JPH10307104A - Ｓｐｒセンサ - Google Patents
ＳｐｒセンサInfo
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- JPH10307104A JPH10307104A JP13440797A JP13440797A JPH10307104A JP H10307104 A JPH10307104 A JP H10307104A JP 13440797 A JP13440797 A JP 13440797A JP 13440797 A JP13440797 A JP 13440797A JP H10307104 A JPH10307104 A JP H10307104A
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- Japan
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- thin film
- metal thin
- cell
- substance
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- Pending
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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】 被測定物質をセンサの金属薄膜表面に固定す
るための固定化物質を用いないで、容易に表面プラズモ
ン共鳴を測定できるようにする。 【解決手段】 セル２の外側面には金属薄膜６に対向す
る位置に電極１４が設けられており、金属薄膜６と電極
１４の間には直流電源１６が、金属薄膜６側がプラス極
となるように接続されている。セル２内には金属薄膜６
と電極１４の間に電界が発生し、セル２中の試料液に含
まれるマイナス電荷を持った被測定物質は、クーロン力
により金属薄膜６の方向に引き寄せられる。光源装置１
０から楔形に集光して金属薄膜６との界面に入射した入
射光８ａは、セル２中の試料液の被測定物質が電界によ
り金属薄膜６に近接することにより入射光８ａ中の特定
の角度の光が吸収を受け、検出器１２で検出された反射
光８ｂ中のその吸収を受けた入射角が求められる。
るための固定化物質を用いないで、容易に表面プラズモ
ン共鳴を測定できるようにする。 【解決手段】 セル２の外側面には金属薄膜６に対向す
る位置に電極１４が設けられており、金属薄膜６と電極
１４の間には直流電源１６が、金属薄膜６側がプラス極
となるように接続されている。セル２内には金属薄膜６
と電極１４の間に電界が発生し、セル２中の試料液に含
まれるマイナス電荷を持った被測定物質は、クーロン力
により金属薄膜６の方向に引き寄せられる。光源装置１
０から楔形に集光して金属薄膜６との界面に入射した入
射光８ａは、セル２中の試料液の被測定物質が電界によ
り金属薄膜６に近接することにより入射光８ａ中の特定
の角度の光が吸収を受け、検出器１２で検出された反射
光８ｂ中のその吸収を受けた入射角が求められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はライフサイエンスや
臨床検査の分野での利用が期待されるＳＰＲ（表面プラ
ズモン共鳴：surface plasma resonace）センサに関す
るものである。
臨床検査の分野での利用が期待されるＳＰＲ（表面プラ
ズモン共鳴：surface plasma resonace）センサに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ＳＰＲセンサは表面プラズモン共鳴を利
用したセンサであり、試料液が収容又は流れるガラス製
セル内に金属薄膜が形成され、その金属薄膜の背面側か
らセルのガラスとセル中の試料液との界面で全反射する
条件で光が入射され、その反射光が検出されて、その反
射光中で強度が減少する入射角が測定される。
用したセンサであり、試料液が収容又は流れるガラス製
セル内に金属薄膜が形成され、その金属薄膜の背面側か
らセルのガラスとセル中の試料液との界面で全反射する
条件で光が入射され、その反射光が検出されて、その反
射光中で強度が減少する入射角が測定される。
【０００３】ＳＰＲセンサでは、セルのガラスと試料液
との界面に存在する金属薄膜に、全反射条件で入射した
光のうち特定の入射角の光が吸収を受ける。その吸収を
受ける光の入射角は、セル中に存在する試料液の屈折率
に依存する。ＳＰＲセンサはその吸収を受ける入射角を
測定し、試料液の屈折率、ひいては試料液中の物質の濃
度を測定するものである。その入射角の変動はセル中に
ある試料液中の物質量の変動を反映する。
との界面に存在する金属薄膜に、全反射条件で入射した
光のうち特定の入射角の光が吸収を受ける。その吸収を
受ける光の入射角は、セル中に存在する試料液の屈折率
に依存する。ＳＰＲセンサはその吸収を受ける入射角を
測定し、試料液の屈折率、ひいては試料液中の物質の濃
度を測定するものである。その入射角の変動はセル中に
ある試料液中の物質量の変動を反映する。
【０００４】表面プラズモン共鳴は金属表面での現象で
あるので、金属膜表面のごく近くにある物質の影響のみ
