JP2003014765A - Sensor and method for detecting reaction of substance using the same - Google Patents
Sensor and method for detecting reaction of substance using the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、センサーおよびそ
れを用いた物質の反応の検出方法に関し、さらに詳細に
は、各種物質の反応、例えば、抗原抗体反応などを検出
する際の、所謂、バイオセンサーとして用いて好適なセ
ンサーおよびそれを用いた物質の反応の検出方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor and a method for detecting a reaction of a substance using the same, and more specifically, a so-called biosensor for detecting a reaction of various substances such as an antigen-antibody reaction. The present invention relates to a sensor suitable for use as a sensor and a method for detecting a reaction of a substance using the sensor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、各種物質の反応、例えば、抗
原抗体反応の検出には、蛍光分子で標識された抗体が用
いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, an antibody labeled with a fluorescent molecule has been used for detecting reactions of various substances, for example, antigen-antibody reaction.
【０００３】ところで、こうした抗体を標識する蛍光分
子は、抗体が抗原と結合せずに存在しても、また、抗体
が抗原抗体反応により抗原と結合しても、同じ蛍光を発
する。By the way, such a fluorescent molecule labeling an antibody emits the same fluorescence even when the antibody exists without binding to the antigen or when the antibody binds to the antigen by an antigen-antibody reaction.
【０００４】このため、蛍光分子で標識された抗体を用
いる場合には、抗原と結合せずに存在している抗体を洗
浄処理によって取り除き、その後で、蛍光分子の発光を
測定することにより抗原抗体反応の検出を行う必要があ
った。For this reason, when an antibody labeled with a fluorescent molecule is used, the antibody present without binding to the antigen is removed by washing treatment, and then the luminescence of the fluorescent molecule is measured to measure the antigen-antibody It was necessary to detect the reaction.
【０００５】即ち、蛍光分子で標識された抗体を用いる
抗原抗体反応の検出には、上記したような洗浄処理を行
うことが欠かせないので、抗原抗体反応をリアルタイム
で検出することができないという問題点があった。That is, in order to detect an antigen-antibody reaction using an antibody labeled with a fluorescent molecule, it is essential to carry out the above-mentioned washing treatment, so that the antigen-antibody reaction cannot be detected in real time. There was a point.
【０００６】また、抗体を標識する蛍光分子の発光の測
定には、光源としてレーザーを用いる必要があるので、
抗原抗体反応を検出する装置が高価なものになるという
問題点があった。Further, since it is necessary to use a laser as a light source for measuring the emission of a fluorescent molecule that labels an antibody,
There is a problem that an apparatus for detecting an antigen-antibody reaction becomes expensive.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、抗原抗体反応な
どの各種物質の反応をリアルタイムで検出することを可
能にしたセンサーおよびそれを用いた物質の反応の検出
方法を提供しようとするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the various problems of the above-mentioned conventional techniques, and an object thereof is to detect various substances such as an antigen-antibody reaction. It is intended to provide a sensor capable of detecting a reaction in real time and a method for detecting a reaction of a substance using the sensor.
【０００８】また、本発明の目的とするところは、抗原
抗体反応などの各種物質の反応を検出する際に、安価に
検出することを可能にしたセンサーおよびそれを用いた
物質の反応の検出方法を提供しようとするものである。Another object of the present invention is to provide a sensor capable of inexpensively detecting a reaction of various substances such as an antigen-antibody reaction, and a method for detecting a reaction of a substance using the same. Is to provide.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、金属微粒子同士の間隔、即ち、金属微粒
子と金属微粒子との間の距離の変化により生ずる金属微
粒子同士の相互作用の影響を受けた表面プラズモン共鳴
の共鳴波長のシフトを利用するようにしたものである。In order to achieve the above object, the present invention is directed to the interaction of metal fine particles caused by a change in the distance between the metal fine particles, that is, the change in the distance between the metal fine particles. The shift of the resonance wavelength of the affected surface plasmon resonance is used.
【００１０】より詳細には、粒径が入射光の波長より十
分に小さい金や銀などの金属微粒子に、該入射光を照射
すると、ある波長において非常に強い吸収が生じる。こ
れは金属微粒子中の自由電子が入射光の電場に対して共
鳴的に振動するためであり、この現象は表面プラズモン
共鳴と呼ばれている。More specifically, when metal particles such as gold or silver having a particle diameter sufficiently smaller than the wavelength of incident light are irradiated with the incident light, very strong absorption occurs at a certain wavelength. This is because free electrons in the metal particles vibrate in resonance with the electric field of incident light, and this phenomenon is called surface plasmon resonance.
【００１１】ここで、金属微粒子として金の微粒子を例
にとって、表面プラズモン共鳴について説明する。Here, the surface plasmon resonance will be described by taking fine gold particles as an example of the fine metal particles.
【００１２】まず、金の微粒子が孤立して存在する場
合、即ち、金の微粒子同士が互いに相互作用を生じさせ
ない間隔を開けて離隔して存在する場合には、波長５２
０ｎｍ付近でこの表面プラズモン共鳴が起きる。その結
果、緑色の光が吸収されて、金の微粒子は赤色を呈す
る。First, when the gold fine particles are isolated, that is, when the gold fine particles are separated from each other with an interval that does not cause mutual interaction, a wavelength of 52
This surface plasmon resonance occurs near 0 nm. As a result, green light is absorbed, and the gold fine particles exhibit a red color.
【００１３】なお、本明細書においては、「金属微粒子
同士が互いに相互作用を生じさせない間隔を開けて離隔
して存在する場合の表面プラズモン共鳴」を、「孤立金
属微粒子による表面プラズモン共鳴」と適宜称すること
とする。また、「金属微粒子同士が互いに相互作用を生
じさせない間隔」を、「所定の間隔Ｇ」と適宜称するこ
ととする。In the present specification, "surface plasmon resonance in the case where the metal fine particles exist apart from each other with a spacing that does not cause mutual interaction" is appropriately referred to as "surface plasmon resonance due to isolated metal fine particles". I will call it. Further, the “interval where the metal fine particles do not interact with each other” is appropriately referred to as a “predetermined interval G”.
【００１４】そして、互いに相互作用を生じさせない所
定の間隔Ｇを開けてそれぞれ離隔して存在している金属
微粒子同士が接近して、金属微粒子と金属微粒子の間の
距離が所定の間隔Ｇより短くなり、金属微粒子同士が互
いに相互作用を生じさせるような状態で入射光を照射す
ると、２つの金属微粒子それぞれに電気双極子が誘起さ
れる。Then, the metal fine particles that are present apart from each other with a predetermined gap G that does not cause mutual interaction approach each other, and the distance between the metal fine particles is shorter than the predetermined gap G. When the incident light is applied in a state where the metal fine particles interact with each other, an electric dipole is induced in each of the two metal fine particles.
