北海道大学のグループとイムラ・ジャパン株式会社は共同で、太陽電池とプラズモンとを結合させた革新的なバイオセンサーの開発に成功した。これにより、抗原－抗体反応を利用してタンパク質を検出する表面プラズモン共鳴（SPR）バイオセンサーを小型な装置で実現できるとしている。
既に実用化されているSPRセンサーは、抗体の結合に基づいて金属表面で起こるわずかな光の屈折率変化を光学的に検出するしくみで、検出系には比較的大型の装置を必要とする。一方、今回開発したプラズモンバイオセンサーは、光を閉じ込める機能を持つ薄膜太陽電池と組み合わせることにより、閉じ込めた光とプラズモンとの相互作用を電気的検出に用いており、高感度な検出とシステムのコンパクト化を同時に可能にした。
具体的には、導電性ガラス基板上にシリコンを成膜し、その上に金の薄膜を成膜したセンサーである。ある角度から光を入射し、表面プラズモンが誘起されると、光はSPRの励起に利用されることからシリコン内部の光電流値が小さくなるが、抗原－抗体反応が進行すると、金表面の屈折率が変化するため表面プラズモンが誘起されなくなり、光がシリコン膜内に閉じ込められて往復する結果、強い光電流が流れる。光電流値の増幅によってタンパク質を電気的に検出することができ、抗原・抗体検査のどちらにも対応可能だ。
実際に、開発したプラズモンバイオセンサーに抗体を化学修飾し、抗原である新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）のヌクレオカプシドタンパク質を反応させたところ、2分程度で大きな電気信号の変換が観測され、抗原を定量的に計測可能なことが実証されたという。
プラズモンの光学的変化を鋭敏に電気信号に変化させる新しい原理の開発により、SPRセンサーシステムの大幅コンパクト化と高感度化を達成したことから、将来的には、服のように身に付けられるウェアラブルバイオセンサーとしても応用が期待されるとしている。
