JP3236199B2 - Planar optical waveguide type biochemical sensor - Google Patents
Planar optical waveguide type biochemical sensorInfo
- Publication number
- JP3236199B2 JP3236199B2 JP24090195A JP24090195A JP3236199B2 JP 3236199 B2 JP3236199 B2 JP 3236199B2 JP 24090195 A JP24090195 A JP 24090195A JP 24090195 A JP24090195 A JP 24090195A JP 3236199 B2 JP3236199 B2 JP 3236199B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- light
- waveguide layer
- substrate
- grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 107
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 20
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 19
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 19
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 31
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 30
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 23
- 239000010408 film Substances 0.000 description 21
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 20
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 15
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 14
- BAWFJGJZGIEFAR-NNYOXOHSSA-N NAD zwitterion Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 BAWFJGJZGIEFAR-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 13
- 229950006238 nadide Drugs 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 235000019162 flavin adenine dinucleotide Nutrition 0.000 description 11
- 239000011714 flavin adenine dinucleotide Substances 0.000 description 11
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 10
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 9
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 description 9
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 9
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 9
- OHDRQQURAXLVGJ-HLVWOLMTSA-N azane;(2e)-3-ethyl-2-[(e)-(3-ethyl-6-sulfo-1,3-benzothiazol-2-ylidene)hydrazinylidene]-1,3-benzothiazole-6-sulfonic acid Chemical compound [NH4+].[NH4+].S/1C2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C2N(CC)C\1=N/N=C1/SC2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C2N1CC OHDRQQURAXLVGJ-HLVWOLMTSA-N 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 7
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 7
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920006130 high-performance polyamide Polymers 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 108010046301 glucose peroxidase Proteins 0.000 description 5
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- PHOQVHQSTUBQQK-SQOUGZDYSA-N D-glucono-1,5-lactone Chemical compound OC[C@H]1OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O PHOQVHQSTUBQQK-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 4
- YPZRHBJKEMOYQH-UYBVJOGSSA-N FADH2 Chemical compound C1=NC2=C(N)N=CN=C2N1[C@@H]([C@H](O)[C@@H]1O)O[C@@H]1COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C(NC(=O)NC2=O)=C2NC2=C1C=C(C)C(C)=C2 YPZRHBJKEMOYQH-UYBVJOGSSA-N 0.000 description 4
- 108010050375 Glucose 1-Dehydrogenase Proteins 0.000 description 4
- 229930182555 Penicillin Natural products 0.000 description 4
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 4
- 108010087702 Penicillinase Proteins 0.000 description 4
- XJLXINKUBYWONI-DQQFMEOOSA-N [[(2r,3r,4r,5r)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3-hydroxy-4-phosphonooxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] [(2s,3r,4s,5s)-5-(3-carbamoylpyridin-1-ium-1-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl phosphate Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 XJLXINKUBYWONI-DQQFMEOOSA-N 0.000 description 4
- 239000005515 coenzyme Substances 0.000 description 4
- 235000012209 glucono delta-lactone Nutrition 0.000 description 4
- 229960003681 gluconolactone Drugs 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229940049954 penicillin Drugs 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229950009506 penicillinase Drugs 0.000 description 3
- 108040007629 peroxidase activity proteins Proteins 0.000 description 3
- RLFWWDJHLFCNIJ-UHFFFAOYSA-N 4-aminoantipyrine Chemical compound CN1C(C)=C(N)C(=O)N1C1=CC=CC=C1 RLFWWDJHLFCNIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NJYVEMPWNAYQQN-UHFFFAOYSA-N 5-carboxyfluorescein Chemical compound C12=CC=C(O)C=C2OC2=CC(O)=CC=C2C21OC(=O)C1=CC(C(=O)O)=CC=C21 NJYVEMPWNAYQQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010025188 Alcohol oxidase Proteins 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010073450 Lactate 2-monooxygenase Proteins 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N flavin adenine dinucleotide Chemical compound C1=NC2=C(N)N=CN=C2N1[C@@H]([C@H](O)[C@@H]1O)O[C@@H]1CO[P@](O)(=O)O[P@@](O)(=O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C2=NC(=O)NC(=O)C2=NC2=C1C=C(C)C(C)=C2 VWWQXMAJTJZDQX-UYBVJOGSSA-N 0.000 description 2
- 229940093632 flavin-adenine dinucleotide Drugs 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 102000007698 Alcohol dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- 108010021809 Alcohol dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003855 L-lactate dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- 108700023483 L-lactate dehydrogenases Proteins 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011481 absorbance measurement Methods 0.000 description 1
- ZTOJFFHGPLIVKC-CLFAGFIQSA-N abts Chemical compound S/1C2=CC(S(O)(=O)=O)=CC=C2N(CC)C\1=N\N=C1/SC2=CC(S(O)(=O)=O)=CC=C2N1CC ZTOJFFHGPLIVKC-CLFAGFIQSA-N 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000011768 flavin mononucleotide Substances 0.000 description 1
- FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N flavin mononucleotide Chemical compound OP(=O)(O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 1
- 229940013640 flavin mononucleotide Drugs 0.000 description 1
- FVTCRASFADXXNN-UHFFFAOYSA-N flavin mononucleotide Natural products OP(=O)(O)OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- KXXXUIKPSVVSAW-UHFFFAOYSA-K pyranine Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].C1=C2C(O)=CC(S([O-])(=O)=O)=C(C=C3)C2=C2C3=C(S([O-])(=O)=O)C=C(S([O-])(=O)=O)C2=C1 KXXXUIKPSVVSAW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 235000019231 riboflavin-5'-phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- DYPYMMHZGRPOCK-UHFFFAOYSA-N seminaphtharhodafluor Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C(C=CC=1C3=CC=C(O)C=1)=C3OC1=CC(N)=CC=C21 DYPYMMHZGRPOCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、バイオケミカルセ
ンサに関し、特に試料溶液中に含まれる物質の濃度を測
定するバイオケミカルセンサに関する。The present invention relates to a biochemical sensor, and more particularly to a biochemical sensor for measuring the concentration of a substance contained in a sample solution.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、試料溶液中に含まれる物質の濃度
を高感度で測定するセンサとして、オプティカルバイオ
ケミカルセンサが提案されている。一例として文献（相
澤益男、“オプティカル化学センサ”、電気化学、第59
巻、第930〜936頁、1991年、DENKI KAGAKU, 59 (1991)
p.930-936）によれば、オプティカルバイオケミカルセ
ンサは、測定対象物質を分子認識材料で認識し、その変
化を屈折率、反射率、吸収、蛍光、及び発光等の光学的
変化として測定するという原理に基づいている。2. Description of the Related Art Hitherto, an optical biochemical sensor has been proposed as a sensor for measuring the concentration of a substance contained in a sample solution with high sensitivity. For example, see the literature (Masuo Aizawa, “Optical Chemical Sensor”, Electrochemistry, No. 59
Volume, 930-936, 1991, DENKI KAGAKU, 59 (1991)
According to p.930-936), an optical biochemical sensor recognizes a substance to be measured with a molecular recognition material and measures the change as an optical change such as refractive index, reflectance, absorption, fluorescence, and light emission. It is based on the principle.
【０００３】例えば、分子認識材料として、酵素を用い
たオプティカルセンサとして、ペニシリンを測定するセ
ンサが文献（S.M.Angel et.al., “Development and Ap
plications of Fiber Optic Sensors”, Chemical Sens
or Technology, 3 (1991) p.163-183、「1991年、ケミ
カルセンサテクノロジ」、第３巻、163頁〜183頁）に提
案されている。For example, as an optical sensor using an enzyme as a molecular recognition material, a sensor that measures penicillin is described in the literature (SMAngel et. Al., “Development and Ap.
replications of Fiber Optic Sensors ”, Chemical Sens
or Technology, 3 (1991) pp. 163-183, "1991, Chemical Sensor Technology", Vol. 3, pp. 163 to 183).
【０００４】図６に、従来のオプティカルセンサの構造
を示す。FIG. 6 shows a structure of a conventional optical sensor.
