「チップ上の実験室」が有害物質への曝露を監視できる可能性
エンジニアたちは、携帯型デバイスを使って健康状態や有害物質への曝露状況をモニタリングできるバイオセンサー技術を開発した。
レストランでサラダを注文し、スマートフォンやスマートウォッチを使って、その食材に有害な細菌やアレルゲンが含まれていないか検査する姿を想像してみてください。
その未来像は、まもなく現実のものとなるかもしれません。ラトガース大学のエンジニアたちは、「ラボ・オン・ア・チップ」と呼ばれるバイオセンサー技術を開発しました。これは、携帯型やウェアラブル端末を使って、自身の健康状態や危険な分子への曝露をモニタリングするために活用できるものです。
「血液や唾液を継続的に採取して様々な分子を検出し、人の健康状態を常時モニタリングする腕時計を想像してみてください」
「この技術の目的は、複数の種類の生体分子を同時に検出できるようにすることです」と、メフディ・ジャヴァンマード氏は『Olive Oil Times』に語った。ジャヴァンマード氏は、ラトガース大学ニューブランズウィック校の電気・コンピュータ工学科の助教であり、このプロジェクトの主任研究員を務めた。
「食品を汚染する可能性のある微生物、細菌、ウイルスは多種多様です」と彼は述べた。「それらをすべて一度に検出できることが望まれます。基本的に、この技術はそれを実現するものです。少量のサンプルを採取し、同時に検査を行うことを可能にするのです」
これがチップを用いて実現されているということは、コンパクトなガジェットに組み込むことが可能であることを意味する。
「大きな実験室で検査を行う必要はありません」とジャヴァンマード氏は語った。「今では、身につけたり持ち歩いたりできる機器を使い、スマートフォンに接続して検査を行うことが可能になりました。」
この技術に関する研究論文が、最近、英国王立化学協会（Royal Society of Chemistry）の学術誌に掲載された。
この技術では、微粒子に電子バーコードを付与することで識別可能にする。これにより、特定の分子を特定することが可能になる。
例えば、食品アレルゲンの場合、「アレルゲンには1種類しかないわけではなく、それぞれに異なるタンパク質や毒素が関連している」とジャヴァンマード氏は説明する。「このバーコード技術により、ユーザーは複数のタンパク質を検査できるようになる」
この技術の実用的な応用範囲は、食品のモニタリングをはるかに超えています。
「環境モニタリングも重要です」とジャヴァンマード氏は述べた。「さまざまな環境下でウイルス分子、毒素、細菌を探していると想像してみてください。冬に子供たちが遊び場で遊んでいる際、周囲に体調を崩した子供たちが大勢いるとします。そこにある滑り台や様々な遊具が汚染されていないかを確認したいと思うでしょう。
「健康モニタリングもあります。腕時計が血液や唾液を継続的に採取して様々な分子を検出し、人の健康状態を常時把握している様子を想像してみてください。」
この最後の点は、患者の状態を評価する際に特に重要になるかもしれません。
「正確性の高い処方を行うためには、分子レベルでの患者に関する包括的な情報が必要です」とジャヴァンマード氏は述べた。 「単一の生体分子だけでなく、20種類の重要な分子を同時に継続的にモニタリングできるツールがあれば、現在の能力と比較して、体内で生理学的に何が起きているかをはるかに高いレベルで把握できるようになります。」