专利名称：等离子体传感器的制作方法
技术领域：
本发明例如涉及利用了能够在病毒等的检测中使用的表面等离子体共振的等离子体传感器。
背景技术：
图14是例如能够用于病毒检测等的现有的等离子体传感器100的截面图。等离子体传感器100具有:棱镜101、在棱镜101的下面配置的表面平坦的金属层102、在金属层102的下面配置的表面平坦的具有规定的介电常数的绝缘层103、和在绝缘层103的下面固定的受:体(acceptor) 104。在金属层102和绝缘层103的界面存在作为电子的纵波(compressional wave)的表面等离子体波。在棱镜101侧上方配置光源105，从光源105向棱镜101以全反射条件入射P偏振的光。此时，在金属层102与绝缘层103的表面产生衰逝波。在金属层102进行全反射的光在检波部106进行受光，检测光的强度。在此，在衰逝波与表面等离子体波的波数相一致的波数匹配条件得到满足时，从光源105供给的光的能量被用于表面等离子体波的激励，反射光的强度减少。波数匹配条件依赖于从光源供给的光的入射角。因此，在改变入射角而由检波部106来检测反射光強度时，在某个入射角，反射光的强度减少。作为反射光的强度最小的角度的共振角，依赖于绝缘层103的介电常数。在作为样品中的被测定物质的分析物与受体104以特异方式进行结合而生成的特异性结合物构成在绝缘层103的下面时，绝缘层103的介电常数发生变化，伴随于此，共振角发生变化。因此，通过监视共振角的变化，能够检测分析物与受体104的特异性结合反应的结合的强度、结合的速度等。等离子体传感器100由于具备能够供给P偏振光的光源105和在金属层102的上面配置的棱镜101，因此尺寸较大且变得复杂。专利文献I中记载了与等离子体传感器100类似的现有的等离子体传感器。在先技术文献专利文献专利文献IJP特开2005-181296号公报

发明内容
发明的概要等离子体传感器具备:保持部、在保持部的下面配置的第I金属层、和具有与第I金属层的下面对置的上面的第2金属层。在第I金属层与第2金属层之间设置中空区域，该中空区域构成为填充含有媒质的样品。第I金属层的面积比保持部的下面的面积小。保持部具有与中空区域面对且接触 的亲水性的区域。该等离子体传感器能够以小型且简易的构成实现。


图1是本发明的实施方式I中的等离子体传感器的截面图。图2是表示实施方式I中的等离子体传感器的受体和分析物的特异性结合的示意图。图3A是实施方式I中的等离子体传感器的截面图。图3B是实施方式I中的等离子体传感器的截面图。图4A是实施方式I中的等离子体传感器的电磁场仿真解析模型的示意图。图4B是实施方式I中的等离子体传感器的电磁场仿真解析模型的示意图。图5是表示实施方式I中的等离子体传感器的电磁仿真的解析结果的图。图6是实施方式I中的等离子体传感器的其他的电磁仿真解析模型的示意图。图7是表示实施方式I中的等离子体传感器的仿真解析的结果的图。图8A是实施方式I中的等离子体传感器的又一电磁仿真解析模型的示意图。图SB是表示实施方式I中的等离子体传感器的仿真解析结果的图。图9A是表示实施方式I中的等离子体传感器的仿真解析结果的图。图9B是表示实施方式I中的等离子体传感器的仿真解析结果的图。图1OA是实施方式I中的其他的等离子体传感器的截面图。图1OB是实施方式I中的又一等离子体传感器的截面图。图11是实施方式I中的又一等离子体传感器的截面图。图12是本发明的实施方式2中的等离子体传感器的截面图。图13A是实施方式2中的其他等离子体传感器的截面图。图13B是实施方式2中的又一等离子体传感器的截面图。图14是现有的等离子体传感器的截面图。
具体实施例方式(实施方式I)图1是本发明的实施方式I中的等离子体传感器I的截面图。等离子体传感器I具有金属层2、和隔着中空区域4而与金属层2对置地在金属层2的下方配置的金属层3。金属层2的下面2B隔着中空区域4而与金属层3的上面3A对置。金属层2、3有金、银等的金属构成。在中空区域4中能够填充在使用等离子体传感器I时作为液体的样品62，实质上由金属层2、3夹持。样品62含有分析物8、检体9和媒质61。媒质61由亲水性的液体、亲水性的凝胶等的亲水性的流体组成，运送分析物8和检体9。由于金属层2大致具有IOOnm以下的厚度，因此在单体的情况下无法维持其形状。金属层2的上面2A固定在保持部5的下面5B，以保持其形状。金属层3固定在保持部6的上面6A从而进行保持。从金属层2的上面2A入射电磁波91。