振動を利用してウイルスを見分ける小型デバイスVIRRION

・研究者は、数分以内に広範囲のウイルスを識別する効果的で安価なデバイスを開発しました。

 

・デバイスはVIRRIONと呼ばれます。

 

・ラマン分光法を利用して、振動によりウイルスを識別します。

 

 

ウイルスは、生物の生細胞内でのみ複製する寄生虫です。植物や動物から、古細菌や細菌を含む微生物まで、あらゆる種類の生命体に感染する可能性があります。

 

動物には150万を超える未知のウイルスが存在すると推定されており、ヒトに感染する可能性があります。実際、エボラ出血熱、ジカ熱、鳥インフルエンザなどの既知のウイルスは、広範囲にわたる病気と死を引き起こしています。

 

しかし、ウイルスを早期検出することができれば、迅速かつ効果的な対策の展開を可能にし、致命的なウイルスの拡散を止める「絶好の機会」を得られます。

 

そのため、ペンシルベニア州立大学の研究者は、サイズに基づいてウイルスをキャプチャする安価な小型デバイスを開発しました。これは、VIRRION（ラマン分光法による迅速な検出と識別を備えたウイルスキャプチャの略）という名前です。

 

 

仕組み

ウイルスを検出する既存の方法では、高価で大きな機器が必要です。一方、この新しいデバイスは直径わずか数センチです。さまざまなウイルスに匹敵するサイズのナノチューブの配列で構成されています。

 

研究チームは、ラマン分光法を利用して、個々の振動に基づきウイルスを特定しました。非常に低濃度のウイルス分子であっても、金ナノ粒子をデバイスに追加することでラマン信号を強化し検出可能にしました。

 

その後、機械学習法（人工知能のサブフィールド）を使用して、広範囲のウイルスライブラリを構築しました。

 

 

テストでは、VIRRIONが複数の新型ウイルスをわずか数分で同時に検出できることを示しています。

 

このデバイスは、サイズごとにウイルスを捕捉し（整列したカーボンナノチューブアレイの勾配を使用）、オンサイトで（ラマン分光法を使用して）90％の精度で検出します。

 

 

さらに、この実現可能な濃縮プロセスにより、電子顕微鏡とディープシーケンシングによるさらなる培養と特性評価が可能になります。 要約すると、ウイルス監視を大幅に改善する高速で効果的な疾病監視システムです。

 

 

用途

VIRRIONは、ウイルスの検出、および診断に役立ちます。また、小型で安価なので、医師がウイルスの発生をリアルタイムで迅速に追跡および監視することに使えます。

 

このデバイスには、幅広い用途があります。たとえば、家畜のウイルスを早期に検出することで、群れに病気が蔓延することを防ぐことができます。農業分野では、病気の早期発見により作物全体を救うことができます。

 

そしてもちろん、数日ではなく数分でウイルスを検出することで、より多くの人命を救うことができます。