两者贴合起来。由此，将折射率均匀层形成材 料填充到铸模的凹部内并将多余的折射率均匀层形成材料挤出。接着，自PP膜侧对获得的 层叠体照射紫外线，使折射率均匀层形成材料完全固化而形成了折射率均匀层（折射率： 1.384)。此外，通过将60重量份的氟类UV固化型树脂（DIC公司制造，商品名"0P38Z"）和 40重量份的氟类UV固化型树脂（DIC公司制造，商品名"0P40Z"）搅拌并溶解来调制出折 射率均匀层形成材料。接着，将PP膜自铸模剥离而将厚度50ym、宽度50ym的大致方柱形 状的折射率均匀层转印到该膜上。
[0083] 在所述PP膜上，以覆盖折射率均匀层的方式涂敷了下包层形成材料（氟类UV固 化型树脂（SolvaySpecialtyPolymersJapanK.K?制造，商品名"FluorolinkMD700")）〇 此时，以使下包层形成材料的自折射率均匀层表面（上表面）起的厚度达到100ym的方式 涂敷了下包层形成材料。接着，照射紫外线而使下包层形成材料固化，从而形成了下包层 (折射率：1.347)。之后，将PP膜剥离并去除，并将下包层和芯层（折射率均匀层）上下翻 转。通过以上方式制作出具有被埋设于下包层的芯层（折射率均匀层）的光波导路膜。
[0084] 接着，利用与图4所示的方法类似的方法制作出SPR传感器元件。具体而言，在所 述光波导路膜的芯层（折射率均匀层）暴露面上，作为高折射率材料而涂敷了丙烯酸正丁 酯（n-Butylacrylate)(折射率：1. 456)。在涂敷后，立即使经剥离处理过的PET膜（厚 度：45iim)的剥离处理面成为一端抵接于光波导路膜的上表面且另一端翘曲的状态。在该 状态下，一边将辊自PET膜侧按压于它们的抵接部位一边使辊朝向另一端侧旋转而将两者 贴合起来。由此，使高折射率材料渗入到芯层（折射率均匀层）中并将多余的高折射率材 料挤出（渗透时间：大约5秒）。接着，自PET膜侧对获得的层叠体照射紫外线，使高折射 率材料固化而形成了折射率梯度层。之后，将PET膜剥离并去除。
[0085] 接着，在将光波导路膜切割并切断成长度22. 25mmX宽度20mm之后，隔着具有长 度6mmX宽度Imm的开口部的掩模以覆盖芯层的方式溅射金，从而形成了金属层（厚度： 30nm)。最后，使用与下包层形成材料相同的材料，并利用与下包层的形成方法类似的方法 来形成了框形状的上包层。通过这样的方式，制作出除了不具有保护层以外与图1和图2 所示的SPR传感器元件相同的SPR传感器元件。
[0086] 将以上获得的SPR传感器元件、卤素光源（OceanOptics,Inc.制造，商品名"HL- 2000 -HP"，白色光）、以及分光器（OceanOptics,Inc.制造，商品名"USB4000"）配置在一 个轴线上而制作成图6所示那样的SPR传感器。具体而言，将卤素光源（OceanOptics，Inc. 制造，商品名"HL- 2000 -HP"、白色光）借助梯度型的多模光纤（q)50,um/125!im) 连接于SPR传感器元件（芯层）的入射侧，将分光器（OceanOptics,Inc.制造，商品名 "USB4000"）连接于SPR传感器元件（芯层）的射出侧，以便将来自光源的光导入SPR传感 器元件的芯层的入射侧端面。向SPR传感器元件的样品配置部投入40yL的作为样品的纯 水（折射率：1. 330)或40yL的IOvol%乙二醇水溶液（折射率：1. 3436)并进行了测定。 然后，求出在将以没有配置样品的状态使光透过SPR传感器元件（光波导路）时的各波长 的光强度设为100%的情况下的各样品的透过率光谱，利用纯水测定时的峰值强度和在用 纯水测定时与用纯乙二醇水溶液测定时使透过率强度产生最大差的指定波长来测量出峰 值强度变化量。此处，该峰值强度大，意味着SPR峰值强度大，该峰值强度变化越大，表示检 测灵敏度越高。将结果表示在表1中。
[0087] 实施例2
[0088] 除了作为高折射率材料而使用2,2,2 -三氟乙基甲基丙烯酸盐（2,2,2 - trifluoroethylmethacrylate)(折射率：L411)以外，与实施例1同样地制作出SPR传感 器元件和SPR传感器。以与实施例1相同的方式对获得的SPR传感器进行了评价。将结果 表示在表1中。
[0089] 实施例3
[0090] 除了作为高折射率材料而使用2 -丙稀酸甲酯（2 -methacrylate)(折射率： 1. 512)以外，与实施例1同样地制作了SPR传感器元件和SPR传感器。以与实施例1相同 的方式对获得的SPR传感器进行了评价。将结果表示在表1中。
[0091] 实施例4
