JP2002340802A - 蛍光強度増強チップ - Google Patents

蛍光強度増強チップ

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JP2002340802A
JP2002340802A JP2002033813A JP2002033813A JP2002340802A JP 2002340802 A JP2002340802 A JP 2002340802A JP 2002033813 A JP2002033813 A JP 2002033813A JP 2002033813 A JP2002033813 A JP 2002033813A JP 2002340802 A JP2002340802 A JP 2002340802A
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chip
dielectric
intensifying
metal
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Takahisa Akimoto
卓央 秋元
Takeo Tanaami
健雄 田名網
Kazunori Ikebukuro
一典 池袋
Kazuyoshi Yano
和義 矢野
征夫 ▲軽▼部
Masao Karube
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Todai TLO Ltd
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Center for Advanced Science and Technology Incubation Ltd
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    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6452Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates

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Abstract

(57)【要約】 【課題】誘電体としてより安価で汎用性が高く耐食性に
も優れたSiO2を用いることにより、安価で汎用性に富み
耐食性にも優れた蛍光強度増強チップを実現する。 【解決手段】ガラス基板上に金属と誘電体と蛍光物質を
重ね、光励起された蛍光物質から発生する蛍光の強度を
増強することのできる蛍光強度増強チップにおいて、誘
電体として膜厚330nm以下のSiO2を用い、金属とし
てAgまたはAlをそれぞれ用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光強度を増強す
る蛍光強度増強チップに関するものである。
【0002】
【従来の技術】蛍光物質から発生する蛍光の強度を測定
する技術は、免疫や核酸検出の分野では重要な技術であ
る。蛋白質あるいは核酸等(以下単に核酸という)を検
出する場合、注目する核酸を蛍光物質で標識しておき、
これに励起光を照射して蛍光を発生させ、その蛍光発生
により目的の核酸を特定する。
【0003】この場合、蛍光強度は注目する核酸を定量
する指標となる。したがって、同じ量の蛍光物質を用い
た場合、検出される蛍光強度が強ければ強いほどその系
における検出感度は高くなる。すなわち、より微量の蛋
白質や核酸を定量することが可能となる。このため、等
量の蛍光物質からの蛍光を増強することは、免疫や核酸
の検出において極めて有意義なことである。
【0004】米国特許4,649,280には、図5に
示すようにガラス基板1の上に金属2、誘電体3,蛍光
物質4を重ねた構造として、蛍光物質4から発生する蛍
光の強度を増強できるようにした蛍光強度増強チップが
記載されている。
【0005】この場合の蛍光強度は誘電体3の厚みdに
関係することが開示されているが、このときの誘電体3
としてはフッ化リチウム(Lithium Fluorine:LiF)が
使用されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような蛍光強度増強チップでは、使用している誘電
体LiFが高価であり、汎用性にも乏しく、また耐食性に
も弱いという課題があった。
【0007】本発明の目的は、上記の課題を解決するも
ので、誘電体としてより安価で汎用性が高く耐食性にも
優れた二酸化シリコン(Silicon dioxide:SiO2)を用
いることにより、安価で汎用性に富み耐食性にも優れた
蛍光強度増強チップを実現することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、ガラス基板上に金属と誘電体と
蛍光物質を重ね、光励起された蛍光物質から発生する蛍
光の強度を増強することのできる蛍光強度増強チップに
おいて、前記誘電体として膜厚330nm以下のSiO2
用い、前記金属としてAgまたはAlをそれぞれ用いたこ
とを特徴とする。
