カーネギーメロン大学の研究チームは、新型コロナウイルスに特異的な抗体を10～12秒で検出する生体センシングデバイスを開発した。

ナノ粒子を3Dプリントすることで機能する同デバイスには、高度な材料技術および積層造形技術が応用されている。

デバイスの普及により迅速な検査による感染拡大防止のほか、ワクチン接種に対する免疫反応の定量化にも期待できそうだ。

抗体濃度が低くても検出可能

テストプラットフォームでは、ウイルスの2つの抗体（スパイクタンパク質S1領域、受容体結合ドメイン）が約5μl（マイクロリットル）の血液中に存在するかどうかを確認する。

抗体濃度が1ピコモル（0.15ng/ml）未満と、非常に低くても検出可能。電気化学反応をほぼリアルタイムでスマホのようなインターフェイスに送信し、結果を分析するようだ。

デバイス製造の際に用いられる「エアロゾルジェット3Dプリント」と呼ばれる積層造形技術が、テストプラットフォームの効率と精度を担保している。

ナノスケールでの3Dプリント技術で高精度にセンシング

抗原がコーディングされた電極は、焼結されたエアロゾル液滴を使用してナノスケールでプリントされる。これにより、粗く不規則な表面構造が生じ表面積が増加。電気化学反応が強化され、迅速で高精度な検出を可能にするとのこと。

また、抗体は抗原との結合反応が非常に選択的なため、テストのエラー率は低くなる。

同技術は汎用性があり、エボラやHIV、ジカといったウイルスの抗体検出にも活用できるとのことで、公衆衛生保全に貢献してくれそうだ。

参照元：Sensing of COVID‐19 Antibodies in Seconds via Aerosol Jet Nanoprinted Reduced‐Graphene‐Oxide‐Coated 3D Electrodes/ Wiley