WO2015146499A1 - 蛍光センサ - Google Patents

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optical
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fluorescence
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Definitions

  • the present invention includes a fluorescent member that generates an amount of fluorescence that correlates with an analyte concentration by applying excitation light, and a measurement optical system that emits the excitation light and detects the fluorescence from the fluorescent member.
  • the present invention relates to a fluorescence sensor.
  • a fluorescence sensor for quantifying the concentration of an analyte has been developed by utilizing the property that the fluorescence intensity changes due to the interaction between the analyte and the labeling substance.
  • an apparatus for quantifying glucose concentration while a part or all of a sensor is embedded in the body of a subject.
  • Japanese Patent Publication No. 2007-513333 proposes a device in which an optical conduit (for example, a bifurcated fiber bundle) is provided inside a puncture needle, and a sensing element (for example, a fluorescent member) is attached around the distal end thereof. Yes. And it is described that excitation light is transmitted from one fiber of the bifurcated fiber bundle and fluorescence is transmitted from the other fiber.
  • an optical conduit for example, a bifurcated fiber bundle
  • a sensing element for example, a fluorescent member
  • This type of fluorescent sensor has a design limitation that a sensing member must be arranged in or near the needle tip. For this reason, it is necessary to increase the use efficiency of excitation light and fluorescence while reducing the size of the fluorescent member as much as possible.
  • the Japanese translation of PCT publication No. 2007-513333 only describes a schematic design example and makes no mention of a specific configuration for improving the utilization efficiency of excitation light and fluorescence.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fluorescence sensor capable of improving the utilization efficiency of excitation light and fluorescence while reducing the size of a sensing member.
  • the fluorescent sensor according to the present invention includes a fluorescent member that generates an amount of fluorescence that correlates with an analyte concentration by applying excitation light, and measurement optics that emits the excitation light and detects the fluorescence from the fluorescent member.
  • a sensor main body housing the measurement optical system, and a light guide optically connected to the sensor main body and bi-directionally guided between the measurement optical system and the fluorescent member.
  • Light guide means, and the light guide means includes at least one optical waveguide film in which one or a plurality of optical waveguides are formed, and each of the optical waveguide films outputs the excitation light or A plurality of optical channel portions for inputting the fluorescence are provided, and the plurality of optical channel portions are all covered with the fluorescent member.
  • the light guide means including at least one optical waveguide film in which one or a plurality of optical waveguides are formed is provided, and the plurality of optical channel portions of each optical waveguide film are all covered with the fluorescent member. Since it did in this way, the optical loss in the vicinity of an optical channel part can be suppressed significantly, and the utilization efficiency of excitation light and fluorescence can be improved, aiming at size reduction of a sensing member.
  • the light guide means includes one optical waveguide film in which a plurality of the optical waveguides are formed, and the optical waveguide film has an exposed space that exposes an end surface of each optical waveguide to the outside. It is preferable that all of the plurality of optical channel portions are covered with the fluorescent member inserted into the exposed space portion.
  • the light guiding means can be configured using the minimum number of optical waveguide films, and the apparatus can be reduced in size and cost.
  • the number of the second channel units which are the optical channel units on the fluorescence input side, is greater than the number of the first channel units, which are the optical channel units on the side that outputs the excitation light. preferable. As the number of second channel portions increases, the amount of fluorescent light that can be collected increases accordingly.
  • the number of the first channel portions is one and the number of the second channel portions is two or more. Since the total number of optical waveguides is reduced by minimizing the number of first channel portions, space saving in the width direction of the optical waveguide film can be achieved.
  • two or more of the second channel portions have different positional relationships from each other in distance from the first channel portion.
  • the normal direction of the end surface in the second channel portion intersects the normal direction of the end surface in the first channel portion.
  • the straight component of the excitation light from the first channel part easily reaches the periphery of the second channel part, and the fluorescence collection efficiency is improved accordingly.
  • the light guide means includes a film laminate formed by laminating two or more optical waveguide films in which one or a plurality of the optical waveguides are formed, and the film laminate includes It is preferable that an exposed space for exposing the end face of the optical waveguide to the outside is formed, and the plurality of optical channel portions are all covered with the fluorescent member inserted into the exposed space. Thereby, the number of optical channel sections can be increased with a very simple configuration.
  • the light guide means includes a first optical waveguide film and a second optical waveguide film in which the optical waveguide having a plurality of end portions is formed, and the first optical waveguide film is formed on the end portions.
  • a plurality of first mirror portions that are disposed and reflect the excitation light traveling along the optical waveguide toward the optical channel portion, and the second optical waveguide film is disposed at the end portion.
  • a plurality of second mirror portions that reflect the fluorescence from the optical channel portion toward the optical waveguide, and the plurality of optical channel portions all include the first optical waveguide film and the second optical waveguide.
  • the fluorescent member is sandwiched between waveguide films. Thereby, it becomes possible to arrange many optical channel portions along the planar direction of the optical waveguide film, and the fluorescent member can be thinly provided by that amount.
  • the first mirror part and the second mirror part facing each other are shifted in a range in which a relative position or angle difference does not exceed a threshold value. Therefore, it is possible to prevent excitation light from entering through the optical channel portion of the second optical waveguide film while maintaining the fluorescence condensing efficiency, and it is possible to suppress a decrease in the quantitative accuracy of the analyte.
  • the light guiding means is interposed between the first mirror portion and the second mirror portion facing each other, and transmits a relatively large amount of the fluorescence and a relatively small amount of the excitation light. It is preferable to include an optical filter having filter characteristics. Thereby, it is possible to prevent excitation light from entering through the optical channel portion of the second optical waveguide film while maintaining the fluorescence condensing efficiency, and it is possible to suppress a decrease in the quantitative accuracy of the analyte.
  • the fluorescent member is preferably made of fluorescent hydrogel.
  • the adhesiveness with the optical channel portion is enhanced, and the condensing efficiency of excitation light and fluorescence is improved accordingly.
  • the light guide means including at least one optical waveguide film in which one or a plurality of optical waveguides are formed is provided, and the plurality of optical channel portions included in each optical waveguide film are all provided. Since it is made to coat
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4. It is a front view of the optical waveguide film which constitutes a part of light guide means concerning the 2nd modification.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9A is a diagram showing a first conversion table when the optical waveguide film of FIG. 7 is applied.
  • FIG. 9B is a diagram showing a second conversion table when the optical waveguide film of FIG. 7 is applied.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view taken along line XIA-XIA in FIG. 10-.
  • 11B is a cross-sectional view taken along line XIB-XIB in FIG.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view taken along line XIIIA-XIIIA in FIG.
  • FIG. 13B is an enlarged view schematically showing a part of the tip in FIG. 14A to 14D are schematic views showing the manufacturing process of the light guiding means in the first and second embodiments.
  • FIG. 16A and FIG. 16B are schematic views showing the manufacturing process of the light guide means in the third embodiment. It is a whole block diagram of the fluorescence sensor in another form.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fluorescence sensor 10 common to each embodiment.
  • the fluorescence sensor 10 is a device that continuously and intermittently quantifies the concentration of the analyte A in a state where it is placed in the body of the subject Bd.
  • the fluorescence sensor 10 basically includes a sensor body 12 having a substantially rectangular parallelepiped shape and a measurement chip 14 attached to the sensor body 12.
  • the housing 16 of the sensor body 12 includes a measurement optical system 18 that emits excitation light E and detects fluorescence F, and a control unit 20 that controls each part of the sensor body 12 (including the measurement optical system 18). Contained.
  • the measurement optical system 18 includes a light emitting unit 22 that emits excitation light E, a light receiving unit 24 that detects fluorescence F generated based on the excitation light E, and an optical system control circuit that controls driving of the light emitting unit 22 and the light receiving unit 24. 26.
  • the light emitting unit 22 includes one or a plurality of light emitting elements.
  • various light emitting elements including LED (Light Emitting Diode) elements, organic EL (Electro-Luminescence) elements, inorganic EL elements, and LD (Laser Diode) elements may be used.
  • the light receiving unit 24 includes one or a plurality of light receiving elements.
  • various light receiving elements including a PD (Photo Diode) element, a photoconductor (photoconductor), and a phototransistor (Photo Transistor, PT) may be used.
  • PD Photo Diode
  • photoconductor photoconductor
  • PT phototransistor
  • the housing 16 includes two main body side connectors 27 and 28, and guides the excitation light E to the outside of the housing 16 through the main body side connector 27 and guides the fluorescence F to the inside of the housing 16 through the main body side connector 28.
  • the measurement chip 14 includes a substantially disc-shaped body 30 and light guide means 40 provided across the inside 36 and the opening 38 of the body 30.
  • the light guide means 40 guides light bidirectionally between the measurement optical system 18 and the fluorescent member 60 (see FIGS. 2 and 3A).
  • the light guiding means 40 includes an optical waveguide assembly 42, a light emitting side light guiding portion 44 branched from the optical waveguide assembly 42 to one side, and a light receiving side light guiding portion 46 branched to the other side.
  • a tip side connector 48 configured to be optically connectable to the main body side connector 27 is provided on the distal end side of the light emitting side light guide 44.
  • a chip-side connector 49 configured to be optically connectable to the main body-side connector 28 is provided on the distal end side of the light-receiving side light guide 46.
  • the light guide 40A according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 3B.
  • the optical waveguide assembly 42 (FIG. 1) in the first embodiment is composed of one optical waveguide film.
  • FIG. 2 is a front view of an optical waveguide film 42a that constitutes a part of the light guide means 40A according to the first embodiment.
  • 3A is a cross-sectional view taken along line IIIA-IIIA in FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line IIIB-IIIB in FIG.
  • the strip-shaped optical waveguide film 42 a includes a plurality of linear core portions 50 (two in this example) and a clad portion 52 existing around the plurality of core portions 50.
  • the clad part 52 is made of a material having a lower optical refractive index than the core part 50.
  • the core part 50 functions as a transmission path of excitation light E and fluorescence F (hereinafter referred to as an optical waveguide 54).
  • an optical waveguide 54 Of the two parallel optical waveguides 54, one (left side) corresponds to the optical waveguide 54 of the excitation light E, and the other (right side) corresponds to the optical waveguide 54 of the fluorescence F.
  • the distal end portion 56 of the optical waveguide film 42a is disposed inside the subject Bd (FIG. 1).
  • a single rectangular parallelepiped concave portion 58 is formed at the distal end portion 56 over the entire width direction of the optical waveguide film 42a.
  • a fluorescent member 60 corresponding to an indicator is inserted into the recess 58.
  • a light shielding layer 62 is provided so as to cover the entire surface of the front end portion 56 (including the exposed surface of the fluorescent member 60).
  • the fluorescent member 60 generates the fluorescence F in an amount correlated with the concentration of the analyte A by applying the excitation light E.
  • the fluorescent member 60 may be a material that generates fluorescence F in response to the reaction between the analyte A and the labeling substance (fluorescent dye), or fluorescence depending on the reaction of a component other than the analyte A and the labeling substance.
  • a material that generates F may be used.