在电磁波91是可见光的情况下，在金属层2由金构成时，优选具有35nm 45nm的范围内的膜厚。对于该范围外的膜厚而言，由表面等离子体共振引起的电磁波91的反射吸收量变少。在金属层3由金构成的情况下,优选具有IOOnm以上的膜厚。对于低于IOOnm的膜厚，所入射的电磁波91(可见光)透过金属层3，由表面等离子体共振引起的电磁波91的反射吸收量变小。这样，成为金属层2比金属层3薄的构成。等离子体传感器I也可以具有用于保持金属层2、3的柱或者壁等的间隔保持部71，使得金属层2、3间的距离维持在恒定。通过该构造，等离子体传感器I能够实现中空区域4。在金属层2的上面2A的上方、即对于金属层2而言金属层3的相反的方向配置电磁波源92。电磁波源92从金属层2的上面2A上方向金属层2提供电磁波91。在实施方式I中，电磁波源92对保持部5的上面5A进行照射，经由保持部5而从金属层2的上面2A上方向金属层2提供电磁波91。以下，说明等离子体传感器I的动作。实施方式I中，电磁波91是光，电磁波源92是光源。作为光源的电磁波源92不具有偏振片等的使光的偏振一致的装置。与图14所示的现有的等离子体传感器100不同，本发明的等离子体传感器I不仅是P偏振的光，以S偏振的光也能够激励表面等离子体共振。从金属层2的上方对上面2A提供的电磁波91透过金属层2而供给至中空区域4，到达金属层3的上面3A。由电磁波91在金属层2的中空区域4 一侧即下面2B产生表面等离子体，在金属层3的中空区域4 一侧即上面3A产生表面等离子体。在对中空区域4供给的电磁波91的波数与在金属层2的下面2B产生的表面等离子体的波数一致的情况下，在金属层2的下面2B激励出表面等离子体共振。此外，在电磁波91与在金属层3的上面3A所产生的表面等离子体的波数一致的情况下，在金属层3的上面3A激励出表面等离子体共振。使其产生表面等离子体共振的频率，能够通过调整金属层2的形状(主要为厚度)、金属层3的形状(主要为厚度)、金属层2、3间的距离、金属层2的介电常数、金属层3的介电常数、金属层2、3间的媒质61的介电常数、媒质61的介电常数的分布的至少一个来进行控制。在金属层2的上面2A的上方配置用于检测光等的电磁波93的检测部94。在等离子体传感器I接收到从电磁波源92提供的电磁波91时，接收从等离子体传感器I反射或者辐射的光等的电磁波93。实施方式I中，金属层2的厚度大致为IOOnm以下。在金属层2比IOOnm的情况下，由于电磁波(光)之中的产生表面等离子体共振的波长成分没有透过金属层2，因此在金属层2的下面2B、金属层3的上面3A没有激励出表面等离子体共振。由于金属层2大致具有IOOnm以下的厚度，因此在其为单体的情况下无法维持形状。保持部5固定在金属层2的上面2A，以保持金属层2的形状。由于保持部5需要将电磁波91高效地供给至金属层2，因此保持部5由难以使电磁波91衰减的材质形成。实施方式I中，由于电磁波91是光，因此由使光高效地透过的玻璃、或者透明塑料等的透明的材料形成。优选保持部5的厚度在机械强度能够容许的范围内尽量薄。金属层3大致具有IOOnm以上的厚度。在金属层3的厚度低于IOOnm的情况下，通过金属层2而供给至中空区域4的电磁波的一部分，有时会通过金属层3之后泄露至中空区域4的外侧。即、本来应该用于表面等离子体共振的激励的电磁波的能量的一部分泄露至中空区域4的外部，因此，等离子体传感器I的灵敏度降低。因此，通过使金属层2比金属层3薄，从而能够提高等离子体传感器I的灵敏度。通过这种的构造，能够将从电磁波源92供给的光即电磁波91封入中空区域4来激励表面等离子体共振。伴随表面等离子体共振，表面等离子体与电磁波91发生耦合从而激励出表面等离子体激元，由此被供给的电磁波91被吸收，仅表面等离子体共振的频率成分没有作为电磁波93而被辐射，该成分之外的成分作为电磁波93而被辐射。金属层3的下面3B固定在保持部6的上面6A，以保持其形状。为了提高等离子体传感器I的灵敏度，优选使得所供给的光等的电磁波91不透过金属层3。因此，优选保持部6由遮挡光等的电磁波91的材料形成。例如，保持部6由具有IOOnm以上的厚度的金属或半导体形成。优选保持部6的厚度比保持部5的厚度大。由此，能够提高等离子体传感器I自身的机械强度，能够防止在使用等离子体传感器I时出现形状变形等、从而传感特性发生变化。在等离子体传感器I中，在金属层2的中空区域4 一侧即下面2B配置多个受体(acceptor) 7。