ナノポアセンサとAI技術、インフルエンザウイルス型を高精度に識別

最終更新日:2019年3月22日

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薬剤師コラム

ナノポアセンサとAI技術、インフルエンザウイルス型を高精度に識別

2019.01.08

大阪大学は11月21日、川合知二氏(同大産業科学研究所特任教授)、筒井真楠氏(同准教授)、有馬彰秀氏(同特任助教(常勤))、鷲尾隆氏(同教授)と、大河内美奈氏(東京工業大学物質理工学院応用化学系教授)らの研究グループによって、新たな「1粒子検出法」を用いて、インフルエンザウイルスの型(A型、B型、A亜型)を高精度に識別することに成功したと発表した。

この新たな検出法は、ナノポアセンサとAI技術を融合させたもの。

同研究成果は、「Scientific Reports」に公開されている。

イムノクロマトグラフィーでは識別精度が判定者に依存、感染初期の低濃度ウイルス検出は困難

従来、臨床現場におけるインフルエンザウイルスの型判定では、『イムノクロマトグラフィー』が採用されていた。

この手法は、1対1の抗原抗体反応を基盤とするものだ。簡便であるメリットがある一方で、その識別精度は判定する人に依存しており、感染初期における低濃度なウイルス条件下では、検出が困難になるというのが課題となっていた。

粒子1個で「72%」、20個以上では「95%以上」の精度

今回、同研究グループでは、ナノポア法※を用いて、インフルエンザウイルスを1個レベルで検出。

※極薄窒化シリコン膜中に開けられた「ナノ細孔(ナノポア)」を通るイオン電流を計測

イオン電流シグナルの解析には、機械学習によるパターン認識技術を応用した。

計測結果では、インフルエンザウイルス粒子1個で「72%」、20個以上の検出で「95%以上」の精度で、インフルエンザの型判定が可能であることが実証されたという。

従来の検査キット性能を大きく超える、多項目ウイルス検査も

今回の研究成果によって、判定する人の能力に依存することなく、感染初期でのインフルエンザの型判定を行うことが可能になった。

これによって、患者の負担軽減やウイルス感染の拡大抑止が期待される。

また、今回の新手法は、インフルエンザのみならず、あらゆるウイルス種への応用も可能であるため、従来の検査キット(「1種類のウイルス同定のみ」に限定されている)の性能を大きく超える、『多項目ウイルス検査』を実現することも期待されるという。

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