(独)産業技術総合研究所は1月17日、カネカと共同で病気の原因となるウイルスや健康指標となるタンパク質などを簡単に計測できる超小型バイオセンシングシステムを開発した、と発表した。スマートフォンなどのスマートデバイスで操作できる手のひらサイズの計測器で、どこへでも持ち運びできるため、診療所のベッドサイドでの手軽な検査や家庭での日常的な健康管理に応用が期待できるという。 開発したシステムは、長さ数cmのバイオセンサーチップと重さ600gの光学計測器、スマートフォンなどの携帯端末で構成。テーブル大の機器とパソコンを使う従来法を大幅に小型化、家庭用の100V電源で使えるようにした。 新システムでは、チップ上に溶液状の検体を垂らして光学計測器に挿入すれば、溶液中に含まれるウイルスやタンパク質の種類・濃度を測定、そのまま携帯端末に記録したり無線送信したりすることができる。 システムの心臓部となるチップは、基板上に形成した無数の微小フジツボ状構造の表面に100nm(ナノメートル、1nmは10億分の1m)の厚さの金を蒸着して作った。チップ表面に溶液を垂らして光を照射すると、タンパク質などの濃度に応じて溶液に吸収される光の波長が長波長側にずれる。この現象を利用して濃度を測定する。特定のタンパク質やウイルスとだけくっつく免疫物質「抗体」などをチップ表面に付けておくことで種類も識別できる。 光の波長がずれる現象について産総研は、金属内の電子の分布が局所的に大きく変わるいわゆる「プラズモン現象」を、光の波長と同程度以下の微小なフジツボ構造を作ることで効果的に起こせるようになったためとしている。 今回の成果について、産総研は「さまざまな抗体などをチップ表面に付けておくことで多様な検査・診断に利用できる」としており、今後は電池で使えるように改良するなどして実用化を進める計画だ。
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手のひらサイズで重さ600gの光学計測器(左)と、それを無線統制するスマートデバイス(右)(提供:産業技術総合研究所) |
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