化学テロ発生現場において神経剤を検知する紙製流体デバイスの創製

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09279
• Research Institution: National Research Institute of Police Science
• Principal Investigator: 宮口 一 科学警察研究所, 法科学第三部, 室長 (10370884)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡慶次 学 北海道大学, 工学研究院, 教授 (60311437) ; 山口 晃巨 科学警察研究所, 法科学第三部, 研究員 (50822087)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 神経剤検知デバイス / 化学テロ対策

Outline of Annual Research Achievements

吸水性の高い紙を基材とした紙デバイスは、浸潤により自律的に液体が移動するため、電源やポンプが不要であり、リソースが限られるテロ現場における検知には非常に適している。令和2年度は、アセチルコリンエステラーゼによるアセチルコリンの加水分解をpH指示薬によりモニターする系を紙デバイス上に構築し、アセチルコリンエステラーゼを阻害する神経剤の検知に利用可能かどうか検証することを目標とした。
まず、ワックスプリンターを用いて種々の流路形状を有する紙製流体デバイスを作製し、適切な反応時間を有するよう、液だまりの大きさや流路の形状を最適化した。その際、流路を途中で分岐させた後に合流させることで、溶質の過度な分散を防ぎ、結果的に感度が最大となることを明らかにした。次に、目視による判断を客観化するための画像処理方法を確立した上、化学テロの現場において検知に用いることを念頭に、適切な感度と保存期間を有するように酵素や試薬の量を最適化した。さらに、VXを用いて感度を検証し、化学テロの現場で用いるために実用上十分な感度（0.25 ng）を有することを明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和２年度に実施予定であった事項を概ね完了することができたため。

Strategy for Future Research Activity

実用化に向けて、安定剤添加や包装方法の改良等による保存性の向上に取り組むほか、大量生産に欠かせないスクリーン印刷によるデバイス製造手法を確立する。さらに、特異性の向上のため、pH指示薬以外の検出試薬の探索を目指す。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の蔓延により、予定していた国際会議への参加や国内旅費の執行が不可能であったため。