  • the light shielding layer 62 has a property (that is, selective permeability) that allows the analyte A to pass through the in-vivo components of the subject Bd but does not allow the polymer other than the analyte A to pass. Further, the light shielding layer 62 prevents the excitation light E and the fluorescence F from leaking to the outside of the tip end portion 56 and prevents outside light from entering the inside of the tip end portion 56.
  • the recess 58 functions as an exposed space that exposes the end face 64 of each optical waveguide 54 to the outside.
  • the optical waveguide film 42a has a plurality of optical channel portions 66 that output the excitation light E or input the fluorescence F.
  • the optical channel unit 66 that outputs the excitation light E may be referred to as a “first channel unit 67” and the optical channel unit 66 that inputs the fluorescence F may be referred to as a “second channel unit 68”.
  • the light guiding means 40A of the measuring chip 14 is placed in the body of the subject Bd using a sensor insertion device (not shown). Thereafter, the main body side connectors 27 and 28 are fitted to the chip side connectors 48 and 49, respectively. Then, a part of the analyte A existing in the body of the subject Bd passes through the light shielding layer 62 of the tip 56 and enters the fluorescent member 60.
  • the measurement optical system 18 receives an instruction signal from the control unit 20, and starts the quantitative operation of the concentration of the analyte A. Specifically, the light emitting unit 22 emits excitation light E in accordance with a control signal from the optical system control circuit 26.
  • the emitted excitation light E passes through the main body side connector 27, the chip side connector 48, the light emission side light guide portion 44, the optical waveguide 54 (left side in FIG. 2) of the optical waveguide film 42a, and the first channel portion 67. It progresses inside the fluorescent member 60. Then, the fluorescent member 60 to which the excitation light E is given generates an amount of fluorescence F that correlates with the concentration of the analyte A.
  • the fluorescent member 60 is preferably made of fluorescent hydrogel. This is because by using a highly viscous fluorescent hydrogel, the adhesion with the optical channel portion 66 is enhanced, and the condensing efficiency of the excitation light E and the fluorescence F is improved accordingly.
  • the generated fluorescence F passes through the second channel portion 68, the optical waveguide 54 of the optical waveguide film 42a (the right side in FIG. 2), the light receiving side light guiding portion 46, the chip side connector 49, and the main body side connector 28, and the housing. Proceed to 16 inside.
  • the optical system control circuit 26 sequentially performs logarithmic amplification processing and A / D conversion processing on the analog signal output from the light receiving unit 24, thereby obtaining a detection signal correlated with the amount of fluorescence F.
  • the control unit 20 quantifies the concentration of the analyte A by referring to a predetermined calibration curve (a characteristic curve indicating the relationship between the detection signal and the concentration).
  • the fluorescence sensor 10 emits the excitation light E and emits the excitation light E and emits the fluorescence from the fluorescence member 60 when the excitation light E is given.
  • a measurement optical system 18 for detecting F is included.
  • the fluorescent sensor 10 includes a sensor main body 12 that houses the measurement optical system 18, and a light guide that is optically connected to the sensor main body 12 and guides light bidirectionally between the measurement optical system 18 and the fluorescent member 60. Means 40A are provided.
  • the light guide unit 40A includes a single optical waveguide film 42a in which a plurality of optical waveguides 54 are formed, and the optical waveguide film 42a outputs a plurality of excitation lights E or fluorescence F.
  • An optical channel portion 66 is provided. In addition, all of the plurality of optical channel portions 66 are covered with the fluorescent member 60.
  • the light guide means 40A including the single optical waveguide film 42a in which the plurality of optical waveguides 54 are formed is provided, and the plurality of optical channel portions 66 included in the optical waveguide film 42a are all covered with the fluorescent member 60.
  • the optical loss in the vicinity of the optical channel portion 66 can be greatly suppressed, and the utilization efficiency of the excitation light E and the fluorescence F can be improved while downsizing the sensing member.
  • the optical waveguide film 42 a is formed with a recess 58 (exposed space) that exposes the end face 64 of each optical waveguide 54 to the outside, and the plurality of optical channel portions 66 are all fluorescent light inserted into the recess 58. Covered by a member 60.
  • the light guide means 40A can be configured using the minimum number of optical waveguide films 42a, and the apparatus can be reduced in size and cost.
  • FIG. 4 is a front view of the optical waveguide film 42b constituting a part of the light guide means 40B according to the first modification.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG.
  • the strip-shaped optical waveguide film 42b is different from the optical waveguide film 42a of the first embodiment in the shape of the core portion 50 (optical waveguide 54).
  • the left optical waveguide 54 of the two has a C-shaped curved portion 70 that curves in the right direction at the distal end portion 56.
  • the tip 56 is formed with one notch 72 in which the lower right corner of the optical waveguide film 42b is notched in a rectangular parallelepiped shape.
  • the fluorescent member 60 is inserted into the notch 72 without a gap.
  • a light shielding layer 62 is provided so as to cover the entire surface of the front end portion 56 (including the exposed surface of the fluorescent member 60).
  • the notch 72 functions as an exposed space that exposes the end face 64 of each optical waveguide 54 to the outside.
  • the optical waveguide film 42b has a plurality of optical channel portions 66 that output the excitation light E or input the fluorescence F.
  • the end face 64 in the second channel portion 68 is substantially orthogonal to the end face 64 in the first channel portion 67.
  • the linear component of the excitation light E from the first channel portion 67 easily reaches the periphery of the second channel portion 68, and the condensing efficiency of the fluorescence F is improved accordingly.
  • the relationship between the two is not limited to the above case, and the same is true if the normal direction of the end face 64 in the second channel portion 68 intersects the normal direction of the end face 64 in the first channel portion 67. The effect is obtained.
  • FIG. 6 is a front view of an optical waveguide film 42c that constitutes a part of the light guide means 40C.
  • the strip-shaped optical waveguide film 42c differs from the optical waveguide film 42a of the first embodiment in the number and shape of the core portions 50 (optical waveguides 54). Specifically, three optical waveguides 54 that are parallel to each other are formed on the base end side of the optical waveguide film 42c.
  • the left optical waveguide 54 has an L-shaped bent portion 72 a that is bent in the right direction at the tip portion 56. Further, the right optical waveguide 54 of the three has an L-shaped bent portion 72 b that is bent leftward at the distal end portion 56.
  • one on the center side corresponds to the optical waveguide 54 for the excitation light E
  • the remaining two correspond to the optical waveguide 54 for the fluorescence F.
  • a rectangular parallelepiped hole 74 is formed at a substantially central portion of the tip 56.
  • the fluorescent member 60 is inserted into the hole 74 without a gap.
  • a light shielding layer 62 is provided so as to cover the entire surface of the front end portion 56 (including the exposed surface of the fluorescent member 60).
  • the hole 74 functions as an exposed space that exposes the end face 64 of each optical waveguide 54 to the outside.
  • the optical waveguide film 42c has a plurality of optical channel portions 66 that output the excitation light E or input the fluorescence F.
  • the number of second channel portions 68 (two in this example) is larger than the number of first channel portions 67 (one in this example). That is, as the number of second channel portions 68 increases, the amount of fluorescence F that can be collected increases accordingly.
  • the number of first channel portions 67 is set to the minimum value (one), the total number of optical waveguides 54 is reduced, and as a result, space saving in the width direction of the optical waveguide film 42c can be achieved.
  • FIG. 7 is a front view of an optical waveguide film 42d that constitutes a part of the light guide means 40D.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • the strip-shaped optical waveguide film 42d is different from the optical waveguide film 42a of the first embodiment in the number and shape of the core portions 50 (optical waveguides 54). Specifically, four optical waveguides 54 that are parallel to each other are formed on the base end side of the optical waveguide film 42d.
  • the three optical waveguides 54 excluding the leftmost side each have L-shaped bent portions 76a, 76b, and 76c that bend leftward at the tip portion 56.
  • the leftmost one corresponds to the optical waveguide 54 of the excitation light E
  • the remaining three correspond to the optical waveguide 54 of the fluorescence F.
  • the tip 56 is formed with one notch 78 in which one side along the extending direction of the optical waveguide film 42d is notched in a rectangular parallelepiped shape.
  • the fluorescent member 60 is inserted into the notch 78 without a gap.
  • a light shielding layer 62 is provided so as to cover the entire surface of the front end portion 56 (including the exposed surface of the fluorescent member 60).
  • the notch 78 functions as an exposed space that exposes the end face 64 of each optical waveguide 54 to the outside.
  • the optical waveguide film 42d has a plurality of optical channel portions 66 that output the excitation light E or input the fluorescence F.
  • the number of the first channel portions 67 is one, and the number of the second channel portions 68 is two or more (three in this example).
  • each of the second channel portions 68 is in a different positional relationship with respect to the distances D1, D2, and D3 from the first channel portion 67.
  • the portion closer to the light source side of the excitation light E has a larger amount of the fluorescent F generated, and the portion farther from the light source side tends to have a smaller amount of light.
  • the second channel portion 68 closer to the generation position of the fluorescence F tends to increase the light amount of the fluorescence F guided, and the second channel portion 68 farther from the generation position tends to decrease the light amount.
  • different amounts of fluorescence F are simultaneously acquired according to the distance between the optical channel portions 66 and used for the measurement of the analyte A.
  • FIG. 9A is a graph showing a first conversion table when the optical waveguide film 42d of FIG. 7 is applied.
  • the horizontal axis of the graph is the amount of light detected by the light receiving unit 24 (FIG. 1), and the vertical axis of the graph is the detection signal (digital value) output to the control unit 20 (FIG. 1). That is, the first conversion table means a table indicating conversion characteristics from the detected light amount to the detection signal.
  • the A / D resolution is varied for each of the distances D1 to D3, while fixing the number of bits (possible range) of the detection signal.
  • the A / D resolution is the coarsest at the shortest distance D1
  • the A / D resolution is the finest at the longest distance D3.
  • FIG. 9B is a graph showing a second conversion table when the optical waveguide film 42d of FIG. 7 is applied.
  • the horizontal axis of the graph is the detection signal (digital value), and the vertical axis of the graph is the concentration of analyte A (FIG. 1) (unit: mg / dl). That is, the second conversion table means a table indicating conversion characteristics from the detected light amount to the density.
  • the density range (so-called dynamic range) is varied for each of the distances D1 to D3 while fixing the number of bits (possible range) of the detection signal.
  • the dynamic range (RL) is widest at the shortest distance D1
  • the dynamic range (RS) is narrowest at the longest distance D3.
  • the control unit 20 may quantify the concentration of the analyte A by selectively using a plurality of types of calibration curves obtained by combining the first conversion table of FIG. 9A and the second conversion table of FIG. 9B. For example, by using a detection signal and a calibration curve at the distance D1, measurement covering a wide concentration range (particularly, a high concentration region) becomes possible. On the other hand, by using the detection signal and the calibration curve at the distance D3, it is possible to measure with high density resolution in the low density region.