【００１５】この際、入射光の偏光方向が２つの金属微
粒子を結ぶ軸と平行な場合には、この２つの双極子は強
い相互作用を引き起こすことになる。その結果、金属微
粒子には双極子だけではなく、四重極子や八重極子など
の多重極子が励起される。この多重極子により、表面プ
ラズモン共鳴の共鳴波長は長波長側にシフトする。At this time, when the polarization direction of the incident light is parallel to the axis connecting the two metal fine particles, the two dipoles cause a strong interaction. As a result, not only dipoles but also multipoles such as quadrupoles and octupoles are excited in the metal fine particles. The resonance wavelength of the surface plasmon resonance is shifted to the long wavelength side by this multipole.
【００１６】なお、本明細書においては、「金属微粒子
同士の間隔が所定の間隔Ｇに比べて短くなり、金属微粒
子の相互作用により影響を受けた表面プラズモン共鳴」
を、「近接金属微粒子による表面プラズモン共鳴」と適
宜称することとする。In the present specification, "surface plasmon resonance affected by the interaction of the metal fine particles because the distance between the metal fine particles is shorter than the predetermined distance G".
Will be appropriately referred to as “surface plasmon resonance due to adjacent metal fine particles”.
【００１７】ここで、図１には、粒径２０ｎｍの金の微
粒子同士の間隔と表面プラズモン共鳴の共鳴波長との関
係を示すグラフが示されている。Here, FIG. 1 shows a graph showing the relationship between the distance between the fine gold particles having a particle diameter of 20 nm and the resonance wavelength of surface plasmon resonance.
【００１８】金の微粒子の場合には、上記したように互
いに所定の間隔Ｇを開けて離隔して存在するときには、
孤立金属微粒子による表面プラズモン共鳴が波長５２０
ｎｍ付近で起きて赤色が呈される。In the case of fine gold particles, when they are present at a predetermined distance G from each other, as described above,
The surface plasmon resonance due to the isolated metal fine particles has a wavelength of 520.
It occurs in the vicinity of nm and a red color is exhibited.
【００１９】具体的に、図１に示す粒径２０ｎｍの金の
微粒子同士の場合には、金の微粒子同士の間隔がおよそ
５０ｎｍ（＝所定の間隔Ｇ）のときに、孤立金属微粒子
の表面プラズモン共鳴による共鳴ピークが波長５２０ｎ
ｍ付近に表れている。従って、金の微粒子同士の間隔が
およそ５０ｎｍの場合には、金の微粒子は赤色を呈して
いる。Specifically, in the case of the gold fine particles having a particle diameter of 20 nm shown in FIG. 1, when the distance between the gold fine particles is about 50 nm (= predetermined distance G), the surface plasmon of the isolated metal fine particles is obtained. Resonance peak due to resonance is wavelength 520n
It appears near m. Therefore, when the distance between the gold particles is about 50 nm, the gold particles are red.
【００２０】そして、金の微粒子同士の間隔が５０ｎｍ
より短くなるのにともなって、表面プラズモン共鳴の共
鳴波長は長波長側に徐々にシフトし、例えば、金の微粒
子同士の間隔がおよそ０．２ｎｍのときには、近接金属
微粒子の表面プラズモン共鳴による共鳴ピークが波長７
００ｎｍ付近に表れる。この際、金の微粒子が呈する色
は赤色から変化して、金の微粒子は青紫色を呈するよう
になる。The distance between the fine gold particles is 50 nm.
The resonance wavelength of the surface plasmon resonance gradually shifts to the longer wavelength side as it becomes shorter. For example, when the distance between the gold particles is about 0.2 nm, the resonance peak due to the surface plasmon resonance of the adjacent metal particles. Has a wavelength of 7
Appears near 00 nm. At this time, the color of the fine gold particles changes from red, and the fine gold particles become bluish purple.
【００２１】また、図１に示すように、孤立金属微粒子
の表面プラズモン共鳴による共鳴ピークの波長５２０ｎ
ｍ付近から共鳴波長がシフトする度合いは、金の微粒子
同士の間隔がおよそ５０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍの場
合に比べて、金の微粒子同士の間隔がおよそ０．５ｎ
ｍ、０．２ｎｍ、０．１ｎｍの場合の方が大きくなって
いる。即ち、表面プラズモン共鳴の共鳴波長がシフトす
る度合いは、金属微粒子の粒径に対して金属微粒子と金
属微粒子との間の距離が小さいほど大きくなるものであ
る。Further, as shown in FIG. 1, the wavelength of the resonance peak due to the surface plasmon resonance of the isolated metal fine particles is 520n.
The degree to which the resonance wavelength shifts from around m is about 0.5n when compared with the case where the intervals between the gold particles are about 50 nm, 20 nm, and 10 nm.
It is larger when m, 0.2 nm, and 0.1 nm. That is, the degree to which the resonance wavelength of the surface plasmon resonance shifts increases as the distance between the metal fine particles and the particle size of the metal fine particles decreases.
【００２２】上記したような観点において、本発明のう
ち請求項１に記載の発明は、第１の物質と第２の物質と
の反応を検出するために用いるセンサーであって、基板
と、上記基板上に互いに相互作用を生じさせない間隔を
開けてそれぞれ配設された第１の金属微粒子と、上記第
１の金属微粒子に結合された第１の物質とを有し、第２
の物質を結合した第２の金属微粒子を上記基板に供給す
ると、上記第１の物質と上記第２の物質とが反応して結
合することにより、上記第１の物質と上記第２の物質と
を介して上記第１の金属微粒子と上記第２の金属微粒子
とが結合し、上記第１の金属微粒子と上記第２の金属微
粒子とが互いに相互作用を生じさせるように近接するよ
うにしたものである。From the above point of view, the invention according to claim 1 of the present invention is a sensor used for detecting a reaction between a first substance and a second substance, which comprises a substrate, A first metal fine particle and a first substance bonded to the first metal fine particle, the first metal fine particle being provided on the substrate at intervals so as not to interact with each other, and the first substance bonded to the first metal fine particle;
When the second metal fine particles to which the substance is bound are supplied to the substrate, the first substance and the second substance react and bind to each other, whereby the first substance and the second substance are combined. The first metal fine particles and the second metal fine particles are bound to each other through the above, and the first metal fine particles and the second metal fine particles are brought into close proximity so as to cause mutual interaction. Is.
