新型コロナウイルス抗体検出（Ⅱ）

　　     　　　　　        

                                                                       　

１２　顔　淵　がんえん 
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「内に省みて疾しからずんば、それ何をか憂え何をか懼れん」（４）
「君子敬して失うなく、人と恭しくして礼あらば、四海の内みな兄弟なり」
（５）
「百姓足らば、君たれとともにか足らがらん。百姓足らずば、君たれととも
にか足らん」（９）
「君、君たり、臣、臣たり、父、父たり、子、子たり」（11）
「君子の徳は風なり。小人の徳は草なり。草これに風を尚うれば必ず催す」
（19）
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３　司馬牛が、仁者とはどのような人物かとたずねた。
　孔子が言った。
「仁者は口が重い」
「口が重い？　それだけで仁者といえるのでしょうか」
「仁の実践に真剣に取り組んでいる者なら、その難しさを知らぬはずがない。
おのずと口も重くなろうというものだ」
〈司馬牛〉　孔子の門人。

司馬牛問仁、子曰、仁者其言也訒、曰、其言也訒、斯可謂之仁已乎、子曰、
爲之難、言之得無訒乎。

Si Ma Niu asked about benevolence. Confucius replied, "A benevolent
person must speak modestly." Si Ma Niu asked, "If he speaks modestly,
is the person called benevolent?" Confucius replied, "It is difficult
to put benevolence into practice. So his words become modest sponta-
neously."

   

【ポストエネルギー革命序論１５１】

doi: 10.3389/fcell.2020.00026

抗MERS-CoV抗体検出のための迅速な多重マイクロファイバーベースの
イムノアッセイ(Rapid multiplex microfiber-based immunoassay for
anti-MERS-CoV antibody detection）（Ⅱ）
３．結果

３.２  マルチプレックス高速MERSイムノアッセイ
デバイスベースの環境内で設計された高速イムノアッセイプロトコル
と一緒に製造されたESPSプラットフォームを高速MERSイムノアッセイ、
HSA（コントロール）およびMERS-CoVに対する抗体に適用できるかどう
かについて、臨床応用のための概念実証研究を提供するターゲット）
は、このプラットフォームを使用して試験された。序論で述べたよう
に、所望の検体、この場合は免疫系を検査する抗体の迅速な検出を達
成により、予防的診断に向けて進歩的な一歩を踏みだす。
最初に、ESPSプラットフォームへの抗原固定化のプロトコルの最適化
を実行。ここでは、HSAとMERSの両方の抗原を個別試験を実施する。H
SA吸着の最適化は、表面に固定化されたHSAの量の増加が検出強度のプ
ラトー効果を持つ約200 µg/mLまで急速に増加する傾向を示す（図５）。
一方、MERS吸着試験では、100µg/mL未満の濃度では検出制限されたた
め、この値を超える濃度が後続の研究に採用。

図５.（a）HSAおよび（b）高速イムノアッセイプロトコルを使用した
MERSの表面に対するさまざまな固定化抗原濃度。（n =3。エラーバー
は標準エラー）。最後に、200μg/ mLのHSAおよびMERS抗原を使用した
多重高速イムノアッセイを実施（図６）。それぞれが9 O2プラズマで
処理された３つの異なるESPSプラットフォームをすべて同じ条件下で
処理し、抗体溶液は（1）FITC結合抗HSA抗体のみ、（2）FITC結合のみ
抗MERS抗体、または（3）FITCコンジュゲート抗HSA抗体とFITCコンジ
ュゲート抗MERS抗体の両方の混合物。FITC結合抗MERS抗体および抗HSA
抗体溶液で試験したESPSプラットフォームで、MERSおよびHSA抗体のそ
れぞれを選択的に検出できることが観察。 さらに、FITC標識抗MERS抗
体と抗HSA抗体の混合溶液を追加すると、両方の抗体を多重セットアッ
プで同時に検出できた。 混合試験では、おそらく混雑が原因で、個々
の試験と比較して、両方の抗体のシグナルがわずかに減少したことも
注目される。

図６.（a）マルチプレックスMERSイムノアッセイの定量化、（b）抗原
固定化セットアップの概略、（c）FITC結合抗MERSのみの溶液、（d）
FITC結合抗HSAのみの溶液、および（ e）反HSAおよび反MERSの両方。
（n =3。エラーバーは標準エラー）。
４．考察

