[发明专利]SPR传感器元件和SPR传感器

说明书

技术领域

本发明涉及SPR传感器元件和SPR传感器。更具体地说，本发明涉及包括光波导的SPR传感器元件和SPR传感器。

背景技术

至今，在化学分析和生化分析等领域，已经使用了包括光纤的表面等离子体共振(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上形成金属薄膜，并将分析试样固定至光被导入其中的光纤。在要导入的光中，具有特定波长的光在金属薄膜中生成表面等离子体共振，并使其光强度衰减。在这样的SPR传感器中，生成表面等离子体共振的光的波长，通常取决于要固定至光纤的分析试样的折射率等而变化。因此，如果测量在生成表面等离子体共振之后光强度衰减处的波长，可确定生成表面等离子体共振的光的波长。进一步地，如果检测到光强度衰减处的波长变化，可证实生成表面等离子体共振的光的波长已经改变，由此可证实分析试样折射率的变化。从而，该SPR传感器可用于各种化学分析和生化分析，例如试样浓度测量和免疫反应检测。

例如，在试样是溶液的情况下，试样(溶液)的折射率取决于溶液的浓度。因此，通过测量在其中试样(溶液)与金属薄膜接触的SPR传感器中试样(溶液)的折射率可检测试样的浓度，进一步地，通过确定折射率的变化，可证实试样(溶液)浓度已经改变。在免疫反应的分析中，例如，通过电介质膜(dielectric film)的媒介作用，将抗体固定在SPR传感器中光纤的金属薄膜上，将分析物与抗体接触，并生成表面等离子体共振。在该情况下，如果抗体与分析物进行了免疫反应，试样的折射率改变。因此，通过证实在抗体与分析物之间接触前后试样的折射率已经改变，可确定抗体与分析物已经进行了免疫反应。

在包括光纤的SPR传感器中，光纤的顶端部具有精细的圆筒形，因而，存在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，已经提出了一种SPR传感器，其包括光从中透过的芯和覆盖该芯的包层，其中在包层的预定位置形成延伸至芯表面的通孔，并在对应于通孔的位置，在芯表面上形成金属薄膜(例如，专利文献1)。在该SPR传感器元件中，易于在芯表面上形成用于生成表面等离子体共振的金属薄膜，并将分析试样固定在表面上。

然而，近年来，在化学分析和生化分析中，存在对细微变化和/或痕量组分检测的需要持续增加，因此，正需要进一步增强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]JP 2000-19100 A

发明内容

发明要解决的问题

考虑到解决该常规问题，已经完成了本发明，本发明的目的是提供一种具有非常优异检测灵敏度的SPR传感器元件和SPR传感器。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个实施方案，提供SPR传感器元件。该SPR传感器元件包括：检测单元；和与检测单元邻接的试样载置部，其中：检测单元包括下包层、形成为使得至少一部分与下包层邻接的芯层、覆盖芯层的金属层和在芯层与金属层之间形成的保护层；保护层由金属氧化物形成。

根据优选实施方案，保护层的折射率比芯层的折射率高。

根据优选实施方案，保护层的折射率为1.40以上。

根据优选实施方案，保护层具有1.80×10^-2以下的消光系数(extinction coefficient)。

根据优选实施方案，保护层具有5nm至200nm的厚度。

根据优选实施方案，金属氧化物包括选自氧化钛、氧化钽和氧化铝的至少一种氧化物。

根据优选实施方案，将芯层埋在下包层中，使得芯层的上表面露出；并且，形成保护层，以致覆盖下包层的上表面和芯层的上表面各自与试样载置部邻接的部分。

根据本发明另外的实施方案，提供SPR传感器。该SPR传感器包括上述的SPR传感器元件。

发明的效果