[發明專利]SPR傳感器元件和SPR傳感器

有效

• 申請號: 201380049550.6
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN104685345B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 西尾創;紺谷友廣
• 申請（專利權）人: 日東電工株式會社
• 主分類號: G01N21/27
• 分類號: G01N21/27;G01N21/03
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會華

技術領域

本發明涉及一種SPR傳感器元件和SPR傳感器。更具體地，本發明涉及一種包括光波導的SPR傳感器元件和SPR傳感器。

背景技術

迄今，在化學分析、生物化學分析等領域中，已使用了包括光纖的表面等離子共振(SPR，surface plasmon resonance)傳感器。在包括光纖的SPR傳感器中，金屬薄膜形成在光纖的頂端部的外周面上，分析試樣被固定到供光被引導入的光纖。在將被引導的光中，具有特定波長的光在金屬薄膜中產生表面等離子共振，這些光的光強度被衰減。在這樣的SPR傳感器中，產生表面等離子共振的光的波長通常根據將被固定到光纖的分析試樣的折射率而變化。因此，如果測量在產生表面等離子共振之后光強度衰減的波長，則能夠確認產生表面等離子共振的光的波長。此外，如果檢測出光強度衰減的波長有所變化，則可以確認產生表面等離子共振的光的波長已變化，因此可以確認分析試樣的折射率的變化。結果，該SPR傳感器可以用于諸如試樣濃度的測量和免疫反應的檢測等的各種化學分析和生物化學分析。

例如，在試樣為溶液的情況下，試樣(溶液)的折射率取決于溶液的濃度。因此，通過利用試樣(溶液)與金屬薄膜接觸的SPR傳感器來測量試樣(溶液)的折射率來檢測試樣的濃度，此外，可以通過確認折射率的變化來確認試樣(溶液)的濃度已變化。在免疫反應的分析中，例如，抗體經由置于中間的介電膜而被固定到SPR傳感器中的光纖的金屬薄膜上，分析物與抗體接觸，且產生表面等離子共振。在這種情況下，如果抗體和分析物進行免疫反應，則試樣的折射率變化。因此，通過確認試樣的折射率在抗體和分析物的接觸前后已變化，可以斷定抗體和分析物已進行免疫反應。

在包括光纖的SPR傳感器中，光纖的頂端部具有微細的圓筒形狀，因此存在難以形成金屬薄膜和難以將分析試樣固定到光纖的問題。為了解決該問題，例如，已提出了一種包括供光透過的芯和覆蓋該芯的包層的SPR傳感器元件，其中延伸到芯的表面的通孔形成在包層的預定位置處，且金屬薄膜在與該通孔對應的位置形成在芯的表面(例如，專利文獻1)。在該SPR傳感器元件中，容易形成用于在芯的表面產生表面等離子共振的金屬薄膜且容易將分析試樣固定到該表面。

然而，近幾年，在化學分析和生物化學分析中，用于微細變化和/或微量成分的檢測的需求有所增加，因此對于進一步提高SPR傳感器元件的檢測靈敏度存在需求。

現有技術文獻

專利文獻

【專利文獻1】：日本特開第2000-19100號公報

發明內容

發明要解決的問題

鑒于解決傳統的問題做出了本發明，本發明的目的在于提供一種均具有非常優異的檢測靈敏度的SPR傳感器元件和SPR傳感器。

用于解決問題的方案

根據本發明的實施方式的SPR傳感器元件包括：下包層；芯層，所述芯層的至少一部分鄰接所述下包層；和金屬層，所述金屬層覆蓋所述芯層。所述芯層包括均一層和配置在所述均一層與所述下包層之間的梯度層；所述均一層的折射率N_CO滿足1.34≤N_CO<1.44的關系；所述下包層的折射率N_CL和所述均一層的折射率N_CO滿足N_CO-N_CL≥0.020的關系；并且所述梯度層的折射率沿所述梯度層的厚度方向從所述下包層所在側向所述均一層所在側在大于所述N_CL至小于所述N_CO的范圍內逐漸地增加。

在本發明的一實施方式中，所述下包層的折射率N_CL滿足1.32≤N_CO<1.42的關系。

在本發明的一實施方式中，所述均一層包含35重量％或更多的鹵素。在本發明的一實施方式中，所述鹵素包括氟。

根據本發明的另一方面，提供一種SPR傳感器。該SPR傳感器包括如上所述的SPR傳感器元件。

發明的效果

根據本發明的實施方式，通過在芯層中形成具有折射率梯度的層來提供分別具有極其優異的檢測靈敏度的SPR傳感器元件和SPR傳感器。

附圖說明

【圖1】是示出根據本發明的優選實施方式的SPR傳感器元件的示意性立體圖。

【圖2】是圖1中所示的SPR傳感器元件的示意性截面圖。

【圖3】是根據本發明的另一優選實施方式的SPR傳感器元件的示意性截面圖。