日本三菱综合材料株式会社与北陆先端科学技术大学院大学合作开发了一种可在短时间内检测有无新型冠状病毒等特定病原体的生物传感器。其特点是通过采用特殊制造技术制成的材料，省略了现有PCR法需要的DNA扩增过程。今后的目标是相较于PCR法，将检测时间缩短至四分之一左右，并投入实际应用。
图1 三菱综合材料开发的生物传感器（右）
当病原体的核酸被吸附到电子元件的“晶体管”上时，传感器的电压就会发生变化。通过观察这种变化可检测是否存在病原体。
三菱综合材料等通过使用在制造方法上采用独自方法研制的晶体管，成功提高了传感器的性能。
一般晶体管普遍使用二氧化硅作为绝缘材料。而三菱综合材料等在绝缘体部分采用了由锆、镧等构成的固体电解质。据三菱综合材料负责人称，与使用传统绝缘材料的普通晶体管相比，可测量的电流值将“高出2～3个数量级”。
使用这种传感器检测待测DNA（如唾液等样本中的少量病原体）变得更加容易，无需像PCR方法那样需要扩增DNA。目前，理论上可以测量1毫升样本中包含1皮克（皮克为万亿分之一克）的DNA。
固体电解质的成膜采用“湿式成膜”方法，即通过在晶片基板上喷涂液体而成膜。一般而言，成膜采用在真空中形成薄膜的“溅射”，但本次的固体电解质无法使用传统方法进行制造。目前，正在研究湿式成膜提高性能的详细原理，但据推测其原因，可能是受到了薄膜中残留的碳和氢产生的影响。
目前的PCR法中速度较快的约一个小时可得出结果。三菱综合材料等通过使用新传感器，预计可将检测时间缩短至15分钟左右。由于传感器的元件能够多个并列，因此可以同时检测多个测定目标的DNA。三菱综合材料等将在未来几年内进行一系列的验证测试，并计划确认新传感器存在的检测稳定性等课题。
PCR法在新冠疫情期间被广泛使用。DNA扩增方法虽然准确度较高，但存在检测设备昂贵、出结果时间长等课题。
如果三菱综合材料等开发的新型传感器投入实际使用，那么检测的便利性将会得到提高。当下一次发生大流行（传染病大爆发）时，将更能容易采取应对措施。
日文：落合修平、《日经产业新闻》、2023/8/7
中文：JST客观日本编辑部