【００２３】従って、本発明のうち請求項１に記載の発
明によれば、基板に配設された第１の金属微粒子に結合
された第１の物質と、第２の金属微粒子に結合された第
２のの物質とが反応して結合すると、第１の物質と第２
の物質とを介して第１の金属微粒子と第２の金属微粒子
とが結合し、第１の金属微粒子と第２の金属微粒子とが
互いに相互作用を生じさせるように近接して、表面プラ
ズモン共鳴の共鳴波長が長波長側にシフトするので、第
１の物質と第２の物質との反応をリアルタイムで検出す
ることができるようになる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, the first substance bonded to the first metal fine particles disposed on the substrate and the second metal fine particles bonded to the second metal fine particles are disposed. When the second substance reacts and binds, the first substance and the second substance
The first metal fine particles and the second metal fine particles are bound to each other through the substance of the above, and the first metal fine particles and the second metal fine particles are brought into close proximity so as to cause mutual interaction, and surface plasmon resonance Since the resonance wavelength of is shifted to the long wavelength side, the reaction between the first substance and the second substance can be detected in real time.
【００２４】また、「従来の技術」の項において示した
蛍光分子で標識された抗体を用いた抗原抗体反応の検出
には欠かせないレーザー光源も必要ないので、第１の物
質と第２の物質との反応を安価に検出することができる
ようになる。Further, since a laser light source which is indispensable for detecting an antigen-antibody reaction using an antibody labeled with a fluorescent molecule shown in the section "Prior Art" is not required, the first substance and the second substance are not necessary. It becomes possible to detect a reaction with a substance at low cost.
【００２５】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の発明において、上記基板は透明で
あるようにしたものである。The invention according to claim 2 of the present invention is the invention according to claim 1, wherein the substrate is transparent.
【００２６】従って、本発明のうち請求項２に記載の発
明によれば、センサーの基板が透明なので、吸収スペク
トルの変化などを容易に観察することができ、表面プラ
ズモン共鳴の共鳴波長の長波長側へのシフトを検出して
各種反応を検出することができるようになる。Therefore, according to the second aspect of the present invention, since the substrate of the sensor is transparent, it is possible to easily observe a change in absorption spectrum and the like, and a long wavelength of the resonance wavelength of the surface plasmon resonance. It becomes possible to detect various reactions by detecting the shift to the side.
【００２７】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
のように、請求項１または請求項２のいずれか１項に記
載の発明において、上記第１の金属微粒子は、表面に上
記第１の金属微粒子の原料となる金属膜を形成した上記
基板を、所定温度で所定時間加熱してアニーリングする
ことにより上記基板上に配設されるようにしてもよい。Further, like the invention according to claim 3 of the present invention, in the invention according to any one of claims 1 and 2, the first metal fine particles have the above-mentioned first metal particles on the surface. It may be arranged on the substrate by heating the substrate on which a metal film, which is a raw material of the metal fine particles of No. 1, is formed at a predetermined temperature for a predetermined time and annealing.
【００２８】このようにすると、第１の金属微粒子を基
板の表面に、互いに相互作用を生じさせない間隔を開け
て離れた状態でしかも高密度に配設することができる。In this way, the first metal fine particles can be arranged on the surface of the substrate at a high density with a space therebetween which does not interact with each other.
【００２９】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項
に記載の発明において、上記第２の金属微粒子は、液体
中に存在した状態で上記基板に供給されるようにしたも
のである。The invention according to claim 4 of the present invention is the invention according to any one of claim 1, claim 2 or claim 3, wherein the second metal fine particles are in a liquid. And is supplied to the above-mentioned substrate in the state of existing.
【００３０】従って、本発明のうち請求項４に記載の発
明によれば、第２の金属微粒子は、液体中に存在した状
態で外部から供給されるが、第２の物質が第１の物質と
結合せずに液体中に存在している第２の金属微粒子は、
表面プラズモン共鳴の共鳴波長の長波長側へのシフトに
は寄与しないので、第２の金属微粒子を含む液体を洗い
流す必要はなく、第１の物質と第２の物質との反応をリ
アルタイムで検出することができる。Therefore, according to the invention of claim 4 of the present invention, the second metal fine particles are supplied from the outside while existing in the liquid, but the second substance is the first substance. The second metal fine particles present in the liquid without being bound with
Since it does not contribute to the shift of the resonance wavelength of the surface plasmon resonance to the long wavelength side, it is not necessary to wash away the liquid containing the second metal fine particles, and the reaction between the first substance and the second substance is detected in real time. be able to.
【００３１】また、本発明のうち請求項５に記載の発明
は、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４のい
ずれか１項に記載の発明において、上記第１の金属微粒
子ならび上記第２の金属微粒子は、金の微粒子であるよ
うにしたものである。In the invention according to claim 5 of the present invention, in the invention according to any one of claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, the first metal fine particles Further, the second metal fine particles are made of gold fine particles.
【００３２】従って、本発明のうち請求項５に記載の発
明によれば、表面プラズモン共鳴の共鳴波長が長波長側
にシフトすると、互いに近接して存在するようになった
金の微粒子により、センサーの色が赤色から青紫色に変
化するので、肉眼によっても第１の物質と第２の物質と
の反応の様子を容易に確認することができる。Therefore, according to the invention described in claim 5 of the present invention, when the resonance wavelength of the surface plasmon resonance is shifted to the long wavelength side, the fine particles of gold which have come close to each other cause the sensor. Since the color of red changes from red to blue-violet, the state of the reaction between the first substance and the second substance can be easily confirmed even with the naked eye.
【００３３】また、本発明のうち請求項６に記載の発明
は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請
求項５のいずれか１項に記載の発明において、上記第１
の物質と上記第２の物質とは、互いに高い選択性で結合
する物質であるようにしたものである。The invention according to claim 6 of the present invention is the invention according to any one of claim 1, claim 2, claim 3, claim 4 or claim 5, wherein: 1
The substance and the second substance are substances that bind to each other with high selectivity.
【００３４】従って、本発明のうち請求項６に記載の発
明によれば、互いに高い選択性で第１の物質と第２の物
質とが結合すると、第１の金属微粒子と第２の金属微粒
子との金属微粒子同士の間の距離が所定の間隔より短く
なり、表面プラズモン共鳴の共鳴波長が長波長側にシフ
トするので、第１の物質と第２の物質との反応をリアル
タイムで検出することができる。Therefore, according to the sixth aspect of the present invention, when the first substance and the second substance are bound to each other with high selectivity, the first metal fine particles and the second metal fine particles are combined. Since the distance between the metal microparticles of and becomes shorter than a predetermined interval, and the resonance wavelength of surface plasmon resonance shifts to the long wavelength side, the reaction between the first substance and the second substance should be detected in real time. You can
【００３５】また、本発明のうち請求項７に記載の発明
は、請求項６に記載の発明において、上記第１の物質は
抗体と抗原とのいずれか一方であり、上記第２の物質は
抗体と抗原とのいずれか他方であるようにしたものであ
る。In the invention according to claim 7 of the present invention, in the invention according to claim 6, the first substance is either an antibody or an antigen, and the second substance is Either the antibody or the antigen is the other.
