JPH09250981A - 表面プラズモン共鳴センサ - Google Patents
表面プラズモン共鳴センサInfo
- Publication number
- JPH09250981A JPH09250981A JP10071896A JP10071896A JPH09250981A JP H09250981 A JPH09250981 A JP H09250981A JP 10071896 A JP10071896 A JP 10071896A JP 10071896 A JP10071896 A JP 10071896A JP H09250981 A JPH09250981 A JP H09250981A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- thin film
- surface plasmon
- plasmon resonance
- metal thin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 7
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract 2
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000005842 biochemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000012503 blood component Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/55—Specular reflectivity
- G01N21/552—Attenuated total reflection
- G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来エバネッセント波に影響を与えることが困
難とされてきた測定対象基質の分子に対しても有効に機
能し、基質の濃度を算出できる表面プラズモン共鳴セン
サを提供すること。 【解決手段】本発明の表面プラズモン共鳴センサ（１）
は、エバネッセント波が生じる金属薄膜（３）上に半導
体薄膜（４）を配置することを特徴とする。金属薄膜
（３）は透光性の光透過媒体（２）上に設けられ光反射
面（２ａ）において幾何学的な全反射条件で光を反射す
るようになっている。
難とされてきた測定対象基質の分子に対しても有効に機
能し、基質の濃度を算出できる表面プラズモン共鳴セン
サを提供すること。 【解決手段】本発明の表面プラズモン共鳴センサ（１）
は、エバネッセント波が生じる金属薄膜（３）上に半導
体薄膜（４）を配置することを特徴とする。金属薄膜
（３）は透光性の光透過媒体（２）上に設けられ光反射
面（２ａ）において幾何学的な全反射条件で光を反射す
るようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学系を用いて被
測定溶液中の測定対象基質を測定する光のエバネッセン
ト波を利用する表面プラズモン共鳴センサに関する。
測定溶液中の測定対象基質を測定する光のエバネッセン
ト波を利用する表面プラズモン共鳴センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、バイオセンサでは、血液中の特
定蛋白や抗原等の血液中成分、或いは尿中のグルコー
ス，アスコルビン酸等の尿中成分である測定対象基質
を、これら基質に対する識別機能を有し当該基質と生物
化学的反応を起こす生体物質が用いられている。そし
て、この生物化学的反応の進行に伴う種々の物理化学的
な変位量を物理化学デバイスにより検出し、測定対象基
質の特定やその濃度等が検出される。例えば、生物化学
的反応により消費或いは生成する電極活性物質の電極反
応を介して基質濃度を検出するものや、生物化学的反応
の進行に伴って起きるエンタルピー変化をサーミスタで
検出して基質濃度を検出するものなどがあり、これらの
バイオセンサは早くから実用化されている。
定蛋白や抗原等の血液中成分、或いは尿中のグルコー
ス，アスコルビン酸等の尿中成分である測定対象基質
を、これら基質に対する識別機能を有し当該基質と生物
化学的反応を起こす生体物質が用いられている。そし
て、この生物化学的反応の進行に伴う種々の物理化学的
な変位量を物理化学デバイスにより検出し、測定対象基
質の特定やその濃度等が検出される。例えば、生物化学
的反応により消費或いは生成する電極活性物質の電極反
応を介して基質濃度を検出するものや、生物化学的反応
の進行に伴って起きるエンタルピー変化をサーミスタで
検出して基質濃度を検出するものなどがあり、これらの
バイオセンサは早くから実用化されている。
【０００３】その一方で、近年では、生物化学的反応の
進行に伴う誘電率の変化に着目し、光学的なデバイスを
用いて被測定溶液中の測定対象基質を測定するバイオセ
ンサが提案されている（特開平１−１３８４４３）。こ
のバイオセンサでは、光学系として、金属薄膜が設けら
れた光反射面において幾何学的な全反射条件で光を反射
する透光性の光透過媒体を有し、この光透過媒体と金属
薄膜でエバネッセント波結合を形成する光学系が用いら
れている。その測定原理は、次の通りである。
進行に伴う誘電率の変化に着目し、光学的なデバイスを
