採血をしなくても唾液で血糖値を測ることができるバイオチップを開発したと、米ブラウン大学が発表した。人工唾液を用いたグルコース濃度測定テストに成功した。
血糖自己測定(SMBG)には指先などを穿刺して、微量な血液を採取する必要がある。実際にSMBGを行っている糖尿病患者からは、採血が苦痛だという声は少なくない。特に小児の患者では、穿刺にともなう痛みは負担になっている。米国糖尿病学会(ADA)によると、糖尿病患者は1人平均4回の血糖測定を行っているという。
血糖値を測定できるコンタクトレンズなど、痛みを伴わない血糖測定器の開発がいくつか進められているが、いまのところ実用化はされていない。
「血液ではなく、唾液を用いて血糖測定ができるようになれば、糖尿病の治療は大きく改善されるだろう」と、ブラウン大学工学部のドメニコ パシフィチ氏は話す。この研究は、米国科学財団(NSF)の支援を得て行われている。
電気をよく通す金属に、光ビームを照射すると、池に石を投げ込んだときに生じる水面のさざ波のように、電子密度の疎密のパターンが波となって金属表面を伝わっていく。この電子密度の波を「プラズモン」という。研究チームは、指の爪くらいの大きさの小型チップを作り、プラズモン効果を用いたセンサを数千個作り込んだ。
センサの表面に幅100ナノメートル(1ナノメートルは100万分の1ミリ)のスリットを入れ、その両側に幅200ナノメートルの溝を刻みつけた。そこに光をあてると、入射した光は金属表面にある電子と相互作用し、特殊な波を生じさせる。その波を高感度に検出することで、微量なグルコースを検出できるようにした。
このデバイスを使い、唾液に含まれているのと同じ濃度のグルコースを検出できることが確認された。唾液に含まれるグルコースの濃度は、血液の100分の1未満だという。水や塩分、酵素などを混合した人工唾液を用いた実験では、グルコース濃度の0.1マイクロモル/リットルの変化を検出できた。
実際には、ヒトの唾液には飲み物や食べ物の微量の破片が混ざっているので、唾液を採取する前に口内洗浄液(マウスウォッシュ)を使い、それらの影響を取り除く方法が考えられている。
研究チームは、測定器を持ち運び可能な、iPhone(アイフォン)ぐらいのサイズまで小型化することを目指している。体内のインスリン濃度測定への応用も検討が進んでいる。
研究チームは2012年にはじめて実験に成功した。研究発表を見た糖尿病の子供をもつ家族からは、「幼い子供にちくりと刺して血糖測定するのは痛ましい。採血の必要のない血糖測定を歓迎する。ぜひ研究を進めて欲しい」といった電子メールが多数寄せられたという。
「糖尿病患者さんの多くは、より良い選択肢を熱心に求めています。この技術を実用化するための、まだ多くの課題がありますが、1日も早く提供できるように技術開発を進めます」と、パシフィチ氏は述べている。
Progress on detecting glucose levels in saliva(ブラウン大学 2014年6月3日)
Saliva-scanning device could replace blood tests for diabetics(ブラウン大学 2012年2月3日)
[ Terahata ]