【００３６】従って、本発明のうち請求項７に記載の発
明によれば、抗原と抗体の抗原抗体反応をリアルタイム
で検出することができる。Therefore, according to the seventh aspect of the present invention, the antigen-antibody reaction between the antigen and the antibody can be detected in real time.
【００３７】また、本発明のうち請求項８に記載の発明
は、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５、請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の発
明を用いた物質の反応の検出方法において、上記第１の
物質と上記第２の物質とが反応して結合するときに、上
記第１の金属微粒子と上記第２の金属微粒子との間の距
離の変化により生ずる相互作用の影響を受けた表面プラ
ズモン共鳴の共鳴波長のシフトを検出し、該検出された
表面プラズモン共鳴の共鳴波長のシフトに基づいて第１
の物質と第２の物質との反応を検出するようにしたもの
である。The invention according to claim 8 of the present invention is any one of claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6 or claim 7. In the method for detecting a reaction of a substance using the invention described in [1], when the first substance and the second substance react and bond with each other, the first metal fine particles and the second metal fine particles are A shift in the resonance wavelength of the surface plasmon resonance affected by the interaction caused by the change in the distance between the two is detected, and the first shift based on the shift in the resonance wavelength of the detected surface plasmon resonance is detected.
The reaction between the substance and the second substance is detected.
【００３８】従って、本発明のうち請求項８に記載の発
明によれば、例えば、吸収スペクトルを測定することな
どにより、表面プラズモン共鳴の共鳴波長のシフトを検
出して、該検出された表面プラズモン共鳴の共鳴波長の
シフトに基づいて第１の物質と第２の物質との反応を検
出することができる。Therefore, according to the invention of claim 8 of the present invention, the shift of the resonance wavelength of the surface plasmon resonance is detected, for example, by measuring the absorption spectrum, and the detected surface plasmon is detected. The reaction between the first substance and the second substance can be detected based on the shift of the resonance wavelength of the resonance.
【００３９】[0039]
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明によるセンサーおよびそれを用いた物質の反
応の検出方法の実施の形態の一例を詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a sensor and a method for detecting a reaction of a substance using the sensor according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００４０】なお、以下に説明する実施の形態において
は、本発明によるセンサーを用いて抗原抗体反応を検出
する場合について説明することとする。In the embodiments described below, the case of detecting an antigen-antibody reaction using the sensor according to the present invention will be described.
【００４１】図２には、本発明によるセンサーの実施の
形態の一例の概念構成説明図が示されている。FIG. 2 is a conceptual structural explanatory view of an example of an embodiment of the sensor according to the present invention.
【００４２】即ち、センサー１０は、基板１２と、基板
１２の表面１２ａに配設された金属微粒子１４と、金属
微粒子１４に結合された抗原１１４とを有して構成され
ているものである。That is, the sensor 10 comprises a substrate 12, metal fine particles 14 provided on the surface 12a of the substrate 12, and an antigen 114 bound to the metal fine particles 14.
【００４３】ここで、基板１２は板状体であって、例え
ば、ガラスにより形成され、透明である。Here, the substrate 12 is a plate-like body, made of, for example, glass and transparent.
【００４４】一方、金属微粒子１４は、例えば、金の微
粒子であり、金属微粒子１４の表面には抗原１１４が結
合している。そして、金属微粒子１４はそれぞれ、互い
に相互作用を生じない所定の間隔Ｇ（図２参照）を開け
て離れた状態で、基板１２の表面１２ａに配設されてい
る。On the other hand, the metal fine particles 14 are, for example, gold fine particles, and the antigen 114 is bound to the surface of the metal fine particles 14. Then, the metal fine particles 14 are arranged on the surface 12a of the substrate 12 in a state of being separated from each other with a predetermined gap G (see FIG. 2) that does not interact with each other.
【００４５】従って、基板１２が透明で金属微粒子１４
が金の微粒子なので、孤立金属微粒子による表面プラズ
モン共鳴（共鳴ピークは波長５２０ｎｍ付近である。）
により、センサー１０の色は赤色となる。Therefore, the substrate 12 is transparent and the metal fine particles 14
Is gold fine particles, so surface plasmon resonance due to isolated metal fine particles (resonance peak is around wavelength 520 nm).
As a result, the color of the sensor 10 becomes red.
【００４６】なお、図２に示すように、所定の間隔Ｇは
一定である必要はなく、最小間隔をＧ１とするならば、
所定の間隔Ｇは最小間隔Ｇ１以上であればよい。また、
所定の間隔Ｇは、金属微粒子１４ならびに後述する金属
微粒子１８の金属の種類や、あるいは金属微粒子の粒径
に応じて変化するものである。Note that, as shown in FIG. 2, the predetermined interval G does not have to be constant, and if the minimum interval is G 1 , then
The predetermined gap G may be the minimum gap G 1 or more. Also,
The predetermined interval G changes depending on the type of metal of the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18 described later, or the particle size of the metal fine particles.
【００４７】ここで、基板１２の表面１２ａに、所定の
間隔Ｇを開けて離れた状態で金属微粒子１４を配設する
には、例えば、以下に示す手法を用いることができる。Here, in order to dispose the metal fine particles 14 on the surface 12a of the substrate 12 with a predetermined gap G left therebetween, for example, the following method can be used.
【００４８】即ち、よく洗浄した基板１２たるスライド
ガラスに厚さ６ｎｍの金薄膜を真空蒸着する。さらに、
この金薄膜を空気中において３００℃で４時間加熱して
アニーリングを行う。That is, a gold thin film having a thickness of 6 nm is vacuum-deposited on a slide glass which is a well-cleaned substrate 12. further,
Annealing is performed by heating the gold thin film in air at 300 ° C. for 4 hours.
【００４９】これにより、基板１２の表面１２ａには、
金属微粒子１４が互いに所定の間隔Ｇを開けて離れた状
態で高密度に配設された島状金薄膜が形成される。この
島状金薄膜は、薄赤色を呈している。As a result, on the surface 12a of the substrate 12,
An island-shaped gold thin film is formed in which the metal fine particles 14 are densely arranged in a state of being separated from each other with a predetermined gap G therebetween. This island-shaped gold thin film has a light red color.
【００５０】以上の構成において、図３を参照しなが
ら、上記したセンサー１０を用いて抗原抗体反応を検出
する際の動作について説明を行うものとする。In the above structure, the operation of detecting the antigen-antibody reaction using the sensor 10 described above will be described with reference to FIG.
