JP2003294610A - Measuring tip and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、表面プラズモン共
鳴（ｓｕｒｆａｃｅ ｐｌａｓｍｏｎ ｒｅｓｏｎａｎ
ｃｅ：ＳＰＲ）測定に用いられる測定チップ及びその製
造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to surface plasmon resonance.
ce: SPR) and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、全反射減衰を利用して試料中の物
質を定量分析する方法は知られており、特に、表面プラ
ズモン共鳴（ＳＰＲ）測定は、タンパク質等を検出する
ためのバイオセンサとして広く利用されている。図１７
は、ＳＰＲ測定の原理を説明するための図である。プリ
ズム１０１の表面には、金属薄膜１０２が蒸着等によっ
て形成されている。さらに、金属薄膜１０２の上には、
検出対象である物質を含む試料１０３が乗せられてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a method for quantitatively analyzing a substance in a sample by utilizing attenuation of total reflection has been known. In particular, surface plasmon resonance (SPR) measurement is used as a biosensor for detecting proteins and the like. Widely used. FIG. 17
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of SPR measurement. A metal thin film 102 is formed on the surface of the prism 101 by vapor deposition or the like. Furthermore, on the metal thin film 102,
A sample 103 containing a substance to be detected is placed.
【０００３】このようなプリズム１０１の透明誘電体と
金属薄膜１０２との界面で全反射条件となるように、光
Ｌ１を様々な入射角でプリズム１０１に入射させる。こ
こで、光Ｌ１を様々な入射角でプリズム１０１に入射さ
せるようにするためには、細い光ビームを偏向させなが
らプリズム１０１に入射させても良いし、太い光ビーム
を収束させながらプリズム１０１に入射させても良い。
図１７においては、光源１０４から出射された光を、レ
ンズ１０５によって収束させてプリズム１０１に入射さ
せている。The light L1 is made incident on the prism 101 at various incident angles so that total reflection conditions are obtained at the interface between the transparent dielectric of the prism 101 and the metal thin film 102. Here, in order to make the light L1 enter the prism 101 at various incident angles, a thin light beam may be incident on the prism 101 while being deflected, or a thick light beam may be incident on the prism 101 while being converged. It may be incident.
In FIG. 17, the light emitted from the light source 104 is converged by the lens 105 and is incident on the prism 101.
【０００４】光Ｌ１を金属薄膜１０２に対して全反射角
以上の入射角で入射させると、金属薄膜１０２に接して
いる試料１０３中に電界分布を有するエバネッセント波
が生じる。このエバネッセント波により、金属薄膜１０
２と試料１０３との界面に、表面プラズモンが励起され
る。このとき、エバネッセント波と表面プラズモンとの
間で波数整合が成立すると共鳴状態となり、エバネッセ
ント波のエネルギが表面プラズモンに移行する。これに
より、プリズム１０１と金属薄膜１０２との界面に特定
の入射角θ0で入射して全反射された光の強度が、鋭く
低下する。このような光の強度の低下は、光検出器１０
６により、反射光Ｌ２中の暗線として検出される。な
お、このような表面プラズモン共鳴は、入射光がｐ偏光
であるときに生じるので、入射光Ｌ１がｐ偏光となるよ
うに予め設定しておく。When the light L1 is incident on the metal thin film 102 at an angle of incidence equal to or more than the total reflection angle, an evanescent wave having an electric field distribution is generated in the sample 103 in contact with the metal thin film 102. Due to this evanescent wave, the metal thin film 10
Surface plasmons are excited at the interface between 2 and the sample 103. At this time, when wave number matching is established between the evanescent wave and the surface plasmon, a resonance state is established, and the energy of the evanescent wave is transferred to the surface plasmon. As a result, the intensity of light that is incident on the interface between the prism 101 and the metal thin film 102 at a specific incident angle θ 0 and is totally reflected is sharply reduced. Such a decrease in light intensity is caused by the photodetector 10
6 detects as a dark line in the reflected light L2. Since such surface plasmon resonance occurs when the incident light is p-polarized light, it is set in advance so that the incident light L1 is p-polarized light.
【０００５】表面プラズモンの波数ｋSPは、次の式によ
って決定される。ここで、表面プラズモンの波数を
ｋSP、真空中での光の波数をｋ0、金属の誘電率をεM、
試料の誘電率をεSとする。The wave number k SP of the surface plasmon is determined by the following equation. Here, the wave number of surface plasmon is k SP , the wave number of light in vacuum is k 0 , the dielectric constant of metal is ε M ,
Let the dielectric constant of the sample be ε S.
【数１】
また、エバネッセント波の波数ｋEは、次の式で与えら
れる。ここで、プリズムの屈折率をｎ0、入射角をθと
する。
ｋE＝ｋ0ｎ0ｓｉｎθ …（２）[Equation 1] The wave number k E of the evanescent wave is given by the following equation. Here, the refractive index of the prism is n 0 and the incident angle is θ. k E = k 0 n 0 sin θ (2)
【０００６】エバネッセント波の波数ｋEと、表面プラ
ズモンの波数ｋSPが等しくなるような入射角θ0におい
て表面プラズモン共鳴が起こり、全反射減衰が生じる。
従って、全反射減衰が生じる入射角θ0を観測すること
により、式（１）及び式（２）に基づいて、全反射減衰
が生じるときの誘電率εSを算出することができる。さ
らに、この誘電率εSから、較正曲線等を利用すること
により、試料中の検出対象である物質の濃度を求めるこ
とができる。At the incident angle θ 0 at which the wave number k E of the evanescent wave and the wave number k SP of the surface plasmon are equal, surface plasmon resonance occurs and total reflection attenuation occurs.
Therefore, by observing the incident angle θ 0 at which the attenuated total reflection occurs, the dielectric constant ε S when the attenuated total reflection occurs can be calculated based on the equations (1) and (2). Further, the concentration of the substance to be detected in the sample can be obtained from this dielectric constant ε S by using a calibration curve or the like.
【０００７】ＳＰＲ測定をバイオセンサに適用するため
には、例えば、金属薄膜１０２の上に、検出対象である
物質と特定の反応を起こす媒体（以下、「センシング媒
体」という）を固定しておく。特定の反応とは、例え
ば、抗原抗体反応であり、試料に含まれる抗原を検出す
る場合に、その抗原に対する抗体をセンシング媒体とし
て用いる。センシング媒体の上に検出対象である物質を
含む試料を置くと、金属薄膜１０２上で、試料に含まれ
る抗原の濃度に応じた抗原抗体反応が起こる。これによ
り試料１０３の屈折率が変化するので、金属薄膜１０２
と試料１０３との界面において生じる表面プラズモンの
波数が変化する。これに伴い、上記のような表面プラズ
モン共鳴が起こる入射角θ0及びその反射角が変化す
る。従って、光検出器８によって暗線の位置（角度）変
化を検出することにより、試料中の特定物質の濃度を間
接的に測定することができる。In order to apply the SPR measurement to a biosensor, for example, a medium (hereinafter referred to as “sensing medium”) that causes a specific reaction with a substance to be detected is fixed on the metal thin film 102. . The specific reaction is, for example, an antigen-antibody reaction, and when detecting an antigen contained in a sample, an antibody against the antigen is used as a sensing medium. When a sample containing a substance to be detected is placed on the sensing medium, an antigen-antibody reaction occurs on the metal thin film 102 according to the concentration of the antigen contained in the sample. This changes the refractive index of the sample 103, so that the metal thin film 102
And the wave number of the surface plasmon generated at the interface between the sample 103 and the sample 103 changes. Along with this, the incident angle θ 0 at which the above-mentioned surface plasmon resonance occurs and the reflection angle thereof change. Therefore, the concentration of the specific substance in the sample can be indirectly measured by detecting the position (angle) change of the dark line by the photodetector 8.
【０００８】このようなＳＰＲ測定においては、いかに
センシング媒体を金属薄膜１０２上に固定するかという
ことが、ＳＰＲ測定の感度に関わってくる。ここで、日
本国特許出願公開（特開）平１１−２１１７２８号公報
には、表面プラズモン共鳴バイオセンサ用の測定チップ
において、固定するヘモグロビンＡ1抗体が金属膜と強
固にかつ容易に結合する手段として、疎水結合或いは静
電結合により、金属膜上にヘモグロビンＡ1抗体を固定
させることが開示されている。In such SPR measurement, how to fix the sensing medium on the metal thin film 102 is related to the sensitivity of the SPR measurement. Here, Japanese Patent Application Publication (JP-A) No. 11-211728 discloses a means for firmly and easily binding the immobilized hemoglobin A 1 antibody to a metal film in a measurement chip for a surface plasmon resonance biosensor. It is disclosed that the hemoglobin A 1 antibody is immobilized on the metal film by hydrophobic bond or electrostatic bond.
