印刷できる抗原抗体検査のための光センサー開発に成功！

　抗原抗体反応を利用した光センサーの一つに、0.1mmほどのサイズで光をよく閉じ込める微小光共振器からなる円盤型微小レーザー素子を利用する方法があります。
　この円盤型微小レーザー素子に検出対象物が付着した際に、素子に含まれる抗原もしくは抗体と検出対象物が結合し、抗原抗体反応を起こすことで、素子から発生するレーザーの光スペクトル（色情報）が変化、対象物が検出できるというアプローチです。原理的にはウイルス１個程度でも検出可能な超高感度センサーが期待できますが、これまでの微小光共振器ではその表面に検出対象物を結合させるための抗原もしくは抗体を施すには特別な処理が欠かせませんでした。

　九州大学大学院システム情報科学研究院の吉岡宏晃 助教、興雄司 教授、Abdul Nasir大学院生らの研究グループは、熱処理が不要で市販のインクジェットプリンターと同様の技術で印刷可能な抗原抗体検査で利用できる光センサーの開発に成功しました。
　本研究は、抗原抗体反応に用いるビオチンという分子が常温で表面修飾可能な特殊ポリマー（日産化学株式会社より提供）と、独自の円盤型微小レーザー素子の印刷技術とを組み合わせることで成功させました。印刷及び計測のセットアップをポータブルにすることで、検体を専門機関に送らずその場で結果が分かる検査や家庭での簡易検査などの実現が期待できます。
　本研究成果は、2021年2月3日（水）公開のアメリカ光学会（OSA, Optical Society of America）のOptical Materials Express誌に当学会の公式ニュースリリースとともに掲載されました。本研究は、JST-CREST（JPMJCR20T4）、日本学術振興会科学研究費（JP18K14149, JP19KK0379, JP20J12903）の支援により行われました。

（参考図）円盤型微小レーザー素子は特殊なポリマーを混ぜたインクを用いて印刷されます（左）。そして、熱処理フリーでビオチン分子を表面に修飾し、基準となるレーザー発振の光スペクトルを測定し（中央）、ターゲットであるアビジン分子が結合したのちに光スペクトルを再度測定すると波長のシフトが観測されます。