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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-151033(P2017-151033A)
(43)【公開日】2017年8月31日
(54)【発明の名称】光学式センサー及び光学式センサーの製造方法
(51)【国際特許分類】
G01N 21/41 20060101AFI20170804BHJP
【ＦＩ】
G01N21/41 102
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2016-35847(P2016-35847)
(22)【出願日】2016年2月26日
(71)【出願人】
【識別番号】000004444
【氏名又は名称】ＪＸＴＧエネルギー株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】505127721
【氏名又は名称】公立大学法人大阪府立大学
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100169454
【弁理士】
【氏名又は名称】平野 裕之
(74)【代理人】
【識別番号】100176658
【弁理士】
【氏名又は名称】和田 謙一郎
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 達郎
(72)【発明者】
【氏名】福田 真林
【テーマコード（参考）】
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G059AA01
2G059AA06
2G059BB11
2G059BB12
2G059CC16
2G059EE01
2G059EE02
2G059EE12
2G059HH02
2G059JJ01
2G059JJ17
2G059KK01
(57)【要約】
【課題】製造が容易な光学式センサー及び光学式センサーの製造方法を提供する。【解決手段】一実施形態に係る光学式センサー１０は、所定の被検査物２０を検出する光学式センサーであり、フォトニック結晶構造１４が主面１２ａに形成されている基板１２を備え、フォトニック結晶構造の表面の材料は、フッ素系樹脂であり、所定の被検査物を認識する認識素子２２がフォトニック結晶構造の表面に直接固定されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の被検査物を検出する光学式センサーあって、
フォトニック結晶構造が主面に形成されている基板を備え、
前記フォトニック結晶構造の表面の材料は、フッ素系樹脂であり、
前記所定の被検査物を認識する認識素子が前記フォトニック結晶構造の前記表面に直接固定されている、
光学式センサー。
フォトニック結晶構造が主面に形成されている基板を備え、
前記フォトニック結晶構造の表面の材料は、フッ素系樹脂であり、
前記所定の被検査物を認識する認識素子が前記フォトニック結晶構造の前記表面に直接固定されている、
光学式センサー。
【請求項2】
前記認識素子は、疎水性相互作用により前記表面に固定されている、
請求項１に記載の光学式センサー。
請求項１に記載の光学式センサー。
【請求項3】
前記フォトニック結晶構造は、所定の直径を有する複数の柱又は孔が所定の周期で配列された構造を有し、
前記所定の直径は、５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、
前記所定の周期は、５０ｎｍ〜１０００ｎｍである、
請求項１又は２に記載の光学式センサー。
前記所定の直径は、５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、
前記所定の周期は、５０ｎｍ〜１０００ｎｍである、
請求項１又は２に記載の光学式センサー。
【請求項4】
所定の被検査物を検出する光学式センサーの製造方法であって、
基板の主面に形成されているフォトニック結晶構造の表面に、前記所定の被検査物と特異的に結合する認識素子を直接固定する固定工程を備え、
前記表面の材料がフッ素系樹脂である、
光学式センサーの製造方法。
基板の主面に形成されているフォトニック結晶構造の表面に、前記所定の被検査物と特異的に結合する認識素子を直接固定する固定工程を備え、
前記表面の材料がフッ素系樹脂である、
光学式センサーの製造方法。
【請求項5】
前記固定工程では、前記認識素子を含む溶液を、前記表面に滴下して前記認識素子を前記表面に固定する、
請求項４に記載の光学式センサーの製造方法。
請求項４に記載の光学式センサーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学式センサー及び光学式センサーの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光学式センサーとして、所定の被検査物に特異的に結合する認識素子を用いたセンサーがある。このような光学式センサーが有する基板には、予め認識素子が固定されている。検査すべき検査液を上記基板に滴下すると、検査液に所定の被検査物が含まれていれば、その所定の被検査物は、認識素子に結合する。よって、検査液の滴下の前後で、光学式センサーの光学的性質が変化するので、その変化の有無を検出することで、所定の被検査物が検査液に含まれているか否かを判定できる。
【0003】
特許文献１では、上記光学式センサーの一例として、フォトニック結晶として機能する凹凸構造と、凹凸構造の表面に形成され局在表面プラズモン共鳴を励起可能な金属層を具備する光学式センサーが開示されている。この光学式センサーでは、金属層に対して、所定の被検査物に特異的に吸着する吸着素子（認識素子）が固定されている。そして、光学式センサーへの検査液の滴下前後において、光学式センサーに光を照射して得られるフォトニック結晶及び局在表面プラズモン共鳴それぞれに起因する反射スペクトルの変化により、被検査物の検査を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５４８８４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
光学式センサーでは、特許文献１に例示されているように、センサー側に所定の被検査物と特異的に結合する認識素子を固定する必要がある。従来、認識素子を固定するために、認識素子を固定すべき基板の表面に所定の官能基を現出させる必要があり、例えば、基板表面のプラズマ処理、化学的修飾処理などを実施していた。しかしながら、このような下処理に時間を要するため、光学式センサーの製造が煩雑であった。
【0006】
そこで、本発明は、製造が容易な光学式センサー及び光学式センサーの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一側面に係る光学式センサーは、所定の被検査物を検出する光学式センサーあり、フォトニック結晶構造が主面に形成されている基板を備え、上記フォトニック結晶構造の表面の材料は、フッ素系樹脂であり、上記所定の被検査物を認識する認識素子が上記フォトニック結晶構造の上記表面に直接固定されている。
【0008】