【０００９】また、特開２０００−３９４０１号公報に
は、プラズマ重合膜を介して生理活性物質を固定するこ
とにより、固定する生理活性物質が少量であっても、良
好な感度が得られる表面プラズモン共鳴バイオセンサ用
の測定セルならびに、その測定セルの製造方法及びその
測定セルを使用した表面プラズモン共鳴バイオセンサが
開示されている。この文献において、測定セルは、金属
膜上に形成されたプラズマ重合膜を有している。しかし
ながら、モノマー原料をプラズマ重合する際には高温
（２００℃程度）になるため、プラスチックのように熱
に対して変形又は変質する材料は、基材として用いるこ
とができない。また、プラズマ重合膜は、３次元的に高
密度に架橋された重合膜であり、構造が不規則で光学特
性が低く屈折率の変動が大きいため、ＳＰＲ測定には適
していない。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-39401 discloses a surface plasmon in which good sensitivity can be obtained by immobilizing a physiologically active substance through a plasma polymerized film even if the amount of the physiologically active substance to be immobilized is small. A measurement cell for a resonance biosensor, a method for manufacturing the measurement cell, and a surface plasmon resonance biosensor using the measurement cell are disclosed. In this document, the measuring cell has a plasma polymerized film formed on a metal film. However, when the monomer raw material is polymerized by plasma, the temperature becomes high (about 200 ° C.), so that a material such as plastic that is deformable or denatured by heat cannot be used as a base material. Further, the plasma-polymerized film is a three-dimensionally high-density cross-linked polymerized film, and is not suitable for SPR measurement because it has an irregular structure, low optical characteristics, and large variation in refractive index.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記の点に鑑
み、本発明は、ＳＰＲ測定等に用いられる測定チップで
あって、多種類のタンパク質を固定することができると
共に光学的に安定な測定チップを提供することを目的と
する。また、本発明は、そのような測定チップの製造方
法を提供することを目的とする。Therefore, in view of the above points, the present invention is a measuring chip used for SPR measurement and the like, which is capable of immobilizing various kinds of proteins and is optically stable. Intended to provide chips. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a measuring chip.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る測定チップは、全反射減衰を利用した
測定において用いられる測定チップであって、光透過性
を有する誘電体と、該誘電体に形成されている金属薄膜
と、該金属薄膜を覆うように形成されている疎水性を有
する薄膜とを具備する。In order to solve the above-mentioned problems, a measuring chip according to the present invention is a measuring chip used in a measurement utilizing attenuation of total reflection, and a dielectric having a light transmitting property, A metal thin film formed on the dielectric and a hydrophobic thin film formed so as to cover the metal thin film.
【００１２】また、本発明の第１の観点に係る測定チッ
プの製造方法は、全反射減衰を利用した測定において用
いられる測定チップの製造方法であって、光透過性を有
する誘電体に金属薄膜を形成するステップ（ａ）と、分
子蒸留方式を用いて、ステップ（ａ）において形成され
た金属薄膜を覆うように疎水性を有する薄膜を形成する
ステップ（ｂ）とを具備する。A method of manufacturing a measuring chip according to a first aspect of the present invention is a method of manufacturing a measuring chip used in a measurement utilizing attenuation of total reflection, in which a dielectric having a light transmitting property and a metal thin film are used. And a step (b) of forming a hydrophobic thin film so as to cover the metal thin film formed in step (a) by using a molecular distillation method.
【００１３】さらに、本発明の第２の観点に係る測定チ
ップの製造方法は、全反射減衰を利用した測定において
用いられる測定チップの製造方法であって、光透過性を
有する誘電体に金属薄膜を形成するステップ（ａ）と、
イオンビームスパッタ法を用いて、ステップ（ａ）にお
いて形成された金属薄膜を覆うように疎水性を有する薄
膜を形成するステップ（ｂ）とを具備する。Further, a method of manufacturing a measuring chip according to a second aspect of the present invention is a method of manufacturing a measuring chip used in a measurement utilizing attenuation of total reflection, wherein a metal thin film is formed on a dielectric material having optical transparency. Forming step (a),
And a step (b) of forming a hydrophobic thin film so as to cover the metal thin film formed in step (a) by using an ion beam sputtering method.
【００１４】本発明によれば、測定チップの金属薄膜上
に疎水性を有する薄膜を形成するので、多種類のタンパ
ク質を固定することができ、光学特性が高く安定な測定
チップを実現することができる。また、分子蒸留方式等
を用いるので、疎水性を有する薄膜が均一に形成された
測定チップを製造することができる。According to the present invention, since a thin film having hydrophobicity is formed on the metal thin film of the measuring chip, various kinds of proteins can be immobilized, and a stable measuring chip with high optical characteristics can be realized. it can. Moreover, since the molecular distillation method or the like is used, it is possible to manufacture a measuring chip in which a thin film having hydrophobicity is uniformly formed.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の構
成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る測定チップを示す断
面図である。測定チップ１は、光透過性を有する誘電体
（以下、透明誘電体という）１０と金属薄膜１１と、疎
水性薄膜１２とを含んでいる。測定チップ１をＳＰＲ測
定に用いる際には、疎水性薄膜１２の上にセンシング媒
体が固定され、その上に、タンパク質等の検出対象の物
質を含む試料が配置される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same reference numerals are given to the same components, and the description thereof will be omitted.
FIG. 1 is a sectional view showing a measuring chip according to an embodiment of the present invention. The measurement chip 1 includes a dielectric substance (hereinafter, referred to as a transparent dielectric substance) 10 having a light transmitting property, a metal thin film 11, and a hydrophobic thin film 12. When the measurement chip 1 is used for SPR measurement, a sensing medium is fixed on the hydrophobic thin film 12, and a sample containing a substance to be detected such as protein is placed on the sensing medium.
【００１６】透明誘電体１０は、四角錐台の形状を有し
ており、その上面には試料が配置される空孔１３が形成
されている。なお、透明誘電体１０の形状は四角錐台に
限られず、例えば、他の角錐台、円錐台、角柱、円柱、
平板等の様々な形状を有する透明誘電体を使用すること
ができる。The transparent dielectric 10 has a shape of a truncated pyramid, and a hole 13 in which a sample is placed is formed on the upper surface thereof. The shape of the transparent dielectric 10 is not limited to the truncated pyramid, but may be another truncated pyramid, a truncated cone, a prism, a cylinder,
Transparent dielectrics having various shapes such as flat plates can be used.
【００１７】透明誘電体１０は、ポリメチルメタクリレ
ート（ｐｏｌｙ ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａ ｃｒｙｌ
ａｔｅ：ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、非晶性ポリオ
レフィン、又は、シクロオレフィンを含む透明プラスチ
ックや、ガラス等によって形成されている。The transparent dielectric 10 is made of polymethylmethacrylate (polymethylmethacrylate).
ate: PMMA), polycarbonate, amorphous polyolefin, or a transparent plastic containing cycloolefin, glass, or the like.
【００１８】透明誘電体１０の空孔１３の内底面には、
金属薄膜１１が形成されている。金属薄膜１１として
は、例えば、金やアルミニウム等が用いられ、本実施形
態においては金を用いている。金属薄膜１１は、例え
ば、蒸着等によって形成される。On the inner bottom surface of the hole 13 of the transparent dielectric 10,
A metal thin film 11 is formed. As the metal thin film 11, for example, gold or aluminum is used, and gold is used in this embodiment. The metal thin film 11 is formed by, for example, vapor deposition.
【００１９】金属薄膜１１上には、疎水性薄膜１２が形
成されている。ここで、ＳＰＲ測定において金属薄膜に
固定されるセンシング媒体は、例えば、タンパク質、グ
リコタンパク、リボタンパク、ポリサッカライド等であ
り、これらは、その分子内に多くの疎水性部位を有して
いる。このため、測定チップに形成されている金属表面
を疎水性にすれば、多種類のタンパク質を安定して固定
することができる。そこで、本実施形態においては、疎
水性を有する表面材質を用いて金属薄膜１１を覆ってい
る。A hydrophobic thin film 12 is formed on the metal thin film 11. Here, the sensing medium fixed to the metal thin film in the SPR measurement is, for example, protein, glycoprotein, riboprotein, polysaccharide or the like, and these have many hydrophobic sites in the molecule. Therefore, if the metal surface formed on the measurement chip is made hydrophobic, many kinds of proteins can be stably immobilized. Therefore, in this embodiment, the metal thin film 11 is covered with a surface material having hydrophobicity.
【００２０】疎水性薄膜１２としては、例えば、ポリス
チレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピ
レン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリビニルクロライド、ポリシクロオレフィン、ポ
リメチルメタクリレート（ｐｏｌｙ ｍｅｔｈｙｌ ｍ
ｅｔｈａ ｃｒｙｌａｔｅ：ＰＭＭＡ）等を含むプラス
チック材料が用いられる。特に、ポリスチレンは、ＥＬ
ＩＳＡ（enzyme linked immuno sorbent assay：エライ
ザ）法等の検査法において広く利用されているので、疎
水性薄膜１２の材料としてポリスチレンを用いる場合に
は、既存の結合プロトコル等を利用することができる。Examples of the hydrophobic thin film 12 include polystyrene, polyethylene, polycarbonate, polypropylene, polyphenylene sulfide, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polycycloolefin, and polymethylmethacrylate.
A plastic material containing etha acrylate (PMMA) or the like is used. Especially, polystyrene is EL
Since it is widely used in a test method such as an ISA (enzyme linked immunosorbent assay), when polystyrene is used as the material of the hydrophobic thin film 12, an existing binding protocol or the like can be used.
