中小企業​が​大きな​課題​に​挑む​Elvesys​社、​世界​最速​の​病原​体​検出​プラットフォーム​を​開発

Dr Maël Le Berre、​CTO​兼​共同​設立​者、Elvesys社

「データ​の​収集​に​は、​高​確度、​高​精度、​高速​が​求め​ら​れ​ます。​当社​では、​初期​段階​から​NI​の​ハードウェア​を​採用​し​て​おり、​NI​の​魅力​的​な​価格​設定​と​価格​方針​によって、​販売​する​製品​も​低​価格​に​抑える​こと​が​でき​てい​ます。​開発​コスト​を​削減​でき​た​こと​は​大きな​メリット​です。」

- Dr Maël Le Berre、​CTO​兼​共同​設立​者、​Elvesys社

課題:

公衆​衛生​の​危機​は、​残念​な​ことに、​もはや​終末​論​的​小説​や​スリラー​映画​の​脚本​だけ​の​話​では​なく​な​って​き​てい​ます。​エボラ出血熱​や​インフルエンザ​といった​疾病​や​炭疽​菌​の​よう​な​病原​体​は、​増え​続ける​世界​人口​と​その​移動​によって、​リアル​な​脅威​と​な​って​い​ます。​その​よう​な​脅威​を​す​ば​やく​確実​に​診断​できる​検出​手法​を​確立​する​こと​で、​多く​の​命​を​救う​こと​が​でき​ます。

ソリューション:

病原​体​検出​の​最前線​を​行く​フランス​の​中小​新興​企業、​Elvesys​社​は、​NI​の​データ​収集​ハードウェア​と​LabVIEW​ソフトウェア​を​使用​し​て、​低​コスト​で​患者​を​診断​できる​世界​最速​の​病原​体​検出​プラットフォーム​を​開発​しま​した。

お客様​名:

Dr Maël Le Berre、​CTO​兼​共同​設立​者 - Elvesys社
​Dr Guilhem Velvé Casquillas、​CEO​兼​共同​設立​者 - Elvesys社

 

大きな​課題​へ​の​挑戦​と​パンデミック (汎​発​流行) と​の​闘い

病原​体​を​効果​的​に​検出​する​にあたって、​時間​と​確度​は​極めて​重要​な​要素​です。​全米​技術​アカデミー​が、​健康​情報​学​の​発展​を​21​世紀​の​工学​界​における​大きな​チャレンジ​の​1​つ​と​位置づけ​た​の​は​そのため​です。​この​チャレンジ​を​衝​き​動かす​最も​大きな​要因​と​なる​の​が、​パンデミック​や​化学/​生物​兵器​など、​公衆​衛生​上の​緊急​事態​へ​の​備え​と​対策​です。

 

 

記録​的​な​救命​活動​を​実現

既存​の​病原​体​検出​技術​では、​正確​で​信頼​できる​テスト​結果​を​導き出す​に​は、​かなり​の​時間​と​高価​な​実験​装置​が​必要​です。​ただし​エボラ​や​炭疽​菌​といった​生命​の​危機​を​もたらす​病原​体​の​急激​な​増加​を​食い止める​に​は、​数分​が​もの​を​言​い​ます。

 

そこで​Elvesys​社​は、​Fastgene​を​開発​しま​した。​これ​は、​1​滴​の​血液​や​唾液​中​に​含​ま​れる​病原​体​を​世界​最速​で​検出​する​技術​です。​Fastgene​を​利用​すると、​エボラ​を​6​分、​炭疽​菌​を​7​分​で​検出​する​こと​が​でき​ます。​これ​は​現在​の​世界​最高​技術​と​比較​し​て、​それぞれ​実に​7​倍​と​14​倍​の​速​さ​です。​それ​によって​患者​の​治療​時間​が​確保​でき、​大​流行​に​つながり​かね​ない​病原​体​と​の​接触​を​最小限​に​抑える​こと​が​でき​ます。

 

技術

Fastgene​は、​Elvesys​社​の​マイクロ​流体​技術​に​基​づ​い​てい​ます。​マイクロ​流体​技術​と​は、​マイクロ​エレクトロニクス​から​派生​した​もの​で、​液体​サンプル​の​高​精度​制御​を​可能​にし​ます。​サンプル​サイズ​を​劇的​に​縮小​し、​1​滴​の​血液​や​唾液​で​の​検出​が​可能​と​な​っ​た​こと​で、​1​つ​の​「ラボ​オン​チップ」​で​複数​回​の​診断​操作​が​行える​よう​に​なり​ます。 Fastgene​ラボ​オン​チップ​病原​体​検出​技術​では、​DNA​の​特定​の​部分​を​す​ば​やく​増殖​し​て、​サンプル​に​含​ま​れる​複製​の​数​を​増​や​し、​より​容易​に​病原​体​を​検出​できる​よう​にし​ます。

