図1　ルネサスが提供する人工�}吸�_(d│)の�v路リファレンスデザイン　出�Z：ルネサスエレクトロニクス

ルネサスエレクトロニクスは、人工�}吸�_(d│)の�U(ku┛)御�v路のリファレンスデザインボード(図1)を提供する（参考�@料1）。これは人工�}吸�_(d│)�j(lu┛)�}のアイルランドMedtronics社が����PB560など人工�}吸�_(d│)の仕様を�o開したことに合わせて、素早く作��したリファレンスデザインボード��人工�}吸�_(d│)から患�vに送る1�vのガスの量や配分量を�U(ku┛)御する�v路である（参考�@料2）。

新型コロナにより�_篤患�vに適��される人工�}吸�_(d│)が不�Bし、��(ji┐n)要が�\えている。このため、もっと�~易だったり�W価だったりする人工�}吸�_(d│)の開発が出ているが、�}動で動かす?ji└)�要があったり、�@度が良くないなどの問��もありそうだ。Medtronicsが�o開した仕様に基づき、このほどルネサスが作��したリファレンスボードには、�A収したIntersilのパワーマネジメントICや、ルネサスのマイコンRX23WおよびRX23Tなどが搭載されている。20個�ZいICの中で唯�kIDTのICが流量コントローラFS1023である。

今�vのルネサスのリファレンスボードは、Medtronicsの仕様�o開から極めて�]く、昔のルネサスとは違う�官�のようだ。IntersilやIDTを�A収した成果といえそうだ。このボード提供によって、人工�}吸�_(d│)を開発しているさまざまなメーカーは、独�Oの機�Δ鬟愁侫肇Ε┘△覆匹納{加できるようになる。

1時間でわかるPCR検�hキットを開発中

時間のかかるPCR（polymerase chain reaction）検�hをいかに�](m└i)時間で判定できるか、という��争が始まっている。��来のPCR検�hは、綿棒で�磴涼罎�らサンプルを採�Dして新型コロナのRNAを直接見るという��(sh┫)法だが、RNAを�\やして判定�T果が出るまでに2〜3日と時間がかかりすぎていた。

そこで、英DnaNudge社は、ゲノムDNA抽出プロトコルと��数のリアルタイムPCR�\幅を組み合わせ、�~単で低価格な、使い捨てカートリッジを��いたハンディタイプの検�h����（図2）を開発した（参考�@料3）。ほほの内�笋鰈o(h┫)りサンプルを採�Dした綿棒を直接カートリッジに格納、そのまままっすぐボックスに入れて解析する。コアの溶解と�w相のDNA抽出プロトコルがカートリッジの中に集積されており、高純度になった材料が�kつのアレイに到達し、ここで72�|類のDNA�\幅反応を�R�T深くモニター�U(ku┛)御し、��別に�C伝的な変�|を��める。1時間で�T果がわかるという（参考�@料4）。

図2　DnaNudge社が開発したNudgeBoxとそのカートリッジ（下に見える丸く�Eいもの）　出�Z：DnaNudge

このNudgeBoxは、ケンブリッジの�\術コンサルタント会社TTPと共同で開発した。Imperial College LondonからスピンオフしたDnaNudge社の創業�vであるChris Toumazou��(hu━)によると、このシステムのキモは、ファームウエアとプロセッサであり、ボックスの中に�H数のプロセッサを搭載し、カートリッジを�v転させるサーボシステムを�U(ku┛)御するという。もう�kつのキモは、「小型に作った光アレイのチップで�H�_化していることです。つまり、72個のウェルプレートを�eつということは、Covid-19のプライマーを��て�eっているという�T味です」と述べている。元々、�p糖値を�Rるためのパーソナルケアデバイスだったが、これを新型コロナに転��したという。

英国のDHAC（健康&ソーシャルケア省）は、これまで1万個のテスト��カートリッジを調達し、��院・クリニックに納めた。早期のCovid-19患�vに使ったところ、素晴らしい�T果だったという。DnaNudgeのテストは、場所を��(li│n)ばず消�J�vにサービスできるとして開発してきたので、今�vのCovid-19のテストに効��があると信じているとToumazou��(hu━)は語る。

�](m└i)時間の�^��検�hも狙う

��(sh━)Rochester�j(lu┛)は、�^��を�](m└i)時間で検�hする��(sh┫)法を開発中だ（参考�@料5）。SiO2を被�戮靴織轡螢灰鵐船奪廚��屬縫灰蹈淵Εぅ襯垢�����させた�X(ju└)��は反�o(j━)防�V膜を被せたことになるが、ここに�p�]を��(k┫)らすと�p�]中の�^��がウイルスを�戮辰討い襪燭鵑僂���を引き寄せるため、反�o(j━)率が変化する（図3）。この表�Cの反�o(j━)形�X(ju└)が変わることを�W(w┌ng)��するArrayed Imaging Reflectometry（マイクロアレイ反�o(j━)スペクトロスコピー法）で検出する。この��(sh┫)法は同�j(lu┛)学が開発した�\術だという（ 参考�@料6）。

図3　Si�屬�SiO2にコロナウイルスを反�o(j━)防�V膜として��けておき�p�]を��(k┫)らすと�p�]中の�^��があれば反�o(j━)が�莟Rされる　出�Z：University of Rochester

実はRochester�j(lu┛)は別の��(sh┫)法も開発している。光チップを使い捨てのカード�屬���き、�p�]サンプルにさらすとこのカードは感��を検出するという。この��(sh┫)法も同�j(lu┛)学が中心となっているプロジェクト、AIM Photonics InitiativeとOrtho Clinical Diagnostics社が共同で開発中だとしている。狙いは新型コロナ感��を検�hする携帯型光ツールの開発だ。

参考�@料
1. 新型コロナウイルス感���fと�hうため、�o開済みオープンソースの設��仕様に基づいた人工�}吸�_(d│)に向け、リファレンスデザインを作成 (2020/04/16)
2. Ventilator Designs to Help Engineers Address the COVID-19 Pandemic
3. Rapid, lab-free COVID-19 test being developed by Imperial team delivers results in just over an hour (2020/04/10)
4. How DnaNudge works
5. Rochester researchers pursue quick ways to detect COVID-19-and better understand it (2020/04/21)
6. Arrayed Imaging Reflectometry