徳島大ら,プラズモンでコロナを簡便・迅速検出

徳島大学,大阪大学,カン研究所,医薬基盤・健康・栄養研究所,シスメックス,JVCケンウッド,神戸大学は,最先端の光技術と診断プローブ技術を融合することにより,SARS-CoV-2の簡便・迅速検出が可能な技術を開発した(ニュースリリース)。

現在,COVID-19診断法として,ウイルスRNAを標的とした「PCR法」が一般に使用されている。PCR法では,DNA増幅の利用により高感度である一方で,検査に要する時間,診断正確度,検査技師の熟練度,費用などの問題が指摘されている。このような背景から,簡便かつ迅速にCOVID-19を診断できる手法が望まれている。

今回の研究では,表面プラズモン共鳴(SPR)を利用している。SPRは,特定条件の光を入射することにより金属中の電子が集団振動をする現象であり,これを利用するとウイルス等のバイオセンシングが可能になる。しかし,既存のSPRでは,SARS-CoV-2を検出可能なレベルの高感度性を得ることが困難だった。

研究では,金ナノ粒子を用いた近赤外ナノ・プラズモニクス技術をSPRに導入することにより,センサー表面に光増強場を生成し,大幅な高感度化を実現した。同時に,SARS-CoV-2由来RNA配列に相補な一本鎖DNAプローブを開発し,センサー表面に固定した。

このプラズモニックバイオセンサーを用いてSARS-CoV-2由来RNAを計測したところ,現在PCR検査に必要とされる鋳型濃度に迫る低濃度領域(10-15モル/L=fM)の計測が,簡便かつ迅速に可能であることが示唆されたという。

研究グループは,今回の研究成果等を基にCOVID-19診断機器の基本仕様を確定し,数年以内の製品化を目指す。また,今回の開発技術は,DNAプローブの設計・開発により,SARS-CoV-2だけでなく,変異型SARS-CoV-2や新興・再興ウイルスにも迅速に適用可能であることから,未知の感染症に対する先取対策としての有用性も期待されるとしている。

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