【００５１】まず、金属微粒子１８が液体中に存在する
ようにした懸濁液１００を作製する。この懸濁液１００
中の金属微粒子１８は、例えば、金の微粒子であり、金
属微粒子１８の表面には抗体１１８が結合されており、
金属微粒子１８同士は、所定の間隔Ｇを開けるようにし
て、互いに孤立して浮遊している。First, the suspension 100 in which the metal fine particles 18 are present in the liquid is prepared. This suspension 100
The metal fine particles 18 therein are, for example, gold fine particles, and the antibody 118 is bound to the surface of the metal fine particles 18,
The metal fine particles 18 are floating so as to be isolated from each other with a predetermined gap G therebetween.
【００５２】そして、作製された懸濁液１００を、セン
サー１０の基板１２の表面１２ａ上に滴下する（図３
（ａ）参照）。Then, the produced suspension 100 is dropped on the surface 12a of the substrate 12 of the sensor 10 (FIG. 3).
(See (a)).
【００５３】ここで、センサー１０の外部より供給され
た懸濁液１００中の金属微粒子１８の表面に結合してい
る抗体１１８と、センサー１０の基板１２の表面１２ａ
に配設された金属微粒子１４の表面に結合している抗原
１１４との間で、抗原抗体反応が起きなければ、抗体１
１８が抗原１１４とは結合しない（図３（ａ）参照）。Here, the antibody 118 bound to the surface of the metal fine particles 18 in the suspension 100 supplied from the outside of the sensor 10 and the surface 12a of the substrate 12 of the sensor 10.
If an antigen-antibody reaction does not occur with the antigen 114 bound to the surface of the metal fine particles 14 disposed in the
18 does not bind to the antigen 114 (see FIG. 3 (a)).
【００５４】従って、基板１２の金属微粒子１４同士は
所定の間隔Ｇを開けて離れた状態で配設されており、ま
た、金属微粒子１４と金属微粒子１８との間ならびに金
属微粒子１８同士の間にも所定の間隔Ｇが存在するの
で、センサー１０の色は赤色のまま変化しない。Therefore, the metal fine particles 14 of the substrate 12 are arranged so as to be separated from each other with a predetermined gap G, and between the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18 and between the metal fine particles 18. Since there is a predetermined gap G, the color of the sensor 10 remains red.
【００５５】一方、センサー１０の外部より供給された
懸濁液１００中の金属微粒子１８の表面に結合している
抗体１１８と、センサー１０の基板１２の表面１２ａに
配設された金属微粒子１４の表面に結合している抗原１
１４との間で、抗原抗体反応が起きると、抗体１１８が
抗原１１４と結合する（図３（ｂ）参照）。On the other hand, the antibody 118 bound to the surface of the metal fine particles 18 in the suspension 100 supplied from the outside of the sensor 10 and the metal fine particles 14 provided on the surface 12a of the substrate 12 of the sensor 10. Antigen 1 bound to the surface
When an antigen-antibody reaction occurs with 14, the antibody 118 binds to the antigen 114 (see FIG. 3 (b)).
【００５６】この抗体１１８と抗原１１４との結合によ
り、抗原１１４と抗体１１８とを介して金属微粒子１４
と金属微粒子１８とが結合して、懸濁液１００中の金属
微粒子１８とセンサー１０の金属微粒子１４との間の距
離が所定の間隔Ｇより短くなる。その結果、表面プラズ
モン共鳴の共鳴波長が長波長側にシフトし（図１参
照）、互いに近接して存在する金の微粒子により、セン
サー１０の色が赤色から青紫色に変化する。By the binding of the antibody 118 and the antigen 114, the metal fine particles 14 are passed through the antigen 114 and the antibody 118.
And the metal fine particles 18 are bonded to each other, and the distance between the metal fine particles 18 in the suspension 100 and the metal fine particles 14 of the sensor 10 becomes shorter than a predetermined gap G. As a result, the resonance wavelength of the surface plasmon resonance shifts to the long wavelength side (see FIG. 1), and the color of the sensor 10 changes from red to blue-violet due to the fine particles of gold existing close to each other.
【００５７】ここで、具体的に、抗原１１４と抗体１１
８とに代えて、アミノエタンチオールを用いた場合を例
にして、より詳細に説明することとする。なお、アミノ
エタンチオールは、アミノ基とメルカプト基を介して金
の微粒子同士を結合するものである。Here, specifically, the antigen 114 and the antibody 11
8 will be described in more detail by taking the case of using aminoethanethiol as an example. It should be noted that aminoethanethiol binds gold fine particles to each other via an amino group and a mercapto group.
【００５８】まず、表面に抗原１１４が配設されていな
い金属微粒子１４として金微粒子が配設された基板１２
を、アミノエタンチオールの１０ｍＭエタノール溶液に
１時間浸けた後に、純水でよく洗浄する。この処理によ
り、基板１２の金微粒子の表面に、アミノエタンチオー
ルの単分子膜が形成される。そして、当該アミノエタン
チオールの単分子膜の表面には、アミノ基が現れてい
る。First, the substrate 12 on which gold fine particles are provided as the metal fine particles 14 on the surface of which the antigen 114 is not provided
Is immersed in a 10 mM ethanol solution of aminoethanethiol for 1 hour, and then thoroughly washed with pure water. By this treatment, a monomolecular film of aminoethanethiol is formed on the surface of the fine gold particles on the substrate 12. An amino group appears on the surface of the aminoethanethiol monolayer.
【００５９】また、金属微粒子１８として平均粒径１３
ｎｍの金微粒子を含み、金微粒子同士は、所定の間隔Ｇ
を開けるように、互いに孤立して遊離している懸濁液を
作製する。The metal fine particles 18 have an average particle size of 13
nm gold fine particles, and the gold fine particles are separated by a predetermined distance G
Make suspensions that are isolated and free from each other so that
【００６０】ここで、図４には、上記したようにしてア
ミノエタンチオールの単分子膜が形成された金微粒子が
配設された基板１２の吸収スペクトルと、平均粒径１３
ｎｍの金微粒子を含む懸濁液の吸収スペクトルとが示さ
れており、いずれの吸収スペクトルも波長５２０ｎｍ付
近に吸収ピークが見られる。Here, in FIG. 4, the absorption spectrum of the substrate 12 on which the gold fine particles on which the monomolecular film of aminoethanethiol is formed as described above is arranged and the average particle diameter 13 are shown.
and the absorption spectrum of a suspension containing fine gold particles of 10 nm are shown, and an absorption peak is seen in the vicinity of a wavelength of 520 nm in each absorption spectrum.
【００６１】この波長５２０ｎｍ付近の吸収ピークは、
所定の間隔Ｇを有して基板１２の表面１２ａに配設され
ている金微粒子の孤立金属微粒子による表面プラズモン
共鳴による吸収を示し、所定の間隔Ｇを有している懸濁
液中の金微粒子の孤立金属微粒子による表面プラズモン
共鳴による吸収を示している。The absorption peak near the wavelength of 520 nm is
Gold fine particles in a suspension having a predetermined gap G and showing absorption by surface plasmon resonance of isolated metal fine particles of the gold fine particles arranged on the surface 12a of the substrate 12 and having a predetermined gap G Shows the absorption by the surface plasmon resonance by the isolated metal fine particles.
