のために観察される影響の不明
瞭さなしに観測することが可能であることを本発明者ら
は発見した。この方法の実際的応用は、入射放射線の導
入後所定時間が経過した後の蛍光強度の観察である。入
射放射線はスイッチを切るまで連続的であってもよく、
あるいはパルスであってもよい。典型的には、入射放射
線の中止の約５００ナノ秒後に観察を行うことができ
る。前述した方法で入射放射線の入射角および放射蛍光
の観察角を選ぶことにより、放射線入射の中止から所定
時間経過後に行う測定は、例えば染料標識攻撃への抗体
分子の付加が染料分子の励起状態の半減期の短縮をもた
らすので、さらにずっと高感度の測定方法を与えるであ
ろう。かくして、抗体の結合後に観察される蛍光の減少
は定常状態の入射放射線および蛍光で観察されるよりも
ずっと大きい。
本発明の分析方法の１つの変形に於て、染料標識は、識
料が接触する物品中に含まれるのではなく、被分析種に
付けられる。試料との接触後の物品の検査は、物品が被
分析物(analyte)を結合した結果としてある程度の蛍光
を示すので、被分析物(analyte)の存在または不在の指
示を与える。
蛍光現象を含む分析方法の主要な利点は、入射放射線の
波長と異なる波長で観察および測定がなされ、従って入
射放射線と発生放射線との間の識別が難しくないことで
ある。その上、単分子層である活性物質層および染料標
識を担持する各分子について研究することが一般に便利
であるが、これらの理想的条件からのずれは記載した測
定方法の正当性をひどく損わない。しかし、励起状態の
半減期の変化を利用する実施態様では、使用される物品
の一様性の欠除はもっと望ましくないことである。定常
状態測定では何らの困難も生じない。
本発明の方法は、物品を被分析種の懸濁液または溶液中
に浸漬するとき十分に働く。かくして、例えば水溶液中
の被分種について測定を行う。入射放射線の導入は、溶
液自体を通して（すなわち上から）、あるいは物品の基
板を通して（すなわち下から）行うことができる。同様
に、放射された放射線の観測も上からまたは下から行う
ことができる。入射放射線が基板表面のうしろから導入
される場合には、格子上の金属被覆層は、プラズモン場
がそこを貫通できるように十分に薄くなければならない
ことがわかるであろう。
通常の蛍光系と比べて、本発明は幾つかの利益を提供す
る。
(1)通常の蛍光系では、あらゆる角度にわたって自由に
蛍光を放射する。本発明に於ては、染料分子が表面プラ
ズモンによって狭い角度円錐中にカップリングするの
で、放射角度に於ける方向感度を増加する。
(2)放射フルオロクローム(fluorochrome)と表面プラズ
モンとの間の共鳴カップリングが分子の蛍光寿命を短縮
する。このことは単位時間当たりにより多数回の励起−
放射サイクルを行うことを可能にし、等しい数の自由染
料分子と比べて増加した放射蛍光出力を生ずる。
(3)通常の液相蛍光イムノアッセイでは、励起波長に於
ける光のビームは全試料容積にわたって拡散され、各フ
ルオロクローム(fluorochrme)を相互作用するために有
効な１秒当たりの光子の数が限定される。本発明に於い
て、光は、表面プラズモン励起によって、メタライズ格
子表面の付近の高強度の極めて狭い領域に集められる。
従ってフルオロクローム(fluorochrome)相互作用の確率
はずっと高くなり、その結果、励起効率が増加する。
本明細書では、格子表面を被覆する活性層としての抗原
分子層に関して説明したが、他の型の結合相手を使用す
ることも可能であり、各場合に於ける選択は被分析種の
性質によって決まることはわかるであろう。さらに、活
性結合物質が生化学源または生物学源である場合には、
完全な分子、例えば完全な抗原分子を用いることは不可
欠ではなく、本分析方法の目的には全抗原の活性フラグ
メントで十分である。同様に、所定の染料の全分子構造
が抗原または抗原フラグメントに結合されることは不可
欠ではなく、再び、活性染料残基で十分である。
本発明をより良く理解して頂くためおよび本発明の有効
な実施方法を示すために、以下、例として、添付図面に
関して説明する。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明による１つの測定方法を示す図であ
り、 第２ａ図は、吸収波長に於ける反射出力が励起放射線の
入射角の関数としてどのように変化するかを示す図であ
り、 第２ｂ図は、蛍光波長に於ける反射出力が励起放射線の