上記基板に形成されたフォトニック結晶構造の表面の材料がフッ素系樹脂であることから、認識素子を上記表面に直接固定される。そのため、認識素子を表面に固定するために表面の下処理（化学的修飾処理、プラズマ処理など）が不要である。そのため、光学式センサーの製造が容易である。本明細書において、認識素子が表面に「直接固定」されているとは、認識素子が、フッ素系樹脂と吸着しているという意味である。
【0009】
上記認識素子は、疎水性相互作用により上記表面に固定されていてもよい。
【0010】
上記フォトニック結晶構造は、所定の直径を有する複数の柱又は孔が所定の周期で配列された構造を有し、上記所定の直径は、５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、上記所定の周期は、５０ｎｍ〜１０００ｎｍであってもよい。
【0011】
本発明の他の側面に係る光学式センサーの製造方法は、所定の被検査物を検出する光学式センサーの製造方法であり、基板の主面に形成されているフォトニック結晶構造の表面に、上記所定の被検査物と特異的に結合する認識素子を直接固定する固定工程を備え、上記表面の材料がフッ素系樹脂である。
【0012】
上記光学式センサーの製造方法では、フォトニック結晶構造の表面の材料であり、上記固定工程で認識素子を基板の表面に直接固定するので、表面への化学的修飾処理などが不要である。よって、光学式センサーを容易に製造できる。
【0013】
上記固定工程では、認識素子を含む溶液を、上記表面に滴下して上記認識素子を上記表面に固定し得る。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、容易に製造可能な光学式センサー及び光学式センサーの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図7】図７は、検証１におけるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるフィルムの蛍光画像を示す図面であり、（ａ）は、認識素子を固定する前の画像を示す図であり、（ｂ）は、認識素子を固定した後の画像を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【0017】
図１及び図２に模試的に示した光学式センサー１０は、所定の被検査物２０を検出するためのセンサーである。光学式センサー１０は、例えばガン診断、生活習慣病、感染症等の医療診断、食品衛生検査、環境モニタリングなどに使用されるバイオセンサーであり得る。光学式センサー１０は、基板１２を備える。
【0018】
基板１２の主面１２ａには、フォトニック結晶構造１４が形成されている。フォトニック結晶構造１４は、図１に模式的に一点鎖線で示したように、主面１２ａにおけるセンサー領域１６に形成されてもよいし、又は主面１２ａ全体に形成されてもよい。
【0019】
フォトニック結晶構造１４は、フォトニック結晶として機能する凹凸構造を有する。本実施形態では、基板１２の主面１２ａに複数の孔１８が２次元的に周期配列されることによって、フォトニック結晶構造１４が形成されている。
【0020】
孔１８の形状及び大きさ並びに周期ｐは、フォトニック結晶として機能するように設定されればよい。孔１８の平面視形状（基板１２の厚さ方向から見た形状）の例は、所定の直径ｄを有する円である。上記所定の直径ｄの例は、５０ｎｍ〜５００ｎｍである。複数の孔１８は、所定の周期ｐで配列されている。所定の周期ｐの例は、５０ｎｍ〜１０００ｎｍである。孔１８の深さＤは、例えば１００ｎｍ〜２０００ｎｍである。一実施形態において、平面視形状が円形である孔１８の直径ｄ及び周期ｐは共に２３０ｎｍであり、孔１８の深さＤは、２００ｎｍである。周期ｐは、隣接する孔１８の中心線間の距離、又は、隣接する孔１８の中心線を含む平面で基板１２を切断した場合の断面において、隣接する孔１８の対応する面の間の距離である。
【0021】
上記フォトニック結晶構造１４は、例えばナノインプリント技術を利用して形成される。ナノインプリント技術としては、熱インプリント技術でもよいし、又は、光インプリント技術でもよい。フォトニック結晶構造１４は、その他の微細加工技術を用いて形成されてもよい。
【0022】
基板１２の平面視形状は、限定されない。基板１２の平面視形状は、例えば正方形又は矩形といった四角形又は円形である。基板１２の大きさは、フォトニック結晶構造１４を形成可能であると共に、光学式センサー１０として取り扱いが容易なように設定されていればよい。基板１２は、例えばチップ状を呈する。光学式センサー１０は、基板１２を支持しる支持板を備えていてもよい。その場合、支持板は例えば基板１２を脱着自在に取り付けられるように構成されてもよい。
【0023】
基板１２の材料の例は、フッ素系モノマー又はその重合体（フッ素系樹脂）である。より具体的には、基板１２は、フッ素原子を含まないモノマーを主成分として含むと共に、含フッ素モノマーを含む組成物（以下、「基板用組成物」と称す）により形成される。基板用組成物における主成分とは、その成分の含有量が基板用組成物の総量に対して５０質量％以上であることを意味しており、含有量は、例えば５０質量％以上９８質量％以下であり、８０質量％以上９０質量％以下であり得る。含フッ素モノマーの含有量は、例えば０．１質量％以上４０質量％以下であり、５質量％以上１５質量％以下であり得る。上記基板用組成物は、実質的に溶剤を含まなくてもよい。実質的に溶剤を含まないとは、溶剤を全く含まないことと共に、組成物の調製において使用された溶剤がほとんど除去されていることを含む意味である。
【0024】
[フッ素原子を含まないモノマー]フッ素原子を含まないモノマーは、基板用組成物における主成分であり、重合性基を有するモノマーであればよい。基板用組成物における主成分であるモノマーとしては、例えばアクリロイル基又はメタクリロイル基を有するモノマー、ビニル基を有するモノマー、アリル基を有するモノマー、オキシラニル基を有するモノマー、アダマンチル基を有するモノマー等が挙げられる。フッ素原子を含まないモノマーにおける重合性基の数は、例えば１〜４個である。基板用組成物における主成分であるモノマーは、主成分用の１種のモノマーでもよいし、又は主成分用の２種以上のモノマーを含んでもよい。基板用組成物における主成分であるモノマーの分子量は、例えば１００以上５００以下であり、２００以上４００以下とし得る。
【0025】
重合性基を有するモノマーとしては、例えば（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、アリルエーテル、アリルエステル、スチレン系化合物等が挙げられる。本明細書において、（メタ）アクリル酸は、アクリル酸とメタクリル酸の総称であり、（メタ）アクリレートは、アクリレートとメタクリレートの総称であり、（メタ）アクリルアミドは、アクリルアミドとメタクリルアミドの総称である。
【0026】