用いて被測定溶液中の測定対象基質を測定するバイオセ
ンサが提案されている（特開平１−１３８４４３）。こ
のバイオセンサでは、光学系として、金属薄膜が設けら
れた光反射面において幾何学的な全反射条件で光を反射
する透光性の光透過媒体を有し、この光透過媒体と金属
薄膜でエバネッセント波結合を形成する光学系が用いら
れている。その測定原理は、次の通りである。
【０００４】エバネッセント波結合を形成する光学系の
光透過媒体にｐ偏光された光を全反射条件を満たした種
々の入射角で光反射面に照射すると、入射角がある値の
ときに特典な現象が起きる。即ち、ｐ偏光された光が光
反射面に照射されると、金属薄膜の光透過媒体側膜面に
は入射角θを変数とする波数のエバネッセント波が生じ
る。そして、金属は固体プラズマと見なすことができる
ので、金属薄膜の反光透過媒体側膜面には、量子論的な
電荷密度の波としての表面プラズモン波が光のトンネル
効果により生じる。この表面プラズモン波は、金属薄膜
と反光透過媒体側膜面を境界面として接触する媒質との
間の波動として生じる。
光透過媒体にｐ偏光された光を全反射条件を満たした種
々の入射角で光反射面に照射すると、入射角がある値の
ときに特典な現象が起きる。即ち、ｐ偏光された光が光
反射面に照射されると、金属薄膜の光透過媒体側膜面に
は入射角θを変数とする波数のエバネッセント波が生じ
る。そして、金属は固体プラズマと見なすことができる
ので、金属薄膜の反光透過媒体側膜面には、量子論的な
電荷密度の波としての表面プラズモン波が光のトンネル
効果により生じる。この表面プラズモン波は、金属薄膜
と反光透過媒体側膜面を境界面として接触する媒質との
間の波動として生じる。
【０００５】そして、入射角θがある値のときには、こ
のエバネッセント波と表面プラズモン波とがその波数が
一致して共鳴する表面プラズモン共鳴現象が起き、光の
エネルギが表面プラズモン波の励起エネルギに使われ
る。この際、エネルギ的には、光反射面に入射した光の
エネルギは表面プラズモン波の励起に使われたエネルギ
と反射面からの反射光のエネルギの和に等しいという開
係がある。このため、反射角とエネルギ（光量）の変化
の様子を測定することで、表面プラズモン共鳴現象の有
無、延いては当該現象が起きた時の入射角を求めること
ができる。その一方、表面プラズモン共鳴現象が起きる
際の入射角と媒質の屈折率とは相関開係にあり、この屈
折率は、マクスウェルの方程式から媒質の誘電率で規定
でき、生体物質による生物化学的反応の進行と誘電率と
は相関関係にある。よって、反射光の光量が急激に減少
したときの反射角からその時の入射角が決まり、上記の
各相関関係から生体物質による生物化学的反応の進行の
程度、即ち基質濃度が算出される。
のエバネッセント波と表面プラズモン波とがその波数が
一致して共鳴する表面プラズモン共鳴現象が起き、光の
エネルギが表面プラズモン波の励起エネルギに使われ
る。この際、エネルギ的には、光反射面に入射した光の
エネルギは表面プラズモン波の励起に使われたエネルギ
と反射面からの反射光のエネルギの和に等しいという開
係がある。このため、反射角とエネルギ（光量）の変化
の様子を測定することで、表面プラズモン共鳴現象の有
無、延いては当該現象が起きた時の入射角を求めること
ができる。その一方、表面プラズモン共鳴現象が起きる
際の入射角と媒質の屈折率とは相関開係にあり、この屈
折率は、マクスウェルの方程式から媒質の誘電率で規定
でき、生体物質による生物化学的反応の進行と誘電率と
は相関関係にある。よって、反射光の光量が急激に減少
したときの反射角からその時の入射角が決まり、上記の
各相関関係から生体物質による生物化学的反応の進行の
程度、即ち基質濃度が算出される。
【０００６】ところで、このようなバイオセンサにあっ
ては、金属薄膜の反光透過媒体側膜面のごく近傍、詳し
くはトンネル効果を起こすエバネッセント領域（約１０
０ｎｍ）において基質と生体物質との生物化学的反応が
起こる必要がある。このため、特許出願公表平４−５０
１６０５に提案されているように、生体物質を固定した
雇いわゆるリガンド層を金属薄膜の上記膜面に固定化す
ることが一般に行なわれている。
ては、金属薄膜の反光透過媒体側膜面のごく近傍、詳し
くはトンネル効果を起こすエバネッセント領域（約１０
０ｎｍ）において基質と生体物質との生物化学的反応が
起こる必要がある。このため、特許出願公表平４−５０
１６０５に提案されているように、生体物質を固定した
雇いわゆるリガンド層を金属薄膜の上記膜面に固定化す
ることが一般に行なわれている。
【０００７】このように、エバネッセント波結合を形成
する光学系を用いて被測定溶液中の測定対象基質を測定
するバイオセンサは、被測定溶液の着色程度や不透明さ
などの影響を受けない、或いは金属薄膜の反光透過媒体
側膜面に基質と生物化学的反応を起こす生体物質を固着
しておくだけでよい等の利点を有するので、急速に普及
しつつある。
する光学系を用いて被測定溶液中の測定対象基質を測定
するバイオセンサは、被測定溶液の着色程度や不透明さ
などの影響を受けない、或いは金属薄膜の反光透過媒体
側膜面に基質と生物化学的反応を起こす生体物質を固着
しておくだけでよい等の利点を有するので、急速に普及
しつつある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、被測定
