臨床現場即時(PoC)検査

Young woman testing her blood with an electronic desktop device

臨床現場即時(PoC)検査により、感染症やSTDなどの検査が非集中型で実行できるようになります。病院の検査室の外で手早く検査を行えるため、PoCソリューションは、より短時間の診断、より早期の治療、より早い回復を患者に提供できます。

PoC検査分野のイノベータたちは、様々なバイオマーカー、たんぱく質、DNAを測定できる新しい化学手法や生体検出手法を、絶えず探索しています。現在では、特定の疾病を手早く特定して治療できるよう、個別の抗原および抗体を非常に低いコストで検出する、免疫学的検定が開発可能です。一方、PCR(金字塔的標準)やLAMP(等温的手法)などの分子検査ソリューションは、最も高い感度と特定性が得られます。

PoC検査のイノベータは、複数種の疾病を特定できる手法を構築しようとしています。例えば、インフルエンザとCOVIDを同じ装置で検査できる手法です。多目的PoCソリューションには、正確であるだけではなく、新たな疾病の変種が現れたり検査メニューを増やしたりする場合に容易にアップグレードすることもできる、電子デバイスを併用する必要があります。アナログ・デバイセズは、電気化学検査ソリューションと光学検査ソリューションの両方のポートフォリオを備えた独特の位置を占めており、広範なバイオセンサーや化学的性質を補完する測定エンジンを提供すると共に、ソフトウェアでアップグレード可能なプラットフォームを実現します。

Zoom-in on a cotton swab containing microscopic virus particles

将来の感染症突発に備える超高速テスト

感染症の突発を管理する場合に最も難しい点は、誰が感染し誰が感染していないかを見分けることです。正確で信頼性が高く利用しやすい超高速のテストをアナログ・デバイセズがどのように変革しているかをご紹介します。

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高感度蛍光検出

光レシーバー技術により、カラリメトリックおよび蛍光の受光チェーンを使用した、体外診断(IVD)に目的を絞った高感度の結果が得られます。ELISAやPCRなどの実験室ベースの免疫診断テストや分子診断テストは、光学的な診断技術に依存しています。現在では、受光技術はPoCソリューションでも用いられており、ここでは優れた感度により目標を絞った読取りが可能となっています。

しかし、光学的手法によって、新たな複雑さも生じます。こうした手法は多くの場合、電気的および物理的誤差を補償するための複雑な電子回路を必要とするためです。光路を定め周辺光による干渉を防ぐためにこれらを収容するための設計を注意深く行う必要もあります。更に、システム・ノイズを除去しながら低強度の蛍光を検出できるよう、ソリューションのノイズ・フロアは極めて低くなくてはなりません。ADPD4100のような統合型光学フロントエンドは、ソフトウェアによりプログラム可能なソリューションを提供し、ノイズに関する性能条件を超えた柔軟で将来性のあるプラットフォームの作製を可能にします。

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Gloved fingers holding a quartz cuvette with a laser shining through it

光学的な液体分析を一瞬で

設計者はADPD4101を使用することで、ソフトウェア設定を変更するだけで様々な方法を活用したり切り替えたりできる様々な光学的液体測定のプロトタイプを、1つのプラットフォームで形成できるようになります。

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バイオセンサーの電気的検出を簡素化

バイオセンサーはIVDでは確立したツールで、現在では低コストおよび小型という特長により、PoC市場でも流行しつつあります。アナログ・デバイセズのAD5940やADuCM355などの統合型電気化学フロントエンドは、多彩な電気化学的手法に対応し、柔軟で将来性のあるプラットフォームが容易に作成できる、ソフトウェアで設定可能なソリューションを提供します。

Diagram showing an electrochemical sensor tied to ADuCM355 microcontoller
統合型電気化学ソリューション

 

バイオセンサーの読取り値は、ボルタンメトリ(矩形波ボルタンメトリなど)、アンペロメトリ(クロノアンペロメトリなど)、電気化学インピーダンス分光法など、様々な手法を使って解釈できます。そのため、電気化学に基づく新たなレシーバーの回路は、センサー設計者がシステムに対して適切な方法を評価し救命PoC検査技術をより速く市場投入できるよう、多数の測定手法を可能にするものであることが必要です。

例えば、アナログ・デバイセズとPalmSensによるEmStat Picoポテンショスタットによって、QSM Diagnosticsは、犬の耳の最もひどい感染症の一部の原因となる悪質なバクテリアを検出する、電気化学バイオセンサーおよびリーダーの作製が可能となりました。このデバイス、Otter eQは、高速、ポータブル、高精度が特長で、かかりつけのペット・クリニックにいながら獣医学ラボと同じテスト結果が得られます。また、EmStat Picoのプラグ・アンド・プレイのフォーム・ファクタにより、Otter eQは、QSMが電子回路を再死から開発した場合に比べ3年も早く市場投入できました。Otter eQのような技術が、犬、猫、そして人間などのより様々な感染症のテストに用いられる日が来るかもしれません。

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Veterinarian examining a dog's infected ear using an ear inspection instrument

ポテンショスタットをポケットに

アナログ・デバイセズとPalmSensの技術がこの電気化学バイオセンサーで結び付き、動物病院での手早いPoC検査が可能となりました。そしてこれが人間の医院で可能になる日も来るかもしれません。

Otter eQについて

Bode plot with two curves showing capacitor effect on a liquid

EmStat Pico:電気化学センサー市場での強み

EmStat Picoモジュールにより、設計者は標準的な電気化学測定を最小の開発時間と労力で製品に統合することができ、収益を上げるまでの時間を大幅に短縮できます。

EmStat Picoの詳細

EmStat Pico evaluation board

EmStat Picoの概要

PalmSens BVとアナログ・デバイセズが共同開発したEmStat Picoモジュールは、電気化学測定用の組込み型ポテンショスタットで、サイクリック・ボルタンメトリ、矩形波ボルタンメトリ、インピーダンス分光法などの手法に対応します。

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