在金属层3的中空区域4 一侧即上面3A配置与受体7同样的受体77。或者，在等离子体传感器I中，也可以在金属层2的下面2B不配置受体7，仅在金属层2、3的下面2B和上面3A之中的金属层3的上面3A配置受体77。在含有分析物8的样品62与受体7接触时，受体7与分析物8进行特异性结合。图2是表示受体7与分析物8的特异性结合的示意图。样品62含有作为非特异性检体的检体9和作为特定的检体的分析物8。受体7与非特异性检体9不进行特异性结合，仅与分析物8选择性地引起特异性结合。图3A和图3B是表示等离子体传感器I的动作的截面图。如图3A所示，在填充了真空或者空气的中空区域4中，以毛细管现象填充含有检体9和分析物8的样品62时，中空区域4的状态特别是介电常数发生变化。由此，等离子体传感器I的发生表面等离子体共振的频率即共振频率变化。接下来，如图3B所示，在金属层2的下面2B所配置的受体7与分析物8进行特异性结合时，金属层2的下面2B的附近的有机物的厚度及相对介电常数发生变化，因此，金属层2、3间的媒质61的介电常数及介电常数的分布发生变化。这样，等离子体传感器I的共振频率随着受体7与分析物8的特异性结合的进行而发生变化。因此，通过检测共振频率的变化，能够检测受体7与分析物8的特异性结合的状态、具体而言检测特异性结合的强度、结合速度等。关于通过受体7与分析物8的特异性结合从而等离子体传感器I的使其产生表面等离子体共振的频率的变化，以下利用电磁场仿真进行说明。图4A和图4B分别是等离子体传感器I的电磁场仿真的解析模块501、502的示意图。在图4A所示的解析模块501中，金属层2由银构成，具有30nm的厚度。金属层3由银构成，并且具有130nm的厚度。金属层2、3间的距离为160nm，中空区域4中填充相对介电常数为1.0的空气。金属层2的上面2A的上方和金属层3的下面3B的下方以空气填充。在解析模块501中，金属层2、3和中空区域4无线延续。在图4B所示的解析模块502中，在图4A所示的解析模块501的金属层2的下面2B配置分析物8。分析物8的厚度为10nm，相对介电常数为3.0。分析物8与金属层3的上面3A之间的距离为150nm，中空区域4中填充相对介电常数为1.0的空气。金属层2的上面2A的上方和金属层3的下面3B的下方以空气填充。在解析模块502中，金属层2、3和中空区域4无线延续。构成金属层2、3的银的介电函数，能对“Handbook of Optical Constants ofSol ids” (Pal ik, Edward D.1n 1998)中记载的折射率的实验数据进行变换而生成。在图4A和图4B所示的解析模块501、502中，为了简易地进行仿真解析，而没有对受体7进行模块化。相对于解析模块501、502的金属层2的上面2A的法线方向501N而从45度的仰角AN提供电磁波591，在-45度的仰角检测从金属层2的上面2A辐射的电磁波593，由此进行电磁场仿真解析。图5表不电磁场仿真的结果。图5中，横轴表不电磁波591的波长,纵轴表不电磁波593的功率相对于电磁波591的功率之比即反射率。图5表示解析模块501、502各自的反射率 R501、R502。如图5所示，反射率R501的值在电磁波591的波长为340nm附近急剧地局部变小。在反射率变小的电磁波的波长即共振波长L501附近，对中空区域4供给的电磁波的波数和在金属层2的下面2B产生的表面等离子体的波数一致，在金属层2的下面2B激励出表面等离子体共振。同样，在共振波长L501附近，由于对中空区域4供给的电磁波591的波数与在金属层3的上面3A所产生的表面等离子体的波数一致，因此在金属层3的上面3A激励出表面等离子体共振。此外，如图5所示，图4B所示的解析模块502的反射率R502的值局部地变小的共振波长L502比解析模块501的共振波长L501长约70nm。因在图4B所示的解析模块502的金属层2的下面2B所附加的分析物8的相对介电常数的值，产生在金属层2的下面2B激励出的表面等离子体共振的共振频率变低，其结果，共振波长变长约70nm。这样，图5所示的仿真解析的结果表示在金属层2的下面2B激励出表面等离子体共振。此外，金属层2的下面2B附近的媒质的状态的变化可通过检测共振频率(共振波长)的变化来进行检测。等离子体传感器I中，不仅是共振频率的变化，还可以检测反射率的变化，能够同时使用这个指标来检测金属层2的下面2B附近的媒质的状态的变化，能够发挥出高的检测能力。