（メタ）アクリレートとしては、例えばフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリール（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、メチルアダマンチル（メタ）アクリレート、エチルアダマンチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアダマンチル（メタ）アクリレート、アダマンチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート等のモノ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【0027】
（メタ）アクリレートの他の例としては、 １，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【0028】
（メタ）アクリレートの更に他の例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタアエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等のトリ（メタ）アクリレートが挙げられる。ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の重合性基を４個以上有する（メタ）アクリレートであってもよい。
【0029】
ビニルエーテルとしては、例えばエチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル、４−ヒドロキシブチルビニルエーテル等の（ヒドロキシアルキル）ビニルが挙げられる。
【0030】
ビニルエステルとしては、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、（イソ）酪酸ビニル、吉草酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステルが挙げられる。
【0031】
アリルエーテルとしては、例えばエチルアリルエーテル、プロピルアリルエーテル、（イソ）ブチルアリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル等のアルキルアリルエーテルが挙げられる。
【0032】
オキシラニル基を有するモノマーとしては、例えばエポキシ基を有するモノマー、オキセタン基を有するモノマー、オキサゾリン基を有するモノマーが挙げられる。
【0033】
[含フッ素モノマー]含フッ素モノマーは、重合性基を有する含フッ素モノマーであればよい。含フッ素モノマーとしては、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する含フッ素モノマー、ビニル基を有する含フッ素モノマー、フルオロビニル基を有する含フッ素モノマー、アリル基を有する含フッ素モノマー、オキシラニル基を有する含フッ素モノマー等が挙げられる。含フッ素モノマーにおける重合性基の数は、例えば１〜４個である。
【0034】
含フッ素モノマー中のフッ素含有量は、例えば４０質量％以上７０質量％以下であり、４５質量％以上６５質量％以下であり得る。フッ素含有量とは、含フッ素モノマーを構成するすべての原子の総質量に対するフッ素原子の質量の割合である。含フッ素モノマーの分子量は、例えば２００以上５０００以下であり、２５０以上１０００以下であり得る。含フッ素モノマーは１種の含フッ素モノマーでもよいし、２種以上の含フッ素モノマーを含んでもよい。
【0035】
含フッ素モノマーは、下記式（１）又は式（２）で表される化合物であり得る。ＣＦ２＝ＣＡａ１−Ａｂ−ＣＡａ２＝ＣＨ２ （１）
（ＣＨ２＝ＣＡｃＣＯＯ）ｎＡａＦ （２）
【0036】
上記式（１）において、Ａａ１は、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜３のアルキル基又は炭素数１〜３のフルオロアルキル基を示しており、Ａａ２は、水素原子、フッ素原子、炭素数１〜３のアルキル基又は炭素数１〜３のフルオロアルキル基を示しており、Ａｂは酸素原子、式−ＮＡａ３−（Ａａ３は、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、アルキルカルボニル基又はトシル基を示している）で表される基、又は、官能基を有していてもよい２価有機基を示している。本明細書において、以下同様である。
【0037】
上記式（２）において、ｎは１〜４の整数を示しており、Ａｃは水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基を示しており、ＡａＦは炭素数１〜３０のｎ価含フッ素有機基を示している。
【0038】
式（１）で表される化合物におけるＡｂが２価有機基である場合、Ａｂは、例えば、メチレン、ジメチレン、トリメチレン、テトラメチレン、オキシメチレン、オキシジメチレン、オキシトリメチレン及びジオキシメチレンからなる群から選ばれる基を主鎖とし、その主鎖中の水素原子が、フッ素原子、水酸基、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基、炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入された炭素数１〜６のアルキル基、及び炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入された炭素数１〜６のヒドロキシアルキル基から選ばれる基で置換された基であり、かつ、その基中の炭素原子−水素原子結合を形成する水素原子の１個以上がフッ素原子で置換された基である。よって、Ａｂは、−ＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）（ＯＨ）−、−ＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）（ＯＣＨ２ＯＣＨ３）ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２Ｃ（ＣＦ３）２ＯＨ）ＣＨ２−、又は−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２Ｃ（ＣＦ３）２ＯＨ）−であり得る。ただし、基の向きは左側がＣＦ２＝ＣＡａ１−に結合することを意味する。
【0039】
式（２）で表される化合物におけるｎは、例えば１又は２である。Ａｃは、例えば水素原子又はメチル基である。ＡａＦの炭素数は、例えば４〜２４である。
【0040】
ｎが１である場合、ＡａＦは１価含フッ素有機基である。１価含フッ素有機基は、例えば炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入されていてもよいポリフルオロアルキル基を有する１価含フッ素有機基であり得る。そのような１価含フッ素有機基としては、例えば式−（ＣＨ２）ｆ１ＡａＦ１、−ＳＯ２ＮＡａ４（ＣＨ２）ｆ１ＡａＦ１、又は−（Ｃ＝Ｏ）ＮＡａ４（ＣＨ２）ｆ１ＡａＦ１で表される基（ただし、ｆ１は、１〜３の整数を示しており、ＡａＦ１は、炭素数４〜１６の炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入されていてもよいポリフルオロアルキル基を示しており、Ａａ４は水素原子、メチル基、又はエチル基を示している）であり得る。ポリフルオロアルキル基（ＡａＦ１）としては、例えばペルフルオロアルキル基であり、より具体的には、例えば直鎖状ペルフルオロアルキル基である。