【０００５】図６を参照して、直径250μmの光ファイバ
１４の端面上に酵素ペニシリナーゼ１５と蛍光色素フル
オレセイン１６が固定化されている。ペニシリナーゼ１
５は次式(1)の反応を触媒する。Referring to FIG. 6, an enzyme penicillinase 15 and a fluorescent dye fluorescein 16 are immobilized on an end face of an optical fiber 14 having a diameter of 250 μm. Penicillinase 1
5 catalyzes the reaction of the following formula (1).
【０００６】 ペニシリン → ペニシロンサン ＋ H+ …(1)[0006] Penicillin → Penicillon sun + H + ... (1)
【０００７】すなわち、試料溶液１７中のペニシリンの
濃度に対応して光ファイバ１４上に水素イオン（H+）が
生成される。That is, hydrogen ions (H + ) are generated on the optical fiber 14 in accordance with the concentration of penicillin in the sample solution 17.
【０００８】また、フルオレセイン１６は水素イオン濃
度によって、蛍光強度が変化する。[0008] The fluorescence intensity of fluorescein 16 changes depending on the hydrogen ion concentration.
【０００９】ここで、ペニシリナーゼ１５は分子認識機
能を果たし、フルオレセイン１６は分子認識情報を光情
報に変換する情報変換機能を果たしている。Here, penicillinase 15 has a function of molecular recognition, and fluorescein 16 has an information conversion function of converting molecular recognition information into optical information.
【００１０】従って、フルオレセイン１６の蛍光強度変
化を測定することにより、溶液中のペニシリンの濃度を
測定することが可能となる。Therefore, by measuring the change in the fluorescence intensity of fluorescein 16, the concentration of penicillin in the solution can be measured.
【００１１】具体的には、アルゴンイオンレーザ光１８
（波長488nm）を励起光として光ファイバ１４から照射
し、フルオレセイン１６から生じる蛍光１９（波長520n
m）の強度を不図示の光電子増倍管を使用して測定す
る。Specifically, the argon ion laser light 18
(Wavelength 488 nm) as the excitation light is irradiated from the optical fiber 14, and the fluorescence 19 (wavelength 520 nm) generated from the fluorescein 16 is emitted.
The intensity of m) is measured using a photomultiplier tube (not shown).
【００１２】また、蛍光ではなく吸光度測定に基づくオ
プティカルセンサとしてグルコースセンサが例えば文献
（G.Guilbault and D.Schmis, “Electrochemical, Pie
zoelectric and Fiber-Optic Biosensors”, Advances
in Biosensors, 1 (1991) pp.258-289、「1991年、アド
バンス・イン・バイオセンサ」、第１巻、第258〜289
頁）に提案されている。As an optical sensor based on absorbance measurement instead of fluorescence, a glucose sensor is described in, for example, G. Guilbault and D. Schmis, “Electrochemical, Pie.
zoelectric and Fiber-Optic Biosensors ”, Advances
in Biosensors, 1 (1991) pp.258-289, "1991, Advanced in Biosensors", Volume 1, 258-289
P.).
【００１３】酵素グルコースオキシダーゼは以下の式
(2)のように作用する。The enzyme glucose oxidase has the formula
It works like (2).
【００１４】 グルコース ＋ O2 → グルコノラクトン ＋ H2O2 …(2)Glucose + O 2 → gluconolactone + H 2 O 2 (2)
【００１５】また、酵素ペルオキシダーゼは酸化還元色
素の存在下で以下の式(3)のように作用する。The enzyme peroxidase acts as shown in the following formula (3) in the presence of a redox dye.
【００１６】 H2O2 ＋ 色素（還元型） → 2H2O ＋ 色素（酸化型） …(3)H 2 O 2 + dye (reduced type) → 2H 2 O + dye (oxidized type) (3)
【００１７】すなわち、グルコースオキシダーゼ、ペル
オキシダーゼ、及び色素が、光ファイバの端面上に固定
化されており、試料溶液中のグルコース濃度に比例して
色素（酸化型）の濃度が増加する。That is, glucose oxidase, peroxidase, and a dye are immobilized on the end face of the optical fiber, and the concentration of the dye (oxidized form) increases in proportion to the glucose concentration in the sample solution.
【００１８】従って、色素（酸化型）の濃度を測定する
ことにより、試料中のグルコース濃度を求めることがで
きる。Accordingly, the glucose concentration in the sample can be determined by measuring the concentration of the dye (oxidized form).
【００１９】実際には、色素としてABTSを使用し、波長
425nmの光を光ファイバから照射し、色素（酸化型）に
よる吸収を測定することにより、色素（酸化型）の濃度
を求めている。In practice, ABTS is used as a dye,
The concentration of the dye (oxidized form) is determined by irradiating 425 nm light from the optical fiber and measuring the absorption by the dye (oxidized form).
【００２０】このセンサにおいては、グルコースオキシ
ダーゼが分子認識機能を果たし、ペルオキシダーゼと色
素とが情報変換機能を果たしていると考えることができ
る。In this sensor, it can be considered that glucose oxidase plays a molecular recognition function, and peroxidase and a dye play an information conversion function.
【００２１】このようにオプティカルバイオケミカルセ
ンサでは、分子認識機能及び情報変換機能を有する膜
が、センサの応答に重要な役割を果たしている。そし
て、従来は、上記のように、光ファイバに基づくセンサ
が検討されてきた。As described above, in the optical biochemical sensor, the film having the molecular recognition function and the information conversion function plays an important role in the response of the sensor. Conventionally, as described above, sensors based on optical fibers have been studied.
【００２２】しかし、光ファイバ型のセンサでは、微小
なファイバ端面に酵素や色素等の分子認識機能及び情報
変換機能を有する膜を均一に形成することは、技術的に
困難であった。However, it has been technically difficult with an optical fiber type sensor to uniformly form a film having a function of recognizing a molecule such as an enzyme or a dye and a function of converting information on a minute fiber end face.
【００２３】そこで、光ファイバの替わりに平面光導波
路を用いたバイオケミカルセンサが提案されている。Therefore, a biochemical sensor using a planar optical waveguide instead of an optical fiber has been proposed.
【００２４】坑原−抗体反応を利用した免疫センサは、
例えば特開平３−７２２３６号公報や特開平４−１５２
２４９号公報等において各種提案されていおり、酵素セ
ンサやイオンセンサとしては、特開平５−７２１３４号
公報に平面光導波路を用いた光導波路型バイオセンサの
構成が提案されている。An immunosensor utilizing a plateau-antibody reaction is
For example, JP-A-3-72236 and JP-A-4-152
Various proposals are made in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 249/249, and as an enzyme sensor and an ion sensor, a configuration of an optical waveguide type biosensor using a planar optical waveguide is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-72134.
【００２５】図７に、前記特開平５−７２１３４号公報
に開示された光導波路型バイオセンサの構成の例を示
す。FIG. 7 shows an example of the configuration of the optical waveguide type biosensor disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-72134.
【００２６】図７を参照して、このバイオセンサは、ガ
ラス基板２０と、ガラス基板２０の表面に形成された平
面光導波路２１（カリウムイオンとセシウムイオンが拡
散されて形成される）と、平面光導波路２１の上に蒸着
により形成された酸化タングステンの薄膜２２と、酸化
タングステン薄膜２２を被覆する表面にパン酵母２３が
固定化されたテフロンメンブランフィルタ２４と、から
構成されている。Referring to FIG. 7, this biosensor comprises a glass substrate 20, a planar optical waveguide 21 (formed by diffusing potassium ions and cesium ions) formed on the surface of glass substrate 20, and a planar It is composed of a tungsten oxide thin film 22 formed on the optical waveguide 21 by vapor deposition, and a Teflon membrane filter 24 in which baker's yeast 23 is immobilized on the surface covering the tungsten oxide thin film 22.
【００２７】さらに、平面光導波路２１の両端付近には
グレーティング２５、２６が形成されており、外部に配
置された測定用のレーザ光を発するレーザ装置２７と平
面光導波路を透過したレーザ光の強度を測定する光セン
サ２８と、酸化タングステン薄膜２２に照射する紫外光
源２９と、が備えられている。Further, gratings 25 and 26 are formed near both ends of the planar optical waveguide 21, and a laser device 27 which is disposed outside and emits a laser beam for measurement and the intensity of the laser beam transmitted through the planar optical waveguide. , And an ultraviolet light source 29 that irradiates the tungsten oxide thin film 22.
