日板ら,光学素子による小型DNA検査機を開発


JST先端計測分析技術・機器開発プログラムの一環として,日本板硝子,産業技術総合研究所(産総研),およびゴーフォトンの共同開発チームは,「モバイル遺伝子検査機」(小型・軽量リアルタイムPCR装置)の開発に成功した(ニュースリリース)。

産総研は,遺伝子検査方法の中で最も普及しているPCR法(ポリメラーゼ連鎖反応による標的DNAの増幅を経時的(リアルタイム)に測定し,その結果からDNAの定量を行なう)に着目した。

薄くて小さなプラスチック基板にマイクロ流路を作製し,そこに試料を注入して高温・低温の領域間で試料を高速に移動させることにより遺伝子を増幅させて蛍光で検出する原理を開発した。

一方で,日本板硝子は光通信などに使用されるSELFOC®マイクロレンズ(円筒状のガラスに屈折率の分布を付け,端面を平らに削るだけでレンズになる光学素子)の技術を利用した小型蛍光検出器を開発した。これは暗箱を必要とせず高感度で蛍光を測定できる検出器で,振動に強い特長を持つためモバイル遺伝子検査機のキーデバイス。

さらに,マイクロ流路内の試料を精度よく安定して移動させる方法を開発し,小型・軽量・高速のモバイル遺伝子検査機の試作機を完成させた。モバイル・高速ながら精度は従来の大型・高価格なPCR装置とほぼ同等で,価格は大幅に低減することができた。

さらに,産総研で高速に反応するPCR試薬を作製し,これを用いて試作機でPCR増幅テストを実施したところ,モバイル・高速でも従来のPCR装置とほぼ等しい性能が確認できた。

これまで専門施設に1日かけて送付し確定診断を待っていた遺伝子検査が,今回開発したモバイル遺伝子検査機により,適切な前処理と高速試薬の組み合わせで,専門施設外で迅速に行なえる。そのため,食品衛生,感染症予防,環境汚染調査など幅広い分野での活用が期待されるとする。

さらに,バッテリー駆動が可能で,ある程度の振動にも耐えられるため,移動中の救急車や航空機の中での使用に対応できれば,遺伝子検査機としての利用範囲の拡大が期待される。

今後の課題として,この装置の特長を最大限に生かすため,検査対象ごとに最適化された高速PCR試薬や前処理技術が必要であり,準備を進めているという。現在,試作機を研究機関,大学向けに試験的に供給し実地検証を開始しており,日本板硝子より年内の発売を目標に開発を進めていく。

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