[发明专利]SPR传感器元件及SPR传感器

说明书

技术领域

本发明涉及SPR传感器元件以及SPR传感器。更具体地，本发明涉及包括光波导（optical waveguide）和SPR传感器的SPR传感器元件。

背景技术

迄今为止，在化学分析、生化分析等领域中已经使用了包括光纤的表面等离子共振技术（surface plasmon resonance,SPR）传感器。在包括光纤的SPR传感器中，在光纤的顶端部的外周面形成有金属薄膜，并且分析试样被固定至光被引导所至的光纤上。在被引导的光中，具有特定波长的光在金属薄膜中产生表面等离子共振，并且其光强度衰减。在这样的SPR传感器中，产生表面等离子共振的光的波长通常根据被固定至光纤的分析试样的折射率而不同。所以，如果对产生表面等离子共振之后光强度衰减时所处的波长进行测量，则能够识别出产生表面等离子共振的光的波长。此外，如果检测到光强度衰减所处的波长的改变，则能够确认产生表面等离子共振的光的波长已经改变，并因此能够确认分析试样的折射率的改变。结果，这样的SPR传感器可以被用于诸如试样浓度的测量和免疫反应的检测等的各种化学分析和生化分析。

例如，在试样为溶液的情况中，试样（溶液）的折射率取决于溶液的浓度。所以，能够通过用其中试样（溶液）与金属薄膜接触的SPR传感器测量试样（溶液）的折射率来检测试样的浓度，并进一步能够通过确认折射率的改变来确认试样（溶液）的浓度已经改变。例如在免疫反应的分析中，将抗体经由电介质膜的中介作用固定在SPR传感器中的光纤的金属薄膜上，使分析物与抗体接触，并且产生表面等离子共振。在该情况中，如果抗体与分析物执行免疫反应，则试样的折射率改变。所以，能够通过确认在抗体与分析物之间的接触前后试样的折射率已经改变来确定抗体和分析物已经执行了免疫反应。

在包括光纤的SPR传感器中，光纤的顶端部具有微小的圆筒形状，并因此存在着难以形成金属薄膜并难以将分析试样固定至光纤的问题。为了解决该问题，例如已经提议一种包括透射光的芯和覆盖芯的包层的SPR传感器元件，在该传感器元件中，在包层的预定位置处形成有延伸至芯的表面的通孔，并且在芯的表面与通孔对应的位置处形成有金属薄膜（例如，见专利文献1）。在这样的SPR传感器元件中，容易在芯的表面形成用于产生表面等离子共振的金属薄膜，并且容易将分析试样固定至该表面。

然而，近年来在化学分析和生化分析中，存在着不断增长的用于细微改变和/或痕量成分的检测的需求，并因此进一步需要提高SPR传感器元件的检测灵敏度。

引用列表

专利文献

[专利文献1]：日本特开2000-19100号公报

发明内容

发明要解决的问题

为解决传统的问题而做出本发明，并且本发明的目的是提供一种具有非常优异的检测灵敏度的SPR传感器元件和SPR传感器。

用于解决问题的方案

本发明的SPR传感器元件包括检测单元和与所述检测单元相邻的试样载置部，其中：所述检测单元包括：下包层；芯层，其设置成使所述芯层的至少一部分与所述下包层相邻；以及金属层，其覆盖所述芯层；并且所述芯层的折射率为1.43以下，吸收系数为9.5×10^-2mm^-1以下。

在优选的实施方式中，所述芯层的折射率为1.33以上。

在优选的实施方式中，所述芯层的折射率比所述下包层的折射率大，并且所述芯层的折射率与所述下包层的折射率相差0.010以上。

根据本发明的另一方面，提供一种SPR传感器。该SPR传感器包括所述SPR传感器元件。

发明的效果

根据本发明，通过使作为检测单元的光波导的芯层的折射率和吸收系数优化能够提供具有非常优异的检测灵敏度的SPR传感器元件和SPR传感器。

附图说明

图1是示出根据本发明的优选实施方式的SPR传感器元件的示意性立体图。

图2是图1中示出的SPR传感器元件的示意性截面图。

图3是示出本发明的SPR传感器元件的制造方法的示例的示意性截面图。

图4是示出根据本发明的优选实施方式的SPR传感器的示意性截面图。

图5是示出在实施例与比较例中所获得的芯层的折射率与检测灵敏度之间的关系的图表。

具体实施方式

A.SPR传感器元件