多孔質ガラスで「呼気」を分析
バイオマーカーとして役立てる

　化学の研究者の視点に立つと世の中のあらゆるものは化学記号で表すことができる。例えば、飲み物を入れるペットボトルも衣服の繊維も料理に使う調味料の粉末も詳しく調べれば、何らかの化学物質からできていることがわかるという。では「空気」はどうだろうか？　東北工業大学工学部環境応用化学科の丸尾容子教授の研究対象は、大気中に漂う「匂い」だ。

「私が注目しているのは呼気、つまりヒトが吐く息です。呼気は生体ガスの一種で、分析すると数百種類の化学物質が含まれていることがわかります。私は呼気を可視化して、バイオマーカーとして役立てる研究を行っています」

　バイオマーカーとは、疾患の有無や病状の変化の指標となる物質や数値的データのこと。細胞内の特定の蛋白質が増えると○△がんの可能性がある……といった診断等に使われるものだ。丸尾教授が挑むのは、空気中の化学物質を可視化すること。これを実現するために用いるのが、多孔質ガラスと呼ばれるナノ材料だ。

「多孔質ガラスは、ナノスケールの穴がたくさんあるガラスのことです。この表面に特殊な加工を施して、特定の化学物質を検出するための分析チップを開発しています。実験で使用するのは、8ミリ四方の正方形のチップです。このデコボコした微細なガラス片の表面積はなんとタタミ6畳分になります。そんなナノサイズの表面では、目に見えないさまざまな化学反応が起こっています。これはナノ材料化学と呼ばれる研究分野です」

　丸尾教授が検出ターゲットにした化学物質のひとつが、呼気に含まれるアセトンだ。これは、糖尿病のバイオマーカーとして注目されている。この研究によって、呼気に含まれるアセトンの濃度で糖尿病の診断ができるようになれば、血液検査より手軽に糖尿病予防のためのチェックができるようになると期待されている。

「多孔質ガラスの表面には、微量の化学物質を選択的に検出するためのさまざまな特長があります。また、分析チップが特定の化学物質を検出した際に変色させることもできます。これも大きな強みで、生体内の変化を可視化できることで、すぐに検査結果がわかります」