【００２１】疎水性薄膜１２は、１ｎｍ〜１００ｎｍ程
度の厚さ、望ましくは、１ｎｍ〜５０ｎｍ程度の厚さを
有している。ＳＰＲ測定によって検出される信号のＳＮ
比は、金属表面と試料との距離、即ち、疎水性薄膜１２
の厚さに対して指数関数的に減衰する。このため、検出
対象のタンパク質の分子量が小さい場合や、検出対象が
極微量の場合等には、ＳＮ比を高くするために、例え
ば、１ｎｍ〜５ｎｍ程度に膜厚を薄くする。一方、検出
対象のタンパク質の分子量が大きい場合、検出対象が大
量の場合、或いは、高熱等によってインキュベートする
ために膜に歪みが加わる場合等には、例えば、５ｎｍ〜
５０ｎｍ程度に膜厚を厚くする。しかしながら、疎水性
薄膜１２の厚さを１００ｎｍより厚くすると、検出信号
において必要なＳＮ比を得ることができないので、実用
的でない。従って、本実施形態においては、疎水性薄膜
１２の厚さを１００ｎｍ以下としている。The hydrophobic thin film 12 has a thickness of about 1 nm to 100 nm, preferably about 1 nm to 50 nm. SN of signal detected by SPR measurement
The ratio is the distance between the metal surface and the sample, that is, the hydrophobic thin film 12
Decays exponentially with thickness. Therefore, when the molecular weight of the protein to be detected is small, or when the amount of the protein to be detected is extremely small, the film thickness is reduced to, for example, about 1 nm to 5 nm in order to increase the SN ratio. On the other hand, when the molecular weight of the protein to be detected is large, when the amount of the protein to be detected is large, or when strain is added to the membrane due to incubation due to high heat or the like, for example, 5 nm to
The film thickness is increased to about 50 nm. However, if the thickness of the hydrophobic thin film 12 is thicker than 100 nm, it is not practical because the SN ratio required for the detection signal cannot be obtained. Therefore, in this embodiment, the thickness of the hydrophobic thin film 12 is 100 nm or less.
【００２２】図２は、本実施形態に係る測定チップを使
用している状態を示す模式図である。測定チップ１に形
成されている疎水性薄膜１２の上には、予めセンシング
媒体（タンパク質）１４が疎水結合によって固定され、
さらに、検出対象の物質を含む試料が配置される。これ
により、センシング媒体と検出対象の物質との間で、例
えば、抗原抗体反応が起こり、試料の屈折率が、反応前
に比較して変化する。この測定チップ１に、光源１５か
ら発生した光Ｌ１を、透明誘電体１０と金薄膜１１との
界面において全反射条件となるように入射させる。これ
により、金薄膜１１とタンパク質１４との間において表
面プラズモンが励起され、反射光Ｌ２において全反射減
衰が生じる。この反射光Ｌ２を光検出器１６によって検
出し、検出信号に基づいて較正曲線等を利用することに
より、試料に含まれる検出対象の物質の濃度を求めるこ
とができる。FIG. 2 is a schematic view showing a state where the measuring chip according to this embodiment is used. On the hydrophobic thin film 12 formed on the measurement chip 1, the sensing medium (protein) 14 is fixed in advance by a hydrophobic bond,
Further, a sample containing the substance to be detected is placed. As a result, for example, an antigen-antibody reaction occurs between the sensing medium and the substance to be detected, and the refractive index of the sample changes compared to before the reaction. The light L1 generated from the light source 15 is made incident on the measurement chip 1 so as to satisfy the condition of total reflection at the interface between the transparent dielectric 10 and the gold thin film 11. As a result, surface plasmons are excited between the gold thin film 11 and the protein 14, and total reflection attenuation occurs in the reflected light L2. By detecting this reflected light L2 by the photodetector 16 and utilizing a calibration curve or the like based on the detection signal, the concentration of the substance to be detected contained in the sample can be obtained.
【００２３】次に、本発明の第１の実施形態に係る測定
チップの製造方法について説明する。本実施形態に係る
製造方法によれば、透明誘電体に形成された金属薄膜の
上に、分子蒸留方式を用いて疎水性薄膜を形成する。本
実施形態においては、金属薄膜の材料として金を用い、
疎水性薄膜の材料としてポリスチレンを用いる。なお、
以下において、金薄膜が形成された透明誘電体を材料チ
ップという。Next, a method of manufacturing the measuring chip according to the first embodiment of the present invention will be described. According to the manufacturing method of the present embodiment, the hydrophobic thin film is formed on the metal thin film formed on the transparent dielectric by using the molecular distillation method. In this embodiment, gold is used as the material of the metal thin film,
Polystyrene is used as the material of the hydrophobic thin film. In addition,
Hereinafter, the transparent dielectric material on which the gold thin film is formed is referred to as a material chip.
【００２４】図３は、本実施形態における測定チップの
製造方法を示すフローチャートである。まず、ステップ
Ｓ１において、例えば、通常の真空蒸着法によって透明
誘電体に金薄膜を形成する。次に、ステップＳ２におい
て、金薄膜の表面に付着した汚染物質（例えば、脂肪酸
系の有機物等）をアセトンによって洗浄し、乾燥させ
る。次に、ステップＳ３において、分子蒸留方式を用い
て金薄膜の上にポリスチレン薄膜を形成する。FIG. 3 is a flow chart showing the method of manufacturing the measuring chip in this embodiment. First, in step S1, a gold thin film is formed on a transparent dielectric by, for example, an ordinary vacuum deposition method. Next, in step S2, contaminants (for example, fatty acid-based organic substances) attached to the surface of the gold thin film are washed with acetone and dried. Next, in step S3, a polystyrene thin film is formed on the gold thin film using a molecular distillation method.
【００２５】ここで、ステップＳ３において分子蒸留方
式を用いる理由を述べる。本実施形態におけるように、
ポリスチレン等のプラスチック薄膜を形成する場合に
は、プラズマ重合法のように材料が高温になる方法を用
いることはできない。プラスチックをその熱分解温度以
上に加熱すると、自発的解重合が起こって分解してしま
うからである。また、熱分解温度より低い温度でも、薄
膜を形成する基板等がプラスチックの場合には、基板が
変形したり変質するおそれがある。そのため、基板等に
薄膜を形成する際には、真空蒸着法が用いられることが
多い。真空蒸着法は、基板等の温度を低温に保ったまま
薄膜を形成することができるからである。しかしなが
ら、実際に真空蒸着法を用いて薄膜を形成したところ、
膜厚の均一な高分子膜が得られないことが判明した。こ
れは、プラスチックの蒸着分子が、基板等に到達した際
にその表面において再凝集するためと考えられる。一
方、室温程度の環境において真空蒸着を行うと、蒸着分
子が固形化せずにアモルファス状態となってしまい、実
用性のある膜にならないことも判明した。これは、蒸着
源と基板との距離が、例えば、３００ｍｍ程度離れてい
るため、平均自由工程の長い低分子しか基板等に到達で
きないためと考えられる。Here, the reason why the molecular distillation method is used in step S3 will be described. As in this embodiment,
When forming a plastic thin film such as polystyrene, it is not possible to use a method in which the material has a high temperature, such as the plasma polymerization method. This is because if the plastic is heated above its thermal decomposition temperature, spontaneous depolymerization occurs and it decomposes. Further, even when the temperature is lower than the thermal decomposition temperature, when the substrate or the like on which the thin film is formed is plastic, the substrate may be deformed or deteriorated. Therefore, when forming a thin film on a substrate or the like, a vacuum vapor deposition method is often used. This is because the vacuum vapor deposition method can form a thin film while keeping the temperature of the substrate or the like low. However, when actually forming a thin film using the vacuum deposition method,
It was found that a polymer film having a uniform film thickness could not be obtained. It is considered that this is because the vapor-deposited molecules of plastic re-aggregate on the surface of the substrate when it reaches the substrate or the like. On the other hand, it was also found that when vacuum vapor deposition is performed in an environment of about room temperature, vapor deposition molecules do not solidify and become amorphous, so that a practical film cannot be obtained. It is considered that this is because the distance between the vapor deposition source and the substrate is, for example, about 300 mm, so that only low molecules having a long mean free process can reach the substrate or the like.
【００２６】しかしながら、測定チップの表面（この場
合には、ポリスチレン薄膜の表面）が揺らいでいると、
ＳＰＲ測定の際に観測される暗線の反射角度が揺らぎの
ために変動してしまい、反応による暗線の変化との区別
がつかなくなってしまう。従って、ＳＰＲ測定において
は、このような測定チップを使用することはできない。However, if the surface of the measuring chip (in this case, the surface of the polystyrene thin film) fluctuates,
The reflection angle of the dark line observed during the SPR measurement fluctuates due to fluctuations, which makes it indistinguishable from the change in the dark line due to the reaction. Therefore, such a measurement chip cannot be used in the SPR measurement.
【００２７】そこで、本実施形態においては、分子蒸留
方式を用いて様々な条件の下で薄膜形成を行い、作製さ
れた蒸着膜の評価を行った。その結果、分子蒸留方式に
よれば、膜厚が均一なポリスチレン薄膜を形成すること
ができることが明らかになった。Therefore, in the present embodiment, a thin film was formed under various conditions using the molecular distillation method, and the vapor deposition film produced was evaluated. As a result, it was revealed that the molecular distillation method can form a polystyrene thin film having a uniform film thickness.
【００２８】ここで、分子蒸留方式とは、一般に、１０
-4Ｔｏｒｒ以下の高真空において分子の蒸留を行い、薄
膜材料の蒸発面と凝集面（基板面）との距離を、蒸気と
なっている分子の平均自由工程以下に近づけ、蒸発面か
ら飛び出した分子を他の分子と衝突することなく凝集面
に到達させる方法である。この分子蒸留方式は、特に、
熱的に不安定な物質を蒸留する際に用いられており、例
えば、脂溶性ビタミン類の濃縮や油脂の生成等のために
広く利用されている。本実施形態は、この分子蒸留方式
を疎水性薄膜の形成に応用したものである。Here, the molecular distillation method generally means 10
Molecules were distilled under a high vacuum of -4 Torr or less, and the distance between the evaporation surface of the thin-film material and the aggregation surface (substrate surface) was brought close to or below the mean free path of the molecules that are vaporized, and the molecules jumped out This is a method of allowing molecules to reach the aggregation surface without colliding with other molecules. This molecular distillation method
It is used when distilling thermally unstable substances, and is widely used, for example, for the concentration of fat-soluble vitamins and the production of fats and oils. In this embodiment, this molecular distillation method is applied to the formation of a hydrophobic thin film.