【0041】
ｎが２である場合、ＡａＦは２価含フッ素有機基である。２価含フッ素有機基は、例えば炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入されていてもよいポリフルオロアルキレン基であり得る。より具体的には、２価含フッ素有機基は、式−（ＣＨ２）ｆ２ＡａＦ２（ＣＨ２）ｆ３−で表される基（ただし、ｆ２及びｆ３のそれぞれは、１〜３の整数を示しており、ＡａＦ２は、炭素数４〜１６の炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入されていてもよいポリフルオロアルキレン基を示している）であり得る。ポリフルオロアルキレン基（ＡａＦ２）としては、例えばペルフルオロアルキレン基であり、より具体的には例えば直鎖状ペルフルオロアルキレン基、炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入されかつトリフルオロメチル基を側鎖に有するペルフルオロオキシアルキレン基等が挙げられる。
【0042】
基板用組成物は、含フッ素界面活性剤及び含フッ素ポリマーのうちの少なくとも一方を０．１質量％以上１０質量％以下含んでもよい。基板１２用の組成物が含フッ素界面活性剤及び含フッ素ポリマーを含む場合、上記含有量は、含フッ素界面活性剤及び含フッ素ポリマーの総量の含有量である。
【0043】
含フッ素界面活性剤としては、１種の含フッ素界面活性剤でもよいし、２種以上の含フッ素界面活性剤を含んでもよい。同様に、含フッ素ポリマーとしては、１種の含フッ素ポリマーでもよいし、２種以上の含フッ素ポリマーを含んでもよい。
【0044】
基板用組成物が含フッ素界面活性剤を含む場合、含フッ素界面活性剤の含有量の例は、０．１質量％以上１０質量％以下であり得る。
【0045】
上記含フッ素界面活性剤は、例えばフッ素含有量が１０質量％以上７０質量％以下の含フッ素界面活性剤であり、フッ素含有量が２０質量％以上４０質量％以下の含フッ素界面活性剤であり得る。含フッ素界面活性剤は、水溶性であってもよいし又は脂溶性であってもよい。
【0046】
含フッ素界面活性剤としては、例えばアニオン性含フッ素界面活性剤、カチオン性含フッ素界面活性剤、両性含フッ素界面活性剤、ノニオン性含フッ素界面活性剤等が挙げられる。
【0047】
本明細書において、「含フッ素ポリマー」は、ノニオン性含フッ素界面活性剤として挙げたフルオロアルキル基を有するモノマーに基づくモノマー単位を含むオリゴマー又はポリマー以外のものを意味する。
【0048】
基板用組成物が含フッ素界面活性剤を含む場合、含フッ素ポリマーの含有量の例は、例えば０．１質量％以上１０質量％以下であり得る。
【0049】
含フッ素ポリマーの重量平均分子量は、例えば５００〜１０００００であり、１０００〜１０００００であり得る。よって、含フッ素ポリマーの重量平均分子量は３０００〜５００００でもよい。
【0050】
含フッ素ポリマーのフッ素含有量は例えば３０質量％以上７０質量％以下である。よって、含フッ素ポリマーのフッ素含有量は、例えば４５質量％以上７０質量％以下であり得る。含フッ素ポリマーとしては、例えばヘテロ原子を含有する含フッ素ポリマーである。より具体的には、含フッ素ポリマーは、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はリン原子を含有する含フッ素ポリマーであってもよく、水酸基、エーテル性酸素原子、エステル基、アルコキシカルボニル基、スルホニル基、燐酸エステル基、アミノ基、ニトロ基又はケトン基を含有する含フッ素ポリマーであり得る。
【0051】
上記含フッ素ポリマーとしては、例えば式ＣＦ２＝ＣＡａ１−Ａｂ−ＣＡａ２＝ＣＨ２で表される化合物を重合させて得た含フッ素ポリマー、ＣＦ２＝ＣＦ２とＣＨ２＝ＣＨＯＣＯＣＨ３を共重合させて得た含フッ素ポリマーが挙げられる。式ＣＦ２＝ＣＡａ１−Ａｂ−ＣＡａ２＝ＣＨ２で表される化合物の例は、上記化合物である。式ＣＦ２＝ＣＡａ１−Ａｂ−ＣＡａ２＝ＣＨ２において、Ａａ１はフッ素原子、Ａａ２は水素原子であり、Ａｂは、−ＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）（ＯＨ）ＣＨ２−、−ＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）（ＯＨ）−、−ＣＦ２Ｃ（ＣＦ３）（ＯＣＨ２ＯＣＨ３）ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２Ｃ（ＣＦ３）２ＯＨ）ＣＨ２−、又は−ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２Ｃ（ＣＦ３）２ＯＨ）−から選ばれる基であり得る。
【0052】
基板用組成物における、含フッ素界面活性剤及び含フッ素ポリマーの総量に対する含フッ素モノマーの量は、例えば１〜１００倍質量である。よって、含フッ素界面活性剤及び含フッ素ポリマーの総量に対する含フッ素モノマーの量は、例えば１〜２０倍質量でよく、１〜１０倍質量であり得る。
【0053】
基板１２に形成されるフォトニック結晶構造１４を例えば光インプリント技術で形成する場合、基板用組成物は、光重合開始剤を含み得る。光重合開始剤の含有量の例は、０．１質量％以上１０質量％以下である。本明明細書において、光重合開始剤とは、光によりラジカル反応又はイオン反応を引き起こす化合物を意味する。光重合開始剤の例としては、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤及びフッ素原子を含有する光重合開始剤が挙げられる。
【0054】
基板用組成物が光重合開始剤を含む場合、光重合開始剤としては、上記例示した光重合開始剤の他、例えばα−アシルオキシムエステル、ベンジル−（ｏ−エトキシカルボニル）−α−モノオキシム、アシルホスフィンオキサイド、グリオキシエステル、３−ケトクマリン、２−エチルアンスラキノン、カンファーキノン、テトラメチルチウラムスルフィド、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシピバレート等も挙げられる。
【0055】
基板用組成物は、光増感剤、無機材料、炭素材料、導電性高分子、フタロシアニン等の色素材料、ポルフィリン等の有機金属錯体、有機磁性体、有機半導体、液晶材料等を含んでもよい。
【0056】
無機材料としては、例えばケイ素化合物（ケイ素単体、炭化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、シリコンゲルマニウム、鉄シリサイド等）、金属（白金、金、ロジウム、ニッケル、銀、チタン、ランタノイド系元素、銅、鉄、亜鉛等）、金属酸化物（酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、ＩＴＯ、酸化鉄、酸化銅、酸化ビスマス、酸化マンガン、酸化ホフニウム、酸化イットリウム、酸化スズ、酸化コバルト、酸化セリウム、酸化銀等）、無機化合物塩（チタン酸バリウム等の強誘電体材料、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料、リチウム塩等の電池材料等）、金属合金（フェライト系磁石、ネオジウム系磁石等の磁性体、ビスマス／テルル合金、ガリウム／砒素合金等の半導体、窒化ガリウム等の蛍光材料等）等が挙げられる。
