[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，本发明涉及SPR传感器和具有光波导的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，已使用具有光纤的表面等离子共振(SPR)传感器。在具有光纤的SPR传感器中，金属薄膜形成于光纤的末端部的外周面上，并将分析样品固定到导入光的光纤。在这些将被导入的光中，具有特定波长的光在金属薄膜中产生表面等离子共振，进而其光强度衰减了。在这种SPR传感器中，产生表面等离子共振的光的波长通常根据将固定到光纤的分析样品的折射率等而不同。因此，如果测量光强度在表面等离子共振的产生之后衰减处的波长，则能够确定产生表面等离子共振的光的波长。此外，如果检测光强度衰减的波长的改变，则能够确定的是，产生表面等离子共振的光的波长已改变，因此能够确定分析样品的折射率的改变。结果，这种SPR传感器能够用于诸如样品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，在样品是溶液的情况下，样品(溶液)的折射率依赖于溶液的浓度。因此，可以通过测量与SPR传感器中的金属薄膜接触的样品(溶液)的折射率来检测样品的浓度，此外，可以通过确定折射率的改变而确定样品(溶液)的浓度已改变。在免疫反应的分析中，例如，抗体通过电介质膜的介入而被固定在SPR传感器中的光纤的金属薄膜上，使分析物与抗体接触，从而产生表面等离子共振。在这种情况下，如果抗体和分析物进行免疫反应，则样品的折射率会发生改变。因此，可以通过确定样品的折射率在抗体和分析物接触之前和之后已发生改变来确定抗体和分析物已进行免疫反应。

在具有光纤的SPR传感器中，光纤的末端部具有微细的圆筒形状，因此存在难以形成金属薄膜并且难以将分析样品固定到光纤的问题。为了解决该问题，例如，已公开了具有透射光的芯和覆盖芯的包层的SPR传感器元件，其中，在包层的预定位置处形成延伸到芯的表面的通孔，芯的在与通孔对应的位置处的表面形成金属薄膜(例如，专利文献1)。在这种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样品固定在该表面。

然而，近年来，在化学分析和生化分析中，提高了对细微变化和/或微量成分的检测的要求，因而要求SPR传感器元件的检测灵敏度的进一步提高。

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

考虑到解决传统问题而做出本发明，本发明的目的是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。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个实施方式，提供一种SPR传感器元件。该传感器元件包括：下包层；芯层，其以所述芯层的至少一部分与所述下包层邻接的方式形成并且具有光入射口和光出射口；以及金属层，其覆盖所述芯层的一部分。所述芯层在所述光入射口处的截面积S1和所述芯层在被所述金属层覆盖的部分处的截面积S2满足S1>S2的关系。

在本发明的一个实施方式中，所述芯层在所述光入射口处的截面积S1和所述芯层在被所述金属层覆盖的部分处的截面积S2满足S1×0.5≥S2的关系。

在本发明的一个实施方式中，所述芯层在被所述金属层覆盖的部分处的厚度是25μm或更小。

在本发明的一个实施方式中，所述芯层在所述光入射口处的厚度是50μm或更大。

在本发明的一个实施方式中，所述芯层在所述光入射口处的宽度是50μm或更大。

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

发明的效果

根据本发明的实施方式，通过改变作为检测单元的光波导中的芯层的形状而促进SPR激发来提供均具有极其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是图示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是从光入射口侧观察的图1中图示的SPR传感器元件的示意性侧面图。

图3的(a)是图1中图示的SPR传感器元件的沿线Ia-Ia截取的示意性截面图，图3的(b)是图1中图示的SPR传感器元件的沿线Ib-Ib截取的示意性截面图，图3的(c)是图1中图示的SPR传感器元件的沿穿过该SPR传感器元件的芯层的平面截取的示意性水平截面图。