【００２９】図４は、本実施形態において用いられる測
定チップの製造装置（成膜装置）の断面図である。成膜
装置２は、チップホルダ２１と、マスク２２と、蒸発皿
２３と、チャンバ２４と、蒸着源加熱装置２５と、冷却
液槽２６と、真空装置２７とを有している。FIG. 4 is a sectional view of a measuring chip manufacturing apparatus (film forming apparatus) used in this embodiment. The film forming apparatus 2 includes a chip holder 21, a mask 22, an evaporation dish 23, a chamber 24, a vapor deposition source heating device 25, a cooling liquid tank 26, and a vacuum device 27.
【００３０】チップホルダ２１には、所定の大きさの空
孔が形成されており、この空孔に材料チップ１７を保持
する。材料チップ１７は、予め形成されている金属薄膜
が蒸着皿２３の方向を向くように、チップホルダ２１に
配置される。マスク２２は、材料チップ１７の所定の位
置にポリスチレン薄膜を形成するために用いられる。即
ち、マスク２２は、材料チップ１７に形成されている金
属薄膜を除く部分をマスクする。The chip holder 21 is formed with a hole having a predetermined size, and the material chip 17 is held in this hole. The material chip 17 is arranged in the chip holder 21 such that the preformed metal thin film faces the vapor deposition dish 23. The mask 22 is used to form a polystyrene thin film at a predetermined position on the material chip 17. That is, the mask 22 masks the portion excluding the metal thin film formed on the material chip 17.
【００３１】蒸発皿２３には、蒸着源が配置される。蒸
着源加熱装置２５は、例えば、赤外線ランプによって構
成され、蒸発皿２３を所定の温度まで加熱し、その温度
に保つ。また、蒸着源加熱装置２５は、温度コントロー
ラを有しており、蒸発皿２３が所定の温度以上に加熱さ
れるのを防ぐ。A vapor deposition source is arranged in the evaporation dish 23. The vapor deposition source heating device 25 is composed of, for example, an infrared lamp, heats the evaporation dish 23 to a predetermined temperature, and maintains the temperature at that temperature. Further, the vapor deposition source heating device 25 has a temperature controller and prevents the evaporation dish 23 from being heated to a predetermined temperature or higher.
【００３２】冷却液槽２６には、例えば、液体窒素、ド
ライアイス、冷却水等が注入されており、チップホルダ
２１及び材料チップ１７を冷却する。真空装置２６は、
ターボポンプやロータリーポンプ等を含んでおり、チャ
ンバ２４内を排気する。Liquid nitrogen, dry ice, cooling water, etc. are injected into the cooling liquid tank 26 to cool the chip holder 21 and the material chip 17. The vacuum device 26 is
It includes a turbo pump, a rotary pump, and the like, and exhausts the inside of the chamber 24.
【００３３】ここで、図５は、図４に示す成膜装置の一
部を示す斜視図である。チップホルダ２１は冷却液槽２
６に接続されており、これにより、両者の間において効
率良く熱が伝導する。このようなチップホルダ２１に形
成されている空孔に、材料チップ１７が所定の向きに挿
入され、さらに、マスク２２が配置され、固定具２８に
よって固定される。Here, FIG. 5 is a perspective view showing a part of the film forming apparatus shown in FIG. The chip holder 21 is the cooling liquid tank 2
It is connected to 6, so that heat is efficiently conducted between the two. The material chip 17 is inserted into the hole formed in the chip holder 21 in a predetermined direction, and the mask 22 is further arranged and fixed by the fixture 28.
【００３４】本実施形態においては、以上において説明
した製造装置を用いて、次のような条件の下で測定チッ
プを作製し、その評価を行った。まず、測定チップの作
製における条件について説明する。
蒸着源：重量平均分子量Ｍｗ≦１．１×１０4、且
つ、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ＝１．６のポリスチレンテロ
マー（Ｍｎは数平均分子量）
真空度：１０-2Ｔｏｒｒ
蒸着距離（チップ〜蒸着源距離）：４０ｍｍ
冷却液：液体窒素
蒸着源温度：２００℃〜２５０℃
蒸着時間：３分〜１０分In the present embodiment, using the manufacturing apparatus described above, a measurement chip was manufactured under the following conditions and its evaluation was performed. First, the conditions for manufacturing the measurement chip will be described. Vapor deposition source: polystyrene telomer (Mn is a number average molecular weight) having a weight average molecular weight Mw ≦ 1.1 × 10 4 and a molecular weight distribution Mw / Mn = 1.6 Vacuum degree: 10 −2 Torr Vapor deposition distance (chip to vapor deposition source Distance): 40 mm Cooling liquid: Liquid nitrogen deposition source temperature: 200 ° C. to 250 ° C. Deposition time: 3 minutes to 10 minutes
【００３５】次に、蒸着源について説明する。分子蒸留
を行っている際に、ほとんどの蒸発分子は、数個の分子
によって構成されるクラスターとなっている。仮に、蒸
着源として高分子であるポリスチレンを用いたとして
も、長い分子鎖がそのまま空間に飛び出すことは不可能
であり、蒸着可能な程度に分解されて飛来する。そこ
で、予め分子量の比較的小さい分子を多く含む原料を用
いることにより、効率的に薄膜形成を行うことができ
る。この場合に、蒸着可能な分子量はＭｗ≦２０００、
望ましくはＭｗ＜１５００である。本実施形態において
は、蒸着可能な分子量成分（Ｍｗ＜１５００）を２０〜
３０％程度含むポリスチレンテロマーを合成し、これを
蒸着原料として用いた。Next, the vapor deposition source will be described. During molecular distillation, most evaporated molecules are clusters composed of several molecules. Even if polystyrene, which is a polymer, is used as the vapor deposition source, it is impossible for long molecular chains to jump out into the space as they are, and they are decomposed to the extent that vapor deposition is possible and fly. Therefore, a thin film can be efficiently formed by using a raw material containing a large amount of molecules having a relatively small molecular weight in advance. In this case, the depositable molecular weight is Mw ≦ 2000,
Desirably, Mw <1500. In this embodiment, the molecular weight component (Mw <1500) capable of vapor deposition is 20 to
A polystyrene telomer containing about 30% was synthesized and used as a vapor deposition material.
【００３６】次に、蒸着距離については、分子量１５０
０程度の分子の平均自由工程を５０ｍｍ程度とし、この
程度の大きさの分子が、蒸発皿から材料チップに、他の
分子と衝突することなく到達できる距離を想定して４０
ｍｍに設定した。Next, regarding the vapor deposition distance, the molecular weight is 150.
The average free path of a molecule of about 0 is set to about 50 mm, and a molecule of this size can reach the material chip from the evaporating dish without colliding with other molecules.
It was set to mm.
【００３７】本実施形態において、冷却液を用いて材料
チップを冷却する理由は、次のとおりである。蒸発分子
の末端はラジカル化されているために、蒸着面に到達し
た分子は再凝集しやすく、これが、蒸着面に均一に薄膜
が形成されない原因のひとつになっている。そこで、材
料チップを冷却することにより、蒸着面に到達した分子
の再凝集を抑制している。In the present embodiment, the reason for cooling the material chips with the cooling liquid is as follows. Since the ends of the vaporized molecules are radicalized, the molecules that have reached the vapor deposition surface are likely to reaggregate, which is one of the reasons why a thin film is not uniformly formed on the vapor deposition surface. Therefore, by cooling the material chip, re-aggregation of molecules that have reached the vapor deposition surface is suppressed.
【００３８】さらに、本実施形態においては、ポリスチ
レン薄膜の膜厚を制御するために、ポリスチレンの蒸発
温度以上、且つ、ポリスチレンが変形及び変性しない範
囲で蒸着源温度を変化させると共に、蒸着時間を変化さ
せた。Further, in the present embodiment, in order to control the film thickness of the polystyrene thin film, the evaporation source temperature is changed within the range not lower than the evaporation temperature of polystyrene and the range in which polystyrene is not deformed or modified, and the evaporation time is changed. Let
【００３９】このように作製された測定チップを、表面
反射赤外線吸収スペクトル測定及びＡＦＭ（原子間力顕
微鏡）像の観察によって評価した。まず、ポリスチレン
薄膜が形成された測定チップに対して表面反射赤外線吸
収スペクトル測定を行い、吸収スペクトルを観察するこ
とによりポリスチレン薄膜が形成されていることを確認
すると共に、吸光バンド６９５ｃｍ-1における吸光度を
換算することにより、ポリスチレン薄膜の膜厚を求め
た。図６は、ポリスチレン薄膜の形成において使用した
条件と、それによって得られた薄膜の膜厚とを示す表で
ある。また、図７は、比較のために、ポリスチレン薄膜
が形成されていない金薄膜に対して行った表面反射赤外
線吸収スペクトルを示している。図６に示すように、蒸
着温度２１０℃〜２５０℃の下では、概ね膜厚０．５ｎ
ｍ〜６０ｎｍのポリスチレン薄膜を形成することができ
た。The measuring chip thus manufactured was evaluated by measuring the surface reflection infrared absorption spectrum and observing an AFM (atomic force microscope) image. First, surface reflection infrared absorption spectrum measurement is performed on the measurement chip on which the polystyrene thin film is formed, and it is confirmed that the polystyrene thin film is formed by observing the absorption spectrum, and the absorbance at the absorption band of 695 cm -1 is measured. By converting, the film thickness of the polystyrene thin film was obtained. FIG. 6 is a table showing the conditions used in forming a polystyrene thin film and the film thickness of the thin film obtained thereby. In addition, FIG. 7 shows, for comparison, a surface reflection infrared absorption spectrum performed on a gold thin film on which a polystyrene thin film is not formed. As shown in FIG. 6, at a deposition temperature of 210 ° C. to 250 ° C., the film thickness is about 0.5 n.