【0057】
炭素材料としては、例えばフラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、グラファイト、ダイヤモンド又は活性炭等が挙げられる。
【0058】
フッ素系樹脂は、フッ素を含む樹脂であれば、上記例示した組成物からなる樹脂に限定されない。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（略称：PTFE）、ポリクロロトリフルオロエチレン（略称：PCTFE, CTFE）、ポリフッ化ビニリデン（略称：PVDF）、ポリフッ化ビニル（略称：PVF）でもよく、フッ素化共重合体である、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（略号：PFA）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（略称：FEP）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（略称：ETFE）及びエチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（略称：ECTFE）でもよい。
【0059】
基板１２の主面１２ａ、より具体的には、フォトニック結晶構造１４の表面１４ａには、図２及び図３に示したように、光学式センサー１０が検出すべき所定の被検査物（被検査物質）２０と特異的に結合（又は吸着）する認識素子（認識物質又は吸着物質）２２が直接固定されている。具体的には、疎水性相互作用により表面１４ａに固定されている。図２及び図３では、被検査物２０及び認識素子２２を模式的に示している。フォトニック結晶構造１４は主面１２ａに形成されているため、フォトニック結晶構造１４の表面１４ａは、基板１２の表面の一部でもある。
【0060】
認識素子２２は、被検査物２０を特異的に結合でき、かつ、フォトニック結晶構造１４の表面１４ａに直接固定できる物質又は分子であれば限定されない。前述したように、認識素子２２が疎水性相互作用で表面１４ａに固定される場合、認識素子２２は、被検査物２０との結合部位とは別の部位（例えば、結合部位と反対側）に、疎水性を有する素子（物質又は分子）であり得る。
【0061】
被検査物２０に対する認識素子２２の対応関係の例、すなわち、被検査物２０の例とそれに対応する認識素子２２の例は表１のとおりである。【表1】
【0062】
通常、フォトニック結晶構造１４の表面１４ａにおける認識素子２２が固定されていない領域には、被検査物２０が表面１４ａに付着すること、すなわち、被検査物２０の非特異吸着を防止するために、ブロック材２４が固定されている。ブロック材２４は、被検査物２０の非特異吸着を防止可能な材料から構成されていればよい。例えば、光学式センサー１０がバイオセンサーである場合、公知のバイオセンサーに使用されているブロック材２４が採用され得る。ブロック材２４の例は、ウシ血清アルブミン、カゼイン、ゼラチン等である。図２及び図３では、ブロック材２４を模式的に層状に図示している。
【0063】
次に、光学式センサー１０の製造方法の一例について説明する。図４は、光学式センサー１０の製造方法のフローチャートである。
【0064】
図４に示したように、光学式センサー１０の製造方法は、認識素子固定工程Ｓ１０を備える。図４に示したフローチャートは、フォトニック結晶構造１４が形成された基板１２を利用して光学式センサー１０を製造する方法を示している。基板１２は、前述したように例えばナノインプリント技術によって形成される。光学式センサー１０の製造方法は、基板１２の製造工程を含んでもよい。
【0065】
光学式センサー１０の製造方法は、第１洗浄工程Ｓ１２、ブロック材固定工程Ｓ１４及び第２洗浄工程Ｓ１６を備えてもよい。以下では、フォトニック結晶構造１４が形成された基板１２から光学式センサー１０を製造する形態であって、第１洗浄工程Ｓ１２、ブロック材固定工程Ｓ１４及び第２洗浄工程Ｓ１６を備える形態について説明する。
【0066】
[認識素子固定工程]認識素子固定工程Ｓ１０では、認識素子２２を含む溶液を基板１２の主面１２ａ、具体的には、フォトニック結晶構造１４の表面１４ａに滴下する。その後、所定時間、基板１２を静置する。所定時間は、認識素子２２が表面１４ａに例えば疎水性相互作用で固定される時間であればよく、例えば３０分〜１２時間であり、一実施形態において３０分〜１時間であり得る。基板１２は、例えば室温下で静置されればよい。本明細書において室温とは２５℃を意味する。
【0067】
[第１洗浄工程]第１洗浄工程Ｓ１２では、緩衝液（例えばリン酸緩衝液）で基板１２を洗浄する。洗浄回数は、１回以上であればよいが、検査中における認識素子２２の剥離を抑制するために、２回以上であることが好ましい。この第１洗浄工程Ｓ１２により、認識素子固定工程Ｓ１０で基板１２に滴下した溶液中の認識素子２２のうち表面１４ａに固定されなかった認識素子２２又は吸着力（又は固定力）が弱く基板１２から剥離し易い認識素子２２が除去される。
【0068】
[ブロック材固定工程]ブロック材固定工程Ｓ１４では、ブロック材２４を含む溶液を基板１２の主面１２ａのうち少なくともフォトニック結晶構造１４の表面１４ａに滴下する。その後、所定時間、基板１２を静置する。ブロック材固定工程Ｓ１４における所定時間は、ブロック材２４が基板１２の主面１２ａ（又は表面１４ａ）に固定される時間であればよく、例えば３０分〜１２時間であり、一実施形態において３０分〜１時間であり得る。基板１２は、例えば室温下で静置されればよい。
【0069】
[第２洗浄工程Ｓ１６]第２洗浄工程Ｓ１６では、緩衝液（例えばリン酸緩衝液）で基板１２を洗浄する。洗浄回数は、１回以上であればよい。この第２洗浄工程Ｓ１６により、ブロック材固定工程Ｓ１４で基板１２に滴下した溶液中のブロック材２４のうち主面１２ａ（又は表面１４ａ）に固定されなかったブロック材２４又は吸着力（又は固定力）が弱く基板１２から剥離し易いブロック材２４が除去される。
【0070】
上記のように、認識素子固定工程Ｓ１０、第１洗浄工程Ｓ１２、ブロック材固定工程Ｓ１４及び第２洗浄工程Ｓ１６を順次実施することで、認識素子２２及びブロック材２４が表面１４ａに固定された基板１２を備えた光学式センサー１０が製造され得る。
【0071】
光学式センサー１０の基板１２は、フォトニック結晶構造１４を有する。フォトニック結晶構造１４は、孔１８の直径ｄ、周期ｐ、フォトニック結晶構造１４の屈折率等に応じて規定される所定の波長の光を反射する特性を有する。このようなフォトニック結晶構造１４の特性に応じた所定の波長の光は、構造色として知られている。
【0072】
認識素子２２が固定された基板１２に、検査対象物としての検査液を滴下した場合、検査液に認識素子２２と特異的に結合する所定の被検査物２０が含まれていれば、検査液の滴下前後において、フォトニック結晶構造１４に光学的変化が生じる（具体的には、屈折率変化が生じる）。したがって、フォトニック結晶構造１４の光学的変化を測定することで、被検査物２０を検出できる。フォトニック結晶構造１４の光学的変化は、例えば基板１２に光を照射した際の反射光のスペクトル（以下、反射スペクトルとも称す）又は透過光のスペクトルで測定され得る。
