ラボオンチップおよびマイクロアレイ市場 サイズと展望 2025-2033

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市場動向

世界のLab-on-A-Chipおよびマイクロアレイ市場の牽引要因

ポイントオブケア検査の需要増加

POC（ポイントオブケア）検査により、医療専門家は診療所、救急車、自宅、現場、病院など、あらゆる場所で患者を診断することができます。Lab-on-A-Chip技術を活用したデバイスは、少量のサンプルを必要とし、微細加工されたチャネルを用いてこれらのサンプルを分析するため、POC検査に用いられています。マイクロフルイディクスは、POC診断デバイスを実現する技術です。中央検査室で使用される機能モジュールの大部分を小型チップに小型化・統合できるため、マイクロフルイディクスとLab-on-Chip技術は、POCTの要件を満たす有望なソリューションとして注目されています。診断結果は迅速に提供されるため、専門家は賢明な医療判断を下すことができます。

さらに、プライマリケアにおけるPOC診断は正確な結果をもたらします。他の方法と比較して費用対効果が高いため、疾患診断における需要を高める可能性があります。例えば、2021年1月に発表された「プライマリケアにおけるPOC-A1c検査の費用対効果」と題された調査研究では、プライマリケアにおけるPOC-A1cデバイスの使用は、2型糖尿病患者のグリコヘモグロビンA1cをマーカーとしてモニタリングすることができ、費用対効果の高い代替手段であると結論付けられています。これは、研究対象となっているラボオンチップおよびマイクロアレイ市場の成長をさらに促進するでしょう。このように、使いやすさと即時結果の提供能力、そして入手の容易さから、POC診断の利用は急速に増加しており、これが市場全体の成長を促進しています。

慢性疾患の発生率の増加

心臓病、がん、脳卒中、糖尿病、関節炎などの慢性疾患は、その影響が長期にわたり、3か月以上持続します。これらの疾患は人から人へは感染せず、非感染性疾患とも呼ばれます。

例えば、世界保健機関（WHO）の2021年主要事実によると、世界では非感染性疾患（NCD）によって年間4,100万人が亡くなっており、これは全死亡の71%に相当します。30歳から69歳の間では、年間1,500万人以上が非感染性疾患で亡くなっています。これらの「早期」死亡の85%は、低所得国および中所得国で発生しています。低所得国および中所得国は、非感染性疾患による死亡者全体の77%を占めています。非感染性疾患による死亡者の大部分、つまり年間1,790万人は、心血管疾患が原因であり、次いでがん（930万人）、呼吸器疾患（410万人）、糖尿病となっています。慢性疾患の有病率の上昇により、診断検査のニーズがさらに高まり、ラボオンチップ（Lab-on-A-Chip）およびマイクロアレイ製品の世界市場の成長が加速すると予想されています。

世界のラボオンチップおよびマイクロアレイ市場の制約

ラボオンチップ技術の設計上の制約

ラボオンチップ技術の開発における主な障害は、非常に小規模で機能的で低コストのデバイスの設計と製造です。Elveflowの2020年の記事によると、ラボオンチップ技術に関する現在の研究は、特定の表面処理の設計に焦点を当てています。バイオメディカル用途のLOC（ラボオンチップ）またはマイクロ流体デバイスの設計には、PCR反応用のサーマルサイクラー、サンプル分析用の質量分析計、細胞、蛍光可視化、細菌用の顕微鏡などの高感度検出モジュールが必要です。このような発展は、ラボオンチップ技術のメリットが限られており、採用が減少傾向にあることを示しています。したがって、ラボオンチップ技術の複雑な設計は、市場全体の成長を抑制し続けています。