It was possible to form a polystyrene thin film of m to 60 nm.
【００４０】図６に示す試料の中から、最も膜厚が薄く
なった試料（４）、中程度の厚さとなった試料（２）、
及び、最も膜厚が厚くなった試料（６）について、さら
に詳しく検討した。図８の（ａ）は、試料（４）の表面
反射赤外線吸収スペクトルを示している。試料（４）に
おけるポリスチレン薄膜の膜厚は、今回作製した中で膜
厚が最も薄い０．５ｎｍ〜１ｎｍであった。しかしなが
ら、図８の（ａ）の矢印に示すように、３０３０ｃｍ-1
付近において吸光バンドが観察されたことから、ベンゼ
ン環のＣ−Ｈ収縮振動が起こっていることがわかる。こ
れより、試料において、少なくとも部分的にはポリスチ
レンが蒸着していると考えられる。Among the samples shown in FIG. 6, the sample with the smallest film thickness (4), the sample with a medium thickness (2),
Further, the sample (6) having the largest film thickness was examined in more detail. FIG. 8A shows the surface reflection infrared absorption spectrum of the sample (4). The film thickness of the polystyrene thin film in the sample (4) was 0.5 nm to 1 nm, which is the thinnest film manufactured this time. However, as indicated by the arrow in FIG. 8 (a), 3030 cm -1
Since an absorption band was observed in the vicinity, it can be seen that C—H contraction vibration of the benzene ring is occurring. From this, it is considered that polystyrene is at least partially vapor-deposited in the sample.
【００４１】図８の（ｂ）及び（ｃ）は、試料（４）の
表面を観察したＡＦＭ像である。図８の（ｂ）は、試料
表面の堅さ（粘弾性）の情報、図８の（ｃ）は試料表面
の高さの情報をそれぞれ示している。図８の（ｂ）にお
いて、図中の矢印に示すように、金薄膜の凹凸が直接観
察された。また、図８の（ｃ）の矢印に示す白い部分
は、１０ｎｍ程度の高さを有する粒子状のものであり、
ポリスチレンの凝集体と考えられる。これより、試料
（４）の表面全体がポリスチレン薄膜によって覆われて
いる可能性は小さい。8B and 8C are AFM images of the surface of the sample (4) observed. 8B shows information on the hardness (viscoelasticity) of the sample surface, and FIG. 8C shows information on the height of the sample surface. In FIG. 8B, the unevenness of the gold thin film was directly observed as indicated by the arrow in the figure. The white portion indicated by the arrow in (c) of FIG. 8 is a particle having a height of about 10 nm,
It is considered to be an aggregate of polystyrene. From this, it is unlikely that the entire surface of the sample (4) is covered with the polystyrene thin film.
【００４２】ポリスチレン薄膜において、膜厚１ｎｍ以
下という長さは分子数個程度に相当する。このため、蒸
着条件を最適化しても均一な蒸着層にならずに、蒸着分
子が凝集して穴の空いた構造になると考えられる。In the polystyrene thin film, the length of 1 nm or less corresponds to several molecules. Therefore, it is considered that even if the vapor deposition conditions are optimized, the vapor deposition molecules do not form a uniform vapor deposition layer and the vapor deposition molecules aggregate to form a holed structure.
【００４３】図９の（ａ）は、試料（２）の表面反射赤
外線吸収スペクトルを示している。試料（２）における
ポリスチレン薄膜の膜厚は、１６ｎｍ〜２０ｎｍであっ
た。図９の（ａ）においては、図中の〜に示すよう
に、３０３０ｃｍ-1、３０６０ｃｍ-1、３０８０ｃｍ-1
の３本の吸収バンドが観察された。これは、ベンゼン環
のＣ−Ｈ伸縮振動の特徴であり、これらの吸収バンド
は、試料（２）の他にも、１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度の膜
厚を有する試料において観察された。FIG. 9A shows the surface reflection infrared absorption spectrum of the sample (2). The film thickness of the polystyrene thin film in the sample (2) was 16 nm to 20 nm. In (a) of FIG. 9, as shown in ~ in the figure, 3030cm -1, 3060cm -1, 3080cm -1
3 absorption bands were observed. This is a characteristic of the C—H stretching vibration of the benzene ring, and these absorption bands were observed in the sample having a film thickness of about 10 nm to 20 nm in addition to the sample (2).
【００４４】また、図９の（ａ）においては、図中の
及びに示すように、吸収バンド２９３０ｃｍ-1及び２
８６０ｃｍ-1における吸光度が大きくなっている。これ
は、ポリスチレン薄膜において主鎖のＣ−Ｈ伸縮振動が
起こっていることを示している。さらに、これらの吸光
度は、ベンゼン環の吸収バンドよりも大きい。これよ
り、数１０ｎｍ程度の膜厚を有する試料においては、ベ
ンゼン環が金薄膜の表面に向いており、主鎖が試料表面
に向いているという選択的配向をしていると考えられ
る。Further, in FIG. 9A, as shown by and in the figure, the absorption bands 2930 cm -1 and 2
The absorbance at 860 cm -1 is large. This indicates that C—H stretching vibration of the main chain is occurring in the polystyrene thin film. Moreover, their absorbance is greater than the absorption band of the benzene ring. From this, it is considered that in the sample having a film thickness of about several tens of nm, the benzene ring is directed to the surface of the gold thin film and the main chain is directed to the surface of the sample, which is a selective orientation.
【００４５】図９の（ｂ）及び（ｃ）は、試料（２）の
表面を観察したＡＦＭ（原子間力顕微鏡）像である。図
９の（ｂ）は、試料表面の堅さ（粘弾性）の情報、図９
の（ｃ）は試料表面の高さの情報をそれぞれ示してい
る。図９の（ｂ）及び（ｃ）においては、所々に金薄膜
の凹凸が観察されるが、概ね全体に渡ってポリスチレン
薄膜が形成されていると観察される。また、図９の
（ｂ）において、矢印に示す白い部分は全て金粒子の上
に形成されていることから、これらは金薄膜表面の中で
も高い位置に蒸着された部分と考えられる。9B and 9C are AFM (atomic force microscope) images of the surface of the sample (2) observed. FIG. 9B shows information on the hardness (viscoelasticity) of the sample surface, and FIG.
(C) indicates information on the height of the sample surface. In (b) and (c) of FIG. 9, irregularities of the gold thin film are observed here and there, but it is observed that the polystyrene thin film is formed almost entirely. Further, in FIG. 9B, since all the white parts indicated by the arrows are formed on the gold particles, it is considered that these are parts deposited at high positions on the gold thin film surface.
【００４６】図１０の（ａ）及び（ｂ）は、図９の
（ｃ）の中央部分における断面を示している。図１０の
（ａ）は、Ａ−Ｂ方向における断面、図１０の（ｂ）
は、Ｃ−Ｄ方向における断面をそれぞれ示している。図
１０の（ａ）及び（ｂ）においては、揺らぎの振幅が
０．５ｎｍ程度、揺らぎの周期は１００ｎｍ〜２００ｎ
ｍ程度になっている。このように、試料（２）において
は、Ａ−Ｂ方向及びＣ−Ｄ方向の両方向において同程度
の高さ揺らぎになっており、特に顕著な凹凸は観察され
ない。また、揺らぎの周期である１００ｎｍ〜２００ｎ
ｍは、金粒子の径に相当するものである。これより、蒸
着されたポリスチレン薄膜における揺らぎは、１ｎｍ程
度であると考えられる。FIGS. 10A and 10B show a cross section at the central portion of FIG. 9C. 10A is a cross section taken along the line AB, and FIG. 10B is a cross section.
Indicate cross sections in the CD direction, respectively. In FIGS. 10A and 10B, the fluctuation amplitude is about 0.5 nm, and the fluctuation period is 100 nm to 200 n.
It is about m. As described above, in the sample (2), the height fluctuations were substantially the same in both the A-B direction and the C-D direction, and no particularly remarkable irregularities were observed. In addition, fluctuation period of 100 nm to 200 n
m corresponds to the diameter of the gold particles. From this, it is considered that the fluctuation in the vapor-deposited polystyrene thin film is about 1 nm.
【００４７】図１１の（ａ）は、試料（６）の表面反射
赤外線吸収スペクトルを示している。試料（６）におけ
るポリスチレン薄膜の膜厚は、５０ｎｍ〜６０ｎｍであ
った。図１１の（ａ）に示すように、試料（６）程度の
膜厚になると、ベンゼン環のＣ−Ｈ伸縮振動を表す吸光
度と、主鎖のＣ−Ｈ伸縮振動を表す吸光度との相対強度
がほぼ等しくなる。このことから、ポリスチレン薄膜に
おいては、膜厚が数１０ｎｍ以上の厚さになると、金薄
膜に対するポリスチレン分子の選択的な配向がなくな
り、ランダムに積層すると考えられる。FIG. 11A shows the surface reflection infrared absorption spectrum of the sample (6). The thickness of the polystyrene thin film in sample (6) was 50 nm to 60 nm. As shown in (a) of FIG. 11, when the thickness of the sample (6) is reached, the relative intensity between the absorbance representing the C—H stretching vibration of the benzene ring and the absorbance representing the C—H stretching vibration of the main chain. Are almost equal. From this, it is considered that in the polystyrene thin film, when the film thickness becomes several tens of nm or more, the selective orientation of the polystyrene molecules with respect to the gold thin film disappears and the polystyrene thin films are randomly stacked.