このマルチプレックスマイクロファイバーベースのイムノアッセイプ
ラットフォームは、パターン化されたO2プラズマ処理やいくつかの議
論を正当化する効率的なブロッキングなど、いくつかの重要な要素に
依存。第一に、固定化抗体/抗原などのタンパク質が親水性スポットの
みに優先的に吸着する方法の背後にある理論的根拠は非常に重要。一
般的に、平面上のタンパク質吸着は、疎水性と表面電位の影響を受け
る。 EPSP繊維マットの場合、疎水性の性質は、未処理のPSと空気であ
る２種類の疎水性材料で構成されるCassie-Baxterレジームから発生。
O2プラズマ処理により、PSの表面特性が変更され、PSが親水性になる。
平らなPSプレートの場合、O2プラズマで５分間処理した後、水の表面
湿潤性は77.7°±3.0°–25.2°±3.9°から変化。興味深いことに、
フラットプレートとはまったく対照的に、O2プラズマ処理されたPSマ
イクロファイバーは、図２に示すように、同じプラズマ処理後に高い
レベルの親水性（4.5°±±4.1°）をもたらした。 O2プラズマ処理後
のマイクロファイバーマットは、粗面の見かけ上の水接触角の減少を
説明するウェンゼル政権によって説明できる。確かに、ESPSマイクロ
ファイバーマットでのパターン化されたO2プラズマ処理は、親水性表
面のみがプラズマ処理されたスポットを通る溶液の流れを促進する、
これらの２つの異なるレジームを持つ別々の領域をもたらした。言い
換えれば、PSのO2プラズマ処理は、マイクロファイバー内のエアポケ
ットを防ぐのに適していたため、タンパク質溶液が濡れて繊維表面に
接触する可能性がある。それどころか、ESPSの非露出の疎水性表面は
濡れを許容せず、タンパク質溶液はこれらの領域の繊維表面に接触で
きなかった。したがって、タンパク質吸着の総量は材料の真の接触角
によって調節されるが、ESPSマイクロファイバーの多孔質構造から生
じる見かけの接触角もタンパク質吸着を決定する重要なパラメータと
なる。

次に、ブロッキング剤としてのスキムミルクの簡単な議論が重要。多
くの場合、イムノアッセイは、一般的にタンパク質のブロッキング剤
を使用して行われます。ブロッキング剤は、表面へのタンパク質の吸
着を妨げることなく、表面によく付着する。一般的な選択肢の中には、
スキムミルク、BSAまたはBlockingONEなどのBSAベースの製品がある。
図５に示すように、スキムミルクは、O2プラズマ処理サンプルの場合、
ブロッキングに最適な結果が得られました。スキムミルク内に存在す
るさまざまなタンパク質の混合物は、繊維に浸透して、表面を最も効
果的にブロックすることが有益でありえる。乳の中のカゼインは、そ
の小さなタンパク質サイズのために効果的なブロッキング剤であるこ
とがわかっている。スキムミルク内の他のタンパク質とともに、タン
パク質の密集した表面は、表面への非特異的吸着を効果的に防ぐこと
ができる。対照的に、BSAは比較的大きな分子量成分を有しており、
スキムミルクの場合と比較して、表面へのブロッキングのランダムな
密充填を困難にする可能性がある。別の興味深い点は、スキムミルク
は親水性と疎水性の両方の部分を有する両親媒性と考えられる。O2処

理が表面に導入されると、親水性の性質により、ミルクが表面に効
果的に結合できた可能性がある。

最後に、この研究で使用されているマルチプレックスマイクロファイ
バープラットフォームと他の従来のアッセイおよびデバイスとの比較
が重要です。この研究に匹敵する研究が佐藤らによって行われた。
IgA抗体濃度を測定に統合されたポリスチレンビーズと一緒にマイク
ロ流体チップを使用して、コンビナトリアルアッセイが行われた。
この研究でマイクロファイバーを使用して表面と体積の比率を高める
方法と同様に、マイクロビーズを充填率60％（ビーズ直径46μm）の
マイクロ流体デバイスに詰めた。彼らは10μg/ mL以下の高レベルの
感度を達成できましたが、抗原固定化とコロイド金標識IgA抗体の捕
捉の
簡単なステップバイステップのイムノアッセイ手順は、この場合数分
に比べて約１時間かけた調査となる。したがって、感度と速度は多く
の場合、これらのイムノアッセイの微調整であり、これらのアッセイ
の用途に基づいて優先順位を選択する必要がある。この研究の多重マ
イクロファイバープラットフォームは、抗体レベルのPOCモニタリン
グのための抗体検出を目的とする。MERS-CoVに感染した患者の抗体価
は、感染後の時間に応じて1：80から1：800の範囲であり、中和抗体
価は1：800以上であることが最近報告されている。 ELISAは抗体力価
の測定によく使用され、そのLODは約1 µg / mLであることを考慮する
と、MERS-CoVの中和に必要な抗体濃度は800µg/mLを超えることが推奨
される。したがって、マルチプレックスマイクロファイバープラット
フォームによる抗MERS-CoV抗体の200μg/mLのLODは、他の確立された
プラットフォームほど低くはないが、MERS感染患者で必要な抗体産生
を検出には十分である。