[0092] 除了作为高折射率材料而使用2, 2, 2 -三氟乙基甲基丙烯酸盐（折射率：1. 411) 和渗透时间为3分钟以外，与实施例1同样地制作出SPR传感器元件和SPR传感器。以与 实施例1相同的方式对获得的SPR传感器进行了评价。将结果表示在表1中。
[0093] 实施例5
[0094] 除了作为高折射率材料而使用2 -丙烯酸甲酯（折射率：1. 512)和使渗透时间为 3分钟以外，与实施例1同样地制作了SPR传感器元件和SPR传感器。以与实施例1相同的 方式对获得的SPR传感器进行了评价。将结果表示在表1中。
[0095] 实施例6
[0096] 除了渗透时间为3分钟以外，与实施例1同样地制作出SPR传感器元件和SPR传 感器。以与实施例1相同的方式对获得的SPR传感器进行了评价。将结果表示在表1中。
[0097] 实施例7
[0098] 除了渗透时间为5分钟以外，与实施例1同样地制作出SPR传感器元件和SPR传 感器。以与实施例1相同的方式对获得的SPR传感器进行了评价。将结果表示在表1中。
[0099] 实施例8
[0100] 除了渗透时间为10分钟以外，与实施例1同样地制作出SPR传感器元件和SPR传 感器。以与实施例1相同的方式对获得的SPR传感器进行了评价。将结果表示在表1中。
[0101] 比较例1
[0102] 除了没有进行高折射率材料的涂敷、去除以及紫外线固化（其结果，没有形成折 射率梯度层）以外，与实施例1同样地制作出SPR传感器元件和SPR传感器。以与实施例 1相同的方式对获得的SPR传感器进行了评价。将结果表示在表1中。
[0103]表 1
[0104]
[0105] Mt
[0106] 由表1明确那样可知，与比较例的SPR传感器元件相比，实施例的SPR传感器元件 的峰值强度变化较大且灵敏度优异。
[0107] 产业h的可利用件
[0108] 本发明的SPR传感器元件和SPR传感器能够较佳地应用于样品的浓度的测定、免 疫反应的检测等各种化学分析和生物化学分析中。
[0109] 附图标iP,说明
[0110] 10、检测部；11、下包层；12、芯层；12a、折射率均匀层；12b、折射率梯度层；13、保 护层；14、金属层；15、上包层；20、样品配置部；100、SPR传感器元件；110、光源；120、光测 量器；200、SPR传感器。
【主权项】
1. 一种SPR传感器元件，其包括：下包层；芯层，其设置成使所述芯层的至少一部分与 该下包层相邻；以及金属层，其覆盖该芯层，其中， 该芯层具有折射率均匀层和折射率梯度层， 该折射率梯度层配置在该折射率均匀层与该金属层之间， 该折射率梯度层的折射率为该折射率均匀层的折射率以上，在该折射率梯度层的厚度 方向上，该折射率梯度层的折射率自该折射率梯度层的靠该折射率均匀层侧的表面朝向该 金属层侧连续地增大。2. 根据权利要求1所述的SPR传感器元件，其中， 所述折射率梯度层的厚度为I y m~30 y m。3. 根据权利要求1所述的SPR传感器元件，其中， 所述折射率梯度层中的折射率变化为〇. 001~〇. 035， 折射率变化以AN表示，AN = Nniax" N_，其中，Nniax表示折射率梯度层中的最大折射 率，1^_表示折射率梯度层中的最小折射率。4. 根据权利要求1所述的SPR传感器元件，其中， 所述折射率梯度层的厚度Tb和折射率变化A N满足0. 5X KT 3彡A N/ Tb < 20.0 X KT3 的关系， 其中，A N = Nniax+ N議，其中，Nniax表示折射率梯度层中的最大折射率，N _表示折射率 梯度层中的最小折射率，Tb的单位为ym。5. 根据权利要求1所述的SPR传感器元件，其中， 所述折射率均匀层的折射率Ne。满足1. 34 < N 1. 43的关系。6. -种SPR传感器，其中， 该SPR传感器包括权利要求1所述的SPR传感器元件。
【专利摘要】本发明提供具有非常优异的检测灵敏度的SPR传感器元件和SPR传感器。本发明的SPR传感器元件包括：下包层；芯层，其设置成使所述芯层的至少一部分与该下包层相邻；以及金属层，其覆盖该芯层，其中，该芯层具有折射率均匀层和折射率梯度层，该折射率梯度层配置在该折射率均匀层与该金属层之间，该折射率梯度层的折射率为该折射率均匀层的折射率以上，在该折射率梯度层的厚度方向上，该折射率梯度层的折射率自该折射率梯度层的靠该折射率均匀层侧的表面朝向该金属层侧连续地增大。
【IPC分类】G01N21/41, G01N21/03
【公开号】CN105074431
【申请号】CN201480017509
【发明人】尾崎真由, 山形一斗, 永冈直树, 绀谷友广
【申请人】日东电工株式会社
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2014年2月26日
【公告号】WO2014148212A1