入射角および結合した被分析物(analyte)の量によって
どのように変化するかを示す図であり、 第３図は、本発明の１つの物品の断面の概略図であり、 第４図は、本発明の第２の物品の概略図である。
第１図および第２図について説明すると、波長が染料分
子の吸収波長に対応する光のビームが最大の表面プラズ
モン応答を生ずる角度で回折格子に入射する。波長λｆ
の蛍光が存在するとき、蛍光は角度θｆで放射される。
吸収角と放射角とは式 λｆSinθ＝λａSinθｆ で決定される。被分析物(analyte)分子が十分に少量で
結合が共鳴角に測定可能な影響を与えない場合には、吸
収波長および蛍光波長に於ける反射出力は第２ａ図およ
び第２ｂ図に示す方法で入射角の関数として変化する。
吸収波長に於ける反射出力はプラズモン共鳴のための通
常の方法で挙動する。蛍光波長に於ける反射出力は結合
した被分析物(analyte)の量が増加するにつれて増加
し、増大プラズモン共鳴を励起する入射角で曲線の最大
が起こる。
次に、第３図について説明すると、本発明の物品が、本
発明の方法で試料と接触した後の状態で示されている。
物品は、厚さ約１mmのポリメタクリル酸メチル製の基板
１０を含む。基板はポリエステル層１１を担持し、ポリ
エステル層は予め形成されたレリーフプロフィル１２を
担持する。物品の活性表面は、その上表面がレリーフプ
ロフィル１２に一致している厚さ２０nmのアルミニウム
層１３からなる。この層は、これまたプロフィル１２に
一致する酸化アルミニウムの不働態膜１４（厚さ１０nm
以下）で被覆されている。抗原分子１５の単分子層が酸
化アルミニウム膜１４に共有結合し、かくして固定され
ている。抗原分子１５は蛍光染料ローダミンＢで標識さ
れている。抗体１６の単分子不連続層が抗原層１５に結
合される。層１１、１３、１４、１５を有する基板１０
は本発明の物品の１つの実施態様を構成する。予め形成
されたレリーフプロフィルは深さ（山から谷までの）３
０nm、ピッチ（周期）６００nmの単一正弦波格子の形で
ある。物品の表面を規則正しく横切るピッチは指示の容
易さのために圧縮して示してある。本発明の方法の実施
に於て、格子の線に垂直な平面内で偏光される単色光で
物品を観察し、照明（HeNeからの）レーザーの入射角
は、最大のプラズモン共鳴を与えるように選ばれた。抗
体１６が無いとき、すなわち物品と試料との間の接触前
には、フルオロクローム(fluorochrome)の蛍光は強く活
性化されかつ一様にではなく狭い円錐内に放射された。
抗体分子１６の数が増すと、次第に蛍光の消光が生じ
る。
第４図について説明すると、本発明の第２の型の物品が
示されている。層１１、１３、１４は第３図に関して上
述した層と同じである。層１７は抗体分子の結合層であ
り、この層には、物品と被分析試料との接触後、多数の
抗原分子１８が結合した。抗原分子１８〔被分析物(ana
lyte)〕を含む試料を前以て処理（通常の方法で）して
抗原分子を染料標識しておく。前述したプラズモンカッ
プリング効果のため、極めて少数の抗原分子１８が存在
するときでも、不連続単分子層１８の蛍光を観察するこ
とができる。このことは極めて敏感な抗原分子１８分析
手段を可能にする。試料の他の成分および未結合抗原分
子が存在していても、この蛍光を観察することができ
る。
第３図に於て、抗体分子の層１６は、例えば表面の約１
０％を被覆する単分子層である。高さ約１０nmの分子で
は、これは約１nmの平均層厚と等価である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペテイ サフオン サザム 英国 エセツクス シービー11 ４ジユイ ユーサフロン ウオルデン ウエンデンス アンボーブリスバーグ ハウス（番地な し) (72)発明者 ソーヤーズ クレイグ ジヨージ 英国 ハ−トフオ−ドシヤ− エスジ−６ ４エイイー レツチワース イクニール ド ウエイ 196 (56)参考文献 特開 昭60−500309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−501481（ＪＰ，Ａ)

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】試料中の化学種、生化学種または生物学種
    の定性的検出及び／又は定量的検出のための分析方法に
    用いる装置であって、該装置が、所定の波長帯にわたっ
    て光学的に活性な格子構造をもつ表面を有する基板を含