 

この​マイクロ​流体​プラットフォーム​が​成功​する​決め手​として、​重要​な​要素​が​3​つ​あり​ます。​それ​は、​マイクロ​流体​サンプル​管理​システム、​蛍光​マーカー​検出/​計測​システム、​そして​全​工程​を​制御​する​ソフトウェア​インタフェース​です。​DNA​の​増殖​に​伴​い、​DNA​の​各​複製​の​蛍光​斑点​を​検出​する​こと​で、​サンプル​に​含​ま​れる​病原​体​の​総量​を​特定​する​こと​が​でき​ます。

 

DNA​の​増殖​速度​が​速い​ため、​蛍光​マーカー​検出​システム​は​確度​を​犠牲​に​する​こと​なく​同じ​速​さ​で​動作​できる​こと​が​極めて​重要​となり​ます。​それ​を​実現​する​ため、​Elvesys​社​では、​NIのUSB-6003低​コストマルチ​ファンクション​DAQデバイス​を​使用​し​て、​カスタム​蛍光​リーダー​を​開発​し、​Elveflow​という​ブランド​名​で​商品​化​しま​した。 その​際​複雑​な​実験​手順​を​簡素​化​する​ため、​100 kHz​の​収集​速度​と、​ノイズ​信号​が​存在​する​中でも​DNA​の​わずか​な​変化​を​検出​する​能力​を​持ち、​16​ビット​の​分解能​で​DNA​サンプル​を​正確​に​カウント​できる​ソフトウェア​統合​ハードウェア​が​必要​で​した。

 

Elvesys​社​は、LabVIEWソフトウェア​と​内蔵​の​950​種類​以上​の​解析​関数​を​使用​し​て、​精度​と​速度​を​高め​つつ​開発​に​かかる​時間​の​削減​に​成功​しま​した。​そして​蛍光​リーダー​の​自動化、​DNA​検出、​データ​解析​など​複雑​な​機能​にもかかわらず、​現場​で​操作​し​やすい​LabVIEW​ユーザ​インタフェース​を​開発​した​の​です。

 

 

LabVIEW​と​NI​データ​収集​製品​で​開発​時間​を​短縮

Elvesys​社​では、​わずか​20​人​ほど​の​小規模​チーム​で、​Fastgene​病原​体​検出​システム​の​開発​に​使用​さ​れ​た​技術​を、​Elveflow​という​形​で​市場​に​送り​出​しま​した。​外部​から​の​財政​投資​を​受け​ず​開発​に​も​時間​を​かけ​ら​れ​ない​新興​企業​にとって、​カスタマイズ​可能​な​DAQ​ハードウェア​を​高​レベル​な​開発​環境​で​プログラミング​でき​た​こと​こそ、​本​製品​や​他の​Elveflow​計測​器​を​成功​に​導​い​た​要因​です。

 

実際​に​Elvesys​社​では、​病原​体​検出​プラットフォーム​全体​の​設計、​開発、​試作​すべて​を​2​年​弱​で​終​え、​フランス​の​調達​機関 (SAE) に​も​注目​さ​れ​ま​した。​さらに​SAE​から​は、​フランス​軍​に​配備​し​て​現場​で​運用​する​ため​の​試作​機​の​開発​も​委託​さ​れ​ま​した。​この​試作​機​は​軍​や​町​を​守る​ことに​役​立​って​い​ます。​ただし​本​製品​の​主要​な​使用​目的​は、​あくまでも​診察​時に​患者​を​す​ば​やく​低​コスト​で​診断​する​こと​です。

 

最先端​の​マイクロ​流体​技術​と​信頼​性​の​高い​NI​の​計測​システム​を​採用​した​こと​で、​Elvesys​社​は​フランス​政府​から​「Worldwide Innovation Challenge​賞」​を​授与​さ​れ​てい​ます。

 

お客様​情報:

Dr Maël Le Berre、​CTO​兼​共同​設立者
Elvesys社
​フランス

図​1. ​ ​Fastgene​病原​体​検出​技術 ​
図​2. ​ ​Elvesys​社​が​NI​の​DAQ​ハードウェア​を​採用​した​理由​は、​その​確度、​精度、​収集​速度、​そして​コスト​に​あり​ます。 ​
図​3. ​ ​NI​の​DAQ​ハードウェア​と​LabVIEW​は​シームレス​に​統合​し​て​Fastgene​システム​を​制御​できる​ため、​開発​時間​を​大幅​に​短縮​でき​ま​した。 ​
図​4. ​ ​Elveflow​は、​今や​マイクロ​流体​の​科学​計測​技術​で​世界​を​リード​し​てい​ます。 ​

Elvesys​社、​NI​の​低​コスト​DAQ​と​LabVIEW​を​使用​し​て​病原​体​検出​システム​を​開発