５．結論
POCに適したハウジングを備えたマルチプレックスESPSファイバーシ
ステムは、MERS抗体を迅速に検出する手段として導入されました。
O2プラズマで処理した8層のESPSファイバーマットを利用することで、
高速FLISAの機能が発揮。開発されたマスクを使用したパターン化さ
れたO2プラズマ処理法は、100Wで３分で最適なタンパク質吸着結果を
示した。これにより、抗体の固定化、さらには迅速なFLISA試験が可
能な親水性表面が作成される。検出面に関しては、動作時間の１分以
内にこのプラットフォームで効果的な検出を実現できます。さらに、
デバイスの実際のセットアップと準備は、捕捉分子の固定化、ブロッ
キング、洗浄の各ステップを含む５分で完了する。結果はHSAとMERS
-CoVの両方の抗体を同時に検出することでデバイスの多重分析能力を
実証。このマイクロファイバーベースのマルチプレックスイムノアッ
セイプラットフォームは、適切な抗体の存在を正確かつ迅速に判定し、
適切なワクチン接種スキームを通じて一般的な医療を支援することに
より、予防診断を可能にする次世代 POCデバイスの足がかりとして機
能する。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項了



「高島ちぢみ」で布製マスク
植物由来の作用持続　メーカーと共同開発し完売、増産へ
新型コロナウイルスの感染拡大でマスクが品薄になる中、滋賀県
高島市特産の綿織物「高島ちぢみ」を使った布製マスクがこのほ
ど開発された。特有の肌触りの良さを生かした付け心地と、繰り
返し使える耐久性が特徴といい、「高島ちぢみ」の良さを知って
いただき、感染防止のお役に立てればと担当責任者は話す。

高島晒（さらし）協業組合（同市新旭町旭）と衣料メーカー「オ
ールユアーズ」（東京都）が共同開発した。両者は２０１７年春
に高島ちぢみの生地を素材にしたＴシャツを開発したほか、１９
年秋には高島ちぢみの品質基準規定やロゴマーク作成を手掛けた。　
布製マスクは、生地に「しぼ」と呼ばれる凹凸があり、肌への接
触面積が少なく、さらっとした高島ちぢみの特性を生かそうと、
２月下旬に試作した。製造元によると、生地には植物由来の成分
による抗菌、消臭作用があり、くしゃみやせきで飛散するインフ
ルエンザウイルスを９９％寄せ付けない特殊加工を施した。抗菌、
消臭作用は５０回洗っても持続するという。５月上旬までに２４
００枚を生産する予定だが、３月上旬の発売（１枚２２００円）
開始と同時に完売し、現在は予約を受け付けていない。増産の見
通しが立てば予約を再開する予定。同組合の杉岡定弘常務理事（
４８）は「高島ちぢみの着心地の良さは、口の周りの快適さにも
通じる」と、一過性ではないニーズの広がりを期待する。昔は布
マスクが常識。挟み込むガーゼの開き目が再使用時には大きくな
るので交換しなければならないが、エコで、リユース可能で意匠
性も優れた「マイマスク」としてリバイバルできればファッショ
ナブルで面白いと思う（「高島ちぢみ」で布製マスク　植物由来
の作用持続　メーカーと共同開発し完売、増産へ、経済、地域の
ニュース、京都新聞。2020.3.10）。

高効率超薄型有機太陽電池寿命が従来の１５倍
新しい発電層設計とポストアニール処理で熱安定化
３月１０日、理化学研究所らの研究グループは、高いエネルギー変換
効率と長期保管安定性を両立する超薄型有機太陽電池^]の開発に成功し
たことを公表。本研究成果は、ウェアラブルエレクトロニクスやソフ
トロボット^[2]用のセンサーやアクチュエータなどに安定的に電力を供
給できる、軽量で柔軟な電源として応用されると期待できる。今回、
発電層改良に高エネルギー交換効率と熱安定性を併せ持つバルクヘテ
ロ接合^[3]構造の素子を新たに作製。さらに、発電層と正孔輸送層の界
面における電荷輸送効率向上に、この素子に対してポストアニール処
理^[4]（150℃）を施す。その結果、１３％の高いエネルギー変換効率と、
大気中保管3,000時間で劣化５％以下という長期保管安定性を両立する、
超薄型有機太陽電池（厚さ3マイクロメートル）を実現。これは過去の
最高値と比較して、エネルギー変換効率は約１.２倍向上し、長期保管
安定性は１５倍改善する。