【００６２】そして、この基板１２を用いて液体セルを
作製し、作製された液体セルに上記した金微粒子を含む
懸濁液を満たす。図５には、液体セルに懸濁液を満たし
た後の吸収スペクトルの時間変化を示すグラフが示され
ている。Then, a liquid cell is produced using this substrate 12, and the produced liquid cell is filled with the above-mentioned suspension containing the gold fine particles. FIG. 5 shows a graph showing the time change of the absorption spectrum after the liquid cell is filled with the suspension.
【００６３】図５に示すように、懸濁液を液体セルに満
たした直後の吸収スペクトルは、基板１２の吸収スペク
トルと懸濁液の吸収スペクトルの和となっている。しか
し、時間が経過するのに伴って、波長７００ｎｍ付近の
吸収が増大して、ピークを形成していくことがわかる。As shown in FIG. 5, the absorption spectrum immediately after the liquid cell is filled with the suspension is the sum of the absorption spectrum of the substrate 12 and the absorption spectrum of the suspension. However, it can be seen that as time passes, the absorption near the wavelength of 700 nm increases and forms a peak.
【００６４】この波長７００ｎｍ付近の吸収ピークが、
基板１２に配設された金微粒子と懸濁液中の金微粒子と
の近接金属微粒子による表面プラズモン共鳴を現してい
る。The absorption peak near the wavelength of 700 nm is
The surface plasmon resonance due to the adjacent metal fine particles between the gold fine particles arranged on the substrate 12 and the gold fine particles in the suspension is shown.
【００６５】つまり、懸濁液中の金微粒子がアミノエタ
ンチオールを介して、基板１２の表面１２ａに配設され
た金微粒子と結合することにより、懸濁液中の金微粒子
とセンサー１０の金微粒子との間の距離が所定の間隔Ｇ
よりも短くなる。その結果、表面プラズモン共鳴の共鳴
波長が長波長側にシフトして、センサー１０の色が赤色
から青紫色に変化する。That is, the gold fine particles in the suspension bond with the gold fine particles provided on the surface 12a of the substrate 12 through the aminoethanethiol, whereby the gold fine particles in the suspension and the gold of the sensor 10 are combined. The distance between the particles is G
Will be shorter than. As a result, the resonance wavelength of the surface plasmon resonance shifts to the long wavelength side, and the color of the sensor 10 changes from red to blue-violet.
【００６６】上記したように、本発明によるセンサー１
０においては、表面に抗原１１４が結合された金属微粒
子１４を、基板１２の表面に相互作用を生じない所定の
間隔Ｇを開けて離隔した状態で配設するようにしたた
め、センサー１０の外部から供給された懸濁液１００中
の金属微粒子１８の表面に結合している抗体１１８と抗
原１１４とが抗原抗体反応を起こして結合すると、懸濁
液１００中の金属微粒子１８とセンサー１０の金属微粒
子１４との間の距離が所定の間隔Ｇより短くなり、表面
プラズモン共鳴の共鳴波長が長波長側にシフトする。As mentioned above, the sensor 1 according to the invention
In the case of 0, since the metal fine particles 14 having the antigen 114 bound to the surface thereof are arranged on the surface of the substrate 12 so as to be spaced apart from each other by a predetermined gap G that does not cause interaction, from the outside of the sensor 10. When the antibody 118 and the antigen 114 bound to the surface of the supplied metal fine particles 18 in the suspension 100 cause an antigen-antibody reaction to be bound, the metal fine particles 18 in the suspension 100 and the metal fine particles of the sensor 10. The distance from 14 becomes shorter than the predetermined interval G, and the resonance wavelength of the surface plasmon resonance shifts to the long wavelength side.
【００６７】その結果、センサー１０の色は赤色から青
紫色に変化するので、抗原抗体反応が生じていることを
視覚により検出することができる。即ち、こうした抗原
抗体反応が起こった場合には、センサー１０の色が赤色
から青紫色に変化するので、肉眼によっても抗原抗体反
応の様子を容易に確認することができるとともに、「従
来の技術」の項において示した蛍光分子で標識された抗
体を用いた抗原抗体反応の検出には欠かせないレーザー
光源が必要ないので、抗原抗体反応を安価に検出するこ
とができる。As a result, the color of the sensor 10 changes from red to bluish purple, and it is possible to visually detect that an antigen-antibody reaction has occurred. That is, when such an antigen-antibody reaction occurs, the color of the sensor 10 changes from red to blue-violet, so that the appearance of the antigen-antibody reaction can be easily confirmed even with the naked eye, and the “conventional technique” is used. Since the laser light source, which is indispensable for detecting the antigen-antibody reaction using the antibody labeled with the fluorescent molecule shown in the above section, is not necessary, the antigen-antibody reaction can be detected at low cost.
【００６８】また、抗体１１８が抗原１１４と結合せず
に所定の間隔Ｇを開けて懸濁液１００中に漂って存在し
ている金属微粒子１８は、抗原抗体反応に伴うセンサー
１０の色の変化には寄与しないので、基板１２から懸濁
液１００を洗い流す必要はなく、抗体１１８と抗原１１
４との抗原抗体反応をリアルタイムで検出することがで
きる。Further, the metal fine particles 18 which are present in the suspension 100 at a predetermined interval G without binding the antibody 118 to the antigen 114 change the color of the sensor 10 due to the antigen-antibody reaction. It is not necessary to wash the suspension 100 from the substrate 12 because it does not contribute to the
The antigen-antibody reaction with 4 can be detected in real time.
【００６９】さらに、本発明によるセンサー１０におい
ては、抗体１１８と抗原１１４との反応により、互いの
間の距離が変化する金属微粒子１４と金属微粒子１８と
のうちの一方の金属微粒子１４を基板１２の表面１２ａ
に配設するようにしたので、取り扱いが非常に簡単にな
り、さらに、アレー化が可能になり、必要な試料の量を
低減することができ、既存のフラットベットタイプのス
キャナーなどを使用することもできるようになる。Further, in the sensor 10 according to the present invention, one of the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18 whose distance is changed by the reaction between the antibody 118 and the antigen 114 is the substrate 12. Surface 12a
Since it is arranged in the same place, handling is very easy, and further, arraying is possible, the amount of required sample can be reduced, and existing flat bed type scanners can be used. Will also be able to.
