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SURFACE PLASMON RESONANCE PHENOMENON MEASURING DEVICE achieved

Patent code P130009005
File No. 法人化前-012
Posted date Apr 8, 2013
Application number P2001-015567
Publication number P2002-214131A
Patent number P3462179
Date of filing Jan 24, 2001
Date of publication of application Jul 31, 2002
Date of registration Aug 15, 2003
Inventor
  • (In Japanese)浅野 泰一
  • (In Japanese)正留 隆
  • (In Japanese)今任 稔彦
  • (In Japanese)伏貫 義十
  • (In Japanese)岩崎 弦
  • (In Japanese)丹羽 修
  • (In Japanese)田部井 久男
  • (In Japanese)飛田 達也
Applicant
  • (In Japanese)八戸工業高等専門学校長
  • (In Japanese)日本電信電話株式会社
  • (In Japanese)エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社
Title SURFACE PLASMON RESONANCE PHENOMENON MEASURING DEVICE achieved
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To lower a price, miniaturize, and enable multi-channel measurement.
SOLUTION: When light radiated from a light source 1 passes a polarizing plate 2, only p-polarized light thereof passes the plate 2, and p-polarized light is condensed by an incidence side lens 3 and enters a prism 4. A metal thin film 5 in contact with a measuring object is installed on the bottom of the prism 4. P-polarized light passing the polarizing plate 2 enters the prism 4, and the metal thin film 5 is irradiated therewith, and the intensity change of reflected light from the metal thin film 5 is detected by a CCD line sensor 8. As the incidence side lens 3, a cylinder lens for changing circular beam-shaped light from the light source 1 into linear beam-shaped light and introducing light to the prism 4 is used. A cylinder lens 7 for changing circular beam-shaped light from a condensing lens 6 into linear beam-shaped light and introducing light to the CCD line sensor 8 is installed.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。
Kev=Kpnpsinθ
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。
Ksp=(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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2001015567thum.jpg
State of application right Registered


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