  • the two or more second channel portions 68 have different positional relations with respect to the distances D1 to D3 from the first channel portion 67, different amounts of fluorescence are generated depending on the distance between the optical channel portions 66. F can be acquired simultaneously, and the multi-analysis of the analyte A can be realized. As an example, as described above, it is possible to perform measurement with both a wide dynamic range and high density resolution.
  • the optical waveguide assembly 42 (FIG. 1) in the second embodiment is composed of a plurality of laminated optical waveguide films (hereinafter referred to as film laminates).
  • FIG. 10 is a front view of a film laminate 90 that constitutes a part of the light guide 40E according to the second embodiment.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view taken along line XIA-XIA in FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line XIB-XIB in FIG.
  • the strip-shaped film laminate 90 is configured by laminating a plurality of optical waveguide films 92 (three in this example).
  • Each optical waveguide film 92 is equivalent to one or a plurality of core portions 50 (two in this example), and a clad portion 52 existing around each core portion 50, like the optical waveguide film 42a of FIG. Including.
  • the two core portions 50 one (left side) corresponds to the optical waveguide 54 of the excitation light E, and the other (right side) corresponds to the optical waveguide 54 of the fluorescence F.
  • a rectangular parallelepiped hole portion 94 penetrating in the thickness direction of the film laminate 90 is formed at a substantially central portion of the front end portion 56.
  • the fluorescent member 60 is inserted into the hole 94 without a gap.
  • a light shielding layer 62 is provided so as to cover the entire surface of the front end portion 56 (including the exposed surface of the fluorescent member 60).
  • the hole 94 functions as an exposed space that exposes the end face 64 of each optical waveguide 54 to the outside.
  • the film laminate 90 includes a plurality of optical channel portions 66 that output excitation light E or input fluorescence F.
  • the excitation light E is transmitted through the body-side connector 27, the chip-side connector 48, the light-emitting side light guide portion 44, the optical waveguide 54 (left side in FIG. 10) of the optical waveguide film 92, and the first channel portion 67 ( It proceeds to the inside of the fluorescent member 60 via 3) in the example of FIG. 11B.
  • the light-emitting side light guide 44 functions as an optical distributor that distributes the excitation light E from one transmission path to the three optical waveguides 54.
  • the generated fluorescence F is emitted from the second channel portion 68 (three in the example of FIG. 11B), the optical waveguide 54 of the optical waveguide film 92 (right side in FIG. 10), the light receiving side light guiding portion 46, the chip side connector 49, and It proceeds to the inside of the housing 16 via the main body side connector 28.
  • the light-receiving side light guide unit 46 functions as an optical mixer that mixes the fluorescence F into the single transmission path from the three optical waveguides 54.
  • the light guide means 40E includes the film laminate 90 formed by laminating two or more optical waveguide films 92 on which one or a plurality of optical waveguides 54 are formed.
  • the film laminate 90 is formed with a hole 94 (exposed space) that exposes the end face 64 of each optical waveguide 54 to the outside, and the plurality of optical channel portions 66 are all fluorescent light inserted into the hole 94. Covered by a member 60.
  • optical waveguide film 42a optical waveguide film 42a
  • the number of optical channel portions 66 can be increased with a very simple configuration.
  • three optical waveguide films 92 are laminated, but the number is not limited to this. For example, the number may be two or four or more.
  • the optical waveguide assembly 42 (FIG. 1) in the third embodiment is composed of two laminated optical waveguide films (film laminates).
  • FIG. 12 is a front view of the film laminate 100 constituting a part of the light guide means 40F according to the third embodiment.
  • 13A is a cross-sectional view taken along line XIIIA-XIIIA in FIG.
  • FIG. 13B is an enlarged view schematically showing a part of the tip 56 in FIG.
  • the strip-shaped film laminate 100 is configured by laminating two optical waveguide films 102 and 103.
  • Each of the optical waveguide films 102 and 103 includes one core part 50 and a clad part 52 existing around the core part 50.
  • the core portion 50 of the optical waveguide film 102 corresponds to the optical waveguide 54 of the excitation light E
  • the core portion 50 of the optical waveguide film 103 corresponds to the optical waveguide 54 of the fluorescence F. Equivalent to.
  • the fluorescent member 60 is sandwiched between the two optical waveguide films 102 and 103 at the tip 56.
  • a light shielding layer 62 is provided so as to cover the entire surface of the front end portion 56 (including the exposed surface of the fluorescent member 60).
  • the core portion 50 of the optical waveguide film 102 has one basic portion 104 and a plurality of end portions 106 (three in this example) extending from the basic portion 104 in a branch shape. Consists of One flat plate mirror 108 is disposed at each end 106. Each mirror portion 108 is inclined by a predetermined angle (generally 45 degrees) with respect to the extending direction of the end portion 106 and the normal direction of the optical waveguide film 102.
  • the core part 50 of the optical waveguide film 103 also has substantially the same shape as the core part 50 of the optical waveguide film 102.
  • the optical waveguide films 102 and 103 are fixed so that the positions of the mirror portions 108 on the upper side and the lower side all coincide.
  • the excitation light E passes through the main body side connector 27, the chip side connector 48, and the light emission side light guide portion 44, and enters the optical waveguide 54 (the backbone portion 104 and the end portion 106) of the optical waveguide film 102. proceed.
  • the excitation light E traveling through the end portion 106 is reflected in the vertical direction by the mirror portion 108 (first mirror portion) on the optical waveguide film 102 side, and then is directed to the outside in the normal direction of the optical waveguide film 102. Is output. That is, the optical waveguide film 102 has the first channel portions 67 corresponding to the number of the mirror portions 108.
  • the fluorescent member 60 to which the excitation light E is given generates an amount of fluorescence F that correlates with the concentration of the analyte A.
  • the fluorescence F enters the normal direction from the outside of the optical waveguide film 103.
  • Fluorescence F from the outside is reflected in the vertical direction by the mirror part 108 (second mirror part) on the optical waveguide film 103 side, and then input to the optical waveguide 54 (terminal part 106) of the optical waveguide film 103. That is, the optical waveguide film 103 has the second channel portions 68 corresponding to the number of mirror portions 108.
  • the fluorescence F passes through the optical waveguide 54 (the end portion 106 and the backbone portion 104) of the optical waveguide film 103, the light receiving side light guiding portion 46, the chip side connector 49, and the main body side connector 28, and the inside of the casing 16. Proceed to.
  • the light guide unit 40F includes the optical waveguide films 102 and 103 in which the optical waveguide 54 having the plurality of end portions 106 is formed.
  • the optical waveguide film 102 has a plurality of mirror portions 108 that are disposed at the end portion 106 and reflect the excitation light E traveling along the optical waveguide 54 toward the first channel portion 67.
  • the optical waveguide film 103 has a plurality of mirror portions 108 that are disposed at the end portion 106 and reflect the fluorescence F from the second channel portion 68 toward the optical waveguide 54.
  • optical channel parts 66 may be coat
  • many optical channel portions 66 can be disposed along the planar direction of the optical waveguide films 102 and 103, and the fluorescent member 60 can be provided thinner by that amount.
  • one optical waveguide 54 having a plurality of end portions 106 is formed on the optical waveguide films 102 and 103 one by one, but two or more may be provided respectively.
  • the optical waveguide films 102 and 103 are fixed so that the positions of the upper and lower mirror portions 108 all coincide.
  • the optical waveguide film 103 may guide not only the fluorescence F but also the excitation light E through the second channel portion 68.
  • concentration accuracy of the concentration of the analyte A is lowered by detecting the excitation light E as a noise factor. Therefore, various improvement means for preventing the excitation light E from entering through the second channel portion 68 while maintaining the light collection efficiency of the fluorescence F may be employed.
  • the pair of mirror portions 108 and 108 may be arranged so as to be shifted within a range in which the relative position difference does not exceed a threshold (for example, 10 ⁇ m, preferably 5 ⁇ m). Further, the pair of mirror portions 108 and 108 may be arranged so as to be shifted within a range in which the difference in relative angle does not exceed a threshold (for example, 5 degrees, preferably 2 degrees).
  • a threshold for example, 10 ⁇ m, preferably 5 ⁇ m.
  • This optical filter has a filter characteristic that transmits a relatively large amount of fluorescence F and transmits a relatively small amount of excitation light E.
  • the filter characteristic may be any of a low-pass type, a high-pass type, and a band-pass type, and most preferably transmits all the fluorescence F and blocks all the excitation light E. Specifically, when the peak wavelengths of the excitation light E and the fluorescence F are 585 nm and 610 to 630 nm, an optical filter that transmits only light in the wavelength band of 585 to 630 nm is used.
  • This optical filter may be manufactured by mixing a light-absorbing substance with a substrate material containing glass or plastic, or an optical thin film (more specifically, a metal thin film or a dielectric thin film) is formed on the surface of the substrate. You may produce by.
  • the optical filter may be disposed inside the optical waveguide film 103 (between the second channel portion 68 and the mirror portion 108) or outside the optical waveguide film 103 (the first channel portion 67 and the second channel portion). 68).
  • an optical waveguide sheet 130 for obtaining the light guiding means 40A (optical waveguide film 42a) is produced.
  • the thickness of the laminated film (that is, the light guide means 40A) can be formed within a range of 50 to 300 ⁇ m, for example.
  • the optical waveguide sheet 130 can be manufactured by, for example, a photo addressing method.
  • a core layer is applied and formed on a substrate, and the core layer is irradiated with ultraviolet rays in a predetermined pattern and heated using a photomask, so that a portion having a relatively high refractive index is obtained. And a portion having a relatively low optical refractive index is formed in the core layer.
  • the constituent material of the core layer examples include resin materials such as cyclic olefin resins such as acrylic resins, epoxy resins, polyimide resins, benzocyclobutene resins, and norbornene resins.
  • resin materials such as cyclic olefin resins such as acrylic resins, epoxy resins, polyimide resins, benzocyclobutene resins, and norbornene resins.
  • Materials whose photorefractive index changes by irradiation with active energy rays or by heating are mainly composed of a resin composition containing a cyclic olefin resin such as a benzocyclobutene resin and a norbornene resin. Can be mentioned.
  • the material constituting the cladding layer is not particularly limited as long as it has a lower optical refractive index than the material constituting the core layer.
  • resin materials such as cyclic olefin resins such as acrylic resins, epoxy resins, polyimide resins, and norbornene resins.
  • an optical waveguide sheet 130 having linear core portions 50 arranged at equal intervals is obtained (see FIG. 14A).
  • a plurality of core portions 50 are configured by a portion having a relatively high light refractive index formed in the core layer, and a cladding portion is formed by the portion having a relatively low light refractive index formed in the core layer and the cladding layer. 52 is configured.
  • the optical waveguide sheet 130 may be manufactured by a replication method or a direct exposure method described below in addition to the photo addressing method described above.
  • a clad layer is applied and formed on a substrate.
  • the core shape is transferred to the cladding layer by pressing a transfer member provided with a plurality of protrusions corresponding to the core shape against the cladding layer.
  • a core material is injected into a plurality of core shapes (concave portions) transferred to the cladding layer.
