客观日本

让违法药物发光

2017年03月15日 化学材料

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上田宏教授等人的研究团队开发出了在短时间内简单检测违法药物的技术。

东京工业大学上田宏教授的研究室以“蛋白质工学”为主要研究题目。蛋白质工学是指,研究将天然蛋白质进行各种改变,或生产全新的蛋白质的技术的学问领域。蛋白质作为酵素、免疫抗体和活体信息传达物质,对生物的活动发挥了极其重要的作用,以将这些蛋白质的特异功能有效利用于医药、环保和安心安全等广泛领域为目的。

上田教授说明道:“打个比方,就是用蛋白质制作工程师用铁和塑料制作的机械。”

上田宏教授等人的研究团队应用这种蛋白质工学,于2011年开发出了能够检出兴奋剂、可卡因和吗啡等违法药物的“Q-body法”。传统检测方法需要数十分钟以上,但若使用“Q-body”,仅数秒即可检出。并且,“Q-body法”只要将微量的检测用样品与测定试剂混合,即可正确确定药物。从这个优点来看,大家都期待其可应用于警察搜查药物、海关在水滨防止从海外流入违法药物等简易检查。

我们的身体存在“抗原抗体反应”这个免疫系统。在抗原抗体反应中,蛋白质抗体可识别体病原菌等抗原,并进行结合,由此排除病原体。“Q-body法”是一种利用该抗原抗体反应的“免疫测定法”。免疫测定法能够高精度高灵敏度地检出各种物质,且适用范围广泛,因此作为检查和诊断中的优良测定方法,近年来不断得到关注。适用范围除了事件搜查、防卫和反恐措施等“安心和安全领域”,还涉及流感和癌症诊断等“医疗领域”,甚至水质和大气调查、残留农药、食品变态反应原检查等“环保领域”的多个领域。

但是,传统的代表性免疫测定法存在重大课题。例如,由于需要专业知识,并非普通人能够简单使用的检查法,由于测定需要时间和工夫而导致成本高昂,及测定试剂可能含有对环境有害物质,甚至由于用肉眼确认试剂变化而存在误判危险性。

“Q-body法”是能够根本解决这些课题的划时代的免疫测定法。“Q-body法”的关键是上田教授等人的研究团队开发出的被称为“Quench抗体”的蛋白质。作为试剂使用的“Quench抗体”,如接触药物和病原菌等特定抗原,便可引起抗原抗体反应,结构立即发生变化,并发出荧光。测定时,使用携带型的检测装置,通过传感器感知荧光到底有多强,判定是否含有对象物质。调查人的尿液和唾液,可判定有无违法药物。

上田教授谈道:“想要调查的物质只要有数纳米(纳米为10亿分之1),即可检测。只要与微量的样品混合并测定荧光强度即完成。不需要专业知识,谁都可简单做出客观性判断。另外,装置也很轻巧,在哪里都能够测定。”

“Q-body法”为检测一种物质,需要适用于该物质的专用试剂。因此,用于试剂的“Quench抗体”的产品阵营将变得很重要。目前,除了上述的违法药物,还已完成了流感病毒用、霉毒用、新烟碱系农药用等共计20种“Quench抗体”。

上田教授谈道:“由于目前是在基因操作中制作Quench抗体,需要工夫和时间。作为其解决方法,例如,也尝试对我们血液中的蛋白质进行化学处理,制作Quench抗体的方法。若实现该方法,就能够期待开发各种Quench抗体的速度的飞跃性提高。”

正在共同进行开发的制造商的违法药物检测装置样机已于2016年完成。目前,正在反复进行实证实验,以实现商品化。

未来应用“Q-body法”,例如“检测流感病毒的口罩”实现实用化的那一天也许就会到来。


本文转载自Highlighting JAPAN(聚焦日本)
http://www.gov-online.go.jp/eng/publicity/book/hlj/html/cn/index.html

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