SPR传感器元件和SPR传感器制造技术

本发明专利技术提供一种SPR传感器元件和SPR传感器。SPR传感器元件是一种具有与样品相接触的光波导路的SPR传感器元件。光波导路包括：下包层；芯层，其以至少一部分从下包层暴露的方式设置在下包层；以及金属颗粒层，其覆盖从下包层暴露的芯层并与样品相接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种SPR传感器元件(sensor cell)和SPR传感器,详细地说,涉及一种具有光波导路的SPR传感器元件和具有该SPR传感器元件的SPR传感器。
技术介绍
以往，在化学分析和生物化学分析等领域中使用具有光纤的SPR (表面等离子共振Surface Plasmon Resonance)传感器。在具有光纤的SPR传感器中，在光纤的顶端部的外周面形成金属薄膜，并且固定分析样品，向该光纤内导入光。而且，被导入的光中的指定波长的光使表面等离子共振在金属薄膜产生，衰减其光强度。在这种SPR传感器中，使表面等离子共振产生的波长通常由于固定在光纤上的分析样品的折射率等不同而不同。因此，如果在表面等离子共振产生之后测量光强度衰减的波长，就能够指定使表面等离子共振产生了的波长，另外，如果检测出该衰减的波长发生了变化，就能够确认使表面等离子共振产生的波长发生了变化，从而能够确认分析样品的折射率的变化。其结果，这种SPR传感器能够应用于例如样品的浓度的测量、免疫反应的检测等各种化学分析和生物化学分析中。例如，在样品为溶液的情况下，样品(溶液)的折射率取决于溶液的浓度。因此，在使样品(溶液)与金属薄膜接触的SPR传感器中，通过测量样品(溶液)的折射率，就能够检测出样品的浓度，而且，通过确认其折射率发生了变化，就能够确认样品(溶液)的浓度发生了变化。另外，在免疫反应的分析中，例如在SPR传感器中的光纤的金属薄膜上借助电介质膜固定抗体，使检体与抗体相接触，并且使表面等离子共振产生。此时，如果抗体与检体进行免疫反应，该样品的折射率就会发生变化，因此在抗体与检体的接触前后，通过确认样品的折射率发生了变化，就能够判断抗体与检体发生了免疫反应。然而，在包括这种光纤的SPR传感器中，由于光纤的顶端部呈细小的圆筒形状，因此存在金属薄膜的形成、分析样品的固定比较困难这样的不良情况。为了解决这样的不良情况，例如提出有一种SPR传感器元件，该SPR传感器元件包括透光的芯和覆盖该芯的包层，在该包层的规定位置上直至芯的表面形成贯通口，在芯的表面与该贯通口相对应的位置形成了金属薄膜(例如，参照下述专利文献I)。采用该SPR传感器元件，容易在芯表面形成用于使表面等离子共振产生的金属薄膜以及容易在该表面固定分析样品。专利文献I :日本特开2000-19100号公报然而，在上述专利文献I所述的SPR传感器元件中，在芯的面对包层的贯通口的上表面形成有金属薄膜，在这样的状态下，检测分析样品的浓度、变化等的灵敏度存在极限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种检测灵敏度优异的SPR传感器元件和SPR传感器。本专利技术的SPR传感器兀件是一种包括与样品相接触的光波导路的SPR传感器兀件，其特征在于，上述光波导路包括下包层；芯层，其以至少一部分从上述下包层暴露的方式设置在上述下包层；以及金属颗粒层，其覆盖从上述下包层暴露的上述芯层并与上述样品相接触。另外，在本专利技术的SPR传感器元件中，优选的是，上述金属颗粒层覆盖从上述下包层暴露的上述芯层的表面积的15% 60%。另外，在本专利技术的SPR传感器元件中，优选的是，形成上述金属颗粒层的金属颗粒的平均粒径为5nm 300nm。另外，在本专利技术的SPR传感器元件中，优选的是，上述光波导路还具有以围绕与上述金属颗粒层相接触的样品的方式形成在上述下包层上的上包层。。·另外，本专利技术的SPR传感器的特征在于，包括上述的SPR传感器元件。根据本专利技术的SPR传感器元件和SPR传感器，能够谋求检测灵敏度的提高。