  • the optical waveguide sheet 130 is obtained.
  • the core part 50 is constituted by the core material
  • the clad part 52 is constituted by the clad layer and the upper clad layer.
  • a lower clad layer is applied and formed on a substrate, and a core layer is applied and formed on the formed lower clad layer.
  • the core layer is developed. Specifically, the core layer is irradiated with ultraviolet rays in a predetermined pattern using a photomask, and the core layer is partially removed while leaving a plurality of core shapes. A plurality of core portions 50 are formed. Thereafter, when the upper clad layer is formed on the lower clad layer and the plurality of core portions 50, the optical waveguide sheet 130 is obtained.
  • the clad portion 52 is constituted by the lower clad layer and the upper clad layer.
  • one groove is formed at a predetermined position of one end portion (corresponding to the tip portion 56) of the optical waveguide sheet 130 along the vertical direction in which the core portion 50 extends.
  • various known fine processing techniques including cutting and laser beam irradiation may be used.
  • the end face 64 of each core portion 50 is exposed to the outside (see FIG. 14B).
  • the fluorescent member 60 is inserted into the groove formed on the optical waveguide sheet 130 without a gap. Specifically, using a capillary phenomenon, after pouring a liquid raw material (photocurable material) into the groove, an active energy ray (for example, ultraviolet rays) is irradiated toward the groove. Then, the liquid raw material is gelled, and all of the end face 64 exposed to the outside is covered with the fluorescent member 60 (see FIG. 14C).
  • an active energy ray for example, ultraviolet rays
  • the fluorescent dye contained in the fluorescent member 60 may be selected according to the type of the analyte A, and the amount of the fluorescence F generated according to the amount of the analyte A can be reversibly changed.
  • a saccharide such as glucose
  • a substance that reversibly binds to glucose such as a ruthenium organic complex, a fluorescent phenylboronic acid derivative, or fluorescein bound to a protein, can be used as a fluorescent dye.
  • the fluorescent dye for example, when measuring the hydrogen ion concentration or carbon dioxide in the body of the subject Bd, a hydroxypyrenetrisulfonic acid derivative can be used. Moreover, when measuring saccharides in the body, a phenylboronic acid derivative having a fluorescent residue can be used. Furthermore, when measuring potassium ions in the body, a crown ether derivative having a fluorescent residue or the like can be used.
  • the fluorescence sensor 10 can be used for various uses such as an oxygen sensor, a glucose sensor, a pH sensor, an immunosensor, and a microorganism sensor by selecting a fluorescent dye as described above.
  • the light shielding layer 62 is made of a material (basically a polymer gel) that has biocompatibility and does not hinder the passage of body fluid containing the analyte A. And the light shielding layer 62 which has both selective permeability and light-shielding property can be formed by mixing fine particles which do not let light pass, such as carbon black and a carbon nanotube, in this polymer gel.
  • the optical waveguide sheet 130 provided with the light shielding layer 62 is cut into a strip shape along the direction in which the core portion 50 extends (see FIG. 15).
  • the light guide 40A (see FIGS. 2 to 3B) is completed.
  • the light guiding means 40B to 40E can be similarly realized according to the manufacturing method described above.
  • optical waveguide sheet 130 for obtaining the light guide means 40F (film laminate 100) is produced.
  • the optical waveguide sheet 130 has a large number of optical waveguides 54 each having a tree-like core portion 50 arranged at equal intervals, that is, a plurality of end portions 106.
  • a planar mirror portion 108 is formed at a specific position of the end portion 106 by using a photolithography technique.
  • Each mirror part 108 has a size covering the cross section of the core part 50.
  • an excimer laser or a YAG laser can be used.
  • the optical waveguide sheet 130 is cut into a strip shape along the direction in which the core portion 50 extends. Thereby, the two optical waveguide films 102 and 103 are obtained.
  • the optical waveguide films 102 and 103 are fixed in a state where the fluorescent member 60 is sandwiched.
  • a method for fixing the optical waveguide films 102 and 103 for example, a method of bonding via the adhesive layer 140 (see FIG. 16A) and a method of thermally bonding or ultrasonically welding the contact portions 142 of the two (see FIG. 16B) can be given. It is done.
  • FIG. 17 is an overall configuration diagram of the fluorescence sensor 150 according to another embodiment.
  • the fluorescence sensor 150 is a device that continuously and intermittently quantifies the concentration of the analyte A while being punctured into the body of the subject Bd.
  • the fluorescence sensor 150 includes a sensor main body 12 and a measurement chip 152 attached to the sensor main body 12.
  • the measurement chip 152 straddles the substantially disc-shaped body 30, the puncture needle 34 fixed to one main surface of the body 30 and having the needle tip 32, the inside 36 of the body 30, and the inside 37 of the puncture needle 34. It has the light guide means 40 provided.
  • the fluorescence sensor 150 can be set without requiring a separate device by puncturing the subject Bd with the needle tip 32.

