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プラズモンパッチで医療診断テストの明るさ増強

July, 13, 2018, Washington--蛍光ベースバイオセンシングやバイオイメージング技術は、関心のあるさまざまな生物種を検出し撮像するために研究と臨床設定で広く用いられている。蛍光ベースの検 出およびイメージング技術は利用しやすいが、感度がよくない。例えば、患者の血液、尿に低レベルの抗原があると、蛍光信号は弱くなり、可視化や診断が難しくなる。このため、蛍光ベースの検出は、感度が重要要件の時は、常に推奨されるわけではない
 ワシントン大学セントルイスと空軍研究所(AFRL)の研究チームは、このような診断テストで、金属ナノ構造を利用して蛍光強度を100倍強化するハイテクフィックスを開発した。それは、以前に手こずった診断問題に対する安価で簡便なソリューションである。
 Light: Science and Applicationで説明されているように、酵素ベースの増幅を利用するような信号強化技術は特別なステップを必要とし、それが全般的な操作時間を長くし、場合によっては特殊で高価な読み出しシステムとなる。
 ところが、工学&応用科学学部、機械工学&材料科学教授、Srikanth Singamaneniのチームが開発した「プラズモパッチ」は、テスト手順でどんな変更も必要がない。パッチは、ナノ材料内蔵の1センチメートル平方程度のフレキシブルフィルム。研究者やLab技術者は、通常の方法でサンプルを用意し、その上にパッチを適用し、いつもと同じようにサンプルをスキャンするだけでよい。
 「それは、金ナノロッドあるいは他のプラズモンナノ構造が上部で吸収された弾力性がある透明材料層である。これらのナノ構造がアンテナとして機能し、分子周囲の微小容積に光を集め、蛍光を発光させる。蛍光は、急激であり、それにより可視化が容易になる。パッチは、光の拡大鏡のようなものである」と論文の主筆、Jingyi Luan大学院生は話している。
 研究チームによると、新開発のパッチは、アプリケーションあたり5セント程度である。マイクロアレイには特に有用である。1回の実験で数万の検体を同時検出を可能にするからである。
(詳細は、https://wustl.edu)