【0009】誘電体として安価で汎用性が高く耐食性に
も優れたSiO2を用いているため、安価で耐食性に優れた
蛍光強度増強チップを容易に実現することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図1は本発明に係る蛍光強度増強チップの一
実施例を示す模式的構成図である。このようなチップに
おける蛍光物質からの蛍光強度の増強は、蛍光物質とそ
の構造における光の伝播モードとの相互作用であると言
われている。
【0011】図において、1はガラス基板、2は金属、
3aは誘電体、4aは注目する蛋白質や核酸等を標識す
るのに用いられる蛍光物質である。金属2としては例え
ば銀AgあるいはアルミニュームAlであり、誘電体3a
はSiO2である。
【0012】このチップは、図5と同様に、ガラス基板
1の上に、金属2、誘電体3a、蛍光物質4aが積み重
ねられた構造である。蛍光物質4aは、純水に溶解した
濃度25μg/mlのフルオレセインイソチオシアネー
ト(FluoresceinIsothiocyanate :FITC)を用い、この
FITC溶液をマイクロピペットを用いて誘電体3aの上に
滴下し、それを乾燥させて形成したものである。
【0013】このような構成の蛍光強度増強チップを図
2に示すような方式で蛍光強度を測定した場合について
次に説明する。光源10から波長488nmのアルゴン
(Ar)レーザを蛍光物質4aに照射する。蛍光物質4a
から発生する蛍光の強度を、波長530nmのバンドパ
スフィルター11を介して検出器12で受光する。
【0014】図3は種々のチップによる蛍光強度の観測
例である。同図(A)は図1において金属2の膜を形成
していないガラス基板1上に膜厚200nmのSiO2を形
成し、その上にFITCを滴下した場合の結果である。
【0015】図3の(B)から(G)までは図1に示す構
造と同一であり、SiO2の膜厚がそれぞれ44,48,1
32,176,200,244nmの場合である。そし
て、金属2のAg膜の厚みはすべて約50nmである。
【0016】図3の結果から明らかなように蛍光強度は
SiO2の膜厚によって変化していることが分かる。このと
きの相対蛍光強度IとSiO2の膜厚の関係を図4に示す。
なお、相対蛍光強度Iは次のように定義される。 I=Ir/I0 ここに、IrはそれぞれSiO2の膜厚における蛍光強度の値 I0は図3の(A)の蛍光強度の値
【0017】図4に見られるように、SiO2の厚みが65
nm近傍の場合に最も強い蛍光強度を示すことが分か
る。また、この場合の蛍光強度はガラス基板1のみの場
合に比較して27倍程度増強していることが分かる。
【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変
更、変形をも含むものである。例えば、蛍光試薬はFITC
に限らずローダミン(Rhodamin)等でも構わない。ま
た、膜厚は65nmが最善であるが、これに厳密に制御
する必要はない。他の厚さでも、図4から明らかなよう
に優れた増強効果が得られる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、安
価で汎用性に富み耐食性にも優れた蛍光強度増強チップ
を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蛍光強度増強チップの一実施例を
示す模式的構成図である。
【図2】蛍光強度増強チップの蛍光強度を測定する際の
模式的構成図である。
【図3】種々のチップにおける蛍光強度の観察例であ
る。
【図4】相対蛍光強度と誘電体SiO2の厚みとの関係を示
す図である。
【図5】従来の蛍光強度増強チップの模式的構成図の一
例である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 金属 3a 誘電体 4a 蛍光物質 10 光源 11 フィルター 12 検出器
フロントページの続き (72)発明者 田名網 健雄 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (72)発明者 池袋 一典 東京都小金井市中町2丁目24番16号 東京 農工大学工学部生命工学科内 (72)発明者 矢野 和義 東京都目黒区駒場4丁目6番1号 東京大 学先端科学技術研究センター内 (72)発明者 ▲軽▼部 征夫 東京都目黒区駒場4丁目6番1号 東京大 学先端科学技術研究センター内 Fターム(参考) 2G043 AA01 BA16 CA03 DA02 EA01 GA07 GB01 JA03 KA02 KA05 LA01 NA13

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス基板上に金属と誘電体と蛍光物質を
    重ね、光励起された蛍光物質から発生する蛍光の強度を
    増強することのできる蛍光強度増強チップにおいて、 前記誘電体として膜厚330nm以下のSiO2を用い、前
    記金属としてAgまたはAlをそれぞれ用いたことを特徴
    とする蛍光強度増強チップ。
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