【００４８】図１１の（ｂ）及び（ｃ）は、試料（６）
の表面を観察したＡＦＭ（原子間力顕微鏡）像である。
図１１の（ｂ）は、試料表面の堅さ（粘弾性）の情報、
図１１の（ｃ）は試料表面の高さの情報をそれぞれ示し
ている。図１１の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、試料
表面において金薄膜の凹凸は観察されずに、全体がポリ
スチレン薄膜によって覆われている。また、図１１の
（ｃ）に示すように、ポリスチレン薄膜の高さ揺らぎは
１ｎｍ〜２ｎｍ程度であり、ほぼ均一な表面が形成され
ていることがわかる。11B and 11C show the sample (6).
3 is an AFM (Atomic Force Microscope) image of the surface of observed.
FIG. 11B shows information on the hardness (viscoelasticity) of the sample surface,
11C shows information on the height of the sample surface. As shown in (b) and (c) of FIG. 11, the unevenness of the gold thin film was not observed on the sample surface, and the whole was covered with the polystyrene thin film. Further, as shown in FIG. 11C, the height fluctuation of the polystyrene thin film is about 1 nm to 2 nm, and it can be seen that a substantially uniform surface is formed.
【００４９】以上説明したように、分子蒸留方式を用
い、最適な蒸着温度及び蒸着時間を設定することによ
り、金薄膜上に均一なポリスチレン薄膜を形成すること
が可能であることがわかった。As described above, it was found that it is possible to form a uniform polystyrene thin film on the gold thin film by using the molecular distillation method and setting the optimum deposition temperature and deposition time.
【００５０】次に、このようにして作製された測定チッ
プに、タンパク質を固定する実験を行った。実験は、金
薄膜の上に膜厚２０ｎｍを有するポリスチレン薄膜が形
成された測定チップを用い、図１２に示す手順によって
行われた。また、比較のために、ポリスチレン薄膜が形
成されていない測定チップについても、同様の実験が行
われた。Next, an experiment was conducted to immobilize proteins on the thus-prepared measuring chip. The experiment was performed by using a measurement chip in which a polystyrene thin film having a film thickness of 20 nm was formed on the gold thin film, according to the procedure shown in FIG. Further, for comparison, the same experiment was performed on the measurement chip on which the polystyrene thin film was not formed.
【００５１】図１２は、この実験手順を示すフローチャ
ートである。まず、ステップＳ１１において、濃度５０
μｇ／ｍｌのアビジン液１００μｌを測定チップに注入
する。次に、ステップＳ１２において、バッファ液を用
いて測定チップを洗浄する。FIG. 12 is a flowchart showing this experimental procedure. First, in step S11, the density 50
100 μl of μg / ml avidin solution is injected into the measuring chip. Next, in step S12, the measurement chip is washed with the buffer solution.
【００５２】次に、ステップＳ１３において、ビオチン
によって標識された濃度１μｇ／ｍｌのプロテインＡ
（ビオチン化プロテインＡ）１００μｌを測定チップに
注入する。これにより、多数の標識分子を含むアビジン
・ビオチン複合体が形成される。さらに、ステップＳ１
４において、バッファ液を用いて測定チップを洗浄す
る。Next, in step S13, protein A labeled with biotin at a concentration of 1 μg / ml.
Inject 100 μl (Biotinylated Protein A) into the measuring chip. As a result, an avidin / biotin complex containing a large number of labeling molecules is formed. Further, step S1
In 4, the measuring chip is washed with a buffer solution.
【００５３】次に、ステップＳ１５において、バッファ
液１００μｌを測定チップに注入してＳＰＲ測定を行
う。ここで得られた信号値を信号Ｖ１とする。ステップ
Ｓ１６において、バッファ液を取り除き、ステップＳ１
７において、濃度の異なるＩｇＧ（免疫グロブリン）１
００μｌを測定チップに注入する。この実験において
は、ウサギ抗ＢＳＡ（bovine serum albumin）抗体を用
いた。Next, in step S15, 100 μl of the buffer solution is injected into the measuring chip to perform SPR measurement. The signal value obtained here is referred to as a signal V1. In step S16, the buffer solution is removed, and step S1
7, IgG (immunoglobulin) 1 with different concentrations
Inject 00 μl into the measuring chip. In this experiment, a rabbit anti-BSA (bovine serum albumin) antibody was used.
【００５４】ステップＳ１８において、バッファ液を用
いて測定チップを洗浄し、ステップＳ１９において、バ
ッファ液１００μｌを注入してＳＰＲ測定を行う。ここ
で得られた信号値を信号Ｖ２とする。In step S18, the measurement chip is washed with the buffer solution, and in step S19, 100 μl of the buffer solution is injected to perform the SPR measurement. The signal value obtained here is referred to as a signal V2.
【００５５】ステップＳ２０において、ステップＳ１５
において得られた信号Ｖ１と、ステップＳ１９において
得られた信号Ｖ２との差を求めることにより、信号ΔＶ
を算出する。この信号ΔＶが、ＳＰＲ測定におけるＳＰ
Ｒ信号を表す。In step S20, step S15
The signal ΔV is obtained by calculating the difference between the signal V1 obtained in step S19 and the signal V2 obtained in step S19.
To calculate. This signal ΔV is the SP in SPR measurement.
Represents the R signal.
【００５６】図１３は、このようにして行われた実験に
より得られた結果を示している。この実験においては、
信号Ｖ１及びＶ２を得るとき以外にもステップＳ１１〜
Ｓ１９にわたって随時ＳＰＲ測定を行い、それぞれのス
テップにおける信号値を得た。図１３の（ａ）は、それ
らの信号値の変化を示している。FIG. 13 shows the results obtained from the experiments carried out in this way. In this experiment,
Steps S11 to S11 other than when obtaining the signals V1 and V2
The SPR measurement was performed at any time over S19, and the signal value at each step was obtained. FIG. 13A shows changes in those signal values.
【００５７】図１３の（ａ）に示すように、ステップＳ
１７においてＩｇＧを加えた際に、信号値が大きく変化
していることから、プロテインＡとＩｇＧとが反応した
と考えられる。さらに、ステップＳ１８においてバッフ
ァ液により洗浄した後も信号値があまり変化しないこと
から、プロテインＡは測定チップに固定されており、Ｉ
ｇＧはこのプロテインＡと反応していたことがわかる。As shown in FIG. 13A, step S
Since the signal value greatly changed when IgG was added in 17, it is considered that protein A and IgG reacted. Furthermore, since the signal value does not change much even after washing with the buffer solution in step S18, protein A is immobilized on the measurement chip,
It can be seen that gG reacted with this protein A.
【００５８】図１３の（ｂ）は、ステップＳ１７におい
て注入したＩｇＧの濃度に対するＳＰＲ信号ΔＶの変化
を示している。図１３の（ｂ）に示すように、ＳＰＲ信
号ΔＶは、ＩｇＧの濃度に比例して大きくなっている。
これは、ＩｇＧが十分に反応したことを示しており、測
定チップにプロテインＡが良好に固定されていたことが
わかる。FIG. 13B shows the change in the SPR signal ΔV with respect to the concentration of IgG injected in step S17. As shown in (b) of FIG. 13, the SPR signal ΔV increases in proportion to the concentration of IgG.
This indicates that IgG reacted sufficiently, and it can be seen that protein A was well immobilized on the measurement chip.
【００５９】図１４は、比較のために、ポリスチレン薄
膜が形成されていない測定チップについて行った実験結
果を示している。図１４の（ａ）は、ステップＳ１〜Ｓ
１９にわたって随時行ったＳＰＲ測定の信号値の変化を
示している。図１４の（ａ）に示すように、ステップＳ
１７においてＩｇＧを加えた際に信号値の変化が見られ
たが、ステップＳ１８において測定チップを洗浄する
と、信号値はステップＳ１７の前のレベルに戻ってい
る。これより、測定チップにプロテインＡは固定されて
おらず、ステップＳ１７における信号値の変化は、単に
ＩｇＧを注入したために起こった変化である考えられ
る。For comparison, FIG. 14 shows the result of an experiment conducted on a measuring chip on which a polystyrene thin film is not formed. FIG. 14A shows steps S1 to S.
The change of the signal value of the SPR measurement performed at any time over 19 is shown. As shown in FIG. 14A, step S
Although the signal value changed when IgG was added in 17, the signal value returned to the level before step S17 when the measurement chip was washed in step S18. From this, it is considered that the protein A is not fixed to the measurement chip and the change in the signal value in step S17 is a change caused simply by injecting IgG.
【００６０】図１４の（ｂ）は、ステップＳ１７におい
て注入したＩｇＧの濃度に対するＳＰＲ信号ΔＶの変化
を示している。また、図１４の（ｂ）に示すように、Ｓ
ＰＲ信号ΔＶは、ＩｇＧの濃度に関わらずほぼ一定であ
る。これにより、測定チップに、ＩｇＧと反応するプロ
テインＡが固定されていなかったことがわかる。FIG. 14B shows the change in the SPR signal ΔV with respect to the concentration of IgG injected in step S17. In addition, as shown in FIG.
The PR signal ΔV is almost constant regardless of the concentration of IgG. This shows that protein A that reacts with IgG was not fixed on the measurement chip.