溶液中の測定対象基質の分子の濃度が低い場合や、分子
量が小さい分子の場合には分子が直接エバネッセント波
に影響を与えることは困難であり、前述の各相関関係か
ら生体物質による生物化学的反応の進行の程度、即ち基
質濃度を算出できなかった。
溶液中の測定対象基質の分子の濃度が低い場合や、分子
量が小さい分子の場合には分子が直接エバネッセント波
に影響を与えることは困難であり、前述の各相関関係か
ら生体物質による生物化学的反応の進行の程度、即ち基
質濃度を算出できなかった。
【０００９】従って、本発明の目的は、従来エバネッセ
ント波に影響を与えることが困難とされてきた測定対象
基質の分子に対しても有効に機能し、基質の濃度を算出
できる表面プラズモン共鳴センサを提供することにあ
る。
ント波に影響を与えることが困難とされてきた測定対象
基質の分子に対しても有効に機能し、基質の濃度を算出
できる表面プラズモン共鳴センサを提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の表面プラズモン
共鳴センサは、エバネッセント波が生じる金属薄膜上に
半導体薄膜を配置することを特徴とする。金属薄膜は透
光性の光透過媒体上に設けられ光反射面において幾何学
的な全反射条件で光を反射するようになっている。半導
体薄膜は検出したい分子と相互作用をして半導体中のバ
ンド構造やキャリア濃度に変化を生じる。このように半
導体と分子は直接または間接に相互作用をして半導体中
のキャリア（電荷）に変化をもたらす。光透過媒体と金
属薄膜とで形成されるエバネッセント波は半導体中のキ
ャリアの変化の影響を受ける。エバネッセント波の変化
は従来技術の手段で電気信号に変換されセンサの出力信
号となる。
共鳴センサは、エバネッセント波が生じる金属薄膜上に
半導体薄膜を配置することを特徴とする。金属薄膜は透
光性の光透過媒体上に設けられ光反射面において幾何学
的な全反射条件で光を反射するようになっている。半導
体薄膜は検出したい分子と相互作用をして半導体中のバ
ンド構造やキャリア濃度に変化を生じる。このように半
導体と分子は直接または間接に相互作用をして半導体中
のキャリア（電荷）に変化をもたらす。光透過媒体と金
属薄膜とで形成されるエバネッセント波は半導体中のキ
ャリアの変化の影響を受ける。エバネッセント波の変化
は従来技術の手段で電気信号に変換されセンサの出力信
号となる。
【００１１】半導体薄膜の屈折率は光透過媒体の屈折率
よりも小さなっているので、十分に表面プラズモン波の
励起条件を満たすことができる。
よりも小さなっているので、十分に表面プラズモン波の
励起条件を満たすことができる。
【００１２】半導体薄膜の材質はフッ素化合物、好まし
くはポリテトラフルオロエチレンをスパッタリング法で
形成した物がよい。
くはポリテトラフルオロエチレンをスパッタリング法で
形成した物がよい。
【００１３】本発明の上記特徴や効果、ならびに、他の
特徴や利点は、以下の実施例の記載に従い明らかにす
る。
特徴や利点は、以下の実施例の記載に従い明らかにす
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を表面プラズモン
共鳴センサに適用した構成を第１図に示す。１は本発明
の表面プラズモン共鳴センサであり、光透過媒体２に金
属薄膜３を設け、更に金属薄膜３の少なくとも一部を覆
うように半導体薄膜４を設けている。
共鳴センサに適用した構成を第１図に示す。１は本発明
の表面プラズモン共鳴センサであり、光透過媒体２に金
属薄膜３を設け、更に金属薄膜３の少なくとも一部を覆
うように半導体薄膜４を設けている。
【００１５】光透過媒体２は屈折率１．５２のガラス製
であり光の入射面２ａ、光反射面２ｂ及び光の出射面２
ｃを備えている。金属薄膜３は金を材質とする膜厚５０
ｍｍのものを光透過媒体２の光反射面２ｂに真空蒸着法
を利用して固定されている。
であり光の入射面２ａ、光反射面２ｂ及び光の出射面２
ｃを備えている。金属薄膜３は金を材質とする膜厚５０
ｍｍのものを光透過媒体２の光反射面２ｂに真空蒸着法
を利用して固定されている。
【００１６】本発明の特徴である半導体薄膜４は表面プ
ラズモン波を励起させる金属薄膜３上に設けられてお
り、具体的にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）をターゲットにしてスパッタリング法により形成し
ている。膜厚は約３００ｎｍである。この膜の炭素とフ
ッ素の組成比は約１：１となっている。ちなみに単なる
ＰＴＦＥの組成比は１：２である。膜は緻密でありＡＦ
Ｍ（原子間力顕微鏡）で測定してもポーラスな部分は見
つからなかった。この膜の電気的特性を測定するとＮ型
半導体の特性を示した。
ラズモン波を励起させる金属薄膜３上に設けられてお
り、具体的にはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）をターゲットにしてスパッタリング法により形成し
ている。膜厚は約３００ｎｍである。この膜の炭素とフ
ッ素の組成比は約１：１となっている。ちなみに単なる
ＰＴＦＥの組成比は１：２である。膜は緻密でありＡＦ
Ｍ（原子間力顕微鏡）で測定してもポーラスな部分は見
つからなかった。この膜の電気的特性を測定するとＮ型
半導体の特性を示した。
【００１７】本発明の表面プラズモン共鳴センサ１を用