世界のラボオンチップおよびマイクロアレイ市場の機会

がん研究におけるプロテオミクスとゲノミクスの応用拡大

ライフサイエンス研究の世界は、過去10年間で大きく進歩しました。新しい技術の導入により、研究者はより少ない試薬量でより多くの成果を達成できる可能性があります。遺伝性変異はがんのリスクに重要な役割を果たしており、それを理解することは、がん発症の可能性を低減する予防策の開発につながります。これらの変異は、シーケンシングなどの様々な方法で解析できます。しかし、マイクロアレイ研究は最も安価なソリューションを提供します。アレイを用いることで、大規模なサンプルセットにおいて数十万ものSNPを同時に研究することができます。多くの科学者が、がん細胞遺伝学への理解を深めるためのスクリーニングツールとしてマイクロアレイを使用しています。

さらに、2021年9月に発表された「がんにおけるプロテオミクスの応用：バイオマーカー発見の最新動向とアプローチ」と題された研究論文によると、プロテオミクスアプローチはがん研究において人気が高まっています。プロテオミクスに基づく技術により、腫瘍の分類、予後予測、特定の治療に反応する可能性のある患者の特定に役立つ潜在的なバイオマーカーやタンパク質発現パターンの発見が可能になりました。これらの研究は、がん研究への関心の高まりがマイクロアレイおよびラボオンチップ技術製品の需要を高め、市場の成長を促進していることを示唆しています。したがって、これらすべての要因が市場全体を牽引すると予想されます。

セグメント分析

世界のラボオンチップおよびマイクロアレイ市場は、タイプ、製品、用途、エンドユーザー、地域別にセグメント化されています。

タイプ別

タイプ別に見ると、世界のラボオンチップおよびマイクロアレイ（バイオチップ）市場は、ラボオンチップとマイクロアレイに区分されています。ラボオンチップセグメントは最大の市場シェアを占め、予測期間中は13.4%のCAGRで成長すると予測されています。ラボオンチップのコンセプトは、微量サンプルを処理できるマイクロ流体チップによって、実験手順の小型化、自動化、並列化を実現することです。ラボオンチップ（LOC）デバイスは多くの時間を節約し、試薬（サンプル）は生成された場所で分析されます。また、化学廃棄物や危険物質への曝露も削減します。粒子または細胞の検出、粒子のパッキング、選別、電気泳動、PCRなどの電極を備えたラボオンチップデバイスが市販されています。ラボオンチップデバイスは、細胞の選別や増殖といった細胞研究、人工疾患モデルや毒性研究といった分野にも優れたツールです。そのため、上記の要因が予測期間中の市場成長を促進すると予想されます。

製品別

製品別に見ると、世界のラボオンチップおよびマイクロアレイ（バイオチップ）市場は、機器、試薬・消耗品、ソフトウェア、サービスに分類されます。試薬・消耗品セグメントが最大の市場シェアを占め、予測期間中に13.6%のCAGRで成長すると予測されています。試薬・消耗品セグメントには、試薬、マイクロアレイ／ラボオンチップ用チップが含まれます。カートリッジとは、エンドユーザー向けにパッケージ化されたラボオンチップデバイスです。試薬と生物学的内容物がデバイスに添加され、消耗品となるカートリッジが作成されます。チップ製造における高精度要件に加え、マイクロアレイ／ラボオンチップ基板（ガラスまたはポリマースライド）は、サンプルおよびアッセイ試薬に対して不活性である必要があります。これらの試薬は、有機／無機溶媒や極端なpH値の溶液を含む場合があります。これらの要件は、チップとカートリッジのコストに加算されます。試薬キットはアッセイごとに用意されており、マイクロ流体サンプルの分離をサポートするためのゲル、色素、緩衝液が付属しています。ラボオンチップおよびマイクロアレイベースのデバイスにおける試薬の使用は、多くの場合高額です。そのため、開発途上国では、輸入キットの高価格によってマイクロ流体技術の利用が制限されることがよくあります。複数の市場プレーヤーがマイクロアレイに関する製品を発売しています。さらに、2019年12月、ドロマイト・マイクロフルイディクス社は革新的なTelosシステム向けに、複数の新しいマイクロ流体チップオプションを発表しました。今回の拡充により、Telos 2試薬チップの50μmバージョンが加わり、従来の100μmオプションを補完し、2種類の試薬を含む単分散の10～75μm液滴の形成が可能になります。したがって、上記の要因が予測期間中の市場成長を促進すると予想されます。