【００２８】パン酵母２３は試料溶液３０中のグルコー
スを餌にしてエタノールを生産する。エタノールは還元
物質であるため、酸化タングステン２２を還元し、着色
する。The baker's yeast 23 feeds on glucose in the sample solution 30 to produce ethanol. Since ethanol is a reducing substance, it reduces the tungsten oxide 22 and colors it.
【００２９】この着色の程度は還元性物質の濃度に依存
する。そこで、この着色の程度を測定するためにHe-Ne
レーザ（波長632nm）２７を一端のグレーティング２５
から平面光導波路２１内に導入し、他端のグレーティン
グ２６から出た光の強度を光センサ２８により測定す
る。The degree of the coloring depends on the concentration of the reducing substance. Therefore, in order to measure the degree of this coloring, He-Ne
A laser (wavelength 632 nm) 27 is connected to a grating 25 at one end.
The optical sensor 28 measures the intensity of light emitted from the grating 26 at the other end.
【００３０】光は平面光導波路２１内を反射して伝搬す
るが、その際、エバネッセント波（evanescent wave）
が生じる。エバネッセント波とは、光が導波路とその外
部との界面にて全反射する時、その界面に発生し表面だ
けを伝わる電磁波をいい、その距離は導波路表面から波
長程度（１μｍ以下）である。そして、このエバネッセ
ント波が光導波路表面に接している酸化タングステン２
２の着色により吸収され、光強度が減少する。Light propagates while being reflected in the planar optical waveguide 21. At this time, an evanescent wave is generated.
Occurs. The evanescent wave refers to an electromagnetic wave generated at the interface when light is totally reflected at the interface between the waveguide and the outside and transmitted only on the surface, and the distance is about a wavelength (1 μm or less) from the waveguide surface. . Then, this evanescent wave causes the tungsten oxide 2 in contact with the surface of the optical waveguide.
Absorbed by the coloring of 2, the light intensity decreases.
【００３１】従って、この光吸収を測定することによ
り、試料溶液３０中のグルコース濃度を求めることがで
きる。また、酸化タングステン２２に紫外光源２９を照
射することにより効率良く着色させることができる。Therefore, the glucose concentration in the sample solution 30 can be obtained by measuring the light absorption. Further, by irradiating the tungsten oxide 22 with the ultraviolet light source 29, it is possible to efficiently color the tungsten oxide 22.
【００３２】このように、平面光導波路型バイオケミカ
ルセンサは、スピンコート技術あるいはフォトリソグラ
フィ技術等を使用して、容易に均一な分子認識機能及び
情報変換機能を有する膜を大量に形成することが可能で
ある。As described above, the planar optical waveguide type biochemical sensor can easily form a large number of films having a uniform molecular recognition function and an information conversion function by using a spin coating technique or a photolithography technique. It is possible.
【００３３】また、平面光導波路は適切な材料や構造の
もとに作製することにより、非常に高感度な測定を実現
することが可能である。Further, by manufacturing the planar optical waveguide with an appropriate material and structure, it is possible to realize extremely sensitive measurement.
【００３４】[0034]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す従来の光導波路型バイオセンサにおいては、グルコ
ースを測定するために分子認識機能としてパン酵母を用
いている。However, in the conventional optical waveguide type biosensor shown in FIG. 7, baker's yeast is used as a molecular recognition function for measuring glucose.
【００３５】パン酵母は微生物であり、その活性を一定
に保つことは困難であり、このため、センサの感度も不
安定である。The baker's yeast is a microorganism, and it is difficult to keep its activity constant. Therefore, the sensitivity of the sensor is also unstable.
【００３６】また、図７に示す従来の光導波路型バイオ
センサにおいては、分子認識情報を光情報に変換する機
能として、酸化タングステンを用いているが、感度を向
上させるために外部から紫外光を照射する必要がある。Further, in the conventional optical waveguide type biosensor shown in FIG. 7, tungsten oxide is used as a function of converting molecular recognition information into optical information. Need to be irradiated.
【００３７】このように、従来の平面光導波路を用いた
バイオケミカルセンサにおいては、分子認識機能として
パン酵母を用いていたため一定の活性を得ることが困難
であり、センサの感度の安定化が困難であるという問題
を有し、また情報変換機能として酸化タングステンを用
いているため、紫外光を外部から照射して効率を上げる
必要があった。As described above, in a conventional biochemical sensor using a planar optical waveguide, baker's yeast is used as a molecular recognition function, so that it is difficult to obtain a certain activity, and it is difficult to stabilize the sensitivity of the sensor. In addition, since tungsten oxide is used as the information conversion function, it is necessary to irradiate ultraviolet light from the outside to increase the efficiency.
【００３８】従って、本発明は上記従来技術の問題点を
解消し、高感度かつ高精度な平面光導波路型バイオケミ
カルセンサを提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a highly sensitive and accurate planar optical waveguide type biochemical sensor.
【００３９】[0039]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、基板と、該基板上に形成された光導波路
層と、該基板上の該光導波路層の両端部に形成された第
１、第２のグレーティングと、該光導波路層の上に形成
された補欠分子族を含む酵素を含有する膜と、光源とな
る発光手段と、受光手段と、を含み、前記膜の一端は試
料を含む媒体に接して配設され、前記発光手段から前記
第１のグレーティングを通して前記光導波路層内に光を
導入し、前記第２のグレーティングを通して出力される
光強度を前記受光手段で測定し、前記光導波路層内に導
入された光により前記光導波路層表面に発生するエバネ
ッセント波の前記酵素による吸収量に基づき前記試料の
濃度を測定することを特徴とする、平面光導波路型バイ
オケミカルセンサを提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides a substrate, an optical waveguide layer formed on the substrate, and an optical waveguide layer formed on both ends of the optical waveguide layer on the substrate. A first grating, a second grating, a film containing an enzyme containing a prosthetic group formed on the optical waveguide layer, a light emitting unit serving as a light source, and a light receiving unit; The light is introduced into the optical waveguide layer from the light emitting means through the first grating, and the light intensity outputted through the second grating is measured by the light receiving means. Measuring the concentration of the sample based on an absorption amount of the evanescent wave generated on the surface of the optical waveguide layer by the light introduced into the optical waveguide layer by the enzyme, wherein the planar optical waveguide type biochemical sensor is characterized in that: To Subjected to.
【００４０】本発明においては、前記グレーティングを
通して前記光導波路層内に導入された光により発生する
エバネッセント波によって前記光導波路層表面の前記補
欠分子族を含む酵素より生じる蛍光の強度を測定するよ
うに構成してもよい。In the present invention, the surface of the optical waveguide layer is supplemented by an evanescent wave generated by light introduced into the optical waveguide layer through the grating.
You may comprise so that the intensity | strength of the fluorescence produced | generated from the enzyme containing a missing molecular group may be measured.
【００４１】本発明によれば，平面光導波路上に分子認
識機能及び情報変換機能として，補欠分子族を含む酵素
を含有する膜を形成し，光導波路表面と膜の界面におい
て光が全反射する際に生じるエバネッセント波の前記膜
中の酵素による吸収量（実際には，光導波路からの出力
光の強度を測定）に基づき，試料溶液中の試料濃度を求
めることにより，センサの高精度化及び高感度化が実現
できる。また，本発明においては，前記膜中の補欠分子
族を含む酵素による蛍光の強度を測定することによって
も，試料溶液中の試料濃度を高精度かつ高安定に求める
ことができる。According to the present invention, a film containing an enzyme containing a prosthetic group is formed as a molecular recognition function and an information conversion function on a planar optical waveguide, and light is totally reflected at the interface between the optical waveguide surface and the film. By obtaining the sample concentration in the sample solution based on the absorption amount of the evanescent wave generated by the enzyme in the film (actually, measuring the intensity of the output light from the optical waveguide), the accuracy of the sensor can be improved and High sensitivity can be realized. Further, in the present invention, the prosthetic molecule in the membrane
The concentration of the sample in the sample solution can be determined with high accuracy and high stability also by measuring the intensity of the fluorescence by the enzyme containing the family .
