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表面プラズモン共鳴現象測定装置 コモンズ 実績あり

国内特許コード P130009005
整理番号 法人化前-012
掲載日 2013年4月8日
出願番号 特願2001-015567
公開番号 特開2002-214131
登録番号 特許第3462179号
出願日 平成13年1月24日(2001.1.24)
公開日 平成14年7月31日(2002.7.31)
登録日 平成15年8月15日(2003.8.15)
発明者
  • 浅野 泰一
  • 正留 隆
  • 今任 稔彦
  • 伏貫 義十
  • 岩崎 弦
  • 丹羽 修
  • 田部井 久男
  • 飛田 達也
出願人
  • 八戸工業高等専門学校長
  • 日本電信電話株式会社
  • エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社
発明の名称 表面プラズモン共鳴現象測定装置 コモンズ 実績あり
発明の概要 【課題】 低価格化を図るとともに、小型化を図り、かつマルチチャンネルの測定を可能にする。
【解決手段】 光源1から放射された光は偏光板2を通過すると、p偏光光のみが通過し、このp偏光光は入射側レンズ3で集光されてプリズム4に入射される。プリズム4の底面に被測定物に接する金属薄膜5が設けられている。偏光板2を通過したp偏光光がプリズム4に入射し、金属薄膜5を照射し、金属薄膜5からの反射光の強度変化をCCDラインセンサ8で検出している。そして、入射側レンズ3を、光源1からの円形ビーム形状の光を線形ビーム形状に変えてプリズム4に入射するシリンダーレンズとする。また、集光レンズ6からの円形ビーム形状の光を線形ビーム形状に変えてCCDラインセンサ8に導くシリンダーレンズ7を設けている。
従来技術、競合技術の概要


従来、化学プロセス計測や環境計測あるいは臨床検査等において、呈色反応や免疫反応を利用した測定が行われているが、この測定方法では被測定物をサンプル抽出する必要があるばかりか、煩雑な操作や標識物質を必要とする等の問題あった。このため、標識物質を必要とすることなく、高感度で被測定物中の化学物質の定性・定量測定の可能なセンサとして光励起表面プラズモン共鳴現象を利用したセンサが提案され、実用化されている。
図6は従来の表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance 以下、SPRと略称する)現象測定装置のモデル図である。同図において、1は単色光の光源であって、この光源1から放射された光が偏光子2を通過すると、p偏光光のみが通過する。このp偏光光は、入射側レンズ35で集光されてプリズム4に入射される。プリズム4の底面には被測定物40に接する金属薄膜5が設けられており、偏光子2を通過したp偏光光をこのプリズム4に入射角θで入射させ、金属薄膜5を照射することによって、金属薄膜5からの反射光の強度変化を光検出器であるCCDラインセンサ8で検出している。
すなわち、光源1から放射された光は、プリズム4と金属薄膜5の境界でエバネッセント波となり、その波数は次式により表される。
ev=Kppsinθ
ここで、Kpは入射光の波数、npはプリズム4の屈折率、θは入射角である。一方、金属膜表面では、表面プラズモン波が生じ、その波数は次式により表される。
sp=(c/w)・√(εn2/(ε+n2))
ここで、cは光速、wは角振動数、εは金属薄膜の誘電率、nは被測定物の屈折率である。
このエバネッセント波と表面プラズモン波の波数が一致する入射角θのとき、エバネッセント波は表面プラズモンの励起に使われ、反射光として計測される光量が減少する。SPR現象はプリズム4に設けた金属薄膜5に接する被測定物40の屈折率に依存するために、例えば被測定物40を水とした場合、図7に示すように、ある角度で極小を有する曲線として検出することができ、被測定物40の濃度変化による屈折率変化を測定するばかりか、金属薄膜5上に抗体などを固定することにより、抗原との結合による抗体の屈折率変化を測定することにより、特定物質の定量を行うことができる。

産業上の利用分野


本発明は、光学系を用いて非測定溶液中の特定物質を定量あるいは定性的に測定する表面プラズモン共鳴現象測定装置に関し、特に、被測定物に接した金属薄膜での表面プラズモン共鳴現象を利用し、液体やガスなどの被測定物の屈折率の変化を検知し定性・定量測定を行う表面プラズモン共鳴現象測定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光源と、
この光源からの光を偏光するための偏光子と、
この偏光子を通過した光を集光するシリンダーレンズと、
このシリンダーレンズからの光が入射され、表面プラズモン共鳴現象を計測するための金属薄膜が形成されたプリズムと、
このプリズムから反射された光を計測するCCDラインセンサとを備えた表面プラズモン共鳴現象測定装置において、
前記光源をレーザー光源とし、このレーザー光源の平行光が拡げられ、このレーザ光源からの光を複数の線形のビーム形状に変換する光学回析素子を設け、前記プリズムからの円形ビーム形状の光を線形ビーム形状に変えて前記CCDラインセンサに導くシリンダーレンズを設けたことを特徴とする表面プラズモン共鳴現象測定装置。

【請求項2】
光源と、
この光源からの光が入射され、表面プラズモン共鳴現象を計測するための金属薄膜が形成されたプリズムと、
このプリズムから反射された光を偏光するための偏光子と、
この偏光子を通過した光を集光するレンズと、
このレンズから出射された光を計測するCCDラインセンサとを備えた表面プラズモン共鳴現象測定装置において、
前記光源をレーザー光源とし、このレーザー光源の平行光が拡げられ、このレーザ光源からの光を複数の線形のビーム形状に変換する光学回析素子を設け、前記プリズムからの円形ビーム形状の光を線形ビーム形状に変えて前記CCDラインセンサに導くシリンダーレンズを設けたことを特徴とする表面プラズモン共鳴現象測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2001015567thum.jpg
出願権利状態 登録


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