在“第18屆國際福祉健康產(chǎn)業(yè)展 Welfare2015”(2015年5月21～23日，名古屋市國際展示場)的“醫(yī)工合作研討會(huì) 通過醫(yī)工合作檢測疾病、保護(hù)健康的最尖端科學(xué)技術(shù)”會(huì)議上，松下汽車及工業(yè)系統(tǒng)公司技術(shù)本部生物傳感開發(fā)部部長岡弘章登臺(tái)亮相，以“通過呼氣檢測疾病、保護(hù)健康 ～呼氣診斷～”為題發(fā)表了演講。

首先關(guān)注的是尿液

松下從2000年代上半段開始關(guān)注疾病的呼氣診斷。岡弘章表示，“最令我們感到震撼的是，如果辨別(患者人數(shù)和死亡人數(shù)多的)肺癌和乳腺癌、高精度的呼氣診斷能夠?qū)崿F(xiàn)，就能減少死亡人數(shù)”。該公司著眼的生物標(biāo)記物，是呼氣中含有的揮發(fā)性低分子，但起初一直找不到好的標(biāo)記物。

為此，松下首先調(diào)查了尿液，而非呼氣中含有的揮發(fā)成分。這是因?yàn)榕c呼氣相比，尿液的樣本容易采集，而且尿液中的揮發(fā)成分“與呼氣中含有的成分基本相同”(岡弘章)。實(shí)驗(yàn)使用小鼠。利用小鼠擁有比狗還要靈敏的嗅覺的特點(diǎn)，以水作為獎(jiǎng)勵(lì)，培育出了“癌癥探測小鼠”。

經(jīng)過4個(gè)月訓(xùn)練后，小鼠辨別肺癌患者尿液與健康人尿液的正確率達(dá)到了80%。這個(gè)結(jié)果表明，尿液中存在肺癌特有的揮發(fā)性物質(zhì)。

將呼氣成分濃縮1000萬倍

基于這一發(fā)現(xiàn)，松下開發(fā)出了呼氣診斷器件。這需要依靠3項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)：(1)尋找標(biāo)記物;(2)建立呼氣濃縮法;(3)開發(fā)分子識別傳感器。

關(guān)于(1)，松下找到了人的尿液中含有的揮發(fā)性肺癌標(biāo)記物。方法是以肺癌患者組和對照組為對象，提取尿液中的各種揮發(fā)成分并進(jìn)行重量分析，比較二者的含量。通過這種方法，篩查出了環(huán)己酮(cyclohexanone)等具有肺癌特異性的9種揮發(fā)性化合物。研究表明，通過組合這9種標(biāo)記物候選成分，很可能成功檢測出肺癌。但實(shí)際肺癌治療中必需的信息“腺癌和鱗狀細(xì)胞癌等(組織型)的識別很難實(shí)現(xiàn)”。

關(guān)于(2)，呼氣中源自癌癥的揮發(fā)成分的濃度為ppt水平，要想使用傳感器進(jìn)行檢測，“至少需要濃縮1000～1萬倍”(岡弘章)。松下通過參加日本內(nèi)閣府的2009～2013年度“最尖端研究開發(fā)支援項(xiàng)目(FIRST)”，開發(fā)出了使用靜電噴霧技術(shù)的濃縮法，使肺癌標(biāo)記物候補(bǔ)成分濃縮1000萬倍以上。

關(guān)于(3)，松下制作出能夠選擇性檢測出肺癌標(biāo)記物候補(bǔ)成分的分子選擇膜。開發(fā)出了在選擇膜識別出標(biāo)記物候補(bǔ)成分后，指示劑發(fā)光的“分子識別傳感器”。

下一個(gè)目標(biāo)是檢測心理壓力

通過FIRST，松下將這些成果進(jìn)行組合，開發(fā)出了由呼氣濃縮器件、熒光檢測/分析系統(tǒng)等組成的呼氣診斷系統(tǒng)的樣品。今后，包括與其他公司合作在內(nèi)，還將“摸索可行的商業(yè)化形態(tài)”正在通過內(nèi)閣府繼FIRST之后實(shí)施的“革新性研究開發(fā)推進(jìn)項(xiàng)目(ImPACT)”，參與開發(fā)模擬昆蟲的觸覺和知覺中樞系統(tǒng)功能的“InSECT器件”。運(yùn)用在FIRST中獲得的知識，開發(fā)檢測環(huán)境中的有害分子、人的呼氣中含有的心理壓力相關(guān)成分等的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)將有助于實(shí)現(xiàn)該公司大力發(fā)展的汽車領(lǐng)域應(yīng)用，即駕駛員管理系統(tǒng)，以及反恐系統(tǒng)、日常的健康管理工具等。