【００４２】[0042]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００４３】[0043]
【実施形態１】図１は、本発明の一実施形態に係る平面
光導波路型バイオケミカルセンサの構成を説明するため
に断面を模式的に示した図であり、グルコース濃度の測
定例を示している。Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor according to an embodiment of the present invention, and shows an example of measuring a glucose concentration. I have.
【００４４】図１を参照して、基板１上に光導波路層２
が形成されており、その両端に第１、第２のグレーティ
ング３、４が形成されている。Referring to FIG. 1, an optical waveguide layer 2 is provided on a substrate 1.
Are formed, and first and second gratings 3 and 4 are formed at both ends thereof.
【００４５】基板１は、主にガラスや合成石英が用いら
れる。光導波路層２は、好ましくは、スパッタ法やＣＶ
Ｄ（化学気相堆積）法により形成された窒化シリコン、
酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化亜鉛、酸化チタ
ン等の膜、もしくはイオン交換法により作製されたガラ
ス膜が用いられ、その屈折率が基板１の屈折率よりも大
きいことが条件とされる。The substrate 1 is mainly made of glass or synthetic quartz. The optical waveguide layer 2 is preferably formed by sputtering or CV.
Silicon nitride formed by a D (chemical vapor deposition) method,
A film of aluminum oxide, tantalum oxide, zinc oxide, titanium oxide, or the like, or a glass film manufactured by an ion exchange method is used, and the condition is that the refractive index is larger than the refractive index of the substrate 1.
【００４６】第１及び第２のグレーティング３、４は、
好ましくはピッチ１μmで、フォトリソグラフィにより
形成される。The first and second gratings 3, 4 are:
It is preferably formed at a pitch of 1 μm by photolithography.
【００４７】光導波路層２の表面には酵素グルコースオ
キシダーゼ固定化膜５が形成されている。On the surface of the optical waveguide layer 2, an enzyme glucose oxidase immobilized film 5 is formed.
【００４８】図１に示すように、アルゴンレーザ光源６
より波長488nmの光が所定の角度で第１のグレーティン
グ３に入射する。入射した光は光導波路層２内を反射し
て伝搬する際、光導波路層２表面にエバネッセント波
（evanescent wave）が生じる。エバネッセント波は、
光導波路層２表面に接している酵素グルコースオキシダ
ーゼ固定化膜５中のFADにより、グルコースの濃度に応
じて吸収され、光強度が減少する。したがって、他端の
第２グレーティング４から出射する光の強度は、前記吸
収に応じて減少する。 As shown in FIG. 1, the argon laser light source 6
Light having a wavelength of 488 nm is incident on the first grating 3 at a predetermined angle. The incident light is reflected in the optical waveguide layer 2 and
During the propagation, an evanescent wave is generated on the surface of the optical waveguide layer 2 . Evanescent wave,
The FAD in the enzyme-glucose oxidase-immobilized membrane 5 that is in contact with the surface of the optical waveguide layer 2 responds to the concentration of glucose.
And the light intensity decreases. Therefore, the intensity of the light emitted from the second grating 4 at the other end is equal to the intensity of the absorption.
Decrease according to income.
【００４９】この出射光の光強度を受光素子７によって
測定する。The light intensity of the emitted light is measured by the light receiving element 7.
【００５０】試料溶液９中のグルコースは、酵素グルコ
ースオキシダーゼ固定化膜５中で以下の式(4)のように
反応する。Glucose in the sample solution 9 reacts in the enzyme glucose oxidase immobilized membrane 5 according to the following formula (4).
【００５１】 グルコース ＋ FAD → グルコノラクトン ＋ FADH2 …(4)Glucose + FAD → gluconolactone + FADH 2 (4)
【００５２】ここで、FADはフラビンアデニンジヌクレ
オチド（酸化型）、FADH2はフラビンアデニンジヌクレ
オチド（還元型）を示し、グルコースオキシダーゼ内に
存在する補欠分子族であり、上式(4)から明からなよう
に、グルコースの濃度に対応してFADがFADH2に変換され
る。Here, FAD indicates flavin adenine dinucleotide (oxidized form), and FADH 2 indicates flavin adenine dinucleotide (reduced form), which is a prosthetic group present in glucose oxidase, which is apparent from the above formula (4). as such the, FAD is converted into FADH 2 corresponding to the concentration of glucose.
【００５３】FADは波長450nm付近に特徴的な吸収を示
す。従って、本実施形態に係る平面光導波路型バイオケ
ミカルセンサにより、出射した光の強度を測定すること
により、FADの量を求めることができ、FADの減少量から
試料溶液９中のグルコース濃度を決定することができ
る。FAD exhibits a characteristic absorption near a wavelength of 450 nm. Therefore, the amount of FAD can be obtained by measuring the intensity of emitted light by the planar optical waveguide type biochemical sensor according to the present embodiment, and the glucose concentration in the sample solution 9 is determined from the amount of decrease in FAD. can do.
【００５４】従来のオプティカルグルコースセンサの測
定限界は10mg／dl程度であったが、本実施形態に係る平
面光導波路型バイオケミカルセンサによれば、0.01mg／
dlを達成した。Although the measurement limit of the conventional optical glucose sensor was about 10 mg / dl, according to the planar optical waveguide type biochemical sensor according to the present embodiment, it was 0.01 mg / dl.
dl achieved.
【００５５】さらに、連続100回測定して、C.V.値（変
動係数）は2.0％を達成した。本実施形態により得られ
る、このような高精度は、従来例のように分子認識機能
としてパン酵母を使用していたセンサでは、実現するこ
とは到底不可能である。Further, the CV value (coefficient of variation) achieved 2.0% after 100 continuous measurements. Such a high accuracy obtained by the present embodiment cannot be realized at all by a sensor using a baker's yeast as a molecular recognition function as in a conventional example.
【００５６】また、FADは450nmの光を励起光として蛍光
を生じるが、FADH2は蛍光を生じない。FAD generates fluorescence by using light of 450 nm as excitation light, whereas FADH 2 does not generate fluorescence.
【００５７】従って、本実施形態に係る平面光導波路型
バイオケミカルセンサにおいて、受光素子８により蛍光
強度を測定することにより、試料溶液９中のグルコース
濃度を測定することが可能となる。Therefore, in the planar optical waveguide type biochemical sensor according to the present embodiment, it is possible to measure the glucose concentration in the sample solution 9 by measuring the fluorescence intensity with the light receiving element 8.
【００５８】FADもしくはフラビンモノヌクレオチドの
ような補欠分子族は、グルコースオキシダーゼの他にア
ルコールオキシダーゼや乳酸オキシダーゼなどの多数の
酸化酵素に含まれており、これらの酵素を使用すること
によりグルコースセンサと同様にアルコールや乳酸濃度
を測定することが可能である。Prosthetic groups such as FAD or flavin mononucleotide are contained in many oxidizing enzymes such as alcohol oxidase and lactate oxidase in addition to glucose oxidase. It is possible to measure the concentration of alcohol and lactic acid.
【００５９】[0059]
【参考例】図２は、参考例の平面光導波路型バイオケミ
カルセンサの構成を説明するために断面を模式的に示し
た図であり、グルコース濃度の測定例を示している。REFERENCE EXAMPLE FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor of a reference example , and shows a measurement example of a glucose concentration.
【００６０】図２を参照して、基板１上に光導波路層２
が形成されており、その両端に第１、第２のグレーティ
ング３、４が形成されている。Referring to FIG. 2, an optical waveguide layer 2 is provided on a substrate 1.
Are formed, and first and second gratings 3 and 4 are formed at both ends thereof.
【００６１】光導波路層２の表面には酵素グルコースデ
ヒドロゲナーゼ及び補酵素ニコチンアミドアデニンジヌ
クレオチド酸化型（NAD+）を含有する膜１０が形成され
ている。A film 10 containing the enzyme glucose dehydrogenase and the coenzyme nicotinamide adenine dinucleotide oxidized form (NAD + ) is formed on the surface of the optical waveguide layer 2.
