Caltech 研究者らが COVID-19 感染状況や免疫力を急速検出するセンサーを開発

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(Caltech Researcher Unveils Sensor that Rapidly Detects COVID-19 Infection Status, Severity, and Immunity)

2020/10/1 アメリカ合衆国・カリフォルニア工科大学(Caltech)

・ Caltech が、グラフェンセンサーを利用した、COVID-19 ウィルスによる炎症を検出する遠隔医療プラット
フォーム「SARS-CoV-2 RapidPlex」を開発。
・ 同大学は、血液、唾液や汗に含まれる極微量の特定の化合物を検出してストレスレベルや痛風等の健康状態を測定するグラフェンセンサーを過去に開発している。
・ 新センサーは、抗体(ウィルスに対抗するために身体で形成される)」とタンパク質(感染の重症度を示す化学マーカー)を含んでおり、ウィルスの存在の有無を検出する。ポリイミドフィルムの CO2 レーザーエッチング処理で作製した微細孔を持つ 3D グラフェン構造の同センサーは、これらの微細孔が作る大きな表面積が微量の化合物を高精度で検出するのに十分な感度を有する。
・ シンプルでコンパクトな同プラットフォームでは、1 個のセンサーが感染症の情報を 3 種類のデータで提示。感染初期、免疫性や重症度を含んだ感染の全体像が数分間で得られる。既存の COVID 検査技術では高額で複雑な機器を使用し、結果を得るのに通常数時間から数日間かかっている。
・ 同プラットフォームの試験は、COVID-19 に陽性または陰性と診断された個人から医療研究目的で取得した血液と唾液の少量のサンプルを用いて研究室にてのみ実施している。結果として新センサーの高精度が提示されたが、精度の確定には実際の患者による大規模な試験の実施が必要。
・ 今後は、常用した場合のセンサーの耐久性の試験と、COVID-19 で入院した患者による試験を実施する。その後、最終的な目標である家庭での試験への適合性について研究を進める。
・ 来年には、高リスクの個人が自宅で試験ができるように同プラットフォームを送付する予定。将来的には、他の種類の感染症の試験用に同プラットフォームの改造も可能。
・ 本研究には、米国立衛生研究所(NHI)、喫煙の減少に注力するカリフォルニア州の Tobacco-Related
Disease Research Program、Merkin Institute for Translational Research および Translational Research
Institute for Space Health が資金を提供した。
URL: https://www.caltech.edu/about/news/caltech-researcher-unveils-sensor-rapidly-andsimultaneously-detects-covid-19-infection-status-severity-and-immunity

<NEDO海外技術情報より>

(関連情報)

Matter 掲載論文(フルテキスト)
SARS-CoV-2 RapidPlex: A Graphene-based Multiplexed Telemedicine Platform for Rapid and Low-Cost
COVID-19 Diagnosis and Monitoring
URL:https://www.cell.com/matter/pdf/S2590-2385(20)30553-1.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS25902385203055
31%3Fshowall%3Dtrue

Abstract

The COVID-19 pandemic is an ongoing global challenge for public  health systems. Ultrasensitive and early identification of infection is critical in preventing widespread COVID-19 infection by presymptomatic and asymptomatic  individuals, especially in the community and in-home settings. We demonstrate a multiplexed, portable, wireless electrochemical platform for ultra-rapid detection of COVID-19: the SARS-CoV-2 RapidPlex. It detects viral antigen nucleocapsid protein, IgM and IgG antibodies, as well as the inflammatory biomarker C-reactive protein, based on our mass-producible laserengraved graphene electrodes. We demonstrate ultrasensitive, highly selective, and rapid electrochemical detection in the physiologically relevant ranges. We successfully evaluated the applicability of our SARS-CoV-2 RapidPlex platform with COVID19-positive and COVID-19-negative blood and saliva samples.
Based on this pilot study, our multiplexed immunosensor platform may allow for high-frequency at-home testing for COVID-19 telemedicine diagnosis and monitoring

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