研究者らは、スマートフォンのカメラを使用する新しいCOVID-19抗体検査法を開発しました。
研究者らによると、この技術は感染症（COVID-19を含む）の検査の速度と効率を大幅に向上させる可能性があるとのことです。
この技術は、血液中の重要なバイオマーカーのごくわずかな量を測定できる技術を利用しています。
トロント大学の研究者らは、サニーブルック健康科学センター、オンタリオ州公衆衛生局、マウントサイナイ病院と共同で、スマートフォンのカメラを利用するCOVID-19抗体検査法を開発しました。
この検査は、COVID-19だけでなくそれ以外の感染症の診断においても、所要時間と効率を大幅に改善する可能性があります。この研究は最新号のNano Lettersに掲載されたもので、トロント大学の生体医工学研究所、芸術・科学部化学科、ドネリーセンター細胞・生体分子研究所の研究者が参加しています。
「この研究の目的は、COVID-19抗体検査をより利用しやすくすることです」と、生体医工学研究所および化学科の博士課程学生で、本論文の共同筆頭著者の一人であるジョニー・チャン氏は述べています。
「最終的には、患者がスマートフォンでCOVID-19の自己診断を行うことができ、そのデータを医療専門家がデジタルで即座に確認できるようになります。」
感染症の診断検査の一般的な流れは、患者から検体を採取し、検査のために検査室へ送り、その結果を臨床担当者に伝えて判断を行うというものです。こうしたプロセスは互いに独立していることが多く、結果が出るまでに長い時間がかかります。
これに対し、トロント大学と病院の研究者らは、SARS-CoV-2に感染した患者をリアルタイムで監視するための、スマートフォンを利用した携帯型の量子バーコード血清学的アッセイ装置を開発しました。研究者らは、量子ドットでバーコード化したマイクロビーズと二次標識を作製し、患者の血液中にあるCOVID-19抗原に対する抗体を検出しました。抗体が見つかると、マイクロビーズの発光色が変化します。
次に、ビーズを装置に装填してレーザーで励起させ、その信号をスマートフォンのカメラで撮像します。アプリは、画像を処理してビーズの発光色の変化を識別するように設計されています。最終的に、データは解釈され、世界中へ遠隔で送信され、データの収集と意思決定に利用されます。
「このシステムの優れた点は、すべてが一つの携帯型ユニットに統合されていることです」とチャン氏は述べています。
量子ドットのマイクロビーズ検出によって血液中の重要なバイオマーカーのごくわずかな量を測定できるこの技術は、過去10年間にわたって開発が進められてきました。
「今回は特に、この技術の性能と有用性を向上させたいと考えていました」と、本研究のもう一人の共同筆頭著者である博士課程学生のアイデン・マレクジャハニ氏は述べています。
「患者の体内にある標的の痕跡を検出できるだけでは十分ではありません。装置にさらに多くの機能を追加したいと考えました。異なる検体の種類から複数の抗体を同時に検出できるように装置を設計したため、検査1回で得られる情報量が多くなっています。結果はオンラインダッシュボードにアップロードされ、医療専門家や一般の人々がリアルタイムで傾向を確認できます。」
研究者らは、COVID-19感染のさまざまな程度が確認された49人の患者の血液検体を用いて装置を検証し、84〜88パーセントの感度を達成しました。この結果は従来の検査ほど高くはありませんが、現在最も広く利用可能な携帯型抗体検査であるラテラルフロー法と比べて、約3倍高い数値です。
この結果はまた、COVID-19抗体の検出が、精度を大きく損なうことなく、集中型の施設の外でも実施できるようになったことを意味します。
本研究は、オンタリオ州公衆衛生局、サニーブルック病院、マウントサイナイ病院との共同研究であり、これらの施設が研究者に臨床検体を提供し、この新しいシステムの検証と評価が行われました。
「この装置は、感染症の拡大や患者のワクチンへの反応を監視する方法を大きく変えるゲームチェンジャーになり得ます」と、生体医工学研究所長であり本研究の責任著者であるウォーレン・チャン教授は述べています。