【００６２】光源６より波長340nmの光が一定の角度で
第１のグレーティング３に入射する。入射した光は光導
波路層２内を反射して伝搬する際、光導波路層２表面に
エバネッセント波が生じる。エバネッセント波は、光導
波路層２表面に接している膜中の補酵素NAD+ により、グ
ルコースの濃度に応じて吸収され、光強度が減少する。
したがって、他端の第２グレーティング４から出射する
光の強度は、前記吸収に応じて減少する。この出射光の
光強度を受光素子７により測定する。Light having a wavelength of 340 nm from the light source 6 is incident on the first grating 3 at a fixed angle. The incident light is reflected on the inside of the optical waveguide layer 2 and propagates on the surface of the optical waveguide layer 2.
An evanescent wave occurs. Evanescent waves are light guided
The coenzyme of the film in contact with the waveguide layer 2 surface NAD +, grayed
It is absorbed according to the concentration of Lucose, and the light intensity decreases .
Therefore, the light exits from the second grating 4 at the other end.
The light intensity decreases in response to the absorption . The light intensity of the emitted light is measured by the light receiving element 7.
【００６３】試料溶液９中のグルコースは、グルコース
デヒドロゲナーゼの作用により膜１０中で以下の式(5)
のように反応する。Glucose in the sample solution 9 is converted into the following formula (5) in the membrane 10 by the action of glucose dehydrogenase.
React like.
【００６４】 グルコース ＋ NAD+ → グルコノラクトン ＋ NADH …(5)Glucose + NAD + → gluconolactone + NADH (5)
【００６５】ここで、NADHはニコチンアミドジヌクレオ
チド還元型である。Here, NADH is a nicotinamide dinucleotide reduced form.
【００６６】上式(5)から明らかなように、グルコース
の濃度に対応して、ここではNAD+がNADHに変換される。As is apparent from the above equation (5), NAD + is converted to NADH in accordance with the concentration of glucose.
【００６７】NADは波長340nm付近に特徴的な吸収を示
す。従って、本実施形態に係る平面光導波路型バイオケ
ミカルセンサにより出射した光の強度を測定することに
より、NADの量を求めることができ、最終的に試料溶液
９中のグルコース濃度を決定することができる。NAD exhibits a characteristic absorption around the wavelength of 340 nm. Therefore, by measuring the intensity of light emitted by the planar optical waveguide type biochemical sensor according to the present embodiment, the amount of NAD can be obtained, and finally the glucose concentration in the sample solution 9 can be determined. it can.
【００６８】酵素の種類によっては、NADの替わりにニ
コチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸酸化型（NA
DP+）を補酵素とするものもあるが、NADP+やNAD+と同様
に340nmの波長の光を吸収する性質があり、全く同様
に、本実施形態に係る平面光導波路型バイオケミカルセ
ンサにて測定することが可能である。Depending on the type of enzyme, nicotinamide adenine dinucleotide phosphorylated form (NA
Some have a coenzyme of DP + ), but have the property of absorbing light at a wavelength of 340 nm like NADP + and NAD +, and just like the planar optical waveguide type biochemical sensor according to the present embodiment. It is possible to measure.
【００６９】また、NAD+及びNADP+は励起光（360nm）を
照射することにより蛍光（460nm）を生じるが、NADH及
びNADPHは蛍光を生じない。NAD + and NADP + generate fluorescence (460 nm) when irradiated with excitation light (360 nm), whereas NADH and NADPH do not generate fluorescence.
【００７０】従って、本実施形態に係るバイオセンサに
おいて、受光素子８により蛍光強度を測定することによ
り、試料溶液中のグルコース濃度を測定することが可能
である。Therefore, in the biosensor according to the present embodiment, it is possible to measure the glucose concentration in the sample solution by measuring the fluorescence intensity with the light receiving element 8.
【００７１】NAD+やNADP+のような補酵素はグルコース
デヒドロゲナーゼの他に乳酸デヒドロゲナーゼ、アルコ
ールデヒドロゲナーゼ等の多数の酵素とカップリングす
ることが知られており、これらの酵素を使用することに
よりグルコースセンサと同様に乳酸やアルコールを測定
することが可能である。Coenzymes such as NAD + and NADP + are known to be coupled with a large number of enzymes such as lactate dehydrogenase and alcohol dehydrogenase in addition to glucose dehydrogenase. It is possible to measure lactic acid and alcohol in the same manner as described above.
【００７２】[0072]
【参考例】図３は、参考例の平面光導波路型バイオケミ
カルセンサの構成を説明するために断面を模式的に示し
た図であり、グルコース濃度の測定例を示している。REFERENCE EXAMPLE FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor of a reference example , and shows a measurement example of a glucose concentration.
【００７３】図３を参照して、基板１上に光導波路層２
が形成されており、その両端に第１及び第２のグレーテ
ィング３、４が形成されている。Referring to FIG. 3, an optical waveguide layer 2
Are formed, and first and second gratings 3 and 4 are formed at both ends thereof.
【００７４】光導波路層２の表面には酵素グルコースオ
キシダーゼとペルオキシダーゼ及び色素ABTS、すなわち
２，２′−アジノ−ビス（３−エチルベンゾチアゾリン
−６−スルフォニックアシッド）（2,2'-Azino-bis(3-e
thylbenzothiazoline-6-sulfonic Acid)）を含有する膜
１１が形成されている。On the surface of the optical waveguide layer 2, the enzymes glucose oxidase and peroxidase and the dye ABTS, that is, 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) (2,2'-Azino- bis (3-e
A film 11 containing thylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)) is formed.
【００７５】光源６より波長425nmの光が一定の角度で
第１のグレーティング３に入射する。入射した光は光導
波路層２内を反射して伝搬する際、光導波路層２表面に
エバネッセント波が生じる。このエバネッセント波を励
起光として、光導波路層２表面に接している膜中の色素
ABTSを含有する膜により、グルコース濃度に応じて吸収
されて、光強度が減少する。したがって、他端の第２グ
レーティング４から出射する光の強度は、前記吸収に応
じて減少する。この出射光の光強度を受光素子７により
測定する。Light having a wavelength of 425 nm from the light source 6 is incident on the first grating 3 at a fixed angle. The incident light is reflected on the inside of the optical waveguide layer 2 and propagates on the surface of the optical waveguide layer 2.
An evanescent wave occurs. Exciting this evanescent wave
Dye in the film in contact with the surface of the optical waveguide layer 2 as light emission
ABTS-containing membranes absorb light in response to glucose concentration and reduce light intensity . Therefore, the intensity of the light emitted from the second grating 4 at the other end depends on the absorption.
Decrease . The light intensity of the emitted light is measured by the light receiving element 7.
【００７６】試料溶液９中のグルコースはグルコースオ
キシダーゼの作用により膜１１中で次式(6)のように反
応する。Glucose in the sample solution 9 reacts in the membrane 11 by the action of glucose oxidase as shown in the following equation (6).
【００７７】 グルコース ＋ O2 → グルコノラクトン ＋ H2O2 …(6)Glucose + O 2 → gluconolactone + H 2 O 2 (6)
【００７８】生成した過酸化水素H2O2はペルオキシダー
ゼとABTSの存在下で次式(7)のように反応する。The produced hydrogen peroxide H 2 O 2 reacts with peroxidase in the presence of ABTS as shown in the following formula (7).
【００７９】 H2O2 ＋ ABTS（還元型） →2H2O ＋ ABTS（酸化型） …(7)H 2 O 2 + ABTS (reduced type) → 2H 2 O + ABTS (oxidized type) (7)
【００８０】ABTS（酸化型）は波長425nm付近に特徴的
な吸収を示す。従って、上記平面光導波路型バイオケミ
カルセンサにより、出射した光の強度を測定することに
より、ABTSの濃度を求めることができ、最終的に試料溶
液９中のグルコース濃度を決定することができる。ABTS (oxidized type) shows a characteristic absorption near a wavelength of 425 nm. Therefore, the ABTS concentration can be determined by measuring the intensity of the emitted light with the planar optical waveguide type biochemical sensor, and finally the glucose concentration in the sample solution 9 can be determined.
【００８１】このようにH2O2を生成する酵素は、グルコ
ースオキシダーゼの他に乳酸オキシダーゼ、アルコール
オキシダーゼなどの多数の酵素が知られており、これら
の酵素を使用することによりグルコースと同様に乳酸や
アルコールを測定することが可能である。As such enzymes for producing H 2 O 2 , many enzymes such as lactate oxidase and alcohol oxidase are known in addition to glucose oxidase. And alcohol can be measured.