所谓中空区域4的媒质的状态，是指在中空区域4的一部分或者全部中填充的物质(媒质)的状态、例如该物质自身的组成或者物质在中空区域4中的分布。等离子体传感器I中，含有分析物8的样品62的媒质61是液体，通过毛细管现象插入中空区域4中。但是，例如在由金属层2覆盖保持部5的下面5B的全部、并且由金属层3覆盖保持部6的上面6A的全部时，由于金属层2、3的疏水性较强，因此样品62难以插入中空区域4中。在实施方式I的等离子体传感器I中，构成为金属层2的面积比保持部5的下面5B的面积小。保持部5具有亲水性。由此，如图1所示，在保持部5的下面5B能够形成不存在金属层2的区域2C。故而，在区域2C中，由于具有亲水性的保持部5的下面5B的区域2C面对中空区域4而露出，因此能够易于将样品62通过毛细管现象进行插入。如图1所示，具有亲水性的保持部5露出的区域2C，存在于保持部5的下面5B的端部的一部分或者全区域。通过在从区域2C朝向金属层2的下面2B方向Dl将样品62插入中空区域4，从而样品62易于与区域2C接触，因此，通过毛细管现象更为容易将样品62插入中空区域4。其中，即便是具有亲水性的保持部5所露出的区域2C，不存在于保持部5的下面5B端部的一部分或者全区域的结构、例如在保持部5的下面5B的中央部存在区域2C的结构下，较之不存在区域2C的状态，也能够提高通过毛细管现象来插入样品62的容易性。此外，即便样品62在方向Dl以外的方向上插入中空区域4，通过样品62与区域2C接触，由于毛细管现象也能够容易将样品62插入中空区域4。再者，保持部6也可以不具有亲水性。实施方式I中，“中空区域4”是指能够插入样品62的区域，“保持部5的下面5B”是指与中空区域4及金属层2相接的面，“保持部6的上面6A”是指与中空区域4及金属层3相接的面。实施方式I中，所谓“具有亲水性的保持部”，是指至少在与中空区域接触的区域具有亲水性的保持部，既可以是由保持部整体由具有亲水性的材料构成，也可以是由疎水性的材料(例如树脂材料)构成保持部的大部分,该保持部之中仅在面对中空区域4相接的区域的至少一部分形成亲水性的材料的结构。具体而言，可以是保持部的大部分由疎水性的树脂构成，该树脂制保持部之中、仅在与中空区域4相接的区域的至少一部分涂布形成亲水性的材料的膜。图1所示的等离子体传感器I中，受体7配置在金属层2的下面2B，但是不需要限定于此，也可以构成为受体7、77配置在金属层2、3的表面。通过在受体7 (77)没有配置在金属层2的下面2B或者金属层3的上面3A的、即不具有受体7(77)的等离子体传感器I的中空区域4中插入任意的液体，测定共振频率的变化、共振波长的变化、或者共振频率的绝对值，从而能够检测液体的种类、浓度。由此，能够省略将受体7 (77)配置在金属层2、3的表面的工序，可提闻等尚子体传感器I的制造效率。再者，以下说明在金属层3的上面3A配置了受体77时的解析结果。图6是等离子体传感器I的其他的电磁仿真解析模块503的示意图。图6中，对于与图4A和图4B所不的解析模块501、502相同的部分赋予相同的参照序号。模块503中，受体7没有配置在金属层2的下面2B，而在金属层3的上面3A配置了受体77。因此，分析物8没有配置在金属层2的下面2B，而配置在金属层3的上面3A图6所示的解析模块503中，在金属层3的上面3A配置的分析物8具有厚度10nm、相对介电常数3.0。中空区域4的厚度为150nm，具有相对介电常数1.0。相对于解析模块503的金属层2的上面2A的法线方向501N而从45度的仰角AN提供电磁波591，通过在-45度的仰角检测从金属层2的上面2A辐射的电磁波593，来进行电磁场仿真解析。图7表示图4A和图6所示的解析模块501、503的电磁场仿真的解析结果。图7中，横轴表不电磁波591的波长,纵轴表不电磁波593的功率相对于电磁波591的功率之比即反射率。图7表示解析模块501、503各自的反射率R501、R503。如图7所示，在金属层3的上面3A附着了分析物8的情况下也产生共振波长的变化。这表示在金属层3的上面3A也发生表面等离子体共振。因此，受体7也可以不配置在金属层2的下面2B，而在金属层3的上面3A配置受体77，能够提高等离子体传感器I的设计自由度。等离子体传感器I也可以具备在金属层2的下面2B配置的受体7、和在金属层3的上面3A配置的受体77。由此，一并利用在金属层2的下面2B和金属层3的上面3A所发生的表面等离子体共振，能够实现灵敏度更高的等离子体传感器I。