2021年12月13日
北海道大学
徳島大学
ポイント
●患者の重症度診断に有効な血中ATP値と乳酸値を測定するセンサーの開発に成功。
●リアルタイムな重症度診断が可能に。
●感染症をはじめ様々な重症患者の迅速かつ的確な診断と治療への応用に期待。
概要
北海道大学大学院工学研究院の石田晃彦助教，同総合化学院博士後期課程の西山慶音氏（研究当時），同修士課程の水上良平氏（研究当時），九鬼静香氏及び徳島大学先端酵素学研究所の木戸 博特任教授，千田淳司助教らの研究グループは，患者の重症度指標となる血液中のアラーム物質をベッドサイドでリアルタイムに測定するセンサーを開発しました。
これまで集中治療室に入室した患者の重症度診断には，多数の検査値から算出する死亡予測値が使われていましたが，重症度をリアルタイムに把握するものではありませんでした。徳島大学の木戸特任教授らは，血中アデノシン三リン酸（ATP）と乳酸の血中濃度比がリアルタイムで重症度を示すことを実証し，「A－LES値」という指標を提案しました。しかし，当時のATP値と乳酸値測定は，それぞれ別々の専用測定装置が必要なため，A－LES値を利用した迅速な重症度評価には限界がありました。
一方，北海道大学の石田助教らはATPを簡便に測定できる手法を確立していました。そこで，北海道大学と徳島大学はATP値及び乳酸値の測定を一体化してベッドサイドでも迅速・簡便に測定できるセンサーの開発に取り組んできました。
本センサーは血中ATPと乳酸に酵素を作用させ，生成物質をそれぞれ電極で測定する仕組みです。両者の測定手法を統一し，必要な2組の電極を一枚のチップに集積したシンプルなセンサー構成になっています。また，マイコン制御により測定の手間が大幅に削減されているため，医療現場に適したセンサーです。
本センサーの開発により，数ステップの操作で，重症度の指標であるATPと乳酸を約5分で測定が可能となりました。従来法と同等の測定値を示すことも実証されました。患者のベッドサイドで利用可能であるため，インフルエンザや新型コロナウイルスをはじめ，重篤化した様々な患者の迅速な診断と治療に貢献することが期待されます。
なお，本研究成果は，2021年11月23日（火）公開のBiosensors and Bioelectronics誌（オンライン版）に掲載されました。
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重症度を診断するための血液中の乳酸値とATP値を測定するセンサー
試薬を加えた血液試料をセンサーの2電極集積チップに載せると，乳酸値とATP値が同時に測定される。医療現場での利用を想定し，最少の手間で測定できるよう設計されている。