を受ける。そのため、被測定物質をセンサの金属薄膜に
固定するために、センサ部分にデキストランなどの固定
化物質を設けている。ＳＰＲセンサの詳しい説明は、例
えば「蛋白質 核酸 酵素」１１月号Vol37,No.15の297
7〜2984ページ頁及び3005〜3011頁(1992) に記載されて
いる。
あるので、金属膜表面のごく近くにある物質の影響のみ
を受ける。そのため、被測定物質をセンサの金属薄膜に
固定するために、センサ部分にデキストランなどの固定
化物質を設けている。ＳＰＲセンサの詳しい説明は、例
えば「蛋白質 核酸 酵素」１１月号Vol37,No.15の297
7〜2984ページ頁及び3005〜3011頁(1992) に記載されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のＳＰＲセンサで
は被測定物質をセンサ部分に固定するために、デキスト
ランなどの固定化物質を設けているが、被測定物質がそ
の固定化物質に適合しない場合には測定できないという
問題が生じる。そのため測定物質に応じて適当な固定化
物質を見つけ出さなければならないという問題がある。
表面プラズモン共鳴現象は、必ずしも被測定物質が金属
薄膜に付着していなくても、光の波長よりも近接してい
れば発生することが知られている。そこで、本発明は被
測定物質をセンサの金属薄膜表面に固定するための固定
化物質を用いないで、容易に表面プラズモン共鳴を測定
できるようにすることを目的とするものである。
は被測定物質をセンサ部分に固定するために、デキスト
ランなどの固定化物質を設けているが、被測定物質がそ
の固定化物質に適合しない場合には測定できないという
問題が生じる。そのため測定物質に応じて適当な固定化
物質を見つけ出さなければならないという問題がある。
表面プラズモン共鳴現象は、必ずしも被測定物質が金属
薄膜に付着していなくても、光の波長よりも近接してい
れば発生することが知られている。そこで、本発明は被
測定物質をセンサの金属薄膜表面に固定するための固定
化物質を用いないで、容易に表面プラズモン共鳴を測定
できるようにすることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＳＰＲセンサ
は、セル中にある試料液中の被測定物質にセンサ部分の
金属薄膜方向へ移動させる力を発生させる電界又は磁界
を作用させる手段を備えている。生体試料の多くの分子
はマイナスに荷電している場合が多い。そのような分子
に電界を作用させるとクーロン力が発生して分子を金属
薄膜に近付けることができる。またフローセルの場合、
そのような荷電分子が移動していると磁界を作用させる
ことによりローレンス力が生じ、分子を金属薄膜に近付
けることができる。
は、セル中にある試料液中の被測定物質にセンサ部分の
金属薄膜方向へ移動させる力を発生させる電界又は磁界
を作用させる手段を備えている。生体試料の多くの分子
はマイナスに荷電している場合が多い。そのような分子
に電界を作用させるとクーロン力が発生して分子を金属
薄膜に近付けることができる。またフローセルの場合、
そのような荷電分子が移動していると磁界を作用させる
ことによりローレンス力が生じ、分子を金属薄膜に近付
けることができる。
【０００７】
【実施例】図１（Ａ）は第１の実施例の概略断面図を示
したものである。ガラス製セル２の一つの面にはその外
側に一体的にプリズム４が設けられており、そのプリズ
ム４が設けられている面のセルの内側には金属薄膜６が
付着されている。セル２内には試料液が流され又は収容
される。
したものである。ガラス製セル２の一つの面にはその外
側に一体的にプリズム４が設けられており、そのプリズ
ム４が設けられている面のセルの内側には金属薄膜６が
付着されている。セル２内には試料液が流され又は収容
される。
【０００８】セル２の外側には、プリズム４に対し、楔
形に集光したレーザ光の入射光８ａを入射させる光源装
置１０が設けられている。入射光８ａの入射角θは、プ
リズム４のガラス面とセル２内の試料液との界面で全反
射が起こる角度に設定されている。入射光８ａによる反
射光８ｂを受光するために検出器１２が設けられてい
る。検出器１２は反射角の異なる光を同時に検出できる
アレイ型検出器である。
形に集光したレーザ光の入射光８ａを入射させる光源装
置１０が設けられている。入射光８ａの入射角θは、プ
リズム４のガラス面とセル２内の試料液との界面で全反
射が起こる角度に設定されている。入射光８ａによる反
射光８ｂを受光するために検出器１２が設けられてい
る。検出器１２は反射角の異なる光を同時に検出できる
アレイ型検出器である。
【０００９】セル２の外側面には金属薄膜６に対向する
位置に電極１４が設けられており、金属薄膜６と電極１
４の間には直流電源１６が、金属薄膜６側がプラス極と
なるように接続されている。セル２内には金属薄膜６と
電極１４の間に電界が発生し、セル２中の試料液に含ま
れるマイナス電荷を持った被測定物質は、クーロン力に
より金属薄膜６の方向に引き寄せられる。
位置に電極１４が設けられており、金属薄膜６と電極１
４の間には直流電源１６が、金属薄膜６側がプラス極と
なるように接続されている。セル２内には金属薄膜６と
電極１４の間に電界が発生し、セル２中の試料液に含ま
れるマイナス電荷を持った被測定物質は、クーロン力に
