# ナノの世界を体験しよう(ナノ+ポア)〜阪大産科研(2024阪大吹田いちょう祭⑦) こんにちは、たけちゃんです。 始まりましたたけちゃんの平放チャンネル。 今回は、2024年5月3日に行われました大阪大学胃腸まつり、 スイタキャンパスの会場からの様子をお送りします。 産業科学研究所ナナの世界を体験しようというコーナーに行っておりますので、その模様をお聞きください。 # 2024-5-3 大阪大学吹田キャンパスいちょう祭イベント タケちゃんの大阪平和チャンネル # 修士課程2年の川口さんが説明 それでは、谷口研究室の秀修二年の川口が、 われわれの研究室で行っている7コアとAIを使った風流検査というタイプを、 われわれの研究のうちに紹介していきます。 まず7コアというものがどういうものかに関してですが、 世の中にはいろんなサイズの大きさの穴というものはあるかなと思うんですけど、 われわれは、シルコンウェファー状にマイクロメートルサイズからナナメートルサイズの小さな穴を加工して作っています。 このシルコンウェファー状に空けた小さな穴とAIを用いて、 粒子検索というものを行います。 すると、粒子が通過した際に得られるこの抵抗波形というものがあるんですけど、 この抵抗波形をAIを用いて解析すると、どの粒子が通過したのかという分類が可能になります。 この技術を用いて、ヘルペスウイルスやコロナウイルス、アデノウイルスなどのウイルスの分類をすることが可能になります。 この技術がなぜ必要なのかに関してですが、飛行機の利用というものは年々増加していって、 現在ではコロナウイルスのパンデミックというものは収束しているかなとは思われるんですが、 将来的にまたパンデミックが起こる可能性が給与されます。 その際に必要になってくるのが、簡便で安価にウイルスを見つけるセンサーが必要になってきます。 では、市販の検査キットではなぜダメなのという話になるんですけど、 市販の検査キットだと、一つウイルスがくっついただけだと、本人がウイルスに感染しているのかどうかということが判断が難しい部分がありました。 そのため、市販の検査キットでは多くのウイルスが検査キットに引っかかる必要があったため、検査する側もされる側も負担が大きいという部分が問題でした。 しかし、ナノポアとAIを用いますと、ナノポアでは一分子レベルでの検出が可能になるので、検査する側、される側も負担が小さいという部分がメリットとして挙げられました。 そこで測定原理についてですが、こちらのシリコンウェファー状に加工して作られたマイクロメートルサイズからナノメートルサイズの小さな穴の上下に電解室液というものを目指します。 この電解室液の上部に検出したい物質を加えて電極を差し込んで電圧をかけますと電流が計測されます。 その際に何かしらの粒子がナノポア内を通過すると、粒子の体積分だけイオン輸送が阻害されるので抵抗波形が得られます。 この抵抗波形というものは粒子の体積に依存しているので、大きい粒子だったら大きい抵抗波形、小さい粒子だったら小さい抵抗波形が観測されます。 そこで次に我々が行ったものは、ナノポアの厚さを薄くして粒子計測を行いました。 それと粒子の形状というものが波形に反映される抵抗波形が得られました。 そこで次に未知の粒子、AとBという未知の粒子を観測だったらどのようになるのかということを映像で見てみますと、 Aという粒子が通過した際に得られた波形がこのような波形です。 青色の粒子が通過した場合、このような波形が得られた際にこの波形が持っている情報というものはどのような情報かと申しますと、 大きい波形だったら大きい粒子が通過、小さい粒子だったら小さい粒子が通過したというふうに考えることができます。 この波形というものは大きさや形などの情報を持っています。 そこでコロナウイルスの識別も同様にやってみました。 パワーレスウイルスやインフルエンザウイルス、コロナウイルスやデノウイルスなどの様々な粒子も同様に計測してみると、 それぞれの粒子、それぞれのウイルスに関して特徴のある波形が見られました。 その得られたデータをAIを用いて解析することによって分類分けが可能になりました。 以上をまとめますと、従来の方法だとインフルエンザに感染しているのかどうかという部分のみが判断できたのですが、 ナノフォアとAIを用いてみますと、1分子レベルでインフルエンザに感染しているのか、コロナに感染しているのか、 RSウイルスに感染しているのか、デノウイルスに感染しているのかという部分が判断できることが可能になりました。 以上、谷口研究室の研究室の一部で発表をしました。 ありがとうございます。 そちらに実際に作ったデバイスというものがあるので、 ぜひお好みに映ってはいるのですが、 どこが穴か分かりますか? 穴ですよね。 穴が開いているのですが。 この点ですか? そうです。この点が1マイクロサイズの小さな穴です。 これは工学顕微鏡ですが、1マイクロサイズの穴です。 こんなに小さい。 ここが200マイクロメートルのスケールバーですが、 この黒い点が1マイクロのサイズの小さな穴です。 大きさに関しては測定するものに合わせて変えるのですが、 例えば、DNAとか2ナノメートルとかの大きさのものとかも開けたりとか、 測定するものに合わせて開ける穴の大きさというものも変えています。 なるほど。 全然どころじゃないですよね。 これでこんなにしか見えないから。 そうですね。 このサイズになりましたら、 この操作電子顕微鏡というすごい特殊なものがあるのですが、 これをやってみれるかなという感じになります。 それだけ大きさによって機能が違うから。 そうですね。 そこまで見ることによってどれがやっているのかがわかるということですね。 はい、そういうことです。 すごいな。 はい、ありがとうございます。 はい。 これからどんどんという感じがしますけど。 そうですね。 こんなに穴を開ける人は手だけではないから。 そうですね。 実際のクリーンルームというところで微細加工装置というものをついて。 実際に人の手というか機械のあれで開ける。 機械で開けるんですけど、 100ナノメートルとかだったら僕は学生なんですけど、 学生でも何とか開けられたかなという感じなんですけど、 この2ナノとかになったら職人のレベルです。 でしょうね。 僕とかは絶対開けれないという感じです。 それよりもさらにDNAが小さいということですよね、トールということは。 そうですね。 面白いですね。 ありがとうございます。 ありがとうございます。 # コロナウイルス、ヘルペスウイルスの大きさ はい、お聞きいただきありがとうございました。 たけちゃんの平放チャンネルいかがでしたでしょうか。 大阪大学胃腸祭りのね、会場からお送りしました。 ナノの世界ってもう本当にびっくりするぐらいの小さい、小さい、小さいなんですけども、 それをでもね、なんか見えるかって変ですけどもして、それが役に立っているっていうのはちょっとびっくりでした。 たけちゃんの大阪平放チャンネルいかがでしたでしょうか。 リスナーの皆さんからもよろしければコメントお待ちしております。 またVoicyには差し入れ機能なんかもありますので、もしこの放送良かったと思われる方がいらっしゃいましたら、また来年も取材に行きたいと思いますのでよろしくお願いします。 たけちゃんの大阪平放チャンネルパーソナリティのたけすけでした。 ほな、さいなら。