いた測定を行う際には、半導体薄膜４を被測定溶液中の
測定対象基質に接触させ、検出したい分子と相互作用を
して半導体中のバンド構造やキャリア濃度に変化を生じ
させる。このように半導体と分子は直接または間接に相
互作用をして半導体中のキャリア（電荷）に変化をもた
らす。
いた測定を行う際には、半導体薄膜４を被測定溶液中の
測定対象基質に接触させ、検出したい分子と相互作用を
して半導体中のバンド構造やキャリア濃度に変化を生じ
させる。このように半導体と分子は直接または間接に相
互作用をして半導体中のキャリア（電荷）に変化をもた
らす。
【００１８】続いて、発光ダイオードや半導体レーザか
らなる単一波長の光を発生する光源ユニット５から光透
過媒体２の入射面２ａに向けて光を照射し、不図示のレ
ンズ等を利用して光反射面２ｂに焦点を結ぶように集光
させる。こうして光透過媒体２と金属薄膜３とで形成さ
れるエバネッセント波は半導体中のキャリアの変化の影
響を受ける。エバネッセント波の変化は光の出射面２ｃ
側に設けられたＣＣＤ撮像素子等からなる受光ユニット
６で検出され、不図示の制御手段により電気信号に変換
されセンサの出力信号となる。
らなる単一波長の光を発生する光源ユニット５から光透
過媒体２の入射面２ａに向けて光を照射し、不図示のレ
ンズ等を利用して光反射面２ｂに焦点を結ぶように集光
させる。こうして光透過媒体２と金属薄膜３とで形成さ
れるエバネッセント波は半導体中のキャリアの変化の影
響を受ける。エバネッセント波の変化は光の出射面２ｃ
側に設けられたＣＣＤ撮像素子等からなる受光ユニット
６で検出され、不図示の制御手段により電気信号に変換
されセンサの出力信号となる。
【００１９】続いて、本発明の表面プラズモン共鳴セン
サ１を用いて湿度を測定した例を第２図を基に説明す
る。ここでは２０℃の標準空気と２０℃湿度５０％ＲＨ
の空気を交互切り替えて流した時の共振角の経時的変化
を測定している。図中で２つの山になっている部分が２
０℃湿度５０％ＲＨの空気を流したところである。
サ１を用いて湿度を測定した例を第２図を基に説明す
る。ここでは２０℃の標準空気と２０℃湿度５０％ＲＨ
の空気を交互切り替えて流した時の共振角の経時的変化
を測定している。図中で２つの山になっている部分が２
０℃湿度５０％ＲＨの空気を流したところである。
【００２０】以上には本発明の特定の実施例を記載した
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、例え
ば、半導体と目的とする分子が直接相互作用をしない組
み合わせの場合は分子に選択的に作用する触媒を半導体
表面に固定するなどの手段を講じても良い。また、本発
明は表面プラズモン共鳴センサのみならず光ファイバー
を利用したセンサなどエバネッセント波を利用するセン
サに応用できる。
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、例え
ば、半導体と目的とする分子が直接相互作用をしない組
み合わせの場合は分子に選択的に作用する触媒を半導体
表面に固定するなどの手段を講じても良い。また、本発
明は表面プラズモン共鳴センサのみならず光ファイバー
を利用したセンサなどエバネッセント波を利用するセン
サに応用できる。
【００２１】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明は、金属薄
膜が設けられた光反射面において幾何学的な全反射条件
で光を反射する透光性の光透過媒体の前記金属薄膜の少
なくとも一部に半導体薄膜を設けたので、従来測定が困
難であった被測定溶液中の測定対象基質の分子の濃度が
低い場合や、分子量が小さい分子の場合であっても濃度
の測定が可能となった。
膜が設けられた光反射面において幾何学的な全反射条件
で光を反射する透光性の光透過媒体の前記金属薄膜の少
なくとも一部に半導体薄膜を設けたので、従来測定が困
難であった被測定溶液中の測定対象基質の分子の濃度が
低い場合や、分子量が小さい分子の場合であっても濃度
の測定が可能となった。
【００２２】本発明の好ましい実施態様においては、半
導体薄膜としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）をターゲットにしてスパッタリング法により形成し
たものを採用しているので、大気中の湿度の測定が可能
となった。
導体薄膜としてＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）をターゲットにしてスパッタリング法により形成し
たものを採用しているので、大気中の湿度の測定が可能
となった。
【図１】図１は、本発明の表面プラズモン共鳴センサを
示す概念図である。
示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の表面プラズモン共鳴センサを
利用して測定を行った結果を示すグラフである。
利用して測定を行った結果を示すグラフである。
１：表面プラズモン共鳴センサ ２：光透過媒体 ３：金属薄膜 ４：半導体薄膜 ５：光源ユニット ６：受光ユニット
Claims (5)
- 【請求項１】 金属薄膜上に設けられた半導体薄膜と、
前記金属薄膜が設けられた光反射面において幾何学的な
全反射条件で光を反射する透光性の光透過媒体を有し、
該光透過媒体と前記金属薄膜でエバネッセント波結合を