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Abstract

　蛍光センサ（１０）の導光手段（４０Ａ～４０Ｆ）は、１つ又は複数の光導波路（５４）が形成された少なくとも１枚の光導波路フィルム（４２ａ～４２ｄ、９０、１０２、１０３）を含んで構成される。これらのフィルムは、励起光（Ｅ）を出力し又は蛍光（Ｆ）を入力する複数の光チャネル部（６６）を有している。複数の光チャネル部（６６）はすべて、蛍光部材（６０）により被覆されている。

Description

蛍光センサ
　この発明は、励起光を与えることでアナライトの濃度に相関する量の蛍光を発生する蛍光部材と、前記励起光を放射すると共に前記蛍光部材からの前記蛍光を検出する測定光学系とを有する蛍光センサに関する。
　近時、アナライトと標識物質との相互作用により蛍光強度が変化する性質を利用して、アナライトの濃度を定量する蛍光センサが開発されている。例えば、被検体の体内にセンサの一部又は全部を埋め込んだ状態のまま、グルコースの濃度を定量する装置が提案されている。
　特表２００７－５１３３３３号公報では、穿刺針の内部に光導管（例えば、二又ファイババンドル）を設け、その遠位端周辺に感知要素（例えば、蛍光部材）を付着させた装置が提案されている。そして、二又ファイババンドルの一方のファイバから励起光を伝達し、他方のファイバから蛍光を伝達する旨が記載されている。
　この種の蛍光センサでは、針先の内部又は近傍にセンシング部材を配置しなければならないという設計上の制約がある。このため、蛍光部材のサイズを極力小さくしつつも、励起光及び蛍光の利用効率をそれぞれ高める必要がある。ところが、特表２００７－５１３３３３号公報には、概略的な設計例が記載されるに留まっており、励起光及び蛍光の利用効率を高めるための具体的構成に関して何ら言及がなされていない。
　本発明は上記した実情を鑑みてなされたものであり、センシング部材の小型化を図りつつも、励起光及び蛍光の利用効率を向上可能な蛍光センサを提供することを目的とする。
　本発明に係る蛍光センサは、励起光を与えることでアナライトの濃度に相関する量の蛍光を発生する蛍光部材と、前記励起光を放射すると共に前記蛍光部材からの前記蛍光を検出する測定光学系とを有するセンサであって、前記測定光学系を収容するセンサ本体部と、前記センサ本体部と光学的に接続され且つ前記測定光学系と前記蛍光部材の間で双方向に導光する導光手段とを備え、前記導光手段は、１つ又は複数の光導波路が形成された少なくとも１枚の光導波路フィルムを含んで構成され、各前記光導波路フィルムは、前記励起光を出力し又は前記蛍光を入力する複数の光チャネル部を有し、複数の前記光チャネル部はすべて、前記蛍光部材により被覆されている。
　このように、１つ又は複数の光導波路が形成された少なくとも１枚の光導波路フィルムを含む導光手段を設けると共に、各光導波路フィルムが有する複数の光チャネル部はすべて蛍光部材により被覆されるようにしたので、光チャネル部の近傍における光損失を大幅に抑制可能となり、センシング部材の小型化を図りつつも、励起光及び蛍光の利用効率を向上できる。
　また、前記導光手段は、複数の前記光導波路が形成された１枚の前記光導波路フィルムを含んで構成され、前記光導波路フィルムには、各前記光導波路の端面を外部に露出させる露出空間部が形成され、複数の前記光チャネル部はすべて、前記露出空間部に挿入された前記蛍光部材により被覆されていることが好ましい。最小枚数の光導波路フィルムを用いて導光手段を構成可能となり、装置の小型化・低廉化が図れる。
　また、前記励起光を出力する側の前記光チャネル部である第１チャネル部の個数よりも、前記蛍光を入力する側の前記光チャネル部である第２チャネル部の個数の方が多いことが好ましい。第２チャネル部の個数が多くなる分、それだけ集光可能な蛍光の光量が増加する。
　また、前記第１チャネル部は１つであり、前記第２チャネル部は２つ以上であることが好ましい。第１チャネル部の個数を最小値にすることで光導波路の総数が少なくなるので、光導波路フィルムの幅方向の省スペース化が図れる。
　また、２つ以上の前記第２チャネル部は、前記第１チャネル部との距離がそれぞれ異なる位置関係下にあることが好ましい。光チャネル部同士の距離に応じて異なる量の蛍光を同時に取得することで、アナライトの多角的解析が実現できる。
　また、前記第２チャネル部における前記端面の法線方向は、前記第１チャネル部における前記端面の法線方向に対して交差することが好ましい。第１チャネル部からの励起光の直進成分が第２チャネル部の周辺に到達し易くなり、その分だけ蛍光の集光効率が向上する。
　また、前記導光手段は、１つ又は複数の前記光導波路が形成された２枚以上の前記光導波路フィルムを積層してなるフィルム積層体を含んで構成され、前記フィルム積層体には、各前記光導波路の端面を外部に露出させる露出空間部が形成され、複数の前記光チャネル部はすべて、前記露出空間部に挿入された前記蛍光部材により被覆されていることが好ましい。これにより、きわめて簡易な構成で光チャネル部の個数を増設できる。
　また、前記導光手段は、複数の末端部を有する前記光導波路が形成された第１光導波路フィルム及び第２光導波路フィルムを含んで構成され、前記第１光導波路フィルムは、前記末端部に配置され、且つ、前記光導波路に沿って進行する前記励起光を前記光チャネル部に向けて反射する複数の第１ミラー部を有し、前記第２光導波路フィルムは、前記末端部に配置され、且つ、前記光チャネル部からの前記蛍光を前記光導波路に向けて反射する複数の第２ミラー部を有し、複数の前記光チャネル部はすべて、前記第１光導波路フィルムと前記第２光導波路フィルムの間に挟持された前記蛍光部材により被覆されていることが好ましい。これにより、光導波路フィルムの平面方向に沿って多くの光チャネル部を配置可能となり、その分だけ蛍光部材を薄く設けることができる。
　また、互いに対向する前記第１ミラー部及び前記第２ミラー部は、相対的な位置又は角度の差が閾値を超えない範囲でずらして配置されることが好ましい。これにより、蛍光の集光効率を維持しつつも、第２光導波路フィルムの光チャネル部を介して励起光が進入するのを阻止可能となり、アナライトの定量精度が低下するのを抑制できる。
　また、前記導光手段は、互いに対向する前記第１ミラー部と前記第２ミラー部の間に介在し、且つ、前記蛍光を相対的に多く透過させると共に前記励起光を相対的に少なく透過させるフィルタ特性を有する光学フィルタを含んで構成されることが好ましい。これにより、蛍光の集光効率を維持しつつも、第２光導波路フィルムの光チャネル部を介して励起光が進入するのを阻止可能となり、アナライトの定量精度が低下するのを抑制できる。
　また、前記蛍光部材は、蛍光ハイドロゲルからなることが好ましい。高粘性である蛍光ハイドロゲルを用いることで、光チャネル部との密着性が高まり、その分だけ励起光及び蛍光の集光効率が向上する。
　本発明に係る蛍光センサによれば、１つ又は複数の光導波路が形成された少なくとも１枚の光導波路フィルムを含む導光手段を設けると共に、各光導波路フィルムが有する複数の光チャネル部はすべて蛍光部材により被覆されるようにしたので、光チャネル部の近傍における光損失を大幅に抑制可能となり、センシング部材の小型化を図りつつも、励起光及び蛍光の利用効率を向上できる。
各実施形態に共通する蛍光センサの全体構成図である。 第１実施形態に係る導光手段の一部を構成する光導波路フィルムの正面図である。 図３Ａは、図２のＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線に沿った断面図である。図３Ｂは、図２のＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。 第１変形例に係る導光手段の一部を構成する光導波路フィルムの正面図である。 図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 第２変形例に係る導光手段の一部を構成する光導波路フィルムの正面図である。 第３変形例に係る導光手段の一部を構成する光導波路フィルムの正面図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図９Ａは、図７の光導波路フィルムを適用する場合における第１変換テーブルを示す図である。図９Ｂは、図７の光導波路フィルムを適用する場合における第２変換テーブルを示す図である。 第２実施形態に係る導光手段の一部を構成するフィルム積層体の正面図である。 図１１Ａは、図１０－のＸＩＡ－ＸＩＡ線に沿った断面図である。図１１Ｂは、図１０のＸＩＢ－ＸＩＢ線に沿った断面図である。 第３実施形態に係る導光手段の一部を構成するフィルム積層体の正面図である。 図１３Ａは、図１２のＸＩＩＩＡ－ＸＩＩＩＡ線に沿った断面図である。図１３Ｂは、図１２における先端部の一部を模式的に示した拡大図である。 図１４Ａ～図１４Ｄは、第１及び第２実施形態における導光手段の製造工程を示す模式図である。 第１及び第２実施形態における導光手段の製造工程を示す模式図である。 図１６Ａ及び図１６Ｂは、第３実施形態における導光手段の製造工程を示す模式図である。 別の形態における蛍光センサの全体構成図である。
　以下、本発明に係る蛍光センサについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
［蛍光センサ１０の全体構成］
　図１は、各実施形態に共通する蛍光センサ１０の全体構成図である。この蛍光センサ１０は、被検体Ｂｄの体内に留置した状態下に、アナライトＡの濃度を連続的・間欠的に定量する装置である。蛍光センサ１０は、基本的には、概略直方体状のセンサ本体部１２と、センサ本体部１２に装着された測定用チップ１４とを備える。
　センサ本体部１２の筐体１６には、励起光Ｅを放射すると共に蛍光Ｆを検出する測定光学系１８と、センサ本体部１２の各部（測定光学系１８を含む）を制御する制御部２０が収容されている。
　測定光学系１８は、励起光Ｅを放射する発光部２２と、励起光Ｅに基づき発生した蛍光Ｆを検出する受光部２４と、発光部２２及び受光部２４の駆動制御を行う光学系制御回路２６とを備える。
　発光部２２は、１つ又は複数の発光素子を含んで構成される。発光部２２としては、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）素子、無機ＥＬ素子、ＬＤ（Laser Diode）素子を含む種々の発光素子を用いるとよい。
　受光部２４は、１つ又は複数の受光素子を含んで構成される。受光部２４としては、例えば、ＰＤ（Photo Diode）素子、フォトコンダクタ（光導電体）、フォトトランジスタ（Photo Transistor、PT）を含む種々の受光素子を用いるとよい。
　筐体１６は、２つの本体側コネクタ２７、２８を備え、本体側コネクタ２７を通じて励起光Ｅを筐体１６の外部に導くと共に、本体側コネクタ２８を通じて蛍光Ｆを筐体１６の内部に導く。
　測定用チップ１４は、概略円板状のボディ３０と、ボディ３０の内部３６及び開口部３８を跨いで設けられた導光手段４０とを有する。この導光手段４０は、測定光学系１８と蛍光部材６０（図２及び図３Ａ参照）の間で双方向に導光する。
　導光手段４０は、光導波路集合体４２と、光導波路集合体４２から一方に分岐する発光側導光部４４と、他方に分岐する受光側導光部４６とから構成される。なお、発光側導光部４４の先端側には、本体側コネクタ２７と光学的に接続可能に構成されたチップ側コネクタ４８が設けられている。また、受光側導光部４６の先端側には、本体側コネクタ２８と光学的に接続可能に構成されたチップ側コネクタ４９が設けられている。
［第１実施形態］
＜導光手段４０Ａの構成＞
　先ず、第１実施形態に係る導光手段４０Ａについて、図２～図３Ｂを参照しながら説明する。ここで、第１実施形態（変形例を含む）における光導波路集合体４２（図１）は、１枚の光導波路フィルムから構成される点に留意する。
　図２は、第１実施形態に係る導光手段４０Ａの一部を構成する光導波路フィルム４２ａの正面図である。図３Ａは、図２のＩＩＩＡ－ＩＩＩＡ線に沿った断面図である。図３Ｂは、図２のＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線に沿った断面図である。
　図２に示すように、帯状の光導波路フィルム４２ａは、直線状の複数のコア部５０（本図例では２つ）と、複数のコア部５０の周囲に存在するクラッド部５２とを含む。クラッド部５２は、コア部５０よりも光屈折率が低い材料で構成されている。これにより、コア部５０は、励起光Ｅ及び蛍光Ｆの伝送路（以下、光導波路５４という）として機能する。平行する２つの光導波路５４のうち、一方（左側）が励起光Ｅの光導波路５４に相当し、他方（右側）が蛍光Ｆの光導波路５４に相当する。なお、光導波路フィルム４２ａの先端部５６は、被検体Ｂｄ（図１）の内部に配置されている。
