[发明专利]传感器芯片、传感器盒及分析装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请基于并请求于2009年12月11日提交的日本专利申请第2009-281480号、2009年11月19日提交的日本专利申请第2009-263706号、2010年8月30日提交的日本专利申请第2010-192838号以及2010年8月30日提交的日本专利申请第2010-192839号的优先权权益，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及传感器芯片、传感器盒及分析装置。

背景技术

近年来，随着用于医疗诊断和食品检验等中的传感器的需求不断增加，需要开发小型且可快速检测的传感器技术。为满足这些需求，进行了以电化学方法为首的各类型传感器的研究。其中，考虑到可集成化、低成本、且不选择测定环境等因素，应用了表面等离子共振(SPR：Surface Plasmon Resonance)的传感器受到高度关注。

这里，所谓的表面等离子体是指由表面固有的边界条件引起与光耦合的电子波振动模式。作为激发表面等离子体的方法，存在如下的方法：在金属表面刻衍射光栅并使光与等离子体(Plasmon，等离子体激元)结合的方法、利用渐逝波的方法。例如，作为利用SPR的传感器的结构，公知有包括全反射棱镜、与形成在该棱镜的表面的目标物质接触的金属膜的结构。通过这种结构来检测有无目标物质的吸附，例如有无抗原抗体反应时的抗原吸附等。

然而，金属表面存在传输型表面等离子体，另一方面，金属微粒上也存在局部型表面等离子体。已知在局部型表面等离子体、即表面的微细结构上局部存在的表面等离子体被激发时，会感应有显著增强的电场。

因此，以提高传感器的灵敏度为目的，提出了一种利用了金属微粒和金属纳米结构的局部表面等离子共振(LSPR：Localized Surface Plasmon Resonance)的传感器。例如，在专利文献1(日本特开2000-356587号公报)中记载，对将金属微粒以膜状固定在表面的透明基板进行光照射，通过测定透过金属微粒的光的吸光度来检测金属微粒附近的介质变化，并检测目标物质的吸附与堆积。

但是，在专利文献1中，均匀地制作金属微粒的尺寸(大小和形状)以及有规则地排列金属微粒是很困难的。如果不能控制金属微粒的尺寸及排列，则共振产生的吸收波长和共振波长会产生偏差。这样一来，吸光度光谱的宽度变宽，峰值强度变低。因此，用于检测金属微粒附近的介质变化的信号变化降低，即使提高传感器灵敏度也有限度。因此，在用于根据吸光度光谱指定物质时传感器的灵敏度不充分。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种可提高传感器的灵敏度并根据拉曼分光光谱指定目标物质的传感器芯片、传感器盒以及分析装置。

为了解决上述问题，本发明采用如下的结构。

本发明第一方面的传感器芯片包括：基底部件，具有平面部；以及衍射光栅，具有由金属形成的表面并形成在上述平面部上，目标物质配置在上述衍射光栅上，上述衍射光栅包括：多个第一突起，沿与上述平面部平行的第一方向按100nm以上且1000nm以下的周期周期性地排列；多个基底部分，位于相邻的两个上述第一突起之间，构成上述基底部件的基底；多个第二突起，形成在上述多个第一突起的上面；以及多个第三突起，形成在上述多个基底部分上。