形成する光学系を用いて、前記半導体薄膜に接触した被
測定溶液中の測定対象基質を測定する表面プラズモン共
鳴センサ。 - 【請求項２】 前記半導体薄膜の屈折率が前記光透過媒
体の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項１記載
の表面プラズモン共鳴センサ。 - 【請求項３】 前記半導体薄膜がフッ素化合物からなる
ことを特徴とする請求項１から２記載の表面プラズモン
共鳴センサ。 - 【請求項４】 前記半導体薄膜がポリテトラフルオロエ
チレンをスパッタリング法で形成したことを特徴とする
請求項１から３記載の表面プラズモン共鳴センサ。 - 【請求項５】 前記光学系が、光源からの光を前記光反
射面に集光して照射する入射側光学系と、前記光反射面
で反射し前記光透過媒体から外部に出射する反射光を受
光し、該反射光の光量を反射光ごとに検出する出射側光
学系とを備えることを特徴とする請求項１から４記載の
表面プラズモン共鳴センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071896A JPH09250981A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 表面プラズモン共鳴センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10071896A JPH09250981A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 表面プラズモン共鳴センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250981A true JPH09250981A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=14281429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10071896A Pending JPH09250981A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 表面プラズモン共鳴センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09250981A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053016A1 (fr) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Structure amelioree de detection optique pour capteur par resonance plasmon. |
| CN100412528C (zh) * | 2005-10-20 | 2008-08-20 | 汪胜前 | 气体和液体浓度检测传感器及检测系统 |
| JP2009025199A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Univ Soka | 光ファイバ型表面プラズモン湿度センサ、表面プラズモン湿度センサ、光ファイバ型湿度センサ及び湿度測定装置 |
| WO2010084523A1 (ja) * | 2009-01-20 | 2010-07-29 | 学校法人創価大学 | 湿度センサ及び湿度測定装置 |
| CN101865841A (zh) * | 2010-06-28 | 2010-10-20 | 北京航空航天大学 | 一种高灵敏度表面等离子体共振传感器 |
| EP2757363A4 (en) * | 2011-09-15 | 2015-06-24 | Nitto Denko Corp | PLASMON SURFACE RESONANCE SENSOR CELL (SPR) AND SPR SENSOR |
| WO2023189139A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 京セラ株式会社 | 光学デバイス及びバイオセンサ |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP10071896A patent/JPH09250981A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100412528C (zh) * | 2005-10-20 | 2008-08-20 | 汪胜前 | 气体和液体浓度检测传感器及检测系统 |
| WO2008053016A1 (fr) * | 2006-11-03 | 2008-05-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Structure amelioree de detection optique pour capteur par resonance plasmon. |
| FR2908186A1 (fr) * | 2006-11-03 | 2008-05-09 | Commissariat Energie Atomique | Structure amelioree de detection optique pour capteur par resonance plasmon |
