世界中で確認されたCOVID-19の症例数がほぼ絶え間なく更新されているため、この病気を引き起こすウイルスを検査するための様々な方法について耳にしたことがあるでしょう。ウイルスを検出するための実績のある方法は既にいくつか存在しますが、世界中の研究所では、より迅速かつ信頼性の高いスクリーニングを提供するための新たな検査や手法を実験しています。こうした新たな開発にもかかわらず、COVID-19の検査方法の「ゴールドスタンダード」はRT-PCR検査です。

逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（RT-PCR）は、COVID-19コロナウイルス感染症を引き起こすSARS-CoV-2ウイルスを検出するための、信頼性が高く高感度な検査法です。検査は、一度に1つまたは少数のサンプルを分析できるベンチトップ型の機器でも実施できますが、ほとんどのRT-PCR検査は、病院、診療所、専門検査施設などに設置された、1日に数千のサンプルを処理できる大型ワークステーションで実施されています。

RT-PCR 検査の仕組みの概要は次のとおりです。

検査サンプル（通常は患者の喉または鼻から綿棒で採取）は、化学物質で処理されて脂肪とタンパク質が除去され、ウイルスのRNAを抽出できるようにします。（SARS-CoV-2にはRNAのみが含まれており、DNAは含まれていないことに注意してください。）次に、RNAは逆転写酵素を使用してDNAに変換されます（これは「RT-PCR」の「RT」の部分です）。このステップが必要なのは、RNAは増幅またはコピーできませんが、DNAは増幅またはコピーできるためです。ウイルスDNAに相補的なDNAの短い断片（「プライマー」と呼ばれる）が追加されます。ウイルスDNAが存在する場合、これらの断片はウイルスDNAの標的部分に結合します。次に、混合物を加熱および冷却して化学反応を引き起こし、ポリメラーゼと呼ばれる酵素を使用して、ウイルスDNAの標的部分のコピーを作成します。DNAセクションのコピーは「増幅」と呼ばれ、通常は20〜40サイクルあり、各サイクルで標的DNAの量が前の2倍になります。標的DNAのコピーが作られるにつれて、蛍光分子（「プローブ」と呼ばれる）が活性化され、蛍光色素が放出されます。蛍光レベルが基準値、つまり目標値を超えると、ウイルスの存在が確認されます。ウイルスの検出に必要なサイクル数、つまり増幅回数は、感染の重症度を示します。

RT-PCR 検査法には、比較的単純ですが、非常に感度の高い一連の化学反応と生物学的反応が含まれますが、直線運動と自動化はこのプロセスとどのような関係があるのでしょうか。

まず、自動化、特にリニアモーションシステムは、SARSの流行やCOVID-19パンデミックのような世界的な健康危機の際に必要とされる膨大な量のRT-PCR検査の実施を可能にします。サンプルや消耗品をロード、アンロードし、プロセスの様々なステップで移動させる必要があるだけでなく、検査手順の重要な段階で液体のハンドリングも必要です。

RT-PCR テストでリニアモーションシステムがどのように使用されているか、いくつかの例を以下に示します。

回転エンドエフェクタを備えたガントリーロボットは、サンプルチューブからキャップを外します。液体ハンドリングロボット（通常は小型の直交座標系またはガントリーシステム）は、サンプルチューブやプレートからサンプルを抽出し、液体酵素を分注します。リニアアクチュエータまたはベルトコンベアは、検査プロセスの各ステップで、サンプルを個別またはトレイに載せてワークステーション内を移動させます。リニアアクチュエータは、サンプルにラベルやバーコードを貼り付けます。

もちろん、これらの作業はすべて人間が行うこともできますが、リニアアクチュエータやロボットは人間よりも速く、長く作業できます。しかも、ラベルの貼り間違いや重要なサンプルや試薬のこぼれもなく、エラーなく作業できます。

これらの機能を自動化されたリニアシステムで実行することで、1時間あたりまたは1日あたりに実施できる検査数が増加し、エラーの発生率が低下し、サンプルの追跡能力が向上します。また、潜在的な感染源との接触が減少するため、臨床検査従事者および検査室スタッフの安全性も向上します。

これらはすべて、医師、臨床医、患者に可能な限り短時間で信頼性の高い検査結果が提供されることを意味します。