【0073】
光学式センサー１０を用いた検査方法の一例について説明する。図５は、検査に使用する検査装置２６の模式図である。検査装置２６は、反射型の検査装置である。検査装置２６は、ファイバ型分光装置２８を備える。ファイバ型分光装置２８は、マルチチャンネルファイバ３０と、光源部３２と、分光器３４とを有する。
【0074】
マルチチャンネルファイバ３０は、一端が光源部３２に光学的に結合した少なくとも一本の光照射用ファイバ３０ａと、一端が分光器３４に光学的に結合された少なくとも一本の受光用ファイバ３０ｂとを含む。光照射用ファイバ３０ａ及び受光用ファイバ３０ｂの他端はプローブ部３０ｃとして一体化されている。
【0075】
光源部３２は、光学式センサー１０が有する基板１２のフォトニック結晶構造１４に、検査光Ｌ１を出力する。光源部３２の例は白色光源である。光源部３２には、例えばタングステン・ハロゲン光源が用いられる。分光器３４は、フォトニック結晶構造１４からの反射光を分光する。分光器３４は、情報処理装置３６に電気的に接続されており、分光器３４での分光結果を情報処理装置３６に入力する。情報処理装置３６は例えばパーソナルコンピュータであり、分光結果を解析したり又は分光結果を表示したりする機能を有する。
【0076】
本実施形態では、分光器３４が情報処理装置３６に接続されている例をしているが、例えば、分光器３４に情報処理部が内蔵されていてもよいし、又は、分光器３４で取得した情報を情報記録媒体に格納して、情報記録媒体を介して分光結果を情報処理装置３６に入力してもよい。
【0077】
図５に示した検査装置２６及び光学式センサー１０を用いた所定の被検査物２０の検査方法の一例について説明する。所定の被検査物２０を検査する場合、検査液を基板１２に滴下する前に、認識素子２２が固定されたフォトニック結晶構造１４の反射スペクトルを基準反射スペクトルＲＳ（図６参照）として取得する。
【0078】
具体的には、図５に示したように、基板１２の主面１２ａ（より具体的には、フォトニック結晶構造１４）に対して、検査装置２６の光源部３２からの検査光Ｌ１を、プローブ部３０ｃを介して垂直入射する。このように検査光Ｌ１が基板１２に照射すると、検査光Ｌ１のうちフォトニック結晶構造１４で規定される所定の波長の光が反射する。フォトニック結晶構造１４からの反射光Ｌ２はプローブ部３０ｃで受光される。プローブ部３０ｃで受光した反射光Ｌ２を分光器３４で分光することで、認識素子２２が固定されたフォトニック結晶構造１４の反射スペクトル（基準反射スペクトルＲＳ）が得られる。この基準反射スペクトルＲＳは、例えば情報処理装置３６に格納しておけばよい。
【0079】
次いで、光学式センサー１０が有する基板１２に検査液を滴下し、一定時間、基板１２を静置する。静置時間は、検査液に、所定の被検査物２０が含まれていると仮定した場合に、所定の被検査物２０が認識素子２２に結合する時間であればよい。また、基板１２の静置する際の基板１２の周囲の温度は、被検査物２０と認識素子２２との結合に要する反応に適した温度であればよい。
【0080】
その後、基準反射スペクトルＲＳを取得した方法と同様にして、検査液が滴下された後のフォトニック結晶構造１４の反射スペクトルを取得する。この反射スペクトルを検査用反射スペクトルＲＤ（図６参照）と称す。
【0081】
図６は、基準反射スペクトルと検査用反射スペクトルの模式図である。検査液に認識素子２２と特異的に結合する所定の被検査物２０が含まれている場合、検査液が基板１２に滴下されると、所定の被検査物２０が認識素子２２に結合し、フォトニック結晶構造１４の光学的特性（例えば屈折率）が変化する。これによって、図６に模式的に示したように、基準反射スペクトルＲＳに対して検査用反射スペクトルＲＤが変化する。よって、基準反射スペクトルＲＳに対する検査用反射スペクトルＲＤの変化に応じて検査液に所定の被検査物２０が含まれているか否かを判定できる。また、例えば、反射ピーク強度の変化の大きさにより、検査液に含まれる所定の被検査物２０の量を推定することも可能である。
【0082】
検査装置２６では、分光器３４を利用しているが、フォトニック結晶構造１４で反射する光が可視光である場合、フォトニック結晶構造１４から反射する色（構造色）の違いを目視により確認することも可能である。このように目視で確認する場合、人間の目は緑色に対する感度が高いため、フォトニック結晶構造１４は、緑色の波長領域（例えば、波長範囲４９５ｎｍ〜５７０ｎｍ）の光を反射するように設計されていることが好ましい。
【0083】
従来のバイオセンサーといった光学式センサーでは、認識素子を基板に固定するために、基板の表面に認識素子と化学的に結合する官能基を現出させるために、基板１２のプラズマ処理、化学的な修飾処理などが必要であり、その作業のために光学式センサーの製造が煩雑であると共に、センサーの製造に時間を要していた。更に、基板１２をプラズマ処理する場合には、フォトニック結晶構造が劣化する場合もあった。
【0084】
これに対して、光学式センサー１０では、基板１２がフッ素系樹脂から構成されているため、フォトニック結晶構造１４の表面１４ａの材料もフッ素系樹脂であり、表面１４ａは疎水性を有する。したがって、認識素子２２を例えば疎水性相互作用により基板１２に直接固定できる。すなわち、光学式センサー１０の製造方法で説明したように、基板１２に対して認識素子２２を含む溶液を滴下することで認識素子２２をフォトニック結晶構造１４の表面１４ａに直接固定できる。したがって、従来、必要であった認識素子固定のための下処理が不要であり、光学式センサー１０の製造工程が簡略化されている。このように、光学式センサー１０は、その製造が容易なセンサーであり、光学式センサー１０の製造に要する時間を短縮可能なセンサーでもある。
【0085】
光学式センサー１０の製造工程を簡略化できているので、光学式センサー１０の品質コントロールもし易く、品質チェックに要する時間も低減可能である。よって、光学式センサー１０の製造方法は製造歩留まりの向上も図れている。
【0086】
更に、光学式センサー１０を製造する際には、基板表面のプラズマ処理も不要であることから、プラズマ処理に起因したフォトニック結晶構造１４の劣化も防止できる。よって、光学式センサー１０は、所望の品質（例えば検出感度）を実現し易い。
【0087】
本実施形態のフォトニック結晶構造１４は、凹凸構造を有するため、表面１４ａの面積が増大している。したがって、認識素子２２を固定させるための領域が広くなり、認識素子２２がより多く基板１２に固定（例えば吸着）する。その結果、光学式センサー１０の検出感度が向上する。
【0088】
本発明者らの知見によれば、フッ素系樹脂を用いて基板１２を構成することにより、より多くの認識素子２２を基板１２に固定できる。更に、認識素子２２を強固に基板１２に固定できる、これらの点を、実験によって検証した。
【0089】