| JP2010508527A (ja) * | 2006-11-03 | 2010-03-18 | コミサリア、ア、レネルジ、アトミク−セーエーアー | プラズモン共鳴センサのための改良型光学的検出機構 |
| US8031341B2 (en) | 2006-11-03 | 2011-10-04 | Commissariat A L'energie Atomique | Optical detection structure for a plasmon resonance sensor |
| JP2009025199A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Univ Soka | 光ファイバ型表面プラズモン湿度センサ、表面プラズモン湿度センサ、光ファイバ型湿度センサ及び湿度測定装置 |
| WO2010084523A1 (ja) * | 2009-01-20 | 2010-07-29 | 学校法人創価大学 | 湿度センサ及び湿度測定装置 |
| CN101865841A (zh) * | 2010-06-28 | 2010-10-20 | 北京航空航天大学 | 一种高灵敏度表面等离子体共振传感器 |
| EP2757363A4 (en) * | 2011-09-15 | 2015-06-24 | Nitto Denko Corp | PLASMON SURFACE RESONANCE SENSOR CELL (SPR) AND SPR SENSOR |
| WO2023189139A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 京セラ株式会社 | 光学デバイス及びバイオセンサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6710870B1 (en) | Method and device for measuring luminescence | |
| US6320991B1 (en) | Optical sensor having dielectric film stack | |
| FI76432C (fi) | Foerfarande och anordning foer bestaemning av element i loesning med en ljusledare. | |
| US20090116020A1 (en) | Biosensor, method for producing the same and sensor measurement system | |
| US8068995B2 (en) | Biosensing apparatus and system | |
| JP5143668B2 (ja) | 検出方法、検出用試料セルおよび検出用キット | |
| JP2010518389A (ja) | エバネセント導波管及び集積センサを用いるバイオセンサ | |
| JPWO2005078415A1 (ja) | 表面プラズモン共鳴センサー | |
| JPH06506298A (ja) | 分析装置 | |
| JP2001516020A (ja) | 保護誘電層で被覆された格子を有する回折異常センサ | |
| EP1005634A2 (en) | Near normal incidence optical assaying method and system having wavelength and angle sensitivity | |
| JP2001066248A (ja) | 表面プラズモンセンサー | |
| JPH10501616A (ja) | 漸減励起された発光を検出するための方法 | |
| WO2001090728A1 (en) | Differential spr sensor and measuring method using it | |
| US7602496B2 (en) | Optical sensor with biologically reactive surface | |
| JP4581135B2 (ja) | 光導波モードセンサー用のチップ | |
| JP2009210569A (ja) | 表面プラズモン共鳴センサ用チップ | |
| JPH09250981A (ja) | 表面プラズモン共鳴センサ | |
| JPH09257699A (ja) | 表面プラズモン共鳴センサ装置 | |
| JP2002365210A (ja) | 生体分子検出方法 | |
| WO2011050968A1 (en) | Method for the direct measure of molecular interactions by detection of light reflected from multilayered functionalized dielectrics | |
| JPH05332937A (ja) | オプティカルイオンセンサー | |
| JPH0996605A (ja) | バイオセンサ | |
| JP2004333250A (ja) | 光学式バイオセンサ | |
| JP2007271597A (ja) | 光導波モードセンサー |