图8A是等离子体传感器I的电磁场仿真的解析模块504的示意图。图8A的解析模块504中，中空区域4的相对介电常数为2.0。图SB表示解析模块504的解析结果。图8B中，横轴表电磁波591的波长,纵轴表电磁波593的功率相对于电磁波591的功率之比即反射率。解析模块504具有反射率R504。如图5及图7、图SB所示，即便在中空区域4为真空或空气的情况下，即没有以具有高介电常数的固体的电介质进行填充的情况下，也发生表面等离子体共振。等离子体传感器I中，金属层2、3间所设置的中空区域4没有以固体的电介质进行填充。由此，通过将含有分析物8的样品62注入中空区域4中，从而能使得受体7(77)与分析物8相接触。此外，如图8B所示，在使中空区域4的媒质61为空气或者真空从而将相对介电常数设定得较低时，能够将表面等离子体共振的共振波长变短。即，为了获得相同的共振频率，以空气或者真空填充了中空区域4的等离子体传感器1，较之具有填充了任意电介质的中空区域的等离子体传感器，能够增大金属层2、3间的间隔。因此，如实施方式I中的等离子体传感器I那样，将中空区域4以相对介电常数大致为I的空气或真空、或者以相对介电常数小的气体进行填充，较之将固体的电介质等填充在金属层2、3间的等离子体传感器，能够增大金属层2、3间的间隔。因此，由于能够使得中空区域4的厚度变大，因此能够将含有分析物8的样品62容易地插入中空区域4。此外，共振频率中，金属层2、3间的电磁场強度也可以按高次模式进行分布。即，在金属层2、3间发生的电磁场強度可以在多个位置局部地变大。图9A和图9B表不将图4A所示的解析模块501中的中空区域4的厚度设定为10 μ m的解析模块505的电磁场仿真结果O图9A所示的模块的共振波长为2883nm，图9A表示中空区域4的电场強度的分布。图9A中，为了简化说明，没有示出中空区域4的全部区域的电场分布，仅表示了一部分的区域95处的电场分布。图9A中，金属层2、3间存在的电场強度在从金属层2向金属层3的位置周期性地反复着局部的变化，在金属层2、3附近的区域，电场強度较小。图9A中，金属层2、3间的多个即5个区域中电场強度局部地变大，电磁场强度以比基本模式高的高次模式进行分布。金属层2、3间的电磁场強度以高次模式进行分布，由此能使得金属层2、3的间隔变宽，能够将含有分析物8的样品62容易地插入中空区域4中。图9A所示的解析模块505中，中空区域4的相对介电常数为I。图9B表示解析模块505、解析模块505的中空区域的相对介电常数为1.2的解析模块506的电磁场仿真的结果即反射率R505、R506。如图9B所示，解析模块505、506都以多个共振波长发生表面等离子体共振。此外，通过改变中空区域4的媒质61的状态即相对介电常数从而共振波长变化。这样，在使中空区域4变厚的情况下，在金属层2、3间发生高次模式的电磁场強度分布，表面等离子体共振以高次的频率产生。等离子体传感器I利用在高次模式的频率所产生的表面等离子体共振，也能检测中空区域4的媒质61的状态的时间上的变化。由此，由于使得金属层2、3间的间隔变宽，因此可将含有分析物8的样品62插入中空区域4中。再者，实施方式I中的所谓“金属层2的下面2B附近的附近区域(第I附近区域)”，是指从与金属层2的下面2B面对的区域或者金属层2的下面2B离开了规定间隔(因树脂等的间隔物而离开的间隔)的区域，所谓“金属层3的上面3A附近的附近区域(第2附近区域)”，是指从与金属层3的上面3A面对的区域或者金属层3的上面3A离开了规定间隔(因树脂等的间隔物而离开的间隔)的区域。再者，实施方式I中所谓“受体”，是指与特定的分析物等进行特异性结合的捕捉体，例如是指抗体、受体蛋白、适配体、叶啉、通过分子印迹技术所生成的高分子等。所谓分子印迹技术是模板合成的概念以及技术之一，是指在高分子内构建相对于模板分子的互补的构造及空间为目的的技术。在高分子内构建的该空间由于是在高分子合成的过程中针对模板分子而在形状的点以定制的方式构建的，因此能够期待作为其选择性的结合部位而发挥作用。所谓通过分子印迹技术而生成的高分子，例如是指利用甲基丙烯酸酯系树脂、苯乙烯-二乙烯基苯系树脂、以及丙烯酸或者甲基丙烯酸(功能性单体)、N-异丙基丙烯酰胺(构造构建用单体)、N，N'-亚甲基双丙烯酰胺(交联剂)等而构建的分子印记水凝胶