[検証１]検証１では、フィルムＦ１、フィルムＦ２及びフィルムＦ３を準備した。フィルムＦ１はポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」と称す）からなる。フィルムＦ２は、環状オレフィン開環重合／水素添加体（以下、「ＣＯＰ」と称す）からなる。フィルムＦ３は、フッ素系樹脂であるフッ化アクリル樹脂からなる。具体的には、フィルムＦ３は、アクリルモノマーを主成分として含むと共に、含フッ素モノマー、ラジカル系光重合開始剤、及び界面活性剤等添加物を含む光硬化性組成物を紫外線で硬化させた光硬化物であった。フィルムＦ１、フィルムＦ２及びフィルムＦ３を単にフィルムＦと称し、検証１での実験手順について説明する。
【0090】
＜実験手順＞（ステップ１）フィルムＦを直径１１ｍｍの円形に裁断した。
（ステップ２）円形のフィルムＦの表面に蛍光色素であるフルオレセイン（ＦＩＴＣ）で修飾された抗ヒトＩｇＧ抗体（以下、「ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体」と称す）の溶液を１０μｍ滴下した。ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体溶液は、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の濃度が１５μｇ／ｍｌとなるように超純水で希釈された溶液である。
（ステップ３）その後、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体を疎水性相互作用によって表面に直接固定するために、フィルムＦを、室温下にて３０分間静置した。
（ステップ４）ステップ３を経たフィルムＦを超純水により洗浄し、乾燥させた。
（ステップ５）ステップ４を経たフィルムＦを蛍光顕微鏡にて画像観察した。蛍光顕微鏡には、キーエンス社製ＶＢ−Ｇ−２５を用いた。画像観察時の積算時間は５秒であり、ＩＳＯ感度は２００であった。
（ステップ６）得られた画像を、アメリカ国立衛生研究所（ＮＩＨ）で開発された画像解析ソフトであるＩｍａｇｅ Ｊにて解析した。
【0091】
図７は、フィルムＦ１を蛍光顕微鏡で観察して得られた画像であり、（ａ）は、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の固定前の画像であり、（ｂ）は、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の固定後の画像である。図８は、フィルムＦ２を蛍光顕微鏡で観察して得られた画像であり、（ａ）は、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の固定前の画像であり、（ｂ）は、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の固定後の画像である。図９は、フィルムＦ３を蛍光顕微鏡で観察して得られた画像であり、（ａ）は、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の固定前の画像であり、（ｂ）は、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の固定後の画像である。
【0092】
図７（ａ）、図８（ａ）及び図９（ａ）は、ステップ２を実施する前に、ステップ５と同様の条件で得られた画像である。図７（ｂ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）において、図７（ａ）、図８（ａ）及び図９（ａ）と比較した際に画像中央部に現れている円形の領域が、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体溶液が滴下された領域であり、色の濃さは、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の吸着量を示している。具体的には、色がより濃い方がＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の吸着量が多い。図７〜図９は、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体の吸着領域と、その周囲との差を明確にするために画像処理が施された図面である。図７〜図９に対しては同じ画像処理が施されている。
【0094】
図７（ｂ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）の比較及び図１０の結果より、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体は、フィルムＦ１及びフィルムＦ２よりフィルムＦ３において、ＦＩＴＣ修飾抗ヒトＩｇＧ抗体が多く（具体的には、２倍以上）固定されていることが理解され得る。よって、基板１２の材料にフッ素系樹脂を用いることで、認識素子２２を基板１２により多く吸着できる。その結果、光学式センサー１０による所定の被検査物２０の検出精度が向上する。
【0095】
[検証２]検証２では、フッ素系樹脂であるフッ化アクリル樹脂を含み、光インプリントによって主面１２ａにフォトニック結晶構造１４が形成された基板１２を準備した。検証２におけるフォトニック結晶構造１４は、直径２３０ｎｍ且つ深さ２００ｎｍの孔１８が周期２３０ｎｍで二次元配列されることで形成されていた。
【0096】
基板１２は、アクリルモノマーを主成分として含むと共に、含フッ素モノマー、ラジカル系光重合開始剤、及び界面活性剤等添加物を含む光硬化性組成物を、フォトニック結晶構造１４を形成するための型（モールド）における直径１０ｍｍの領域に塗布した後、ＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製、コスモシャインＡ−４１００）でラミネートし、紫外線を照射し、光硬化性組成物の光硬化物とＰＥＴフィルムとが一体になったものを上記型から剥離することで得られた基板１２である。このようにして作製された基板１２のフォトニック結晶構造１４の表面１４ａの材料は、フッ化アクリル樹脂である。
【0097】
検証２では、認識素子２２としての抗ヒト血清アルブミン抗体を使用した。抗ヒト血清アルブミン抗体の濃度が１μｇ／ｍｌとなるように超純水で希釈した抗ヒト血清アルブミン抗体溶液を、基板１２の表面上に５０μｌ滴下した。抗ヒト血清アルブミン抗体溶液の基板１２への滴下後、３０分間、室温下にて静置くことで、抗ヒト血清アルブミン抗体を基板１２表面に固定した。その後、蒸留水による基板１２の洗浄工程を実施した後、基板１２を室温下で乾燥させた。洗浄工程では、基板１２を激しく振動させた。
【0098】
洗浄工程を経た後の基板１２に対して、光学式センサー１０の検査方法において説明した基準反射スペクトルＲＳを、図５に示した検査装置２６で取得した。検査装置２６が有するマルチチャンネルファイバ３０には、Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社製のＲ２００−７ＵＶ／ＶＩＳを使用し、光源部３２が有する白色光源には、Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社製のタングステン・ハロゲン光源であるＬＳ−１を使用し、分光器３４には、Ｏｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ社製のマルチチャンネル分光器であるＵＳＢ４０００を使用した。