　図２及び図３Ａに示すように、先端部５６には、光導波路フィルム４２ａの幅方向全体にわたる直方体状の凹部５８が１つ形成されている。凹部５８には、インジケータに相当する蛍光部材６０が挿入されている。そして、先端部５６の全面（蛍光部材６０の露出面を含む）を覆うように遮光層６２が設けられている。
　蛍光部材６０は、励起光Ｅを与えることでアナライトＡの濃度に相関した量の蛍光Ｆを発生する。蛍光部材６０は、アナライトＡ及び標識物質（蛍光色素）の反応に応じて蛍光Ｆを発生する材料であってもよいし、アナライトＡとは別の成分及び標識物質の反応に応じて蛍光Ｆを発生する材料であってもよい。
　遮光層６２は、被検体Ｂｄの体内成分のうちアナライトＡは透過させるが、アナライトＡを除く高分子を透過させない性質（すなわち、選択透過性）を有する。また、遮光層６２は、励起光Ｅ及び蛍光Ｆが先端部５６の外部へ漏光するのを防止すると共に、外光が先端部５６の内部に進入することを防止する。
　図３Ａ及び図３Ｂから理解されるように、凹部５８は、各光導波路５４の端面６４を外部に露出させる露出空間部として機能する。換言すれば、光導波路フィルム４２ａは、励起光Ｅを出力し又は蛍光Ｆを入力する複数の光チャネル部６６を有する。以下、励起光Ｅを出力する光チャネル部６６を「第１チャネル部６７」、蛍光Ｆを入力する光チャネル部６６を「第２チャネル部６８」と区別して称する場合がある。
＜蛍光センサ１０の動作説明＞
　続いて、第１実施形態に係る導光手段４０Ａを適用した蛍光センサ１０の動作について、図１～図３Ｂを参照しながら説明する。
　先ず、図示しないセンサ挿入装置を用いて、測定用チップ１４の導光手段４０Ａを被検体Ｂｄの体内に留置させる。その後、本体側コネクタ２７、２８をチップ側コネクタ４８、４９にそれぞれ嵌合させる。そうすると、被検体Ｂｄの体内に存在するアナライトＡの一部は、先端部５６の遮光層６２を透過して蛍光部材６０の内部に進入する。
　測定光学系１８は、制御部２０からの指示信号を受け付け、アナライトＡの濃度の定量動作を開始する。具体的には、発光部２２は、光学系制御回路２６からの制御信号に応じて励起光Ｅを放射する。
　放射された励起光Ｅは、本体側コネクタ２７、チップ側コネクタ４８、発光側導光部４４、光導波路フィルム４２ａの光導波路５４（図２の左側）、及び第１チャネル部６７を経由し、蛍光部材６０の内部に進行する。そして、励起光Ｅが与えられた蛍光部材６０は、アナライトＡの濃度に相関する量の蛍光Ｆを発生する。
　ここで、蛍光部材６０は、好ましくは、蛍光ハイドロゲルからなる。高粘性である蛍光ハイドロゲルを用いることで、光チャネル部６６との密着性が高まり、その分だけ励起光Ｅ及び蛍光Ｆの集光効率が向上するからである。
　発生した蛍光Ｆは、第２チャネル部６８、光導波路フィルム４２ａの光導波路５４（図２の右側）、受光側導光部４６、チップ側コネクタ４９、及び本体側コネクタ２８を経由し、筐体１６の内部に進行する。
　光学系制御回路２６は、受光部２４にて出力されたアナログ信号に対して、対数増幅処理及びＡ／Ｄ変換処理を順次施すことで、蛍光Ｆの光量に相関する検出信号を得る。制御部２０は、予め決定された検量線（検出信号と濃度の関係を示す特性曲線）を参照することでアナライトＡの濃度を定量する。
＜第１実施形態による効果＞
　以上のように、蛍光センサ１０は、励起光Ｅを与えることでアナライトＡの濃度に相関する量の蛍光Ｆを発生する蛍光部材６０と、励起光Ｅを放射すると共に蛍光部材６０からの蛍光Ｆを検出する測定光学系１８を有する。また、蛍光センサ１０は、測定光学系１８を収容するセンサ本体部１２と、センサ本体部１２と光学的に接続され且つ測定光学系１８と蛍光部材６０の間で双方向に導光する導光手段４０Ａを備える。
　そして、導光手段４０Ａは、複数の光導波路５４が形成された１枚の光導波路フィルム４２ａを含んで構成され、光導波路フィルム４２ａは、励起光Ｅを出力し又は蛍光Ｆを入力する複数の光チャネル部６６を有している。しかも、複数の光チャネル部６６はすべて、蛍光部材６０により被覆されている。
　このように、複数の光導波路５４が形成された１枚の光導波路フィルム４２ａを含む導光手段４０Ａを設けると共に、光導波路フィルム４２ａが有する複数の光チャネル部６６はすべて蛍光部材６０により被覆されるようにしたので、光チャネル部６６の近傍における光損失を大幅に抑制可能となり、センシング部材の小型化を図りつつも、励起光Ｅ及び蛍光Ｆの利用効率を向上できる。
　また、光導波路フィルム４２ａには、各光導波路５４の端面６４を外部に露出させる凹部５８（露出空間部）が形成され、しかも、複数の光チャネル部６６はすべて、凹部５８に挿入された蛍光部材６０により被覆されている。最小枚数の光導波路フィルム４２ａを用いて導光手段４０Ａを構成可能となり、装置の小型化・低廉化が図れる。
＜第１変形例＞
　続いて、第１実施形態の第１変形例に係る導光手段４０Ｂについて、図４及び図５を参照しながら説明する。以降、この変形例及び別の実施形態に関して、第１実施形態と同様の構成については、同一の参照符号を付すると共にその説明を省略する。
　図４は、第１変形例に係る導光手段４０Ｂの一部を構成する光導波路フィルム４２ｂの正面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。
　図４に示すように、帯状の光導波路フィルム４２ｂは、第１実施形態の光導波路フィルム４２ａと比べて、コア部５０（光導波路５４）の形状が異なっている。具体的には、２つのうち左側の光導波路５４は、先端部５６において右方向に湾曲するＣ字状の湾曲部７０を有している。
　図４及び図５に示すように、先端部５６には、光導波路フィルム４２ｂの右下隅部を直方体状に切り欠いた切欠部７２が１つ形成されている。切欠部７２には、蛍光部材６０が隙間なく挿入されている。そして、先端部５６の全面（蛍光部材６０の露出面を含む）を覆うように遮光層６２が設けられている。
　ここで、切欠部７２は、各光導波路５４の端面６４を外部に露出させる露出空間部として機能する。換言すれば、光導波路フィルム４２ｂは、励起光Ｅを出力し又は蛍光Ｆを入力する複数の光チャネル部６６を有する。そして、第２チャネル部６８における端面６４は、第１チャネル部６７における端面６４に対して略直交する。
　このように構成しているので、第１チャネル部６７からの励起光Ｅの直進成分が第２チャネル部６８の周辺に到達し易くなり、その分だけ蛍光Ｆの集光効率が向上する。なお、両者の関係は上記した場合に限られず、第２チャネル部６８における端面６４の法線方向が、第１チャネル部６７における端面６４の法線方向に対して交差していれば、同様の作用効果が得られる。
＜第２変形例＞
　続いて、第２変形例に係る導光手段４０Ｃについて、図６を参照しながら説明する。図６は、導光手段４０Ｃの一部を構成する光導波路フィルム４２ｃの正面図である。
　帯状の光導波路フィルム４２ｃは、第１実施形態の光導波路フィルム４２ａと比べて、コア部５０（光導波路５４）の個数及び形状が異なっている。具体的には、光導波路フィルム４２ｃには、基端側にて互いに平行する３つの光導波路５４が形成されている。
　３つのうち左側の光導波路５４は、先端部５６において右方向に屈曲するＬ字状の屈曲部７２ａを有している。また、３つのうち右側の光導波路５４は、先端部５６において左方向に屈曲するＬ字状の屈曲部７２ｂを有している。ここで、３つの光導波路５４のうち、中央側の１つが励起光Ｅの光導波路５４に相当し、残りの２つ（左側及び右側）が蛍光Ｆの光導波路５４に相当する。
　先端部５６の略中央部には、直方体状の穴部７４が１つ形成されている。穴部７４には、蛍光部材６０が隙間なく挿入されている。そして、先端部５６の全面（蛍光部材６０の露出面を含む）を覆うように遮光層６２が設けられている。
　ここで、穴部７４は、各光導波路５４の端面６４を外部に露出させる露出空間部として機能する。換言すれば、光導波路フィルム４２ｃは、励起光Ｅを出力し又は蛍光Ｆを入力する複数の光チャネル部６６を有する。そして、第２チャネル部６８の数（本図例では２つ）は、第１チャネル部６７の数（本図例では１つ）よりも多くなっている。すなわち、第２チャネル部６８の数が多くなる分、それだけ集光可能な蛍光Ｆの光量が増加する。
　特に、第１チャネル部６７の個数を最小値（１つ）にすることで光導波路５４の総数が少なくなり、その結果、光導波路フィルム４２ｃの幅方向の省スペース化が図れる。
＜第３変形例＞
　続いて、第３変形例に係る導光手段４０Ｄについて、図７～図９Ｂを参照しながら説明する。図７は、導光手段４０Ｄの一部を構成する光導波路フィルム４２ｄの正面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
　図７に示すように、帯状の光導波路フィルム４２ｄは、第１実施形態の光導波路フィルム４２ａと比べて、コア部５０（光導波路５４）の個数及び形状が異なっている。具体的には、光導波路フィルム４２ｄには、基端側にて互いに平行する４つの光導波路５４が形成されている。
　４つのうち最も左側を除いた３つの光導波路５４はそれぞれ、先端部５６において左方向に屈曲するＬ字状の屈曲部７６ａ、７６ｂ、７６ｃを有している。ここで、４つの光導波路５４のうち、最も左側の１つが励起光Ｅの光導波路５４に相当し、残りの３つが蛍光Ｆの光導波路５４に相当する。
　図７及び図８に示すように、先端部５６には、光導波路フィルム４２ｄの延在方向に沿う一辺を直方体状に切り欠いた切欠部７８が１つ形成されている。切欠部７８には、蛍光部材６０が隙間なく挿入されている。そして、先端部５６の全面（蛍光部材６０の露出面を含む）を覆うように遮光層６２が設けられている。
　ここで、切欠部７８は、各光導波路５４の端面６４を外部に露出させる露出空間部として機能する。換言すれば、光導波路フィルム４２ｄは、励起光Ｅを出力し又は蛍光Ｆを入力する複数の光チャネル部６６を有する。そして、第１チャネル部６７は１つであり、第２チャネル部６８は２つ以上（本図例では、３つ）である。しかも、各第２チャネル部６８は、第１チャネル部６７との距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３がそれぞれ異なる位置関係下にある。
　一般的には、蛍光部材６０のうち、励起光Ｅの光源側に近い部位ほど発生する蛍光Ｆの光量が多くなると共に、この光源側から遠い部位ほど光量が少なくなる傾向がある。同様に、蛍光Ｆの発生位置から近い第２チャネル部６８ほど導光される蛍光Ｆの光量が多くなると共に、この発生位置から遠い第２チャネル部６８ほど光量が少なくなる傾向がある。この変形例では、上記した現象を利用して、光チャネル部６６同士の距離に応じて異なる量の蛍光Ｆを同時に取得し、アナライトＡの測定に活用する。
　図９Ａは、図７の光導波路フィルム４２ｄを適用する場合における第１変換テーブルを示すグラフである。グラフの横軸は受光部２４（図１）の検出光量であり、グラフの縦軸は制御部２０（同図）側に出力する検出信号（デジタル値）である。すなわち、第１変換テーブルとは、検出光量から検出信号への変換特性を示すテーブルを意味する。
　本図例では、検出信号のビット数（取り得る範囲）を固定しつつ、距離Ｄ１～Ｄ３毎にＡ／Ｄ分解能を異ならせている。具体的には、最短である距離Ｄ１においてＡ／Ｄ分解能を最も粗くし、最長である距離Ｄ３においてＡ／Ｄ分解能を最も細かくしている。
　図９Ｂは、図７の光導波路フィルム４２ｄを適用する場合における第２変換テーブルを示すグラフである。グラフの横軸は検出信号（デジタル値）であり、グラフの縦軸はアナライトＡ（図１）の濃度（単位は、ｍｇ／ｄｌ）である。すなわち、第２変換テーブルとは、検出光量から濃度への変換特性を示すテーブルを意味する。
　本図例では、検出信号のビット数（取り得る範囲）を固定しつつ、距離Ｄ１～Ｄ３毎に濃度範囲（いわゆるダイナミックレンジ）を異ならせている。具体的には、最短である距離Ｄ１においてダイナミックレンジ（ＲＬ）を最も広くし、最長である距離Ｄ３においてダイナミックレンジ（ＲＳ）を最も狭くしている。
　制御部２０は、図９Ａの第１変換テーブル及び図９Ｂの第２変換テーブルを結合した複数種類の検量線を選択的に用いて、アナライトＡの濃度を定量してもよい。例えば、距離Ｄ１における検出信号及び検量線を用いることで、広い濃度範囲（特に、高濃度域）を網羅した測定が可能になる。一方、距離Ｄ３における検出信号及び検量線を用いることで、低濃度域において高い濃度分解能での測定が可能になる。