より金属薄膜６の方向に引き寄せられる。
【００１０】光源装置１０から楔形に集光して金属薄膜
６との界面に入射した入射光８ａは、セル２中の試料液
の被測定物質が電界により金属薄膜６に近接することに
より入射光８ａ中の特定の角度の光が吸収を受け、検出
器１２で検出された反射光８ｂ中のその吸収を受けた入
射角が求められる。
６との界面に入射した入射光８ａは、セル２中の試料液
の被測定物質が電界により金属薄膜６に近接することに
より入射光８ａ中の特定の角度の光が吸収を受け、検出
器１２で検出された反射光８ｂ中のその吸収を受けた入
射角が求められる。
【００１１】セル２は試料液が収容されるセルであって
もよく、試料液がながれるフローセルであってもよい。
いま、セル２がフローセルであるとした場合を考える。
表面プラズモン共鳴により吸収を受ける入射角の変化は
共鳴シグナルと呼ばれ、１０-4度の変化が１ＲＵ（reso
nance unit）と呼ばれている。フローセルを用い、検出
器１２により共鳴シグナルを測定すると、図１（Ｂ）の
ような信号が得られる。そこで、このセンサは液体クロ
マトグラフ等の検出器に利用することができる。
もよく、試料液がながれるフローセルであってもよい。
いま、セル２がフローセルであるとした場合を考える。
表面プラズモン共鳴により吸収を受ける入射角の変化は
共鳴シグナルと呼ばれ、１０-4度の変化が１ＲＵ（reso
nance unit）と呼ばれている。フローセルを用い、検出
器１２により共鳴シグナルを測定すると、図１（Ｂ）の
ような信号が得られる。そこで、このセンサは液体クロ
マトグラフ等の検出器に利用することができる。
【００１２】図２は試料液中の被測定物質をセンサの金
属薄膜に近接させるために、磁界を作用させてローレン
ツ力を利用した第２の実施例を表したものである。セル
２がフローセルであり、マイナスに荷電している被測定
物質を含む試料液が左方向に流れるものとすると、電流
はその逆に右方向に流れることになり、磁界を紙面垂直
方向に作用させることによって、荷電粒子にはローレン
ツ力が作用して金属薄膜６の方向へ移動させることがで
きる。セル２の構造は図１（Ａ）に示されたものと同じ
であり、表面プラズモン共鳴により吸収を受ける入射角
を測定するために光源装置１０とアレイ型検出器１２が
備えられている。
属薄膜に近接させるために、磁界を作用させてローレン
ツ力を利用した第２の実施例を表したものである。セル
２がフローセルであり、マイナスに荷電している被測定
物質を含む試料液が左方向に流れるものとすると、電流
はその逆に右方向に流れることになり、磁界を紙面垂直
方向に作用させることによって、荷電粒子にはローレン
ツ力が作用して金属薄膜６の方向へ移動させることがで
きる。セル２の構造は図１（Ａ）に示されたものと同じ
であり、表面プラズモン共鳴により吸収を受ける入射角
を測定するために光源装置１０とアレイ型検出器１２が
備えられている。
【００１３】
【発明の効果】ＳＰＲセンサでは、従来は被測定物質を
センサの金属薄膜に付着させるために何らかの固定化支
持層が必要であったが、本発明によればそのような固定
化支持層が不要になる。そのため被測定物質と固定化支
持層の適合性を問題にすることなく、荷電した被測定物
質であれば全て測定対象となる。セルとしてフローセル
を用いた場合には液体クロマトグラフなどのフロー方式
の分析装置の検出器として利用することができる。
センサの金属薄膜に付着させるために何らかの固定化支
持層が必要であったが、本発明によればそのような固定
化支持層が不要になる。そのため被測定物質と固定化支
持層の適合性を問題にすることなく、荷電した被測定物
質であれば全て測定対象となる。セルとしてフローセル
を用いた場合には液体クロマトグラフなどのフロー方式
の分析装置の検出器として利用することができる。
【図１】第１の実施例を示すものであり、（Ａ）は概略
断面図、（Ｂ）は連続測定例を示す波形図である。
断面図、（Ｂ）は連続測定例を示す波形図である。
【図２】第２の実施例を示す概略断面図である。
２ セル ４ プリズム ６ 金属薄膜 ８ａ 入射光 ８ｂ 反射光 １０ 光源装置 １２ 検出器 １４ 電極 １６ 電源装置
Claims (1)
- 【請求項１】 試料液が収容又は流れるガラス製セル内
に金属薄膜が形成され、その金属薄膜の背面側からセル
のガラスとセル中の試料液との界面で全反射する条件で
光が入射され、その反射光が検出されて、その反射光中
で強度が減少する入射角が測定されるＳＰＲセンサにお
いて、 前記セル中にある試料液中の被測定物質に前記金属薄膜
方向へ移動させる力を発生させる電界又は磁界を作用さ
