日本理化學研究所（RIKEN）新興物質科學中心（CEMS）的一個研究小組開發了一種診斷系統，可以快速和敏感地測量血液中的抗體數量，這些抗體可以保護人們免受SARS-CoV-2（引起COVID-19的病毒）的傷害。這項成果發表在科學期刊《Chemical Society of Japan》上，並有望在醫療機構實現對SARS-CoV-2疫苗功效的高效和精確測試。
目前，研究人員已經開發了幾種針對SARS-CoV-2的疫苗，並且正在全世界範圍內進行疫苗接種。在醫學領域，研究人員使用一種叫做免疫層析的技術進行抗體測試，以確定是否因病毒感染或疫苗接種而產生抗體。然而，由於這種測試的結果是通過用肉眼觀察紙上的彩色條紋來確定的，所以它並不精確，也不是非常敏感。使問題更加複雜的是，為了獲得更精確的定量結果，血液樣本必須被送到外部測試中心，而周轉時間需要幾天到一周。
這項新的研究由CEMS的Yoshihiro Ito領導，他在幾年前開發了一項技術，可以固定任何有機化合物，包括生物來源的物質。自那時起， Ito和他的同事們繼續改進該系統，專註於固定各種過敏原以測量免疫感染的歷史。他們已經成功地開發了一個使用微芯片的測試工具，該芯片上固定了40多種不同的過敏原。現在，他們已經擴大了他們的診斷工具，用於固定幾個關鍵的SARS-CoV-2蛋白的系統，使針對SARS-CoV-2的抗體的存在能夠被自動檢測。
該技術是基於對光的利用。一種對光有反應的物質首先被塗在一個塑料微芯片上，含有感興趣的蛋白質的樣本液體以點的形式被滴到微芯片上。然後將芯片暴露在紫外光下，使蛋白質固定下來。利用這種方法，研究人員開發了一種叫做微陣列的芯片，關鍵的SARS-CoV-2被固定在上面。當血清中的抗體與芯片上的病毒蛋白結合時，它們就會發光，並且可以用一個CCD相機精確測量發光量。因此，這一數值可以用來量化抗體的數量，這是免疫層析法所無法做到的。
“標準的抗體定量分析通常需要從你的一隻手臂上抽出半毫升的血液，這是一個很大的數字！” Ito說。“但是在我們的系統中，只需要從指尖抽出一小滴血，而且該系統的靈敏度是傳統免疫層析法的500倍，這意味着即使在抗體數量很低的情況下也可以進行檢測。”此外，其操作相當簡單–只需將人血清滴到芯片上，按下啟動按鈕，然後等待。反應過程、洗滌和抗體檢測在大約30分鐘內自動完成。
Ito表示：“在過去，我們的團隊已經成功地開發了麻疹、風疹和水痘的抗體檢測系統。現在我們也可以檢測COVID-19病毒的抗體。這個系統很實用，可以在任何醫療機構進行精確檢測，從而更容易在現場快速確定是否需要接種疫苗。它還可以用來進行流行病學調查，為未來的大流行病做準備。”