坐寸ο对于受体蛋白，由于与特定的结合对相关的数据库已得到充实，因此，在作为受体而使用了受体蛋白时，能够容易选择用来检测目标物质的受体蛋白。作为受体7、77而使用卟啉，由此可提高等离子体传感器的灵敏度。这是因为卟啉自身也与目标物质进行特异性结合从而吸收频谱的峰值波长、吸光度发生变化。在作为受体7、77而使用了适配体时，由于能够按照针对想要检测的目标物质进行特异性结合的方式来设计适配体，因此能够容易实现所希望的等离子体传感器。此外，由于适配体可长时间稳定存在，因此能够实现容易长期保存的等离子体传感器。作为受体7、77而使用通过分子印迹技术所生成的高分子的情况下，由于可容易地按照针对想要检测的目标物质而进行特异性结合的方式来设计高分子，因此能够提高等离子体传感器的设计应对程度。再有，针对想要检测的目标物质而进行特异性结合的高分子，由于对于适配体等而言能减小尺寸，因此在设计等离子体传感器方面，能够使得等离子体共振波长选择的幅度变宽。再者，图1所示的等离子体传感器I中，保持部5的下面5B的面积比金属层2的面积大，但并不限定于此，即便构成为金属层3的面积比保持部6的上面6A的面积小，也可获得同样的效果。图1OA是实施方式I中的其他的等离子体传感器1001的截面图。图1OA中，对于与图1所示的等离子体传感器I相同的部分赋予相同的参照序号。图1OA所示的等离子体传感器1001中，保持部5的下面5B的面积与金属层2的面积相同，保持部5的下面5B既不与中空区域4面对，也不与其相接。取而代之，等离子体传感器1001中，金属层3的面积比保持部6的上面6A的面积小，即保持部6的上面6A具有与中空区域4面对相接的区域3C。区域3C与图1所示的区域2C同样地具有亲水性，获得同样的效果。再者，等离子体传感器1001中，保持部5也可以具有亲水性。图1OB是实施方式I中的又一等离子体传感器1002的截面图。图1OB中，对于与图1OA所示的等离子体传感器1001相同的部分赋予相同的参照序号。图1OB所示的等离子体传感器1002中，保持部5的下面5B的面积比金属层2的面积大，保持部5的下面5B与中空区域4面对相接。再有，金属层3的面积比保持部6的上面6A的面积小，即保持部6的上面6A具有与中空区域4面对相接的区域3C。保持部5、6具有亲水性。S卩，区域3C与图1所示的区域2C同样地具有亲水性，并获得同样的效果。图1所示的等离子体传感器I中，保持部5的下面5B的面积与保持部6的上面6A的面积大致相同，但是并不限定于此，也可以是保持部5的下面5B的面积与保持部6的上面6A的面积不同的结构。由此，由于能够使得中空区域4与此外的区域之间的边界面变宽，因此易于将样品62插入中空区域4中。图11是实施方式I中的又一等离子体传感器1003的截面图。图11中，对于与图1所示的等离子体传感器I相同的部分赋予相同的参照序号。图11所示的等离子体传感器1003中，保持部5的下面5B的面积比保持部6的上面6A的面积大，即与上面6A的面积不同。具体而言，保持部5的下面5B还具有接着区域2C而延伸至下面5B的端部的区域202C。区域202C与区域2C同样具有亲水性。区域202C不与金属层3对置。通过使样品62抵接于区域202C，从而能够增加等离子体传感器I与样品62的接触面积，能够将样品62在方向Dl更为容易地导入中空区域4中。在保持部5、6具有亲水性的情况下，保持部5、6由例如在其表面具有带极性的官能团的材料构成。作为该官能团，列举出Off、NH2_。作为在表面具有官能团0H_的材料，列举出玻璃(SiO2)。如上述，保持部5、6之中的一方具有亲水性。在保持部5具有亲水性的情况下，金属层2的面积比保持部5的下面5B的面积小。在保持部6具有亲水性的情况下，金属层3的面积比保持部6的上面6A的面积小。保持部5、6之中的另一方也可以不具有亲水性。S卩，在保持部5具有亲水性的情况下，保持部5的下面5B具有与中空区域4面对的区域2C。在保持部6具有亲水性的情况下，保持部6的上面6A具有与中空区域4面对的区域3C。此外，在保持部5具有亲水性的情况下，保持部5的下面5B的区域2C也可以位于保持部5的下面5B的端部。此外，在保持部6具有亲水性的情况下，保持部6的上面6A的区域3C也可以位于保持部6的上面6A的端部。此外，保持部5、6之中的另一方也可以具有亲水性。(实施方式2)图12是本发明的实施方式2中的等离子体传感器510的截面图。图12中，对于与实施方式I中的等离子体传感器I同样的构成部位赋予相同的符号。