せる手段を備えたことを特徴とするＳＰＲセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13440797A JPH10307104A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Ｓｐｒセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13440797A JPH10307104A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Ｓｐｒセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10307104A true JPH10307104A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=15127670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13440797A Pending JPH10307104A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Ｓｐｒセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10307104A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100377192B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2003-03-26 | 한국전자통신연구원 | 표면 플라즈몬 공명을 이용한 전광 센서 |
| KR20030047567A (ko) * | 2001-12-11 | 2003-06-18 | 한국전자통신연구원 | 표면 플라즈몬 공명 센서 시스템 |
| US10060851B2 (en) | 2013-03-05 | 2018-08-28 | Plexense, Inc. | Surface plasmon detection apparatuses and methods |
| US10359362B2 (en) | 2013-04-15 | 2019-07-23 | Plexense, Inc. | Method for manufacturing nanoparticle array, surface plasmon resonance-based sensor and method for analyzing using same |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01308946A (ja) * | 1987-04-10 | 1989-12-13 | Nederland Centr Org Toegepast Natuur Onder | 表面プラズモン共鳴を使用して試験媒体中に存在する低濃度の生化学的成分を検出する方法及び装置 |
| JPH02297053A (ja) * | 1989-04-27 | 1990-12-07 | Amersham Internatl Plc | バイオセンサーの改良 |
| JPH06167443A (ja) * | 1992-10-23 | 1994-06-14 | Olympus Optical Co Ltd | 表面プラズモン共鳴を利用した測定装置 |
| JPH09257702A (ja) * | 1996-03-21 | 1997-10-03 | Toto Ltd | 表面プラズモン共鳴センサ装置 |
| JPH09304339A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 電気泳動センサー |
| JPH1019769A (ja) * | 1996-04-30 | 1998-01-23 | Fuji Photo Film Co Ltd | 表面プラズモンセンサー |
| JPH1078393A (ja) * | 1996-09-04 | 1998-03-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | 表面プラズモンセンサー |
-
1997
- 1997-05-07 JP JP13440797A patent/JPH10307104A/ja active Pending
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| KR100377192B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2003-03-26 | 한국전자통신연구원 | 표면 플라즈몬 공명을 이용한 전광 센서 |
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| US10359362B2 (en) | 2013-04-15 | 2019-07-23 | Plexense, Inc. | Method for manufacturing nanoparticle array, surface plasmon resonance-based sensor and method for analyzing using same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040416 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050708 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050809 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051206 |