【概説】
有機太陽電池は、従来のシリコン型太陽電池に比べ極めて薄い有機半
導体薄膜で形成されるため、柔軟性・軽量性に優れ、ウェアラブルセ
ンサーを長時間安定に駆動する電源としての応用が期待されている。
特に、基板を含めた全体の厚さを数マイクロメートル（μm、1μmは
100万分の1メートル）まで薄型化した超薄型有機太陽電池は、衣服や
皮膚に直接貼り付けても違和感がないことが特長。研究グループはこ
れまでに、耐水性、耐熱性を持ち、エネルギー変換効率（太陽光エネ
ルギーを電力に変換する効率）が１０.５％に達する超薄型有機太陽
電池を実現し、それらを用いたセンサーとの集積化に関する報告を行
ってきたが、超薄型有機太陽電池は基板や封止膜に薄い高分子フィル
ムを使用しているため、十分なガスバリア性の確保が難しく、また安
定的に駆動するための発電層や電荷注入層の界面を制御する手法がな
かったため、エネルギー変換効率と長期保管安定性の両立は依然とし
て不十分だった。今回開発した超薄膜有機太陽電池は、基板から封止

膜までの全てを合わせた膜厚が３μmと極薄でエネルギー変換効率は
１３％に達し、大気中で3,000時間保管した後も９５％以上のエネル
ギー変換効率を保持できた（図１）。これまでの研究では、エネルギ
ー変換効率は10.5％、保持率９５％を満たすのは約200時間でした。
これと比較すると、エネルギー変換効率は約１.２倍向上し、長期保
管安定性は１５倍も改善できた。


図１　開発した超薄型有機太陽電池の長期保管安定性の改善----横軸
に大気中室温遮光条件での保管時間、縦軸にエネルギー変換効率の保
持率をプロットしている。本研究では、3,000時間保管しても保持率は
95％以上であった。研究チームの過去の研究では、95％の保持率を満
たすのは200時間ほどしかなかったことから、今回、保持率が15倍も改
善されたことが分かった。
研究成果のポイントは、１高エネルギー交換効率と熱安定性を両立す
る新たなドナー・アクセプター材料ブレンド膜の設計による発電層の
改良と、②ポストアニール処理による発電層と正孔輸送層の界面での
電荷輸送の改善を実現したことにある（図２）。今回ドナー材料に用
いたPBDTTT-OFTは、東レ株式会社が近年新たに開発した熱安定性に優
れる半導体ポリマー。これまでの研究では、このPBDTTT-OFTとランダ
ムに混合したバルクヘテロ接合構造の発電層を作製に、アクセプター
材料としてフラーレン誘導体を使用していた。しかし、この組み合わ
せではPBDTTT-OFTの高効率や熱安定性といった特長を十分に引き出す
ことができませんでした。今回、アクセプター材料として非フラーレ
ン誘導体のIEICO-４Fを用いることで、光捕集性と熱安定性により優
れる発電層を作製できた。これに加え、素子作製後に簡単な熱処理
（150℃）を行うポストアニール処理によって、長期保管安定性が大
きく改善することを発見しました。微小角入射広角X線散乱法^[7]やX線
光電子分光法^[8]などによる物性評価の結果、この現象は、ポストアニ
ール処理を施すことで、発電層と正孔輸送層の界面での電荷輸送が改
善した結果であることが判明。さらに、他の発電層材料や正孔輸送層
を試したところ、ポストアニール処理後にエネルギー変換効率が低下
してしまったことから、今回の素子構成でのみ高いエネルギー変換効
率が保持されることが分かった。


図２ 高いエネルギー交換効率と長期保管安定性を両立するための設
計指針----発電層のドナー材料に半導体ポリマーのPBDTTT-OFTを、
アクセプター材料に非フラーレン誘導体のIEICO-４Fを用いることで、
高エネルギー変換効率と熱安定性を両立できる発電層を作製。また、
素子作製後にポルトアニール処理（150℃、5分間）を施すことで、発
電層と正孔輸送層の界面での電荷輸送が改善され、それに伴い長期保
管安定性も改善。