　このように、２つ以上の第２チャネル部６８は、第１チャネル部６７との距離Ｄ１～Ｄ３がそれぞれ異なる位置関係下にあるので、光チャネル部６６同士の距離に応じて異なる量の蛍光Ｆを同時に取得可能となり、アナライトＡの多角的解析が実現できる。その一例として、上記した通り、ダイナミックレンジの広さ及び濃度分解能の高さを両立した測定が可能になる。
［第２実施形態］
　続いて、第２実施形態に係る導光手段４０Ｅについて、図１０～図１１Ｂを参照しながら説明する。ここで、第２実施形態における光導波路集合体４２（図１）は、積層された複数の光導波路フィルム（以下、フィルム積層体）から構成される点に留意する。
＜導光手段４０Ｅの構成＞
　図１０は、第２実施形態に係る導光手段４０Ｅの一部を構成するフィルム積層体９０の正面図である。図１１Ａは、図１０のＸＩＡ－ＸＩＡ線に沿った断面図である。図１１Ｂは、図１０のＸＩＢ－ＸＩＢ線に沿った断面図である。
　図１０及び図１１Ａに示すように、帯状のフィルム積層体９０は、複数の光導波路フィルム９２（本図例では、３枚）を積層して構成される。各光導波路フィルム９２は、図２の光導波路フィルム４２ａ等と同等に、１つ又は複数のコア部５０（本図例では、２つ）と、各コア部５０の周囲に存在するクラッド部５２とを含む。２つのコア部５０のうち、一方（左側）が励起光Ｅの光導波路５４に相当し、他方（右側）が蛍光Ｆの光導波路５４に相当する。
　先端部５６の略中央部には、フィルム積層体９０の厚さ方向に貫通する直方体状の孔部９４が１つ形成されている。孔部９４には、蛍光部材６０が隙間なく挿入されている。そして、先端部５６の全面（蛍光部材６０の露出面を含む）を覆うように遮光層６２が設けられている。
　図１１Ａ及び図１１Ｂから理解されるように、孔部９４は、各光導波路５４の端面６４を外部に露出させる露出空間部として機能する。換言すれば、フィルム積層体９０は、励起光Ｅを出力し又は蛍光Ｆを入力する複数の光チャネル部６６を有する。
＜蛍光センサ１０の動作＞
　続いて、第２実施形態に係る導光手段４０Ｅを適用した蛍光センサ１０の動作について、図１、図１０～図１１Ｂを参照しながら説明する。ここでは、第１実施形態と異なる点（導光手段４０Ｅの挙動）のみ説明する。
　図１に戻って、励起光Ｅは、本体側コネクタ２７、チップ側コネクタ４８、発光側導光部４４、光導波路フィルム９２の光導波路５４（図１０の左側）、及び第１チャネル部６７（図１１Ｂ例では３つ）を経由し、蛍光部材６０の内部に進行する。ここで、発光側導光部４４は、励起光Ｅを、１つの伝送路から３つの光導波路５４に分配する光分配器として機能する。
　その後、発生した蛍光Ｆは、第２チャネル部６８（図１１Ｂ例では３つ）、光導波路フィルム９２の光導波路５４（図１０の右側）、受光側導光部４６、チップ側コネクタ４９、及び本体側コネクタ２８を経由し、筐体１６の内部に進行する。ここで、受光側導光部４６は、蛍光Ｆを、３つの光導波路５４から１つの伝送路に混合する光混合器として機能する。
　以上のように、導光手段４０Ｅは、１つ又は複数の光導波路５４が形成された２枚以上の光導波路フィルム９２を積層してなるフィルム積層体９０を含んで構成されている。フィルム積層体９０には、各光導波路５４の端面６４を外部に露出させる孔部９４（露出空間部）が形成され、しかも、複数の光チャネル部６６はすべて、孔部９４に挿入された蛍光部材６０により被覆されている。
　このように構成しても、第１実施形態（光導波路フィルム４２ａ）と同様の作用効果が得られる。そして、きわめて簡易な構成で光チャネル部６６の個数を増設できる。なお、図１１Ａ及び図１１Ｂでは、３枚の光導波路フィルム９２を積層しているが枚数はこれに限られず、例えば、２枚であっても４枚以上であってもよい。
［第３実施形態］
　続いて、第３実施形態に係る導光手段４０Ｆについて、図１２～図１３Ｂを参照しながら説明する。ここで、第３実施形態における光導波路集合体４２（図１）は、積層された２枚の光導波路フィルム（フィルム積層体）から構成される点に留意する。
＜導光手段４０Ｆの構成＞
　図１２は、第３実施形態に係る導光手段４０Ｆの一部を構成するフィルム積層体１００の正面図である。図１３Ａは、図１２のＸＩＩＩＡ－ＸＩＩＩＡ線に沿った断面図である。図１３Ｂは、図１２における先端部５６の一部を模式的に示した拡大図である。
　図１２及び図１３Ａに示すように、帯状のフィルム積層体１００は、２枚の光導波路フィルム１０２、１０３を積層して構成される。各光導波路フィルム１０２、１０３は、１つのコア部５０と、コア部５０の周囲に存在するクラッド部５２とを含む。光導波路フィルム１０２（第１光導波路フィルム）のコア部５０が励起光Ｅの光導波路５４に相当し、光導波路フィルム１０３（第２光導波路フィルム）のコア部５０が蛍光Ｆの光導波路５４に相当する。
　図１３Ａに示すように、２枚の光導波路フィルム１０２、１０３の間には、先端部５６にて蛍光部材６０が挟持されている。そして、先端部５６の全面（蛍光部材６０の露出面を含む）を覆うように遮光層６２が設けられている。
　図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、光導波路フィルム１０２のコア部５０は、１つの基幹部１０４と、基幹部１０４から枝状に延びる複数の末端部１０６（本図例では、３つ）とから構成される。各末端部１０６には、平板状のミラー部１０８が１つずつ配置されている。各ミラー部１０８は、末端部１０６の延在方向及び光導波路フィルム１０２の法線方向に対して所定の角度（概ね４５度）だけ傾斜している。
　一方、光導波路フィルム１０３のコア部５０についても、光導波路フィルム１０２のコア部５０と略同一の形状を有する。そして、上側及び下側にあるミラー部１０８の位置がすべて一致するように、光導波路フィルム１０２、１０３が固定されている。
＜蛍光センサ１０の動作＞
　続いて、第３実施形態に係る導光手段４０Ｆを適用した蛍光センサ１０の動作について、図１、図１２～図１３Ｂを参照しながら説明する。ここでは、第１実施形態と異なる点（導光手段４０Ｆの挙動）のみ説明する。
　図１に戻って、励起光Ｅは、本体側コネクタ２７、チップ側コネクタ４８、及び発光側導光部４４を経由し、光導波路フィルム１０２の光導波路５４（基幹部１０４及び末端部１０６）に進行する。
　その後、末端部１０６を進行する励起光Ｅは、光導波路フィルム１０２側のミラー部１０８（第１ミラー部）により垂直方向に反射された後、光導波路フィルム１０２の法線方向に向けて外部に出力される。つまり、光導波路フィルム１０２は、ミラー部１０８の個数に対応する第１チャネル部６７を有する。
　そして、励起光Ｅが与えられた蛍光部材６０は、アナライトＡの濃度に相関する量の蛍光Ｆを発生する。蛍光Ｆは、光導波路フィルム１０３の外部から法線方向に進入する。
　外部からの蛍光Ｆは、光導波路フィルム１０３側のミラー部１０８（第２ミラー部）により垂直方向に反射された後、光導波路フィルム１０３の光導波路５４（末端部１０６）に入力される。つまり、光導波路フィルム１０３は、ミラー部１０８の個数に対応する第２チャネル部６８を有する。
　その後、蛍光Ｆは、光導波路フィルム１０３の光導波路５４（末端部１０６及び基幹部１０４）、受光側導光部４６、チップ側コネクタ４９、及び本体側コネクタ２８を経由し、筐体１６の内部に進行する。
　以上のように、導光手段４０Ｆは、複数の末端部１０６を有する光導波路５４が形成された光導波路フィルム１０２、１０３を含んで構成されている。光導波路フィルム１０２は、末端部１０６に配置され、且つ、光導波路５４に沿って進行する励起光Ｅを第１チャネル部６７に向けて反射する複数のミラー部１０８を有する。光導波路フィルム１０３は、末端部１０６に配置され、且つ、第２チャネル部６８からの蛍光Ｆを光導波路５４に向けて反射する複数のミラー部１０８を有する。
　そして、複数の光チャネル部６６はすべて、光導波路フィルム１０２、１０３の間に挟持された蛍光部材６０により被覆されるように構成しても、第１実施形態（光導波路フィルム４２ａ）と同様の作用効果が得られる。しかも、光導波路フィルム１０２、１０３の平面方向に沿って多くの光チャネル部６６を配置可能となり、その分だけ蛍光部材６０を薄く設けることができる。
　なお、この実施形態では、複数の末端部１０６を有する光導波路５４を光導波路フィルム１０２、１０３に１つずつ形成しているが、それぞれ２つ以上設けてもよい。
＜改良例＞
　ところで、図１３Ａ及び図１３Ｂの例では、上側及び下側にあるミラー部１０８の位置がすべて一致するように、光導波路フィルム１０２、１０３が固定されている。この場合、光導波路フィルム１０３は、第２チャネル部６８を介して、蛍光Ｆのみならず励起光Ｅを含んで導光することがある。換言すれば、ノイズ因子としての励起光Ｅを併せて検出することで、アナライトＡの濃度の定量精度を低下させる懸念がある。そこで、蛍光Ｆの集光効率を維持しつつも、第２チャネル部６８を介して励起光Ｅが進入するのを阻止する改良手段を種々採用してもよい。
　第１に、互いに対向する一対のミラー部１０８、１０８における光軸をずらす手段が考えられる。例えば、フィルム積層体１００の平面視にて、一対のミラー部１０８、１０８は、相対的な位置の差が閾値（例えば１０μｍ、好ましくは５μｍ）を超えない範囲でずらして配置されてもよい。また、一対のミラー部１０８、１０８は、相対的な角度の差が閾値（例えば５度、好ましくは２度）を超えない範囲でずらして配置されてもよい。
　第２に、互いに対向する一対のミラー部１０８、１０８の間に、少なくとも１枚の光学フィルタを介在させる手段が考えられる。この光学フィルタは、蛍光Ｆを相対的に多く透過させると共に、励起光Ｅを相対的に少なく透過させるフィルタ特性を有している。フィルタ特性としては、ローパス型、ハイパス型及びバンドパス型のうちいずれであってもよく、最も好ましくは、蛍光Ｆをすべて透過させると共に励起光Ｅをすべて遮断させるものである。具体的には、励起光Ｅ、蛍光Ｆのピーク波長がそれぞれ５８５ｎｍ、６１０～６３０ｎｍである場合、５８５～６３０ｎｍの波長帯域における光のみを透過させる光学フィルタを用いる。
　この光学フィルタは、ガラスやプラスチックを含む基板材料に光吸収物質を混ぜることで作製してもよいし、基板の表面に光学薄膜（より詳細には、金属薄膜や誘電体薄膜）を形成することで作製してもよい。
　なお、光学フィルタは、光導波路フィルム１０３の内部（第２チャネル部６８とミラー部１０８の間）に配置されてもよいし、光導波路フィルム１０３の外部（第１チャネル部６７と第２チャネル部６８の間）に配置されてもよい。
［導光手段４０Ａ～４０Ｅの製造方法］
　続いて、蛍光センサ１０（より詳細には、導光手段４０Ａ～４０Ｅ）の製造方法の一例について、図１４Ａ～図１５を参照しながら説明する。以下、導光手段４０Ａの場合を中心に説明する。
（１）先ず、導光手段４０Ａ（光導波路フィルム４２ａ）を得るための光導波路シート１３０を作製する。この積層フィルム（すなわち、導光手段４０Ａ）の厚さとしては、例えば５０～３００μｍの範囲内に形成することができる。
　光導波路シート１３０は、例えば、フォトアドレス法により製造することができる。フォトアドレス法では、基板上にコア層を塗布形成し、フォトマスクを利用して当該コア層に対して紫外線を所定パターンにて照射すると共に加熱することで、相対的に光屈折率が高い部分と、相対的に光屈折率が低い部分とをコア層に形成する。
　コア層の構成材料としては、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等の樹脂材料が挙げられる。活性エネルギー線の照射により、あるいは加熱することにより、光屈折率が変化する材料としては、ベンゾシクロブテン系樹脂及びノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂を含む樹脂組成物を主材料とするものが挙げられる。
　クラッド層を構成する材料としては、コア層を構成する材料より光屈折率が低いものであれば、特に限定されない。具体的には、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノルボルネン系樹脂等の環状オレフィン系樹脂等の樹脂材料が挙げられる。
　その後、コア層の両側にクラッド層を形成すると、等間隔に並んだ線状のコア部５０を有する光導波路シート１３０が得られる（図１４Ａ参照）。この場合、コア層に形成された相対的に光屈折率が高い部分により複数のコア部５０が構成され、コア層に形成された相対的に光屈折率が低い部分とクラッド層とによりクラッド部５２が構成される。
　なお、光導波路シート１３０は、上述したフォトアドレス法の他、以下に説明する複製法や直接露光法によって製造してもよい。
