日本创业

东北大学与丰田合成开发新型传感器

作者:admin    2022-01-27

如果能快速检测空气中的新冠病毒,只需在设施入口处检查病毒即可,而不必再戴着口罩参加音乐会或酒会等。日本 Ballwave 公司、东北大学研究生院医学系研究科和丰田合成公司共同开发了一款传感器,可利用球形SAW传感器在1分钟内从空气中的气溶胶中检测到源自新冠病毒的蛋白质。计划在今后1年内解决特性和灵敏度等课题,2023年实施验证实验,2024年开始销售,Ballwave 公司代表董事赤尾慎吾充满信心地表示:“希望尽可能地加快进度,尽快向社会提供该传感器。”
 
该公司的董事(东北大学名誉教授)山中一司等人开发了利用声表面波(SAW:集中在球的表面、不会横向扩散、反复绕球旋转)的球形SAW传感器。为了实用化,在大学新产业创造项目(START)的支援下,成立了Ballwave公司。SAW传感器可以精确测量附着在球表面的物质的重量,已应用于气相色谱仪。山中名誉教授介绍说:“去年4月左右在东北大学未来科学技术共同研究中心讨论时,谈到了或许还可以将SAW传感器用于呼吸,因此开始了这项开发。”
 
此次为检测新冠病毒,在球的表面形成了带抗体和适体的感应膜。由于空气中的飞沫和气溶胶含水,水与抗原抗体反应,从而识别并捕获新冠病毒。
 
研究团队首先验证了气溶胶是否会引起高速抗原抗体反应。在ELISA板的孔底固定抗原,喷1~20秒含抗体的气溶胶喷雾后确认,最快能在1秒内被抗原特异性捕获。由此确认,具有与普通ELISA为相同水平的检测灵敏度。
 
当向试制的球形SAW病毒传感器验证机的传感器表面喷洒含抗原的气溶胶后发现,传感器的质量负载响应在5秒内达到峰值,并在1分钟内恢复到恒定值。反复喷雾的话,整体响应会增加,成功地在1分钟内捕获了气溶胶中的新冠病毒蛋白。与特定异物特异性结合抑制其功能的核酸分子适体具有比抗体更高的热稳定性和化学稳定性,可以通过升高温度破坏与异物的结合来重复使用,因此检测后加热到一定温度可以去除病毒和抗原。
 
此次实验证实,原理上可以从空气气溶胶中检测出新冠病毒,但实用化还存在课题。山中名誉教授表示:“今后,为验证仅识别新冠病毒的特异性,将确认该方法不会对流感病毒和普通感冒病毒产生反应。另外还需要与医学系研究科合作,确认灵敏度足以满足检测感染者呼出的气体和感染者较多的空间中的病毒。此外,还必须确认稳定性,希望能在1年内解决这些课题。”
 
今后将结合丰田合成公司在汽车内外饰件开发中培养的表面处理技术,以及结合东北大学医学系研究科拥有的通过质谱法检测呼气中的病毒和炎性蛋白的高精度诊断法及呼气诊断技术,与 Ballwave 公司一起推进联合开发。