实施方式2中的与实施方式I中的等离子体传感器I不同，等离子体传感器510中，不存在具有亲水性的保持部5所露出的区域2C，即金属层2的面积与保持部5的下面5B的面积相同，取而代之在金属层2的下面2B配置亲水性材料层20。图12中，实施方式2涉及的等离子体传感器510具备:构成为被供给电磁波的上面2A、具有下面2B的金属层2、具有与金属层2的下面2B对置的上面3A的金属层3、在金属层2的上面配置的保持部5、在金属层3的下面配置的保持部6、和将金属层2与金属层3的距离维持在恒定的间隔保持部71。并且，在金属层2与金属层3之间，设置构成为以含有媒质的样品62进行了填充的中空区域4。实施方式2涉及的等离子体传感器510中，在金属层2的下面2B配置亲水性材料层20。亲水性材料层20由亲水性材料构成。例如，亲水性材料层20由在其表面具有带极性的官能团的材料构成。作为该官能团，列举出OH—、NH2'作为在表面具有官能团0H—的材料，列举出玻璃(SiO2)。通过亲水性材料层20，能够与实施方式I的等离子体传感器I同样地，通过毛细管现象将样品62容易插入中空区域4中。图12所示的等离子体传感器510中，在金属层2的下面2B配置亲水性材料层20，但是通过在金属层2的下面、保持部5的下面、金属层3的上面、保持部6的上面之中至少I个面的一部分区域配置亲水性材料层20，从而通过毛细管现象易于将样品62插入中空区域4中。图13A是实施方式2中的其他等离子体传感器511的截面图。图13A中，对于与图12所示的等离子体传感器510相同的部分赋予相同的参照序号。图13A所示的等离子体传感器511取代图12所示的等离子体传感器510的亲水性材料层20，具备由在金属层3的上面3A的端部上设置的亲水性材料构成的亲水性材料层720。通过亲水性材料层720，等离子体传感器511具有与图12所示的等离子体传感器510同样的效果。图13B是实施方式2中的又一等离子体传感器512的截面图。图13B中，对于与图12所示的等离子体传感器510相同的部分赋予相同的参照序号。图13B所示的等离子体传感器512除了图12所示的等离子体传感器510的亲水性材料层20以外，还具备由在金属层3的上面3A的端部上设置的亲水性材料构成的亲水性材料层720。通过亲水性材料层720，等离子体传感器512具有与图12所示的等离子体传感器510同样的效果。再者，亲水性材料层20并不限于直接配置在图12所示的金属层2的下面2B的结构，也可以在与金属层2的下面2B相距一定距离的下方区域配置亲水性材料层20。例如，也可以在金属层2的下面2B隔着用于固定亲水性材料层20的粘结层来配置亲水性材料层
20。亲水性材料层20通过配置在与中空区域4面对的一部分区域，从而易于将样品62通过毛细管现象插入中空区域4中。亲水性材料层20配置在保持部5的下方区域、金属层3的上方区域、保持部6的上方区域的情况下也获得同样的效果。同样，亲水性材料层720并不限于图13A和图13B所示的直接配置在金属层3的上面3A的结构，也可以在与金属层3的上面3A相距一定距离的上方区域配置亲水性材料层720。例如，也可以在金属层3的上面3A隔着用于固定亲水性材料层720的粘结层来配置亲水性材料层720。亲水性材料层720通过配置在与中空区域4面对的一部分区域，能够易于将样品62通过毛细管现象插入中空区域4。亲水性材料层720配置在保持部5的下方区域、金属层3的上方区域、保持部6的上方区域的情况下也获得同样的效果。再者，亲水性材料层20，通过存在于金属层2的下面2B端部的一部分或者全区域从而样品62易于接触，因此，提高了基于毛细管现象的样品的插入容易性。其中，即便是亲水性材料层20不存在于金属层2的下面2B端部的一部分或者全区域的结构，较之不存在亲水性材料层20的状态，也能够提高基于毛细管现象的样品的插入容易性。在金属层3的上方、或者保持部5的下方、或者保持部6的上方配置亲水性材料层20的情况下也获得同样的效果。
同样，亲水性材料层720存在于金属层3的上面3A端部的一部分或者全区域从而样品62易于接触，因此可提高基于毛细管现象的样品的插入容易性。不过，即便是亲水性材料层720不存在于金属层3的上面3A端部的一部分或者全区域的结构，较之不存在亲水性材料层720的状态，也能够提高基于毛细管现象的样品的插入容易性。在金属层2的下方、或者保持部5的下方、或者保持部6的上方配置亲水性材料层20的情况下也获得同样的效果。实施方式1、2中，“上面” “下面” “上方” “下方”等的表示方向的用语，是表示仅依赖于等离子体传感器的构成部件的相对的位置关系的相对的方向，并不是表示铅直方向等的绝对的方向。产业上的可利用性由于本发明中的等离子体传感器具有小型且简易的构造，因此能够用于小型且低成本的生物传感器等。
