即时检测(POCT)市场此前停滞不前的主要原因之一就是技术的可靠性和再现性低。因此,很多化学厂商都在设法提高技术的可靠性(图B-1)。所用方法大致可分为两类,即提高S/N信号强度的方法,以及降低噪声的方法。
图B-1:通过多种技术提高S/N图为目前已实现实用化的DNA和蛋白质等的检测技术群。提高S/N的技术各不相同。((a和e)由各公司拍摄,图(d)由富士通研究所提供)
例如,住友电木的强项是降低噪声的技术。该公司的“糖链固定阵列”具备选择性结合特定蛋白质或者带特定蛋白质病毒等的功能。基板上涂布了自主开发的超亲水性材料,因不会附着无用的蛋白质,所以噪声比较少。
选择性结合特定DNA的芯片称为DNA芯片。东丽强调其DNA芯片“3D-Gene”的噪声低、信号变化小。芯片为黑色,而且采用凹凸构造,这是通过用磁珠搅拌溶液实现的。
三菱丽阳的DNA芯片“Genopal”通过强化信号提高了S/N。利用注入凝胶的中空纤维,对DNA进行三维固定,提高了检测时的荧光强度。
富士通研究所与德国慕尼黑工业大学的共同研究团队采用电子和MEMS技术自主开发的DNA芯片“SwitchSENSE”也大幅提高了S/N。通过在DNA芯片上加载电场,使DNA双链像开关一样动作。
由此同时实现了信号的放大和噪声的降低。DNA双链在芯片上立起后,荧光标记会发出更强的光,信号由此增强。即使附着会产生噪声的无用材料,也不会在芯片上移动,因此能从信号成分中明确地分离并去除掉。据富士通研究所介绍,与采用表面等离子体共振(SPR)等的原方法相比,实现了30倍以上的灵敏度。
此外,还把DNA结合所需的时间从10小时以上缩短到了1~2分钟。具备可从DNA双链的移动方法推测DNA分子量的特点。