    み、該表面の所定の部分が所定の化学種、生化学種また
    は生物学種を結合する能力がある物質の薄膜で被覆さ
    れ、かつ該物質薄膜が、蛍光性が励起状態において観察
    可能な蛍光化合物の分子を含んでいる装置。
  2. 【請求項２】基板がプラスチック物質である請求の範囲
    第１項記載の装置。
  3. 【請求項３】該プラスチック物質が紫外線硬化性である
    請求の範囲第２項記載の装置。
  4. 【請求項４】該プラスチック物質がアクリル系物質また
    はポリエステル物質である請求の範囲第２項または第３
    項記載の装置。
  5. 【請求項５】該プラスチック物質がポリメタクリル酸メ
    チルである請求の範囲第２項記載の装置。
  6. 【請求項６】基板が合成ポリマー物質で被覆されたガラ
    スである請求の範囲第１項記載の装置。
  7. 【請求項７】基板が層状である請求の範囲第１項〜第６
    項のいずれか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】基板がストリップ形である請求の範囲第７
    項記載の装置。
  9. 【請求項９】基板表面の格子構造が、単一格子または相
    互にある角度で配置された２つ以上の格子の形である請
    求の範囲第６項、第７項または第８項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】格子または各格子が方形波または正弦波
    プロフィルまたは鋸波プロフィルの格子である請求の範
    囲第９項記載の装置。
  11. 【請求項１１】基板表面の格子構造が、規則正しい隆起
    の列からなる請求の範囲第６項、第７項または第８項に
    記載の装置。
  12. 【請求項１２】該表面が金属または金属層で構成される
    請求の範囲第１項〜第11項のいずれか１項に記載の装
    置。
  13. 【請求項１３】金属が銀またはアルミニウムである請求
    の範囲第12項記載の装置。
  14. 【請求項１４】金属が銅または金である請求の範囲第12
    項記載の装置。
  15. 【請求項１５】金属が珪素またはアルミニウムの酸化物
    の層で被覆されている請求の範囲第13項または第14項記
    載の装置。
  16. 【請求項１６】該物質薄膜が蛍光化合物で標識された特
    異的抗原または抗体からなる請求の範囲第１項〜第15項
    のいずれか１項に記載の装置。
  17. 【請求項１７】該抗体がモノクローナル抗体である請求
    の範囲第16項記載の装置。
  18. 【請求項１８】該蛍光化合物がクマリン型またはローダ
    ミン型またはフルオレッセイン型の染料であるかあるい
    はＥｕ+++イオンである請求の範囲第16項または第17項
    記載の装置。
  19. 【請求項１９】試料中の化学種、生化学種または生物学
    種の定性的検出及び／又は定量的検出のための分析方法
    に用いる装置であって、該装置が、所定の波長帯にわた
    って光学的に活性な格子構造をもつ表面を有する基板を
    含み、該表面の所定の部分が所定の化学種、生化学種ま
    たは生物学種を結合する能力がある物質の薄膜で被覆さ
    れ、かつ該物質薄膜が、蛍光性が励起状態において観察
    可能な蛍光化合物の分子を含んでいる装置を、被分析種
    を含有している流体に供し、該装置が担持する該物質薄
    膜に被分析種を付着させ、かつ蛍光放射の強度を測定す
    ることにより、被分析種の結合の前後に於ける該蛍光化
    合物分子の蛍光特性間の比較を行う分析方法。
  20. 【請求項２０】入放射線を、所定の入射角で、かつ(a)
    蛍光化合物の分子を蛍光状態へ励起させるようなかつ
    (b)格子表面構造と共鳴するような波長で該装置の表面
    へ入射させる請求の範囲第19項記載の方法。
  21. 【請求項２１】被分析種が無いときに最大の蛍光が起こ
    る所定の放射角度で、蛍光化合物分子からの蛍光放射の
    観察を行う請求の範囲第20項記載の方法。
  22. 【請求項２２】被分析種が存在するとき最大の蛍光が起
    こる所定の放射角度で、蛍光化合物分子からの蛍光放射
    の観察を行う請求の範囲第20項記載の方法。
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