新型コロナ COVID-19 の特徴の1つは、まだ感染の兆候を示していない人が他の人に簡単に感染させる可能性があり、封じ込めが非常に難しいことだ。 ウィルスの保菌者は完全に体調が良く、日常業務に取り掛かる可能性がある。ウィルスを仕事に連れて行ったり、家族のいる家に連れて帰ったり、集会に行ったりする。 したがって、パンデミックの蔓延を食い止めるための世界的な取り組みの重要な部分は、まだ症状が出ていない人々の感染を、迅速に特定できる検査の開発だ。現在、カリフォルニア工科大学の研究者は、医療専門家の関与なしに、少量の唾液や血液の迅速な分析を通じて10分未満でCOVID-19感染の在宅診断を可能にする、低コストのセンサーを備えた新しいタイプの多重化テスト（複数種類のデータを組み合わせたテスト）を開発した。この研究は、カリフォルニア工科大学のAndrew and Peggy Cherng 医用生体工学科の助教授であるWei Gao博士の研究室で実施された。
以前、Gao博士と彼のチームは、血液、唾液、または汗に含まれる非常に低レベルの特定の化合物を検出することで、痛風やストレスレベルなどの状態を監視できるワイヤレスセンサーを開発した。
The journal Matter のオンラインで2020年10月1日に公開されたこの論文は「SARS-CoV-2 RapidPlex：迅速で低コストのCOVID-19診断とモニタリングのためのグラフェンベースの多重遠隔医療プラットフォーム（SARS-CoV-2 RapidPlex: A Graphene-Based Multiplexed Telemedicine Platform for Rapid and Low-Cost COVID-19 Diagnosis and Monitoring）」と題されている。この論文はThe journal Matter の12月号に掲載される予定だ。
Gao博士のセンサーは、シート状の炭素であるグラフェンでできている。レーザーでエッチングされたプラスチックシートは、小さな細孔を持つ3Dグラフェン構造を生成する。 これらの細孔はセンサー上に大きな表面積を生み出し、非常に少量しか存在しない化合物を高精度で検出するのに十分な感度を備えている。 このセンサーでは、グラフェン構造が抗体、たとえばCOVID-19ウィルスの表面にあるタンパク質などの特定のタンパク質に敏感な免疫系分子と結合している。 以前のバージョンのセンサーには、ストレスに関連するホルモンのコルチゾールと、高濃度で痛風を引き起こす尿酸に対する抗体が含浸されていた。
Gao博士がSARS-CoV-2 RapidPlexと名付けた新しいバージョンのセンサーには、ウィルス自体の存在を検出できるようにする（ウィルスと戦うために体内で作製された）抗体 と、COVID-19感染の重症度を示す炎症マーカータンパク質が含まれている。
「これは、1つのセンサーで3種類の感染に関する情報を提供できる、私が知る限り唯一の遠隔医療プラットフォームだ」とGao博士は述べた。 「わずか数分で、これらのレベルを同時にチェックできるため、初期の感染、免疫、重症度など、感染に関する全体像を把握することができる。」
既存のCOVID-19検査技術は、通常、結果を出すのに数時間または数日掛かる。 これらの技術はまた、高価で複雑な機器を必要とするが、Gao博士のシステムはシンプルでコンパクトだ。
これまでのところ、このデバイスは、COVID-19の陽性または陰性をテストした個人から医学研究目的で取得された少数の血液および唾液サンプルを使用して、ラボでのみテストされている。 予備的な結果はセンサーが非常に正確であることを示しているが、その正確さを決定的にするために、実験室のサンプルではなく実際の患者で大規模なテストを実行する必要があるとGao博士は述べた。
パイロット研究が完了したら、Gao博士は次に、センサーが通常の使用でどれくらい持続するかをテストし、入院中のCOVID-19患者でそれらのテストを開始することを計画している。 院内検査に続いて、彼は家庭での使用に対する検査の適合性を研究したいと考えている。 テスト後、デバイスを家庭で広く使用できるようにするには、規制当局の承認を受ける必要がある。
「我々の究極の目標はまさに家庭での使用だ」と彼は述べた。 「来年、自宅での検査のためにリスクの高い個人に郵送する予定だ。将来的には、このプラットフォームを一般の自宅での感染症検査用に変更する可能性がある。」
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センサーをサポートする電子機器に接続すると、Bluetoothを介してユーザーの携帯電話にデータをワイヤレスで転送できる。 (Credit: Caltech)
BioQuick News:Caltech Researcher Unveils Low-Cost Device That Detects SARS-CoV-2 Virus, Anti-Virus Antibodies, and Inflammatory Molecules in Under 10 Minutes; Device Designed for Home Use & Detects Virus in Infected, But Still Pre-Symptomatic Individuals