符号的说明
1等离子体传感器
2金属层(第I金属层)
2C 区域(第I区域)
3金属层(第2金属层)
4中空区域
5保持部(第I保持部)
6保持部(第2保持部)
7受体
8分析物
20 亲水性材料层
权利要求
1.一种等离子体传感器，具备: 第I保持部，其具有下面； 第2保持部，其具有上面； 第I金属层，其具有构成为被供给电磁波且配置在所述第I保持部的所述下面的上面、和下面；和 第2金属层，其具有与所述第I金属层的所述下面对置的上面、和在所述第2保持部的所述上面配置的下面， 在所述第I金属层与所述第2金属层之间设置中空区域，该中空区域构成为被填充含有媒质的样品， 所述第I保持部和所述第2保持部之中的一方具有亲水性， 在所述第I保持部具有亲水性的情况下，所述第I金属层的面积比所述第I保持部的所述下面的面积小， 在所述第2保持部具有亲水性的情况下，所述第2金属层的面积比所述第2保持部的所述上面的面积小。
2.根据权利要求1所述的等离子体传感器，其中， 在所述第I保持部具有亲水性的情况下，所述第I保持部的所述下面具有与所述中空区域面对的第I区域， 在所述第2保持部具有亲水性的情况下，所述第2保持部的所述上面具有与所述中空区域面对的第2区域。
3.根据权利要求2所述的等离子体传感器，其中， 在所述第I保持部具有亲水性的情况下，所述第I保持部的所述下面的所述第I区域位于所述第I保持部的所述下面的端部， 在所述第2保持部具有亲水性的情况下，所述第2保持部的所述上面的所述第2区域位于所述第2保持部的所述上面的端部。
4.根据权利要求1所述的等离子体传感器，其中， 所述第I保持部和所述第2保持部之中的另一方具有亲水性。
5.根据权利要求1所述的等离子体传感器，其中， 还具有在所述第I金属层的所述下面的附近的第I附近区域和所述第2金属层的所述上面的附近的第2附近区域之中的至少一个区域所设置的多个受体。
6.根据权利要求1所述的等离子体传感器，其中， 所述第I保持部的所述下面的面积与所述第2保持部的所述上面的面积不同。
7.一种等离子体传感器，具备: 第I保持部，其具有下面； 第2保持部，其具有上面； 第I金属层，其具有构成为被供给电磁波且配置在所述第I保持部的所述下面的上面、和下面； 第2金属层，其具有与所述第I金属层的所述下面对置的上面、和在所述第2保持部的所述上面配置的下面； 亲水性材料层，由在所述第I金属层的下方区域、所述第I保持部的下方区域、所述第2金属层的上方区域、及所述第2保持部的上方区域之中的至少I个区域配置的亲水性材料构成， 在所述第I金属层与所述第2金属层之间设置中空区域，该中空区域构成为以含有媒质的样品进行填充。
8.根据权利要求7所述的等离子体传感器，其中， 还具有将所述第I金属层和所述第2金属层之间的距离维持在恒定的间隔保持部。
9.一种等离子体传感器，具备: 第I保持部，其具有下面； 第2保持部，其具有上面； 第I金属层，其具有构成为被供给电磁波且配置在所述第I保持部的所述下面的上面、和下面；和 第2金属层，其具有与所述第I金属层的所述下面对置的上面、和在所述第2保持部的所述上面配置的下面， 在所述第I金属层与所述第2金属层之间设置中空区域，该中空区域构成为被填充含有媒质的样品， 所述第I保持部的所述下面和所述第2保持部的所述上面之中的一方具备与所述中空区域面对的具有亲水性的第I区域。
10.根据权利要求9所述的等 离子体传感器，其中， 所述第I保持部的所述下面和所述第2保持部的所述上面之中的另一方具备与所述中空区域面对的具有亲水性的第2区域。
全文摘要
等离子体传感器具备具有亲水性的保持部、在保持部的下面配置的第1金属层、具有与第1金属层的下面对置的上面的第2金属层。在第1金属层与第2金属层之间设置中空区域，该中空区域构成为被填充含有媒质的样品。第1金属层的面积比保持部的下面的面积小。保持部具有与中空区域面对相接的亲水性的区域。该等离子体传感器能够以小型且简易的结构实现。
文档编号G01N21/27GK103180714SQ20118004828
公开日2013年6月26日 申请日期2011年9月28日 优先权日2010年10月7日
发明者田村昌也, 加贺田博司, 桥本谷磨志 申请人:松下电器产业株式会社