【００６１】以上述べたように、本実施形態によれば、
ＳＰＲ測定に用いられる測定チップにおいて、金属薄膜
の上にポリスチレンを含むプラスチック等による疎水性
薄膜を形成するので、センシング媒体であるタンパク質
等を良好に固定することができる。また、分子蒸留法を
用いることにより、そのような疎水性薄膜が均一に形成
された測定チップを作製することができる。As described above, according to this embodiment,
In a measuring chip used for SPR measurement, a hydrophobic thin film made of plastic containing polystyrene or the like is formed on a metal thin film, so that a protein or the like as a sensing medium can be satisfactorily immobilized. Further, by using the molecular distillation method, it is possible to manufacture a measuring chip in which such a hydrophobic thin film is uniformly formed.
【００６２】本実施形態においては、形成された薄膜を
安定化させるために、さらに再重合処理を行っても良
い。この場合に、プラズマ重合法のように材料が高温に
なる方法は使用することができないので、測定チップに
形成された薄膜に不活性ガスのイオンビーム、高速電子
線、又は、Ｘ線等を照射する方法を用いる。或いは、成
膜された測定チップを加熱しても良い。In this embodiment, a repolymerization treatment may be further performed in order to stabilize the formed thin film. In this case, since a method in which the material has a high temperature such as a plasma polymerization method cannot be used, the thin film formed on the measuring chip is irradiated with an ion beam of an inert gas, a high-speed electron beam, or an X-ray. Method is used. Alternatively, the formed measuring chip may be heated.
【００６３】また、本実施形態においては、蒸着源とし
てポリスチレンテロマーを用いたが、蒸着源としてポリ
スチレンモノマーを用い、測定チップに形成された薄膜
に対して上記の方法により再重合しても良い。In the present embodiment, the polystyrene telomer is used as the vapor deposition source, but polystyrene monomers may be used as the vapor deposition source and the thin film formed on the measuring chip may be repolymerized by the above method.
【００６４】さらに、本実施形態においては、蒸着膜の
構造をより密にすると共に、化学的に安定化するため、
蒸着中に飛来する分子の向きを制御し、材料チップにお
ける分子集合構造を制御しても良い。このためには、例
えば、図４に示す成膜装置２において、蒸発皿２３付近
に高周波コイルを設け、蒸発分子をイオン化して材料チ
ップにイオンプレーティングしても良い。Further, in the present embodiment, since the structure of the vapor deposition film is made denser and chemically stabilized,
The orientation of molecules flying during vapor deposition may be controlled to control the molecular assembly structure in the material chip. For this purpose, for example, in the film forming apparatus 2 shown in FIG. 4, a high frequency coil may be provided near the evaporation dish 23 to ionize the evaporated molecules and ion-plat the material chips.
【００６５】次に、本発明の第２の実施形態に係る測定
チップの製造方法について、図１５及び図１６を参照し
ながら説明する。本実施形態は、透明誘電体に形成され
た金属薄膜の上に、イオンビームスパッタ法を用いて疎
水性薄膜を形成する方法である。Next, a method of manufacturing the measuring chip according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is a method of forming a hydrophobic thin film on a metal thin film formed on a transparent dielectric by using an ion beam sputtering method.
【００６６】図１５は、本実施形態において用いられる
イオンビームスパッタ装置を示す模式図である。このイ
オンビームスパッタ装置３は、真空セル３１を有してお
り、真空セル３１の内部には、ホルダ３２と、ターゲッ
ト３３と、マスク３４とが配置されている。ホルダ３２
は、ポリスチレン薄膜が形成される材料チップ１７を所
定の向きに保持する。また、ターゲット３３には、薄膜
の材料となるポリスチレンが配置されている。さらに、
マスク３４は、材料チップ１７の所定の位置にポリスチ
レン薄膜を形成するために用いられる。FIG. 15 is a schematic diagram showing an ion beam sputtering apparatus used in this embodiment. The ion beam sputtering apparatus 3 has a vacuum cell 31, and a holder 32, a target 33, and a mask 34 are arranged inside the vacuum cell 31. Holder 32
Holds the material chip 17 on which the polystyrene thin film is formed in a predetermined direction. Further, the target 33 is provided with polystyrene, which is a thin film material. further,
The mask 34 is used to form a polystyrene thin film at a predetermined position on the material chip 17.
【００６７】また、このイオンビームスパッタ装置３
は、ターゲットに向けてイオンを出射するイオンガン３
５と、真空セル３１内の真空度を測定するピラニーゲー
ジ３６及びイオンゲージ３７とを有している。イオンガ
ン３５は、高周波の電磁波を発生させることによって希
ガスをイオン化し、さらに、このイオンを高電圧で加速
することによりターゲット３３に衝突させる。Further, this ion beam sputtering apparatus 3
Is an ion gun 3 that emits ions toward the target.
5 and a Pirani gauge 36 and an ion gauge 37 for measuring the degree of vacuum in the vacuum cell 31. The ion gun 35 ionizes the rare gas by generating high-frequency electromagnetic waves, and further accelerates the ions with a high voltage to collide with the target 33.
【００６８】さらに、このイオンビームスパッタ装置３
は、真空セル３１の内部を排気するためのクライオポン
プ３８と、吸着ポンプ３９と、ロータリーポンプ４０と
を有している。ここで、クライオポンプ３８とは、極低
温面を有し、これにセル内の気体分子を凝縮したり吸着
することにより分子を捕捉して排気するポンプであり、
これを用いることにより、セル内を超高真空にすること
が可能である。Further, this ion beam sputtering apparatus 3
Has a cryopump 38 for exhausting the inside of the vacuum cell 31, an adsorption pump 39, and a rotary pump 40. Here, the cryopump 38 is a pump that has a cryogenic surface and captures and discharges gas molecules in the cell by condensing or adsorbing them,
By using this, it is possible to create an ultrahigh vacuum in the cell.
【００６９】図１６は、本実施形態に係る測定チップの
製造方法を示すフローチャートである。まず、ステップ
Ｓ３１において、材料チップ１７、ターゲット３３、及
び、マスク３４を所定の位置に配置する。FIG. 16 is a flowchart showing the method of manufacturing the measuring chip according to this embodiment. First, in step S31, the material chip 17, the target 33, and the mask 34 are arranged at predetermined positions.
【００７０】次に、ステップＳ３２において、真空セル
３１内を排気する。この際に、真空セル３１内の真空度
を一端１０-6Ｔｏｒｒ程度に下げた後に、アルゴンやキ
セノン等の希ガスを導入して１０-3Ｔｏｒｒ程度にす
る。次に、ステップＳ３３において、真空セルに１３．
５６ＭＨｚ程度の高周波電力を印加する。これにより、
真空セルに導入されている希ガスがイオン化される。Next, in step S32, the inside of the vacuum cell 31 is evacuated. At this time, the degree of vacuum in the vacuum cell 31 is once lowered to about 10 −6 Torr, and then a rare gas such as argon or xenon is introduced to about 10 −3 Torr. Next, in step S33, the vacuum cell is set to
A high frequency power of about 56 MHz is applied. This allows
The rare gas introduced into the vacuum cell is ionized.
【００７１】ステップＳ３４において、ターゲット３３
側が負極、ホルダ３２側が正極となるように、両者間に
直流バイアスをかける。このバイアスによって希ガスイ
オンが加速され、ターゲットに衝突する。この際に、タ
ーゲットであるポリスチレンの高分子鎖が切断され、タ
ーゲット分子（スチレン分子）がはじき出される。この
ターゲット分子の切断部はラジカル化されており、ター
ゲット分子は、ラジカル状態のまま材料チップ１７に到
達する。材料チップ１７に到達したターゲット分子は、
ラジカル重合に近いプロセスにより、短い分子鎖で互い
に再重合する。これにより、材料チップ１７にポリスチ
レン薄膜が形成される。このように形成されたポリスチ
レン薄膜は、架橋構造を有しており、安定な性質を示
す。In step S34, the target 33
A DC bias is applied between the two so that the side is the negative electrode and the holder 32 side is the positive electrode. Due to this bias, the rare gas ions are accelerated and collide with the target. At this time, the polymer chain of the target polystyrene is cut and the target molecule (styrene molecule) is ejected. The cut portion of the target molecule is radicalized, and the target molecule reaches the material chip 17 in a radical state. The target molecules that have reached the material chip 17 are
By a process similar to radical polymerization, short molecular chains re-polymerize with each other. As a result, a polystyrene thin film is formed on the material chip 17. The polystyrene thin film thus formed has a crosslinked structure and exhibits stable properties.
【００７２】ここで、ポリスチレン薄膜の膜厚は、印加
する高周波電力や真空セル内に導入する希ガスのガス圧
及び流量を設定し、スパッタ時間を変えることによって
制御することができる。Here, the thickness of the polystyrene thin film can be controlled by setting the high frequency power to be applied and the gas pressure and flow rate of the rare gas introduced into the vacuum cell, and changing the sputtering time.
【００７３】本実施形態におけるようなイオンビームス
パッタ法によれば、通常の高周波スパッタ法と異なり、
イオンガンからＡｒ+等のイオンビームをターゲットに
向けて照射して高分子をはじき出すので、多量のラジカ
ルは生成されない。このため、成膜後にラジカルを除去
する工程が不要であり、ほとんどラジカルがない薄膜を
形成することができる。本実施形態においては、ターゲ
ットにイオンビームを照射したが、高速電子線やＸ線等
を照射しても良い。この場合には、ターゲットにおける
チャージアップの問題も解決される。According to the ion beam sputtering method as in this embodiment, unlike the usual high frequency sputtering method,
A large amount of radicals are not generated because the polymer is repelled by irradiating the target with an ion beam such as Ar + from the ion gun. Therefore, the step of removing radicals after film formation is unnecessary, and a thin film having almost no radicals can be formed. Although the target is irradiated with the ion beam in the present embodiment, it may be irradiated with a high-speed electron beam, an X-ray, or the like. In this case, the problem of charge-up on the target is also solved.