【００８２】H2O2とカップリングする酸化還元色素はAB
TSの他にもアミノアンチピリンとフェノールがあり、光
の波長を選択すれば同様に測定することが可能である。The redox dye coupling with H 2 O 2 is AB
In addition to TS, there are aminoantipyrine and phenol, which can be similarly measured by selecting the wavelength of light.
【００８３】[0083]
【参考例】図４は、参考例の平面光導波路型バイオケミ
カルセンサの構成を説明するために断面を模式的に示し
た図であり、グルコース濃度の測定例を示している。REFERENCE EXAMPLE FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor of a reference example , and shows a measurement example of a glucose concentration.
【００８４】図４を参照して、基板１上に光導波路層２
が形成されており、その両端に第１、第２のグレーティ
ング３、４が形成されている。Referring to FIG. 4, an optical waveguide layer 2 is formed on a substrate 1.
Are formed, and first and second gratings 3 and 4 are formed at both ends thereof.
【００８５】光導波路層２の表面には酵素グルコースオ
キシダーゼとペルオキシダーゼ及び色素HPPA（3-(4-Hyd
roxyphenyl)propionic acid）を含有する膜１２が形成
されている。On the surface of the optical waveguide layer 2, the enzymes glucose oxidase and peroxidase and the dye HPPA (3- (4-Hyd
A film 12 containing (roxyphenyl) propionic acid) is formed.
【００８６】光源６より波長488nmの光が一定の角度で
グレーティング３に入射する。入射した光は光導波路層
２内を反射して伝搬する際、光導波路層２表面にエバネ
ッセント波が生じる。このエバネッセント波を励起光と
して、光導波路層２表面に接している膜中の色素HPPAよ
り、グルコース濃度に応じて蛍光が生じる。この蛍光強
度を受光素子８により測定する。試料溶液９中のグルコ
ースは膜１２中で上式(6)の反応によりH2O2が生成す
る。Light having a wavelength of 488 nm from the light source 6 enters the grating 3 at a fixed angle. When the incident light is reflected and propagated in the optical waveguide layer 2, the light is evanescent on the surface of the optical waveguide layer 2.
A scent wave is generated. Using the evanescent wave as excitation light, the dye HPPA in the film in contact with the surface of the optical waveguide layer 2
As a result, fluorescence is generated according to the glucose concentration . This fluorescence intensity is measured by the light receiving element 8. The glucose in the sample solution 9 generates H 2 O 2 in the membrane 12 by the reaction of the above formula (6).
【００８７】次に、ペルオキシダーゼは酸化還元色素で
あるHPPAの存在下で以下の式(8)のように作用する。Next, peroxidase acts as shown in the following formula (8) in the presence of the redox dye HPPA.
【００８８】 H2O2 ＋ HPPA（還元型） → 2H2O ＋ HPPA（酸化型） …(8)H 2 O 2 + HPPA (reduced type) → 2H 2 O + HPPA (oxidized type) (8)
【００８９】HPPA（酸化型）は蛍光を生じるので、平面
光導波路型バイオケミカルセンサにより、蛍光強度の変
化を測定することにより、溶液中のグルコースの濃度を
測定することが可能となる。Since HPPA (oxidized type) generates fluorescence, it is possible to measure the concentration of glucose in the solution by measuring the change in fluorescence intensity using a planar optical waveguide type biochemical sensor.
【００９０】[0090]
【参考例】図５は、参考例の平面光導波路型バイオケミ
カルセンサの構成を説明するために断面を模式的に示し
た図であり、水素イオン濃度（pH）測定例を示してい
る。REFERENCE EXAMPLE FIG. 5 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor of a reference example , and shows a measurement example of hydrogen ion concentration (pH).
【００９１】図５を参照して、基板１上に光導波路層２
が形成されており、その両端に第１、第２のグレーティ
ング３、４が形成されている。Referring to FIG. 5, an optical waveguide layer 2 is formed on a substrate 1.
Are formed, and first and second gratings 3 and 4 are formed at both ends thereof.
【００９２】光導波路層２の表面には水素イオン感受性
色素BCECF２′，７′−ビス（カルボキシエチル）−４
オア５−カルボキシフルオレセイン（2',7'-Bis(carbox
yethyl)-4 or 5-carboxyfluorescein)を含有する膜１３
で形成されている。The surface of the optical waveguide layer 2 has a hydrogen ion-sensitive dye BCECF2 ', 7'-bis (carboxyethyl) -4
Or 5-carboxyfluorescein (2 ', 7'-Bis (carbox
membrane 13 containing yethyl) -4 or 5-carboxyfluorescein)
It is formed with.
【００９３】光源６より波長488nmのアルゴンイオンレ
ーザ光が一定の角度で第１のグレーティング３に入射す
る。入射した光は光導波路層２内を反射して伝搬する
際、光導波路層２表面にエバネッセント波が生じる。エ
バネッセント波は、光導波路層２表面に接している膜中
の水素イオン感受性色素BCECFにより、水素イオン濃度
に応じてに吸収され、光強度が減少する。したがって、
他端の第２のグレーティング４から出射する光の光強度
を受光素子７により測定する。An argon ion laser beam having a wavelength of 488 nm from the light source 6 is incident on the first grating 3 at a fixed angle. The incident light is reflected and propagates in the optical waveguide layer 2.
At this time, an evanescent wave is generated on the surface of the optical waveguide layer 2. D
The vanescent wave is generated in the film in contact with the surface of the optical waveguide layer 2.
The hydrogen ion-sensitive dye BCECF, a hydrogen ion concentration
And the light intensity decreases. Therefore,
The light intensity of the light emitted from the second grating 4 at the other end is measured by the light receiving element 7.
【００９４】BCECFの波長488nmにおける吸収は、試料溶
液９中の水素イオン濃度によって変化するので、平面光
導波路型バイオケミカルセンサにより光強度を測定する
ことにより水素イオン濃度を求めることができる。Since the absorption of BCECF at a wavelength of 488 nm changes depending on the hydrogen ion concentration in the sample solution 9, the hydrogen ion concentration can be obtained by measuring the light intensity with a planar optical waveguide type biochemical sensor.
【００９５】また、BCECFの蛍光強度は試料溶液中のpH
によって変化する。すなわち、上記センサにおいて波長
488nmのアルゴンイオンレーザ光を励起光として照射
し、波長535nmの蛍光強度を受光素子８により測定する
ことにより、試料溶液の水素イオン濃度を測定すること
が可能である。The fluorescence intensity of BCECF is determined by measuring the pH in the sample solution.
Varies by. That is, the wavelength
It is possible to measure the hydrogen ion concentration of the sample solution by irradiating 488 nm argon ion laser light as excitation light and measuring the fluorescence intensity at a wavelength of 535 nm by the light receiving element 8.
【００９６】水素イオン感受性色素BCECF以外にも、Que
ne 1 ８−アミノ−２−（トランス−２−アミノスチリ
ル）−６−メトキシキノリン−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テ
トラアセテックアシッド，テトラポタシウムソルト（8-
Amino-2-(trans-2-aminostyryl)-6-methoxyquinoline-
N,N,N',N',-tetraacetic acid, tetrapotassium sal
t）, HPTS, NERF, SNAFL, SNARF等数多く知られている
が、使用する光源の波長を選択することにより、BCECF
と同様に平面光導波路型バイオケミカルセンサにより水
素イオン濃度測定を実現することが可能である。In addition to the hydrogen ion-sensitive dye BCECF, Que
ne 1 8-amino-2- (trans-2-aminostyryl) -6-methoxyquinoline-N, N, N ′, N′-tetraacetec acid, tetrapotassium salt (8-
Amino-2- (trans-2-aminostyryl) -6-methoxyquinoline-
N, N, N ', N',-tetraacetic acid, tetrapotassium sal
t), HPTS, NERF, SNAFL, SNARF and many others are known, but by selecting the wavelength of the light source to be used, the BCECF
In the same manner as described above, the hydrogen ion concentration measurement can be realized by the planar optical waveguide type biochemical sensor.
