『導電性プラスチック』でインフルエンザウイルスを検出

最終更新日:2018年4月25日

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臨床工学技士コラム

『導電性プラスチック』でインフルエンザウイルスを検出

2017.06.02

毎年、世界では300万~500万人が感染し、25万~50万人がウイルス感染を原因として死亡するとされるインフルエンザウイルス。

近年、強毒性とされる『鳥インフルエンザ』を含めた新型インフルエンザの流行が危惧され、迅速・高精度にインフルエンザウイルスの型を判別することが求められる。

しかし、従来の免疫法や遺伝子解析法などによるウイルス検出法では、感度・時間・コストのいずれかが問題になっている。さらに、診断には病院というインフラが必要になる問題もあり、特にアフリカなどの途上国ではインフルエンザ感染の拡大防止は不十分なのが現状だ。

東京医科歯科大学では4月19日、合田達郎氏(同大生体材料工学研究所バイオエレクトロニクス分野助教)、宮原裕二氏(同教授)、山岡昇司氏(医歯学総合研究科ウイルス制御学教授)らの研究グループが、ヒトインフルエンザウイルスを選択的に捕捉する導電性高分子を開発したと発表した。

同研究成果は、4月5日付けの「ACS Applied Materials Interfaces」(電子版)に掲載されている。

検出感度は従来の免疫法と比べて100倍に

同研究グループでは、機能性プラスチックの『導電性高分子(PEDOT)』により、電気的インフルエンザウイルス検出での「その場診断」を可能にする開発をスタート。

インフルエンザウイルスの型の識別にあたり、ウイルス表面に存在するタンパク質「ヘマグルチニン」が、感染する際にヒト・動物の細胞膜の表面にある糖鎖配列の種類を認識する分子機構に着目して、「A型インフルエンザウイルス(H1N1)」が認識している糖鎖配列を組み込んだ導電性高分子を新たに開発。

センサー表面に修飾すると、目的の型のウイルスのみと選択的に結合することを確認し、電気的計測法で従来の免疫法と比較したところ、ウイルスの検出感度は100倍高いことが判明した。

ウイルス検出法の小型化・微細化・低コスト化・省エネ化

今回開発された導電性プラスチックは、ウイルスの感染機構に倣った分子認識システムであり、汎用性が高いため、糖鎖の種類・配列を変えると異なる種類のウイルス検出にも対応できる。

また、「その場診断」を可能にする小型化・微細化・低コスト化・省エネ化に適した電気的なセンサー開発にも繋がるという。

マスクと一体となったウエアラブルセンサーなどへの開発応用へも期待

例えば、マスクと一体型のウエアラブルセンサーが開発されれば、インフルエンザの早期診断を行うことで薬を処方することが有効となり、感染の拡大防止にも繋がる。また、ポータブル検出器を用いて、感染患者が人混みから離れた自宅などで検査を行うことで、二次感染を未然に防ぐことも可能だと考えられる。

ウエアラブルセンサーは既存の検査方法のようなインフラ施設は不要なため、過疎地域やアジア・アフリカなどの新興国におけるウイルス検査ニーズに応えることも期待される。

また将来的には、GPS情報との融合によるビックデータによって、疫学的な知見を得ることも可能になりそうだ。

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