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センサチップ及びセンサチップ製造方法 新技術説明会

国内特許コード P07A012993
掲載日 2008年1月25日
出願番号 特願2006-132860
公開番号 特開2007-303973
登録番号 特許第5286515号
出願日 平成18年5月11日(2006.5.11)
公開日 平成19年11月22日(2007.11.22)
登録日 平成25年6月14日(2013.6.14)
発明者
  • 藤原 一彦
  • 小川 信明
出願人
  • 国立大学法人秋田大学
発明の名称 センサチップ及びセンサチップ製造方法 新技術説明会
発明の概要

【課題】金属微粒子周囲の屈折率変化を高感度で検出可能なセンサチップ及びセンサチップの製造方法を提供する。
【解決手段】 センサチップ10Aは、金属微粒子14と光との共鳴現象を利用して金属微粒子14周囲の屈折率変化を検出するためのセンサチップであって、基板11と、基板11上に形成されると共に、金属微粒子14を固定するための第1の膜12と、第1の膜12のセンサ領域13上に固定される複数の金属微粒子14と、第1の膜12上に固定されると共に、複数の金属微粒子14のうち隣接する金属微粒子14間に配置されるブロック剤15と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


金属微粒子と光との共鳴現象の一つであるプラズモン共鳴を利用して金属微粒子周囲の屈折率変化を測定するセンサーが開発されている(例えば、特許文献1参照)。



ここで、特許文献1のように、プラズモン共鳴を利用して金属微粒子周囲の屈折率変化を検出可能な原理について説明する。金ナノ粒子や銀ナノ粒子等の金属微粒子に光を照射すると、所定の共鳴波長において共鳴現象の一つであるプラズモン共鳴が生じる。その結果、光が照射された金属微粒子による散乱や吸収が増大するため、金属微粒子と相互作用した光を検出した際に、そのスペクトルに共鳴ピークが現出する。この共鳴ピークを生じせしめる共鳴波長は、金属微粒子周囲の屈折率に依存しているため、共鳴ピークのシフトを検出することで、金属微粒子周囲の屈折率変化を検出できることになる。



上記特許文献1に記載の局在プラズモン共鳴センサー(センサチップ)では、ガラス基板の表面上に金属微粒子としての金ナノ粒子が複数固定されて構成されており、ガラス基板の裏面側から光を照射し、その透過光を検出することによって共鳴ピークを取得する。そして、共鳴ピークの変化から金属微粒子周囲の屈折率変化を検出している。



このようなセンサチップは、例えば、次のようにしてDNAやタンパク質等の被検体を検出するセンサチップとして利用される。すなわち、金属微粒子に被検体と特異的に結合するプローブ分子を固定しておき、試料液を送液すると、試料液に被検体が含まれていれば、プローブ分子に結合した被検体の影響で金属微粒子近傍の屈折率が変化して共鳴波長がシフトする。そのため、試料液の送液前後での共鳴ピークの変化を検出すれば、被検体を検出できることになり、DNAやタンパク質等の被検体を検出するセンサチップとして利用できることになる。

【特許文献1】特開2000―356587号公報

産業上の利用分野


本発明は、センサチップ及びセンサチップ製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属微粒子と光との共鳴現象を利用して前記金属微粒子周囲の屈折率変化を検出するためのセンサチップであって、
基板と、
前記基板上に、前記基板に接するように形成されると共に、前記金属微粒子を固定するための第1の膜と、
前記第1の膜のセンサ領域上に固定される複数の前記金属微粒子と、
前記第1の膜上に固定されると共に、複数の前記金属微粒子のうち隣接する前記金属微粒子間に配置されるブロック剤と、
を備え、
前記ブロック剤は、前記第1の膜の前記センサ領域において、前記金属微粒子が吸着していない部分の少なくとも一部の前記第1の膜に固定されている、
ことを特徴とするセンサチップ。

【請求項2】
前記第1の膜はシラン化合物から形成されており、
前記ブロック剤はカルボキシル基を有する化合物であることを特徴とする請求項1記載のセンサチップ。

【請求項3】
前記ブロック剤は、グリコール酸、酢酸ナトリウム、16-ヒドロキシヘキサデカン酸及びポリエチレングリコールの何れか一つからなることを特徴とする請求項2に記載のセンサチップ。

【請求項4】
前記金属微粒子の表面上に形成されると共に、被検体を固定するための第2の膜を更に備えることを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載のセンサチップ。

【請求項5】
前記第2の膜は、メルカプトウンデカン酸からなることを特徴とする請求項4に記載のセンサチップ。

【請求項6】
前記第1の膜上に前記センサ領域を複数有し、
前記各センサ領域上に前記金属微粒子及び前記ブロック剤が固定されていることを特徴とする請求項1~5の何れか一項に記載のセンサチップ。

【請求項7】
前記金属微粒子の粒径は50nm~100nmであることを特徴とする請求項1~6の何れか一項に記載のセンサチップ。

【請求項8】
金属微粒子と光との共鳴現象を利用して前記金属微粒子周囲の屈折率変化を検出するためのセンサチップを製造する方法であって、
基板上に、前記基板に接するように形成されており前記金属微粒子を固定するための第1の膜のセンサ領域と、前記金属微粒子を含む金属微粒子溶液とを接触させることによって前記センサ領域に前記金属微粒子を所定の粒子密度で固定する粒子固定工程と、
前記金属微粒子が固定された前記センサ領域とブロック剤導入溶液とを接触させることで、前記センサ領域において、前記金属微粒子が吸着していない部分の少なくとも一部の前記第1の膜にブロック剤を固定するブロック剤固定工程と、
を備えることを特徴とするセンサチップ製造方法。

【請求項9】
被検体を固定するための第2の膜を、前記金属微粒子が固定された前記センサ領域と第2の膜形成溶液とを接触させることによって、前記金属微粒子の表面上に形成する膜形成工程を更に備えることを特徴とする請求項8に記載のセンサチップ製造方法。

【請求項10】
前記基板に固定された前記金属微粒子の粒径が50nm未満の場合、前記基板に固定された前記金属微粒子を粒子成長溶液と接触させることによって前記金属微粒子の粒径を、50nm~100nmに増大させる粒径増大工程を更に備えることを特徴とする請求項8又は9に記載のセンサチップ製造方法。

【請求項11】
前記第1の膜は前記センサ領域を複数有しており、
前記粒子固定工程では、前記各センサ領域上に前記金属微粒子を前記所定の粒子密度で固定し、
前記ブロック剤固定工程では、前記各センサ領域上に前記ブロック剤を固定することを特徴とする請求項8~10の何れか一項に記載のセンサチップ製造方法。

【請求項12】
前記所定の粒子密度は、30~60個/μmであることを特徴とする請求項8~11の何れか一項に記載のセンサチップ製造方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006132860thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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