【0099】
基準反射スペクトルＲＳの測定後、上記洗浄工程と、基準反射スペクトルＲＳの測定との組を、４回繰り返した。すなわち、検証２では、基板１２の洗浄工程を５回実施し、各洗浄工程後に、基準反射スペクトルＲＳを取得した。
【0100】
図１１は、得られた５つの基準反射スペクトルＲＳの反射ピーク強度の変化を示すグラフである。図１１の横軸は、洗浄回数を示し、縦軸は、各洗浄後に取得された反射ピーク強度（任意単位）を示している。図１１より、一回目の洗浄以降、反射ピーク強度が安定していることが理解される。すなわち、認識素子２２は、基板１２に強固に固定されていることがわかる。また、図１１より、検査中の認識素子２２の基板１２からの剥離を確実に防止するためには、少なくとも２回、基板１２を洗浄することが好ましい。認識素子２２は、基板１２に強固に吸着していることがわかる。フォトニック結晶構造１４の表面１４ａに認識素子２２が強固に固定されていることから、認識素子２２が表面１４ａから剥離し難い。よって、光学式センサー１０の品質の向上が図れている。
【0101】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形され得る。例えば、フォトニック結晶構造は、複数の孔の代わりに複数の柱を周期的に配列して構成されてもよい。
【実施例】
【0102】
次に実施例について、説明する。本発明は以下に説明する実施例に限定されない。[光学式センサー]
光学式センサー１０として、フッ化アクリル樹脂からなり、光インプリントによってフォトニック結晶構造１４が形成された基板１２の主面１２ａに、認識素子２２として、抗ヒト血清アルブミン抗体が直接固定されると共に、ブロック材２４としてウシ血清アルブミンが固定された光学式センサーを使用した。実施例におけるフォトニック結晶構造１４は、直径２３０ｎｍ且つ深さ２００ｎｍの孔１８が周期２３０ｎｍで二次元配列されることで形成されていた。
【0103】
実施例で使用した光学式センサー１０が有する基板１２は次のようにして製造された基板である。すなわち、アクリルモノマーを主成分として含むと共に、含フッ素モノマー、ラジカル系光重合開始剤、及び界面活性剤等添加物を含む基板用組成物を、フォトニック結晶構造１４を形成するための型における直径１０ｍｍの領域に塗布した後、ＰＥＴフィルム（東洋紡株式会社製、コスモシャインＡ−４１００）でラミネートし、紫外線を照射し、光硬化性組成物の光硬化物とＰＥＴフィルムとが一体になったものを上記型から剥離することで基板１２を得た。このようにして作製された基板１２のフォトニック結晶構造１４の表面１４ａの材料は、フッ化アクリル樹脂である。
【0104】
（実施例１）実施例１の実験手順は次のとおりである。
（ステップａ）抗ヒト血清アルブミン抗体の濃度が１μｇ／ｍｌとなるように超純水で希釈した抗ヒト血清アルブミン抗体溶液を、基板１２の表面上に５０μｌ滴下した。
（ステップｂ）ステップａを経た基板１２を、室温下で１時間静置し、抗ヒト血清アルブミン抗体を基板１２に固定した。
（ステップｃ）ステップｂを経た基板１２を、ｐｈが７．４であり１０ｍＭのリン酸緩衝液で３回洗浄した。
（ステップｄ）ステップｃを経た基板１２の表面に、ウシ血清アルブミンの濃度が１０μｇ／ｍｌとなるように超純水で希釈したウシ血清アルブミン溶液を、６０μｌ滴下した。
（ステップｅ）ステップｅを経た基板１２を室温下で、１時間静置し、ウシ血清アルブミンを基板１２に固定した。
（ステップｆ）ステップｅを経た基板１２である光学式センサー１０を、図に示した検査装置にセットし、基板１２に垂直に光を照射し、フォトニック結晶構造１４からの反射スペクトルを取得した。ステップｆで得られる反射スペクトルが基準反射スペクトルＲＳである。
（ステップｇ）ステップｆで基準反射スペクトルＲＳを得た後の基板１２を、ｐｈが７．４であり１０ｍＭのリン酸緩衝液で３回洗浄した。
（ステップｈ）ステップｆを経た基板１２の表面に、ヒト血清アルブミンの濃度１０ｐｇ／ｍｌとなるように超純水で希釈したヒト血清アルブミン溶液を、基板１２の表面上に７０μｌ滴下した。
（ステップｉ）ステップｈを経た基板１２を、抗原抗体反応によりヒト血清アルブミンを抗ヒト血清アルブミン抗体に吸着させるために、４２℃で２０分間静置した。
（ステップｊ）ステップｇと同様に、ステップｉを経た基板１２（光学式バイオセンサー）を図に示した検査装置２６にセットし、基板１２に垂直に光を照射し、フォトニック結晶構造１４からの反射スペクトルを取得した。ステップｊで得られる反射スペクトルが検査用反射スペクトルＲＤである。
【0105】
基準反射スペクトルＲＳ及び検査用反射スペクトルＲＤの反射ピーク強度の差をΔＲ、基準反射スペクトルＲＳの反射ピーク強度をＲ０とし、反射強度変化をα（％）としたとき、反射強度変化αを、α＝{(ΔＲ）／Ｒ０}×１００
で定義し、αを算出した。
【0106】
（実施例２）実施例１のステップｈにおけるヒト血清アルブミンの濃度が１００ｐｇ／ｍｌであった点以外は、実施例１と同様の実験手順で実験を行い、反射光強度変化αを算出した。
【0107】
（実施例３）実施例１のステップｈにおけるヒト血清アルブミンの濃度が１０ｎｇ／ｍｌであった点以外は、実施例１と同様の実験手順で実験を行い、反射光強度変化αを算出した。
【0108】
実施例１、実施例２及び実施例３で得られた反射光強度変化αは、図１２に示したとおりであった。図１２に示したように、抗原（所定の被検査物２０）であるヒト血清アルブミンの濃度が高くなるにつれて、反射光強度変化αが増加しており、抗原（所定の被検査物２０）であるヒト血清アルブミンを検出できていることがわかる。
【0109】
更に、ヒト血清アルブミンの濃度が１０ｐｇ／ｍｌであってもヒト血清アルブミンを、反射光強度変化αを有意に検出できている。抗原の濃度１０ｐｇ／ｍｌは、従来のＥＬＩＳＡ法の検出限界とほぼ同等である。よって、実施例１〜３の光学式センサー１０では、従来の従来のＥＬＩＳＡ法の検出限界と実質的に同等の精度を有する。
【0110】
更に、従来では、認識素子である抗体を基板に固定するために、表面に官能基を出現させるための様々な表面処理（例えばプラズマ処理）を施すのに、例えば半日など要していた。これに対して、実施例１〜３の光学式センサー１０では、認識素子２２である抗体を含む溶液を基板１２に滴下することで固定できる。すなわち、本発明に係る光学式センサーの製造方法では、高感度な光学式センサーを、短時間で製造することができ、本発明に係る光学式センサーは、製造が容易なセンサーである。
【0111】
例えば、医療現場のような光学式センサー１０を使用する現場においては、基板１２に、所定の被検査物２０に特異的に吸着する認識素子２２を固定させる作業も行う場合もある。このような場合、基板１２に対して認識素子２２を固定することで光学式センサー１０とした後に、所定の被検査物２０の検出を行うという一連の作業をより短時間（例えば３時間程度）で実施でき、結果として、検査に要する時間を短縮できる。
【符号の説明】
【0112】
１０…光学式センサー、１２…基板、１２ａ…主面、１４…フォトニック結晶構造、１４ａ…表面（フォトニック結晶構造の表面）、１８…孔、２０…被検査物、２２…認識素子。