【００７４】[0074]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｓ
ＰＲ測定に用いられる測定チップに疎水性薄膜を形成す
るので、タンパク質、グリコタンパク、リボタンパク、
ポリサッカライド等の疎水性部位を有する種々の高分子
材料を疎水結合により良好に固定することができる。こ
れより、タンパク質同士の相互作用や、タンパク質と他
の化合物との相互作用等の解析を広く行うことができ、
多種多様な物質をＳＰＲ測定によって検出可能になる可
能性がある。特に、疎水性薄膜材料としてポリスチレン
を用いる場合には、例えば、ＥＬＩＳＡ法において既知
の抗原（タンパク質）固定法をそのまま応用することが
できる。これにより、新薬を開発する場合等において、
抗原抗体反応に対してその反応を阻害する低分子化合物
を探索する際に、新たなタンパク質固定法やその信頼性
の試験を行うための開発期間が不要になり、創薬開発期
間を大幅に短縮することが可能になる。As described above, according to the present invention, S
Since a hydrophobic thin film is formed on the measuring chip used for PR measurement, proteins, glycoproteins, riboproteins,
Various polymer materials having a hydrophobic moiety such as polysaccharide can be favorably fixed by hydrophobic bond. From this, it is possible to widely analyze the interaction between proteins and the interaction between proteins and other compounds,
A wide variety of substances may be detectable by SPR measurements. In particular, when polystyrene is used as the hydrophobic thin film material, for example, the known antigen (protein) immobilization method in the ELISA method can be directly applied. As a result, when developing a new drug,
When searching for low-molecular compounds that inhibit the antigen-antibody reaction, the development period for testing a new protein immobilization method and its reliability is not required, and the drug discovery development period is significantly shortened. It becomes possible to do.
【図１】本発明の一実施形態に係る測定チップを示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a measuring chip according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す測定チップを用いてＳＰＲ測定を行
う様子を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing how an SPR measurement is performed using the measuring chip shown in FIG.
【図３】本発明の第１の実施形態に係る測定チップの製
造方法を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a measuring chip according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１の実施形態に係る測定チップの製
造方法において用いられる測定チップ製造装置（成膜装
置）を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a measuring chip manufacturing apparatus (film forming apparatus) used in the measuring chip manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
【図５】図４に示す成膜装置の一部を示す斜視図であ
る。5 is a perspective view showing a part of the film forming apparatus shown in FIG.
【図６】本発明の第１の実施形態に係る測定チップの製
造方法を用い、製造条件を変えて測定チップを作製した
場合の製造条件とその条件の下で作製された測定チップ
の膜厚を示す表である。6A and 6B are manufacturing conditions when a measuring chip is manufactured by changing the manufacturing conditions using the manufacturing method of the measuring chip according to the first embodiment of the present invention, and the film thickness of the measuring chip manufactured under the manufacturing conditions. It is a table showing.
【図７】金薄膜について測定した表面反射赤外線吸収ス
ペクトルを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a surface reflection infrared absorption spectrum measured for a gold thin film.
【図８】図８の（ａ）は、図６に示す試料（４）の表面
反射赤外線吸収スペクトルを示す図であり、図８の
（ｂ）及び（ｃ）は、試料（４）のＡＦＭ撮像写真であ
る。8 (a) is a diagram showing a surface reflection infrared absorption spectrum of the sample (4) shown in FIG. 6, and FIGS. 8 (b) and 8 (c) are AFMs of the sample (4). It is an imaged photograph.
【図９】図９の（ａ）は、図６に示す試料（２）の表面
反射赤外線吸収スペクトルを示す図であり、図９の
（ｂ）及び（ｃ）は、試料（２）のＡＦＭ撮像写真であ
る。9 (a) is a diagram showing a surface reflection infrared absorption spectrum of the sample (2) shown in FIG. 6, and FIGS. 9 (b) and 9 (c) are AFMs of the sample (2). It is an imaged photograph.
【図１０】図９の（ｃ）に示す試料における表面揺らぎ
を測定した結果を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing the results of measuring surface fluctuations in the sample shown in FIG. 9 (c).
【図１１】図１１の（ａ）は、図６に示す試料（６）の
表面反射赤外線吸収スペクトルを示す図であり、図１１
の（ｂ）及び（ｃ）は、試料（６）のＡＦＭ撮像写真で
ある。11 (a) is a diagram showing a surface reflection infrared absorption spectrum of the sample (6) shown in FIG.
(B) and (c) are AFM images of sample (6).
【図１２】本発明の一実施形態に係る測定チップを評価
するための実験手順を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing an experimental procedure for evaluating a measuring chip according to an embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の一実施形態に係る測定チップについ
て行った実験結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a result of an experiment performed on the measuring chip according to the embodiment of the present invention.
【図１４】比較のために、ポリスチレン薄膜が形成され
ていない測定チップについて行った実験結果を示す図で
ある。FIG. 14 is a diagram showing a result of an experiment performed on a measurement chip on which a polystyrene thin film is not formed, for comparison.
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る測定チップの
製造方法において用いられる測定チップの製造装置を示
す模式図である。FIG. 15 is a schematic view showing a measuring chip manufacturing apparatus used in a measuring chip manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る測定チップの
製造方法を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing a method for manufacturing a measuring chip according to the second embodiment of the present invention.
【図１７】ＳＰＲ測定の原理を説明するための図であ
る。FIG. 17 is a diagram for explaining the principle of SPR measurement.
１ 測定チップ ２、３ 測定チップ製造装置（成膜装置） １０、１０１ 透明誘電体 １１、１０２ 金属薄膜（金薄膜） １２ 疎水性薄膜（ポリスチレン薄膜） １３ 空孔 １４ タンパク質 １５、１０４ 光源 １６、１０６ 光検出器 １７ 材料チップ ２１ チップホルダ ２２ マスク ２３ 蒸発皿 ２４ チャンバ ２５ 蒸着源加熱装置 ２６ 冷却液槽 ２７ 真空装置 ２８ 固定具 ３１ 真空セル ３２ ホルダ ３３ ターゲット ３４ マスク ３５ イオンガン ３６ ピラニーゲージ ３７ イオンゲージ ３８ クライオポンプ ３９ 吸着ポンプ ４０ ロータリーポンプ １０３ 試料 １０５ レンズ 1 measuring chip 2-3 Measuring chip manufacturing equipment (film forming equipment) 10, 101 transparent dielectric 11,102 Metal thin film (gold thin film) 12 Hydrophobic thin film (polystyrene thin film) 13 holes 14 protein 15, 104 Light source 16,106 Photodetector 17 Material Chip 21 Chip holder 22 mask 23 Evaporating dish 24 chambers 25 Evaporation source heating device 26 Coolant tank 27 Vacuum device 28 Fixture 31 vacuum cell 32 holder 33 Target 34 mask 35 ion gun 36 Pirani gauge 37 Ion gauge 38 Cryo pump 39 Adsorption pump 40 rotary pump 103 samples 105 lens
Claims (5)
られる測定チップであって、 光透過性を有する誘電体と、 前記誘電体に形成されている金属薄膜と、 前記金属薄膜を覆うように形成されている疎水性を有す
る薄膜と、を具備する測定チップ。1. A measuring chip used in a measurement using attenuation of total reflection, comprising a dielectric having a light transmitting property, a metal thin film formed on the dielectric, and a metal thin film formed so as to cover the metal thin film. And a thin film having a hydrophobic property, the measuring chip.
記疎水性を有する薄膜が高分子によって形成されてい
る、請求項１記載の測定チップ。2. The measuring chip according to claim 1, wherein the metal thin film is made of gold, and the hydrophobic thin film is made of a polymer.
ン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレ
ン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリビニルクロライド、ポリシクロオレフィン、又
は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を含むプラ
スチックによって形成されている、請求項１又は２記載
の測定チップ。3. The hydrophobic thin film is formed of polystyrene, polyethylene, polycarbonate, polypropylene, polyphenylene sulfide, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polycycloolefin, or plastic containing PMMA (polymethylmethacrylate). The measuring chip according to claim 1 or 2.
られる測定チップの製造方法であって、 光透過性を有する誘電体に金属薄膜を形成するステップ
（ａ）と、 分子蒸留方式を用いて、ステップ（ａ）において形成さ
れた金属薄膜を覆うように疎水性を有する薄膜を形成す
るステップ（ｂ）と、 を具備する前記製造方法。4. A method of manufacturing a measuring chip used in a measurement utilizing attenuation of total reflection, comprising the step (a) of forming a metal thin film on a dielectric material having optical transparency, and a molecular distillation method, And (b) forming a hydrophobic thin film so as to cover the metal thin film formed in step (a).
られる測定チップの製造方法であって、 光透過性を有する誘電体に金属薄膜を形成するステップ
（ａ）と、 イオンビームスパッタ法を用いて、ステップ（ａ）にお
いて形成された金属薄膜を覆うように疎水性を有する薄
膜を形成するステップ（ｂ）と、を具備する前記製造方
法。5. A method of manufacturing a measuring chip used in a measurement utilizing attenuation of total reflection, comprising a step (a) of forming a metal thin film on a dielectric material having optical transparency, and an ion beam sputtering method. And (b) forming a hydrophobic thin film so as to cover the metal thin film formed in step (a).
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