【００７０】例えば、基板１２の所定エリア毎に、金属
微粒子１４の表面に異なる種類の抗原１１４を結合する
ことで、センサーの２次元アレー化を容易に実現するこ
とができる。For example, a two-dimensional array of sensors can be easily realized by binding different kinds of antigens 114 to the surface of the metal fine particles 14 for each predetermined area of the substrate 12.
【００７１】また、本発明によるセンサー１０はＤＮＡ
チップやタンパクチップへの応用も容易であり、研究分
野や医療分野などにおいて、即時的な反応をリアルタイ
ムで検出するのに用いることができる。Further, the sensor 10 according to the present invention is a DNA
It can be easily applied to chips and protein chips, and can be used to detect an immediate reaction in real time in a research field or a medical field.
【００７２】さらにまた、本発明によるセンサー１０の
基板１２は透明なので、吸収スペクトルの変化を容易に
観察することができ（図５参照）、表面プラズモン共鳴
の共鳴波長の長波長側へのシフトを検出して各種反応を
検出することができる。Furthermore, since the substrate 12 of the sensor 10 according to the present invention is transparent, changes in the absorption spectrum can be easily observed (see FIG. 5), and the resonance wavelength of surface plasmon resonance can be shifted to the longer wavelength side. It is possible to detect and detect various reactions.
【００７３】そして、本発明によるセンサー１０におい
ては、金属微粒子１４ならびに金属微粒子１８を用いる
ようにしたため、金属微粒子の吸収断面積が大きいの
で、抗原抗体反応の検出を高感度に行うことができる。In the sensor 10 according to the present invention, since the fine metal particles 14 and the fine metal particles 18 are used, the absorption cross-section of the fine metal particles is large, so that the antigen-antibody reaction can be detected with high sensitivity.
【００７４】また、本発明によるセンサー１０において
は、金属微粒子１４ならびに金属微粒子１８としていず
れも金の微粒子を用いるようにすると、金は安定した物
質であるので金属微粒子１４ならびに金属微粒子１８の
取り扱いが容易になる。In the sensor 10 according to the present invention, when gold fine particles are used as the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18, since the gold is a stable substance, the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18 are handled with ease. It will be easier.
【００７５】なお、上記した実施の形態は、以下の
（１）乃至（５）に説明するように変形することができ
る。The above-described embodiment can be modified as described in (1) to (5) below.
【００７６】（１）上記した実施の形態においては、金
属微粒子１４ならびに金属微粒子１８として金の微粒子
を用いたが、これに限られるものではないことは勿論で
あり、銀やその他の金属微粒子を用いることができる。
例えば、金属微粒子１４ならびに金属微粒子１８として
銀の微粒子を用いた場合には、より一層感度のよい検出
を行うことができる。(1) In the above-mentioned embodiment, gold fine particles are used as the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18, but it is needless to say that gold and other metal fine particles are not limited thereto. Can be used.
For example, when silver fine particles are used as the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18, more sensitive detection can be performed.
【００７７】（２）上記した実施の形態においては、セ
ンサー１０の基板１２はガラスにより形成されるように
したが、これに限られるものではないことは勿論であ
り、ガラス以外の誘電体や金属または半導体などの任意
の材料の基板を用いることができる。(2) In the above-described embodiment, the substrate 12 of the sensor 10 is made of glass, but it is needless to say that the substrate 12 is not limited to this, and a dielectric or metal other than glass is used. Alternatively, a substrate made of any material such as a semiconductor can be used.
【００７８】また、基板１２は板状体であるようにした
が、基板１２は曲面形状を含む任意の形状に形成するよ
うにしてもよい。Although the substrate 12 is a plate-shaped member, the substrate 12 may be formed in any shape including a curved shape.
【００７９】（３）金属微粒子１４の表面に抗原１１４
を結合し、金属微粒子１８の表面に抗体１１８を結合す
るようにしたが、これに限られるものではないことは勿
論であり、金属微粒子１４の表面に抗体１１８を結合
し、金属微粒子１８の表面に抗原１１４を結合するよう
にしてもよい。(3) Antigen 114 on the surface of the fine metal particles 14.
Although the antibody 118 is bonded to the surface of the metal fine particles 18 by way of example, it is needless to say that it is not limited to this. The antigen 114 may be bound to the.
【００８０】さらに、上記した実施の形態においては、
本発明によるセンサー１０を用いて抗原抗体反応を検出
するものとして説明したが、これに限られるものではな
いことは勿論であり、各種反応の検出にセンサー１０を
用いてもよい。Further, in the above embodiment,
Although it has been described that the antigen-antibody reaction is detected using the sensor 10 according to the present invention, the present invention is not limited to this, and the sensor 10 may be used to detect various reactions.
【００８１】例えば、本発明によるセンサー１０を用い
てハイブリダイゼーションを検出する場合には、基板１
２に配設された金属微粒子１４の表面に結合された抗原
１１４ならびに懸濁液１００中の金属微粒子１８の表面
に結合された抗体１１８に代え、それぞれシングルスト
ランドのＤＮＡやＲＮＡなどを結合するようにすればよ
い。For example, when hybridization is detected using the sensor 10 according to the present invention, the substrate 1
In place of the antigen 114 bound to the surface of the metal microparticles 14 arranged in No. 2 and the antibody 118 bound to the surface of the metal microparticles 18 in the suspension 100, single strand DNA or RNA may be bound respectively. You can do this.
【００８２】つまり、本発明によるセンサー１０を用い
ると、抗原や抗体などのタンパク質や核酸など、特定の
物質に対して互いに高い選択性を有する性質の物質をそ
れぞれ、金属微粒子１４や金属微粒子１８に結合するこ
とにより、金属微粒子１４や金属微粒子１８に結合され
た物質の高い選択性に基づいた各種反応を検出すること
ができる。That is, when the sensor 10 according to the present invention is used, substances having a high selectivity with respect to a specific substance, such as proteins and nucleic acids such as antigens and antibodies, are applied to the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18, respectively. By binding, various reactions based on the high selectivity of the substances bound to the metal fine particles 14 and the metal fine particles 18 can be detected.
【００８３】（４）上記した実施の形態においては、セ
ンサー１０の吸収スペクトルを測定するようにしたが
（図４参照）、これに限られるものではないことは勿論
であり、例えば、反射スペクトルや透過スペクトルなど
を測定するようにしてもよく、要は、金属微粒子同士の
間の距離の変化に伴う表面プラズモン共鳴の共鳴波長の
シフトを検出するようにすればよい。(4) In the above-described embodiment, the absorption spectrum of the sensor 10 is measured (see FIG. 4), but it goes without saying that the absorption spectrum is not limited to this. A transmission spectrum or the like may be measured, and the point is to detect the shift of the resonance wavelength of the surface plasmon resonance due to the change in the distance between the metal fine particles.
【００８４】（５）上記した実施の形態ならびに上記
（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせる
ようにしてもよい。(5) The above-described embodiment and the modifications shown in (1) to (4) above may be combined appropriately.
