産総研など、手のひらサイズのPCR装置を開発 - 細菌やウイルスを10分で検出

産業技術総合研究所(産総研)などは2月8日、リアルタイムPCR装置の超小型化・軽量化に成功したと発表した。

同成果は、日本板硝子、産総研、ゴーフォトンらの研究グループによるもの。研究機関、大学向けに試作機を供給し、実地検証を開始しており、年内の発売を目標に開発を進めているという。

PCR装置は、大型で消費電力が大きく、価格も高いことから専門施設内での利用に限られている。そのため、集団感染や食中毒などで細菌やウイルスの特定作業を行う場合は、現場からサンプルを送付する必要があり、さらに測定に1時間程度かかるという課題があった。

今回、産総研は、薄くて小さなプラスチック基板にマイクロ流路を作製し、そこに試料を注入して高温・低温の領域間で試料を高速に移動させることにより遺伝子を増幅させ、蛍光で検出する原理を開発。一方、日本板硝子は光通信などに使用されるSELFOCマイクロレンズの技術を利用した小型蛍光検出器を開発。これらの技術を組み合わせることで、高精度のままPCR装置の小型化と検査時間の短縮を実現し、「モバイル遺伝子検査機」の開発に成功した。

同検査機は、約200mm×100mm×50mm、重量約500gと小型・軽量で、従来は約1時間かかっていた検査時間を約10分に短縮している。また、小型化により低コスト化を実現。バッテリー駆動も可能となっている。

たとえば、産総研が作成した大腸菌用試薬を用いると約10分で20copies/μL、ノロウイルス用試薬を用いると約12分で20copies/μL、インフルエンザ用試薬を用いると約12分で50pfu/mLという従来のPCR装置とほぼ等しい性能で検出できることが、試作機によるテストで確認されている。

研究グループは、食品衛生、感染症予防、環境汚染調査など幅広い分野での活用が期待されるとしており、今後は検査対象ごとに最適化された高速PCR試薬や前処理技術の準備を進めていく考えだ。