附图说明图I是表不本专利技术的SPR传感器兀件的一实施方式的立体图。图2是图I所示的SPR传感器元件的剖视图。图3是用于说明设置在图I所示的SPR传感器元件的金属颗粒层的说明图。图4是表示图I所示的SPR传感器元件的制造方法的工序图，(a)是表示在基材上形成芯层的工序，(b)是表示在基材上以覆盖芯层的方式形成下包层的工序，(c)是表示从芯层和下包层剥离基材的工序，(d)是表示在由于剥离基材而暴露的芯层和下包层的表面上形成保护层的工序，(e)是表示在保护层的表面上形成上包层的工序，(f)是表示在从上包层暴露的保护层的表面以覆盖芯层的方式形成金属颗粒层的工序。图5是表不本专利技术的SPR传感器的一实施方式的概略侧剖图。具体实施例方式图I是表示本专利技术的SPR传感器元件的一实施方式的立体图。图2是图I所示的SPR传感器元件的剖视图。如图I和图2所示，SPR传感器元件I形成为俯视呈大致矩形的有底框形状，其包括有光波导路2。在SPR传感器元件I上配置要利用SPR传感器11 (后述)进行分析的样品。另外，在SPR传感器元件I上根据需要能够设置用于支承光波导路2的支承构件(未图示)。此外，在以下的SPR传感器元件I的说明中，涉及方向时以将样品配置在SPR传感器元件I时的状态作为上下的基准。即，在图I中，以纸面上侧为上侧，以纸面下侧为下侧。光波导路2在本实施方式中就是SPR传感器元件1，其包括下包层3、芯层4、保护层5、以及上包层6。下包层3形成为在上下方向上具有规定厚度的俯视呈大致矩形平板状。芯层4形成为在与下包层3的宽度方向(与厚度方向相正交的方向，以下相同)和厚度方向这两个方向都正交的方向上延伸的大致棱柱形状(详细而言，在宽度方向上扁平的截面矩形状)，其埋设于下包层3的宽度方向大致中央部的上端部。此外，在以下的SPR传感器元件I的说明中，以芯层4延伸的方向作为光在光波导路2内传播的传播方向。另外，芯层4以其传播方向两面与下包层3的传播方向两面平齐、并且其上表面与下包层3的上表面平齐的方式配置。即，芯层4的上表面从下包层3暴露。芯层4以其上表面与下包层3的上表面平齐的方式埋设在下包层3，就能够在形成有金属颗粒层8 (后述)时，将金属颗粒10 (后述)高效地只配置在芯层4的上侧。另外，在芯层4的传播方向两端部，将光源12 (后述)和光测量器13 (后述)光连接。 保护层5根据需要以全部覆盖下包层3和芯层4的上表面的方式形成为俯视与下包层3呈相同的形状的薄层。若形成有保护层5，则能够例如在样品为液状的情况下，防止芯层4因样品而膨润的情况。上包层6在保护层5上以其外周俯视为与下包层3的外周大致相同的方式形成为俯视矩形的框形状。由此，光波导路2形成为以形成在下包层3和芯层4上的保护层5作为底壁、以上包层6作为侧壁的有底框形状。而且，由保护层5和上包层6围绕的部分被划分为用于容纳样品的样品容纳部7。而且，在这种光波导路2中，在样品容纳部7设有金属颗粒层8。如图2和图3所示，金属颗粒层8以均匀地覆盖保护层5的方式形成在样品容纳部7内。即，金属颗粒层8以均匀地覆盖芯层4的上表面的方式形成。图4是表示图I所示的SPR传感器元件的制造方法的工序图。接着，参照图4说明该SPR传感器元件I的制造方法。在该方法中，首先，如图4的(a)所示，准备平板状的基材9，然后，在该基材9上形成芯层4。基材9由例如硅、玻璃等陶瓷材料、例如铜、铝、不锈钢、铁合金等金属材料、例如聚酰亚胺、玻璃-环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂材料等形成。优选地，由陶瓷材料形成。基材9的厚度为例如10 μ m 5000 μ m,优选为10 μ m 1500 μ m。作为形成芯层4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：绀谷友广，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：
国别省市：