【００８５】[0085]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、抗原抗体反応などの各種物質の反応をリア
ルタイムで検出することを可能にしたセンサーおよびそ
れを用いた物質の反応の検出方法を提供することができ
るという優れた効果を奏する。EFFECT OF THE INVENTION Since the present invention is configured as described above, a sensor capable of detecting reactions of various substances such as an antigen-antibody reaction in real time, and detection of a reaction of substances using the same. It has an excellent effect that the method can be provided.
【００８６】また、本発明は、以上説明したように構成
されているので、抗原抗体反応などの各種物質の反応を
検出する際に、安価に検出することを可能にしたセンサ
ーおよびそれを用いた物質の反応の検出方法を提供しよ
うとすることができるという優れた効果を奏する。Further, since the present invention is configured as described above, a sensor that enables low-cost detection when detecting reactions of various substances such as an antigen-antibody reaction, and the same are used. It has an excellent effect that it is possible to provide a method for detecting a reaction of a substance.
【図１】粒径２０ｎｍの金の微粒子同士の間隔と表面プ
ラズモン共鳴の共鳴波長との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the spacing between fine gold particles having a particle diameter of 20 nm and the resonance wavelength of surface plasmon resonance.
【図２】本発明によるセンサーの実施の形態の一例を示
す概念構成説明図である。FIG. 2 is a conceptual configuration explanatory diagram showing an example of an embodiment of a sensor according to the present invention.
【図３】本発明によるセンサーを用いて抗原抗体反応を
検出する際の動作を示す説明図であり、（ａ）は抗体が
抗原と結合しない場合を示す説明図であり、（ｂ）は抗
体が抗原と結合する場合を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing an operation when detecting an antigen-antibody reaction using the sensor according to the present invention, (a) is an explanatory view showing a case where an antibody does not bind to an antigen, and (b) is an antibody. It is explanatory drawing which shows the case where is combined with an antigen.
【図４】本発明によるセンサーの吸収スペクトルを示す
グラフである。FIG. 4 is a graph showing an absorption spectrum of a sensor according to the present invention.
【図５】本発明によるセンサーを用いた液体セルに懸濁
液を満たした後の吸収スペクトルの時間変化を示すグラ
フである。FIG. 5 is a graph showing a time change of an absorption spectrum after a liquid cell using a sensor according to the present invention is filled with a suspension.
１０ センサー １２ 基板 １２ａ 表面 １４，１８ 金属微粒子 １００ 懸濁液 １１４ 抗原 １１８ 抗体 10 sensors 12 substrates 12a surface 14,18 Fine metal particles 100 suspension 114 antigen 118 antibody
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G059 BB12 CC16 DD01 DD13 EE01 EE12 EE13 HH02 HH06 KK04 KK07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2G059 BB12 CC16 DD01 DD13 EE01 EE12 EE13 HH02 HH06 KK04 KK07
Claims (8)
するために用いるセンサーであって、 基板と、 前記基板上に互いに相互作用を生じさせない間隔を開け
てそれぞれ配設された第１の金属微粒子と、 前記第１の金属微粒子に結合された第１の物質とを有
し、 第２の物質を結合した第２の金属微粒子を前記基板に供
給すると、前記第１の物質と前記第２の物質とが反応し
て結合することにより、前記第１の物質と前記第２の物
質とを介して前記第１の金属微粒子と前記第２の金属微
粒子とが結合し、前記第１の金属微粒子と前記第２の金
属微粒子とが互いに相互作用を生じさせるように近接す
るセンサー。1. A sensor used for detecting a reaction between a first substance and a second substance, the sensor being disposed on a substrate and at a distance from each other so as not to interact with each other. When the second metal fine particles having the first metal fine particles and the first substance bonded to the first metal fine particles and having the second substance bonded thereto are supplied to the substrate, the first substance And the second substance react and bond with each other, whereby the first metal fine particles and the second metal fine particles bond with each other through the first substance and the second substance, and A sensor in which the first metal fine particles and the second metal fine particles are in close proximity to each other so as to interact with each other.
に記載のセンサーにおいて、 前記第１の金属微粒子は、表面に前記第１の金属微粒子
の原料となる金属膜を形成した前記基板を、所定温度で
所定時間加熱してアニーリングすることにより前記基板
上に配設されるセンサー。3. The sensor according to claim 1, wherein the first metal fine particles have a surface on which a metal film as a raw material of the first metal fine particles is formed. A sensor disposed on the substrate by heating and annealing at a predetermined temperature for a predetermined time.
ずれか１項に記載のセンサーにおいて、 前記第２の金属微粒子は、液体中に存在した状態で前記
基板に供給されるものであるセンサー。4. The sensor according to claim 1, 2, or 3, wherein the second metal fine particles are supplied to the substrate while being present in a liquid. There is a sensor.
求項４のいずれか１項に記載のセンサーにおいて、 前記第１の金属微粒子ならび前記第２の金属微粒子は、
金の微粒子であるセンサー。5. The sensor according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the first metal fine particles and the second metal fine particles are
A sensor that is fine particles of gold.
４または請求項５のいずれか１項に記載のセンサーにお
いて、 前記第１の物質と前記第２の物質とは、互いに高い選択
性で結合する物質であるセンサー。6. The sensor according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, or claim 5, wherein the first substance and the second substance are mutually A sensor that is a substance that binds with high selectivity.
前記第２の物質は抗体と抗原とのいずれか他方であるセ
ンサー。7. The sensor according to claim 6, wherein the first substance is either an antibody or an antigen,
The sensor in which the second substance is either the antibody or the other of the antigens.
４、請求項５、請求項６または請求項７のいずれか１項
に記載のセンサーを用いた物質の反応の検出方法におい
て、 前記第１の物質と前記第２の物質とが反応して結合する
ときに、前記第１の金属微粒子と前記第２の金属微粒子
との間の距離の変化により生ずる相互作用の影響を受け
た表面プラズモン共鳴の共鳴波長のシフトを検出し、該
検出された表面プラズモン共鳴の共鳴波長のシフトに基
づいて第１の物質と第２の物質との反応を検出するもの
であるセンサーを用いた物質の反応の検出方法。8. A method for detecting a reaction of a substance using the sensor according to claim 1, claim 2, claim 3, claim 4, claim 5, claim 6 or claim 7. In the above, when the first substance and the second substance react and bond with each other, the influence of the interaction caused by the change in the distance between the first metal fine particles and the second metal fine particles is considered. A sensor is used which detects a shift in the resonance wavelength of the received surface plasmon resonance and detects a reaction between the first substance and the second substance based on the detected shift in the resonance wavelength of the surface plasmon resonance. Method for detecting the reaction of the substances that have existed.
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