【００９７】水素イオンの他に、例えばカルシウムイオ
ンに感受性のある色素としてFluo 3１，［２−アミノ−
５−（２，７−ジクロロ−６−ヒドロキシ−３−オキシ
−９−ザンセニル）フェノキシ］−２−（２−アミノ−
５−メチルフェノキシ）エタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′，
−テトラアセティックアシッド（1-[2-Amino-5-(2,7-di
chloro-6-hydroxy-3-oxy-9-xanthenyl)phenoxy]-2-(2-a
mino-5-methylphenoxy)ethane-N,N,N',N',-tetraacetic
acid）が知られているが、水素イオンの場合と同様に
平面光導波路型バイオケミカルセンサによりカルシウム
イオン濃度の測定を実現することが可能である。In addition to hydrogen ions, for example, Fluo 31,1,2-amino-
5- (2,7-dichloro-6-hydroxy-3-oxy-9-zansenyl) phenoxy] -2- (2-amino-
5-methylphenoxy) ethane-N, N, N ', N',
−Tetraacetylic acid (1- [2-Amino-5- (2,7-di
chloro-6-hydroxy-3-oxy-9-xanthenyl) phenoxy] -2- (2-a
mino-5-methylphenoxy) ethane-N, N, N ', N',-tetraacetic
acid) is known, but it is possible to realize the measurement of the calcium ion concentration by a planar optical waveguide type biochemical sensor as in the case of hydrogen ions.
【００９８】[0098]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る平面
光導波路型バイオケミカルセンサは、平面光導波路上に
分子認識機能及び情報変換機能として、補欠分子族を含
む酵素を含有する膜を形成するようにしたことにより、
センサ応用の高精度化及び高感度化が実現できるという
効果がある。As described above, the planar optical waveguide type biochemical sensor according to the present invention includes a prosthetic group as a molecular recognition function and an information conversion function on a planar optical waveguide.
By forming a membrane containing enzymes
There is an effect that high accuracy and high sensitivity of sensor application can be realized.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る平面光導波路型
バイオケミカルセンサの構成を説明するために断面を模
式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施形態に係る平面光導波路型
バイオケミカルセンサの構成を説明するために断面を模
式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施形態に係る平面光導波路型
バイオケミカルセンサの構成を説明するために断面を模
式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施形態に係る平面光導波路型
バイオケミカルセンサの構成を説明するために断面を模
式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５の実施形態に係る平面光導波路型
バイオケミカルセンサの構成を説明するために断面を模
式的に示した図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing a cross section for explaining a configuration of a planar optical waveguide type biochemical sensor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】従来の光ファイバ型バイオセンサの一例を説明
するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a conventional optical fiber type biosensor.
【図７】従来の平面光導波路型バイオセンサの一例を説
明するための図である。FIG. 7 is a view for explaining an example of a conventional planar optical waveguide type biosensor.
１ 基板 ２ 光導波路層 ３ グレーティング ４ グレーティング ５ グルコースオキシダーゼ固定化膜 ６ 光源 ７ 受光素子 ８ 受光素子 ９ 試料溶液 １０ グルコースデヒドロゲナーゼとNADを含有する膜 １１ グルコースオキシダーゼとペルオキシダーゼとAB
TSを含有する膜 １２ グルコースオキシダーゼとペルオキシダーゼとHP
PAを含有する膜 １３ BCECFを含有する膜 １４ 光ファイバ １５ ペニシリナーゼ １６ フルオレセイン １７ 試料溶液 １８ アルゴンイオンレーザ光 １９ 蛍光 ２０ ガラス基板 ２１ 平面光導波路 ２２ 酸化タングステン薄膜 ２３ パン酵母 ２４ テフロンメンブレン ２５ グレーティング ２６ グレーティング ２７ レーザ装置 ２８ 光センサ ２９ 紫外光源 ３０ 試料溶液DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Optical waveguide layer 3 Grating 4 Grating 5 Glucose oxidase immobilization film 6 Light source 7 Light receiving element 8 Light receiving element 9 Sample solution 10 Film containing glucose dehydrogenase and NAD 11 Glucose oxidase, peroxidase and AB
TS containing membrane 12 Glucose oxidase, peroxidase and HP
Film containing PA 13 Film containing BCECF 14 Optical fiber 15 Penicillinase 16 Fluorescein 17 Sample solution 18 Argon ion laser light 19 Fluorescence 20 Glass substrate 21 Planar optical waveguide 22 Tungsten oxide thin film 23 Baker's yeast 24 Teflon membrane 25 Grating 26 Grating 27 Laser device 28 Optical sensor 29 Ultraviolet light source 30 Sample solution
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−109998（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−181743（ＪＰ，Ａ) 特表 昭63−500631（ＪＰ，Ａ) 特表 平２−504313（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−507708（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/74 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-109998 (JP, A) JP-A-6-181743 (JP, A) JP-A-63-5006331 (JP, A) JP-A-2-2 504313 (JP, A) Special Table 6-507708 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21/00-21/01 G01N 21/17-21/74
Claims (2)
と、該基板上の該光導波路層の両端部に形成された第
１、第２のグレーティングと、該光導波路層の上に形成
された補欠分子族を含む酵素を含有する膜と、光源とな
る発光手段と、受光手段と、を含み、 前記膜の一端は試料を含む媒体に接して配設され、 前記発光手段から前記第１のグレーティングを通して前
記光導波路層内に光を導入し、 前記第２のグレーティングを通して出力される光強度を
前記受光手段で測定し、 前記光導波路層内に導入された光により前記光導波路層
表面に発生するエバネッセント波の前記酵素による吸収
量に基づき前記試料の濃度を測定することを特徴とする
平面光導波路型バイオケミカルセンサ。A substrate, an optical waveguide layer formed on the substrate, first and second gratings formed on both ends of the optical waveguide layer on the substrate; A film containing an enzyme containing a prosthetic group formed on the substrate, a light emitting unit serving as a light source, and a light receiving unit. One end of the film is disposed in contact with a medium containing a sample, and Introducing light into the optical waveguide layer through the first grating, measuring light intensity output through the second grating with the light receiving unit, and using the light introduced into the optical waveguide layer to measure the optical waveguide A planar optical waveguide type biochemical sensor, wherein the concentration of the sample is measured based on an absorption amount of an evanescent wave generated on a layer surface by the enzyme.