　複製法では、基板上にクラッド層を塗布形成する。次に、コア形状に対応する複数の突起が設けられた転写部材をクラッド層に押し付けることによりクラッド層にコア形状を転写する。次に、クラッド層に転写された複数のコア形状（凹部）にコア材を注入する。その後、すでに形成されたクラッド層の上に上部クラッド層を形成すると、光導波路シート１３０が得られる。この場合、コア材によりコア部５０が構成され、クラッド層と上部クラッド層とによりクラッド部５２が構成される。
　直接露光法では、基板上に下部クラッド層を塗布形成し、形成された下部クラッド層の上にコア層を塗布形成する。次に、コア層を現像する。具体的には、フォトマスクを利用して当該コア層に対して紫外線を所定パターンにて照射し、複数のコア形状を残してコア層を部分的に除去することにより、下部クラッド層の上に複数のコア部５０を形成する。その後、下部クラッド層及び複数のコア部５０の上に上部クラッド層を形成すると、光導波路シート１３０が得られる。この場合、下部クラッド層と上部クラッド層によりクラッド部５２が構成される。
（２）次いで、光導波路シート１３０の一端部（先端部５６に相当）の所定位置に、コア部５０が延びる向きの垂直方向に沿って１本の溝を形成する。溝の形成方法としては、切削・レーザ光照射を含む公知の微細加工技術を種々用いてもよい。凹部５８に相当する溝を形成することで、各コア部５０の端面６４が外部に露出する（図１４Ｂ参照）。
（３）次いで、光導波路シート１３０上に形成された溝に、蛍光部材６０を隙間なく挿入する。具体的には、毛細管現象を利用して、液状原料（光硬化性材料）を溝に流し込んだ後、活性エネルギー光線（例えば、紫外線）を溝に向けて照射する。そうすると、液状原料がゲル化され、外部に露出した端面６４のすべてが蛍光部材６０により被覆される（図１４Ｃ参照）。
　蛍光部材６０に含まれる蛍光色素は、アナライトＡの種類に応じて選択され、アナライトＡの量に応じて発生する蛍光Ｆの光量が可逆的に変化するものであればよい。グルコースのような糖類を測定する場合には、蛍光色素として、ルテニウム有機錯体、蛍光フェニルボロン酸誘導体、又は蛋白と結合したフルオレセイン等、グルコースと可逆結合する物質を用いることができる。
　蛍光色素としては、その他にも、例えば、被検体Ｂｄの体内の水素イオン濃度又は二酸化炭素を測定する場合には、ヒドロキシピレントリスルホン酸誘導体を用いることができる。また、体内の糖類を測定する場合には、蛍光残基を有するフェニルボロン酸誘導体を用いることができる。さらに、体内のカリウムイオンを測定する場合には、蛍光残基を有するクラウンエーテル誘導体等を用いることができる。
　すなわち、蛍光センサ１０は、上記のように蛍光色素を選択することで、酸素センサ、グルコースセンサ、ｐＨセンサ、免疫センサ、微生物センサ等の多様な用途に対応することができる。
（４）次いで、光導波路シート１３０の一部に遮光層６２を設けることで、蛍光部材６０の周辺全体を覆う（図１４Ｄ参照）。遮光層６２は、生体適合性を有すると共に、アナライトＡを含む体液の通過を妨げない材料（基本的には、高分子ゲル）から構成される。そして、この高分子ゲルにカーボンブラックやカーボンナノチューブ等の光を通さない微粒子を混合することで、選択透過性及び遮光性を兼ね備える遮光層６２を形成できる。
（５）最後に、遮光層６２が設けられた光導波路シート１３０を、コア部５０が延びる方向に沿って短冊状に断裁する（図１５参照）。これにより、導光手段４０Ａ（図２～図３Ｂ参照）が完成する。なお、導光手段４０Ｂ～４０Ｅに関しても、上記した製造方法に従って同様に実現できる。
［導光手段４０Ｆの製造方法］
　続いて、導光手段４０Ｆの製造方法の一例について、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照しながら説明する。
（１）先ず、導光手段４０Ｆ（フィルム積層体１００）を得るための光導波路シート１３０を作製する。この光導波路シート１３０には、等間隔に並んだ木状のコア部５０、すなわち、複数の末端部１０６を有する光導波路５４が多数形成されている。
（２）次いで、フォトリソグラフィ技術を利用して、末端部１０６の特定位置に平面状のミラー部１０８を形成する。各ミラー部１０８は、コア部５０の断面を網羅するサイズを有する。この形成には、例えば、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザを用いることができる。
（３）次いで、光導波路シート１３０をコア部５０が延びる方向に沿って短冊状に断裁する。これにより、２枚の光導波路フィルム１０２、１０３が得られる。
（４）次いで、蛍光部材６０を挟持した状態下に、光導波路フィルム１０２、１０３を固定する。光導波路フィルム１０２、１０３の固定方法として、例えば、接着層１４０を介して貼り合わせる手法（図１６Ａ参照）や、両者の接触部位１４２を熱溶着又は超音波溶着させる手法（図１６Ｂ参照）が挙げられる。
（５）最後に、蛍光部材６０の周辺全体を覆うように遮光層６２を設けることで、導光手段４０Ｆ（図１２～図１３Ｂ参照）が完成する。
［補足］
　なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
　図１７は、別の形態における蛍光センサ１５０の全体構成図である。この蛍光センサ１５０は、被検体Ｂｄの体内に穿刺した状態下に、アナライトＡの濃度を連続的・間欠的に定量する装置である。蛍光センサ１５０は、センサ本体部１２と、センサ本体部１２に装着された測定用チップ１５２とを備える。
　測定用チップ１５２は、概略円板状のボディ３０と、ボディ３０の一主面に固定され且つ針先３２を有する穿刺針３４と、ボディ３０の内部３６及び穿刺針３４の内部３７を跨いで設けられた導光手段４０を有する。この場合、針先３２を被検体Ｂｄに穿刺することで、別異の装置を必要とすることなく蛍光センサ１５０をセットできる。

Claims (11)

  1. 　励起光を与えることでアナライトの濃度に相関する量の蛍光を発生する蛍光部材（６０）と、前記励起光を放射すると共に前記蛍光部材（６０）からの前記蛍光を検出する測定光学系（１８）とを有する蛍光センサ（１０、１５０）であって、
    　前記測定光学系（１８）を収容するセンサ本体部（１２）と、
    　前記センサ本体部（１２）と光学的に接続され且つ前記測定光学系（１８）と前記蛍光部材（６０）の間で双方向に導光する導光手段（４０Ａ～４０Ｆ）と
    　を備え、
    　前記導光手段（４０Ａ～４０Ｆ）は、１つ又は複数の光導波路（５４）が形成された少なくとも１枚の光導波路フィルム（４２ａ～４２ｄ、９２、１０２、１０３）を含んで構成され、
    　各前記光導波路フィルム（４２ａ～４２ｄ、９２、１０２、１０３）は、前記励起光を出力し又は前記蛍光を入力する複数の光チャネル部（６６）を有し、
    　複数の前記光チャネル部（６６）はすべて、前記蛍光部材（６０）により被覆されている
    　ことを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  2. 　請求項１記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　前記導光手段（４０Ａ～４０Ｄ）は、複数の前記光導波路（５４）が形成された１枚の前記光導波路フィルム（４２ａ～４２ｄ）を含んで構成され、
    　前記光導波路フィルム（４２ａ～４２ｄ）には、各前記光導波路（５４）の端面（６４）を外部に露出させる露出空間部（５８、７２、７４、７８）が形成され、
    　複数の前記光チャネル部（６６）はすべて、前記露出空間部（５８、７２、７４、７８）に挿入された前記蛍光部材（６０）により被覆されている
    　ことを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  3. 　請求項２記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　前記励起光を出力する側の前記光チャネル部（６６）である第１チャネル部（６７）の個数よりも、前記蛍光を入力する側の前記光チャネル部（６６）である第２チャネル部（６８）の個数の方が多いことを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  4. 　請求項３記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　前記第１チャネル部（６７）は１つであり、前記第２チャネル部（６８）は２つ以上であることを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  5. 　請求項４記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　２つ以上の前記第２チャネル部（６８）は、前記第１チャネル部（６７）との距離がそれぞれ異なる位置関係下にあることを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  6. 　請求項３記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　前記第２チャネル部（６８）における前記端面（６４）の法線方向は、前記第１チャネル部（６７）における前記端面（６４）の法線方向に対して交差することを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  7. 　請求項１記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　前記導光手段（４０Ｅ）は、１つ又は複数の前記光導波路（５４）が形成された２枚以上の前記光導波路フィルム（９２）を積層してなるフィルム積層体（９０）を含んで構成され、
    　前記フィルム積層体（９０）には、各前記光導波路（５４）の端面（６４）を外部に露出させる露出空間部（９４）が形成され、
    　複数の前記光チャネル部（６６）はすべて、前記露出空間部（９４）に挿入された前記蛍光部材（６０）により被覆されている
    　ことを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  8. 　請求項１記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　前記導光手段（４０Ｆ）は、複数の末端部（１０６）を有する前記光導波路（５４）が形成された第１光導波路フィルム（１０２）及び第２光導波路フィルム（１０３）を含んで構成され、
    　前記第１光導波路フィルム（１０２）は、前記末端部（１０６）に配置され、且つ、前記光導波路（５４）に沿って進行する前記励起光を前記光チャネル部（６６）に向けて反射する複数の第１ミラー部（１０８）を有し、
    　前記第２光導波路フィルム（１０３）は、前記末端部（１０６）に配置され、且つ、前記光チャネル部（６６）からの前記蛍光を前記光導波路（５４）に向けて反射する複数の第２ミラー部（１０８）を有し、
    　複数の前記光チャネル部（６６）はすべて、前記第１光導波路フィルム（１０２）と前記第２光導波路フィルム（１０３）の間に挟持された前記蛍光部材（６０）により被覆されている
    　ことを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  9. 　請求項８記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　互いに対向する前記第１ミラー部（１０８）及び前記第２ミラー部（１０８）は、相対的な位置又は角度の差が閾値を超えない範囲でずらして配置されることを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  10. 　請求項８記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　前記導光手段（４０Ｆ）は、互いに対向する前記第１ミラー部（１０８）と前記第２ミラー部（１０８）の間に介在し、且つ、前記蛍光を相対的に多く透過させると共に前記励起光を相対的に少なく透過させるフィルタ特性を有する光学フィルタを含んで構成されることを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
  11. 　請求項１記載の蛍光センサ（１０、１５０）において、
    　前記蛍光部材（６０）は、蛍光ハイドロゲルからなることを特徴とする蛍光センサ（１０、１５０）。
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