ペロブスカイト安定性の新しいソリューション
材料の化学組成を調整して「トリプル」ペロブスカイトを作成するこ
とにより、米国国立再生可能エネルギー研究所の科学者は、技術固有
の安定性の問題の１つを克服し、タンデム形式で２７％の効率を達成
したペロブスカイトセルを製造したシリコンデバイス。

ペロブスカイト太陽電池は大量生産への道を順調に進んでいるように
見えますが、この技術への関心は、材料の安定性と大気条件への感受
性に関する懸念によって依然として抑えられている。米国国立再生可
能エネルギー研究所（NREL）の研究者は、これらの心配の１つを克服
したと主張。セルの化学組成を最適化することで、光に絶えずさらさ
れ​​ると太陽デバイス内の化合物が分解する光誘起相分離として知られ
るメカニズムを抑制する。ほとんどのペロブスカイト太陽電池は、ヨ
ウ素、臭素または塩素のハロゲン化物で製造、しかし、同グループは、
３つすべての材料を組み込んだ「トリプルペロブスカイト」がいくつ
かの安定性の利点を提供し、他のペロブスカイトによって達成された
高い変換効率を返す可能性があることを発見。



図２　効率的なタンデムのための位相偏析を抑制したトリプルハライ
ドワイドバンドギャップペロブスカイト
これらのセルは、Scienceに掲載されている、効率的なタンデムのため
の位相分離が抑制されたトリプルハロゲン化物、ワイドバンドギャッ
プペロブスカイトの論文で説明されている。グループは、研究者が以
前の研究よりもはるかに高い量で塩素を格子に直接組み込んだため、
そのアプローチは独特である。リプルペロブスカイト構造が、最大
SUN00の光強度であっても、光キャリアの寿命と光誘起相分離の抑制
を大幅に改善できるこを発見する。

安　定
このグループは１cm²のトリプルペロブスカイトセルを製造し２０.３
％の効率を達成し、６０℃での最大電力点追跡で1,000時間後に９６％
以上の性能を保持しました。セルは、２７％の効率を達成したペロブ
スカイトシリコンタンデムデバイスにも組み込まれた。この短期的で
可逆的な相分離の影響を受けないことを示した、次のステップは、長
期的な信頼性目標を達成するための安定したコンタクト層とアーキテ
クチャの開発を続け、モジュールが現場で持続を実現する。次のステ
ップでは、加速安定性試験をさらに実証し、10年または20年後に問題
が生じるか実際に証することにある。トリプルペロブスカイト構造に
より、バンドギャップをさらに調整できるため、ペロブスカイト-シリ
コンタンデムセルの効率が３０％を超え、ペロブスカイト-CIGSタンデ
ムセル、コンセントレータPVなどの他のセル構造の可能性が広がる。
トリプルハライドペロブスカイトの探査により、ペロブスカイト単相
安定性の有望な新しい領域が特定され、ペロブスカイトの組成工学の
別の次元への道を開いた。

✔　１月２０日のNEDOとパナソニックの大面積モジュールで世界最高
変換効率16.09％達成に続くもの（上写真）。日独の熾烈な開発競争
が進み、ペロブスカイト太陽電池の商用化競争がが本格化する。また
タンデム型では東芝（透過型亜酸化銅（Cu₂O）を用いたタンデム型太
陽電池の発電効率の向上について－低コストで高効率なタンデム型太
陽電池の実現に向けてSi単体を超える２３.８％の発電効率を達成----
が先駆している。

世界の砂浜の半分は2100年までに消滅？！
欧州委員会の共同研究センター（JRC）が率いる新しい調査によると、
世界のビーチの半分は海面上昇と沿岸侵食のために世紀末までに消滅
する可能性がある。欧州委員会の共同研究センタ（JRC）の調査によ
ると、世界のビーチの半分は海面上昇と沿岸侵食のために世紀末まで
に消滅する可能性があると警告している。調査結果によると、オース
トラリアは今後80年間で15,000キロメートル近く（9,000マイル以上）
のホワイトビーチの海岸線が流され、最も大きな打撃を受けます。次
にリスクの高い国は、カナダ、チリ、米国、メキシコ、中国、ロシア、
アルゼンチン、インド、ブラジルです。下の図に示すように、大西洋
と太平洋の海岸およびインド洋のオーストラリア側では、大きなビー
チが最大200メートルまで狭くなる可能性がある。

●今夜の寸評："さよならサヨク"がわからない世界
レーニンの発明品の全国新聞が１９８４年のデジタル革命とともに終
焉したが、いまだにこの日本でも残っている（悪しき集団主義）。
ガラッパチだね！?