と、該基板上の該光導波路層の端部に形成されたグレー
ティングと、該光導波路層の上に形成された補欠分子族
を含む酵素を含有する膜と、光源となる発光手段と、受
光手段と、を含み、 前記膜の一端は試料を含む媒体に接して配設され、 前記発光手段から前記グレーティングを通して前記光導
波路層内に光を導入し、 前記光導波路層内に導入された光により前記光導波路層
表面に発生するエバネッセント波によって励起されるこ
とにより前記酵素より生じる蛍光の強度を前記受光手段
で測定し、前記蛍光強度に基づき前記試料の濃度を測定
することを特徴とする平面光導波路型バイオケミカルセ
ンサ。2. A substrate, an optical waveguide layer formed on the substrate, a grating formed on an end of the optical waveguide layer on the substrate, and a prosthetic molecule formed on the optical waveguide layer. Tribe
A film containing the enzyme including, comprising: a light emitting means comprising a light source, a light receiving means, the one end of the membrane is disposed in contact with the medium containing the sample, the optical waveguide layer through the grating from said light emitting means Introducing light into the optical waveguide layer, the intensity of the fluorescence generated from the enzyme by being excited by an evanescent wave generated on the optical waveguide layer surface by the light introduced into the optical waveguide layer is measured by the light receiving means, A planar optical waveguide type biochemical sensor, wherein the concentration of the sample is measured based on fluorescence intensity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24090195A JP3236199B2 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Planar optical waveguide type biochemical sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24090195A JP3236199B2 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Planar optical waveguide type biochemical sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0961346A JPH0961346A (en) | 1997-03-07 |
| JP3236199B2 true JP3236199B2 (en) | 2001-12-10 |
Family
ID=17066371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24090195A Expired - Fee Related JP3236199B2 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | Planar optical waveguide type biochemical sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3236199B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006208359A (en) * | 2004-12-27 | 2006-08-10 | Toshiba Corp | Optical waveguide type biochemical sensor chip and manufacturing method thereof |
| US7269308B2 (en) | 2005-09-29 | 2007-09-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical waveguide type biochemical sensor chip and method of manufacturing the same |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2801977B1 (en) * | 1999-12-02 | 2002-05-17 | Commissariat Energie Atomique | AMPLIFICATION OF A FLUORESCENCE SIGNAL EMITTED BY A SURFACIC SAMPLE |
| US6510263B1 (en) * | 2000-01-27 | 2003-01-21 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Waveguide plate and process for its production and microtitre plate |
| JP3586237B2 (en) * | 2001-11-22 | 2004-11-10 | 株式会社東芝 | Optical waveguide type biochemical sensor |
| US6903815B2 (en) | 2001-11-22 | 2005-06-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical waveguide sensor, device, system and method for glucose measurement |
| JP3586244B2 (en) * | 2002-01-16 | 2004-11-10 | 株式会社東芝 | Portable inspection device and portable inspection system |
| JP3682270B2 (en) * | 2002-01-16 | 2005-08-10 | 株式会社東芝 | Optical waveguide type glucose sensor |
| JP3730652B2 (en) * | 2002-01-16 | 2006-01-05 | 株式会社東芝 | Optical waveguide type glucose sensor |
| US7678567B2 (en) | 2004-07-26 | 2010-03-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical biosensor |
| EP1621869B1 (en) * | 2004-07-26 | 2015-08-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical biosensor |
| CN100449313C (en) * | 2004-07-30 | 2009-01-07 | 株式会社东芝 | Optical Biosensor |
| WO2006038367A1 (en) | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Niigata University | Substance adsorption detecting method and sensor |
| JP4558448B2 (en) * | 2004-11-01 | 2010-10-06 | テルモ株式会社 | Optical waveguide and fluorescent sensor using the optical waveguide |
| GB0424458D0 (en) * | 2004-11-04 | 2004-12-08 | Mesophotonics Ltd | Metal nano-void photonic crystal for enhanced raman spectroscopy |
| JP2006167428A (en) * | 2004-11-16 | 2006-06-29 | Sysmex Corp | Analyte extraction device, analyzer, analyte extraction method, and analysis method |
| JP2006153497A (en) | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Toshiba Corp | Method for preparing coating solution for glucose sensing film and method for producing optical glucose sensor chip |
| JP4823330B2 (en) * | 2004-12-27 | 2011-11-24 | 株式会社東芝 | Optical waveguide type biochemical sensor chip and measuring method for measuring object |
| JP2007178325A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Toshiba Corp | Optical measuring device inspection chip, optical measuring device inspection method, optical measuring device manufacturing method, and optical measuring device usage method |
| JP2007244736A (en) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Toshiba Corp | Biological component measuring apparatus and biological component measuring method |
| JP4916748B2 (en) * | 2006-03-30 | 2012-04-18 | シスメックス株式会社 | Analysis apparatus and analysis method |
| JP4846467B2 (en) * | 2006-06-30 | 2011-12-28 | 株式会社東芝 | Color reaction detection device and method for producing the same |
| JP5122930B2 (en) * | 2007-12-12 | 2013-01-16 | パナソニックヘルスケア株式会社 | Evanescent wave generator and observation apparatus using the same |
| JP5175536B2 (en) * | 2007-12-12 | 2013-04-03 | パナソニックヘルスケア株式会社 | Evanescent wave generator and observation apparatus using the same |
| JP4649467B2 (en) * | 2007-12-17 | 2011-03-09 | 株式会社東芝 | Optical biosensor |
| JP5083768B2 (en) * | 2008-01-17 | 2012-11-28 | 国立大学法人 東京医科歯科大学 | Biosensor system |
| EP2741074A1 (en) * | 2012-12-04 | 2014-06-11 | F. Hoffmann-La Roche AG | Device for use in the detection of binding affinities |
| US11353399B2 (en) | 2017-03-30 | 2022-06-07 | Asahi Kasel Microdevices Corporation | Optical waveguide, optical concentration measuring device, and method for manufacturing optical waveguide |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3433946A1 (en) * | 1984-09-15 | 1986-03-27 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | AGENT AND METHOD FOR DETECTING HYDROGEN PEROXIDE |
| AU592096B2 (en) * | 1985-06-26 | 1990-01-04 | Jose Remacle | Support used in bioluminescent dosing of enzymes, substrates or enzymatic inhibitors |
| EP0244394B1 (en) * | 1986-04-23 | 1992-06-17 | AVL Medical Instruments AG | Sensor element for determining the concentration of substances |
| JPS6347639A (en) * | 1986-08-13 | 1988-02-29 | Hamamatsu Photonics Kk | Apparatus for measuring concentration of hydrogen ion |
| GB8807486D0 (en) * | 1988-03-29 | 1988-05-05 | Ares Serono Res & Dev Ltd | Waveguide sensor |
| GB9111912D0 (en) * | 1991-06-04 | 1991-07-24 | Fisons Plc | Analytical methods |
| DE4334949A1 (en) * | 1992-10-14 | 1994-05-19 | Bard Inc C R | New nitrogen substd. phenol red dyes and sulphonaphthalein - having amino or nitro gps. and prepn. from amino sulphobenzoic anhydride and phenols and bondable to e.g. polymeric matrix for pH indicators |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP24090195A patent/JP3236199B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006208359A (en) * | 2004-12-27 | 2006-08-10 | Toshiba Corp | Optical waveguide type biochemical sensor chip and manufacturing method thereof |
| US7269308B2 (en) | 2005-09-29 | 2007-09-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical waveguide type biochemical sensor chip and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0961346A (en) | 1997-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3236199B2 (en) | Planar optical waveguide type biochemical sensor | |
| Trettnak et al. | Fully reversible fibre-optic glucose biosensor based on the intrinsic fluorescence of glucose oxidase | |
| US5340722A (en) | Method for the determination of the concentration of an enzyme substrate and a sensor for carrying out the method | |
| Seitz et al. | Chemical sensors based on immobilized indicators and fiber optics | |
| Wolfbeis et al. | Sol–gel based glucose biosensors employing optical oxygen transducers, and a method for compensating for variable oxygen background | |
| Trettnak et al. | Fibre-optic glucose sensor with a pH optrode as the transducer | |
| Kuswandi et al. | Optical fibre biosensors based on immobilised enzymes | |
| Zhu et al. | A novel flow through optical fiber biosensor for glucose based on luminol electrochemiluminescence | |
| Marazuela et al. | Free cholesterol fiber-optic biosensor for serum samples with simplex optimization | |
| JPH06507708A (en) | Analysis method | |
| US4621059A (en) | Apparatus for measuring velocity of enzyme reaction | |
| Mishra et al. | Phenolic-compounds sensor based on immobilization of tyrosinase in polyacrylamide gel on long-period fiber grating | |
| Fu et al. | Signal-enhanced multi-core fiber-based WaveFlex biosensor for ultra-sensitive xanthine detection | |
| Schaffar et al. | Chemically mediated fiberoptic biosensors | |
| RU2149182C1 (en) | Biosensor for detection of nitrate or nitrite ions and methods of detection of nitrate or/and nitrate ions | |
| JPH08504268A (en) | Optical analysis sensor | |
| Arnold | Fluorophore-and chromophore-based fiberoptic biosensors | |
| Zhang et al. | Dual-enzyme fiber optic biosensor for pyruvate | |
| Blum et al. | Design of luminescence photobiosensors | |
| Gautier et al. | Alternate determination of ATP and NADH with a single bioluminescence-based fiber-optic sensor | |
| Abdel-Latif et al. | Enzyme-based fiber optic sensor for glucose determination | |
| JPH0695955B2 (en) | Method for measuring enzyme substrate concentration and optical sensor used in the method | |
| US8431410B2 (en) | Amine-N-oxide redox indicators for fluorimetric determination of analytes | |
| Schubert et al. | Fibre optic fluorometric enzyme sensors for hydrogen peroxide and lactate, based on horseradish peroxidase and lactate oxidase | |
| US5741660A (en) | Method of measuring enzyme reaction by Raman scattering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980602 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |