日本三菱綜合材料株式會社與北陸先端科學技術大學院大學合作開發了一種可在短時間内檢測有無新型冠狀病毒等特定病原體的生物感測器。其特點是透過採用特殊製造技術製成的材料，省略了現有PCR法需要的DNA擴增程序。今後的目標是相較於PCR法，將檢測時間縮短至四分之一左右，並投入實際應用。
圖1 三菱綜合材料開發的生物感測器（右）
當病原體的核酸被吸附到電子元件的「電晶體」上時，感測器的電壓就會發生變化。透過觀察這種變化可檢測是否存在病原體。
三菱綜合材料等透過使用在製造方法上採用獨自方法研製的電晶體，成功提高了感測器的性能。
一般電晶體普遍使用二氧化矽作爲絕緣材料。而三菱綜合材料等在絕緣體部分採用了由鋯、鑭等構成的固態電解質。據三菱綜合材料負責人稱，與使用傳統絕緣材料的普通電晶體相比，可測量的電流值將「高出2～3個數規模」。
使用這種感測器檢測待測DNA（如口水等樣本中的少量病原體）變得更加容易，無需像PCR方法那樣需要擴增DNA。目前，理論上可以測量1毫升樣本中包含1皮克（皮克爲萬億分之一克）的DNA。
固態電解質的成膜採用「溼式成膜」方法，即透過在晶軟片基體板上噴塗液體而成膜。一般而言，成膜採用在真空中形成薄膜的「濺射」，但本次的固態電解質無法使用傳統方法進行製造。目前，正在研究溼式成膜提高性能的詳細原理，但據推測其終極因數，可能是受到了薄膜中殘留的碳和氫產生的影響。
目前的PCR法中速度較快的約一個小時可得出結果。三菱綜合材料等透過使用新感測器，預計可將檢測時間縮短至15分鐘左右。由於感測器的元件能夠多個並列，因此可以同時檢測多個測定目標的DNA。三菱綜合材料等將在未來幾年内進行一系列的驗證測試，並計劃應答新感測器存在的檢測穩定性等課題。
PCR法在新冠疫情期間被廣泛使用。DNA擴增方法雖然準確度較高，但存在檢測設備昂貴、出結果時間長等課題。
如果三菱綜合材料等開發的新型感測器投入實際使用，那麼檢測的便利性將會得到提高。當下一次發生大流行（傳染病大放大）時，將更能容易採取因應措施。
日文：落合修平、《日經產業新聞》、2023/8/7
中文：JST客觀日本編輯部