用途別

用途別に見ると、世界のラボオンチップおよびマイクロアレイ（バイオチップ）市場は、臨床診断、創薬、ゲノミクスおよびプロテオミクス、その他の用途に分類されます。臨床診断分野が最大の市場シェアを占め、予測期間中に14.5%のCAGRで成長すると予測されています。完全に統合されたプラスチック製マイクロ流体チップを用いた、取り扱いが容易で安価な臨床診断用バイオチップの開発に対する需要は非常に高くなっています。これらのチップは、最小限の侵襲で人体の代謝パラメータを迅速かつ確実に測定できます。マイクロアレイベースの技術を用いたアレイ比較ゲノムハイブリダイゼーション（aCGH）は、遺伝性疾患の診断に大きな影響を与えます。そのため、このセグメントは予測期間中に成長が見込まれています。

エンドユーザー別

エンドユーザー別に見ると、世界のラボオンチップおよびマイクロアレイ（バイオチップ）市場は、バイオテクノロジー・製薬企業、病院・診断センター、学術・研究機関に分類されます。バイオテクノロジー・製薬企業セグメントは最大の市場シェアを占め、予測期間中に13.7%のCAGRで成長すると予測されています。ラボオンチップデバイスは、タンパク質およびDNA分析、病原体検出、電気泳動、迅速な臨床診断、法医学、血液化学分析、フローサイトメトリーなど、幅広い生物医学およびその他の分析アプリケーションの一部です。ラボオンチップ技術は製薬およびバイオテクノロジー分野で非常に重要であり、特にマイクロ流体アプリケーションの多くはバイオテクノロジー研究に利用されています。そのため、製薬およびバイオテクノロジー企業によるラボオンチップデバイスの利用が増加し、研究における重要性が高まっていることから、このセグメントは予測期間中に大幅な成長を遂げると予想されます。

地域別分析

世界のラボオンチップおよびマイクロアレイ市場は、地域別に北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、南米、中東アフリカに分類されています。

北米は最大の市場シェアを占め、予測期間中に13.7%のCAGRで成長すると予測されています。ここ数年、米国では学術研究におけるハイスループットスクリーニング（HTS）技術への関心が急速に高まっています。米国では、生物分子科学協会が運営する学術スクリーニングセンターの包括的なデータベースが利用可能です。このデータベースは、学術コミュニティにHTSリソースを提供し、創薬のためのプローブとリードの両方の特定を支援しています。このように、これらのセンターは低分子スクリーニングデータのオープンソース共有を促進しています。HTSへの関心の高まりに伴い、ラボオンチップ（LOC）技術はハイスループットスクリーニングに応用できるため、米国で広く利用されることが予想されます。さらに、米国保健福祉省（HHS）は、新生児および小児患者の血液検査用マイクロ流体プラットフォームの開発に資金を割り当てることを発表した。マイクロ流体工学は、より高度なマイクロ流体デバイスの研究開発に対する高額予算の承認と収益創出の両面から、米国において広大な成長分野である。したがって、上記の要因により、米国のラボオンチップおよびマイクロアレイ市場は成長すると予想されている。

ヨーロッパは2番目に大きな地域であり、2031年までに1億3650万米ドルに達すると推定され、年平均成長率（CAGR）は13.5%となる。ドイツは、研究開発施設の設置場所として最も好まれる場所の一つである。多くのバイオテクノロジー企業がドイツに研究開発施設を設置しており、今後も設置を継続する見込みである。ドイツのプロテオミクスおよびゲノミクス産業は成長を続けており、これは調査対象市場にとってプラス要因となっている。ドイツは毎年、GDPのかなりの部分を医療に費やしています。OECDによると、GDPの約11%が一人当たりの医療費です。この高い支出は、調査対象市場を牽引する活発な研究活動を示しています。様々な大学や企業が、自動化とハイスループットスクリーニングを提供し、消耗品の使用量が少なく、ターンアラウンドタイムが短い製品の開発に取り組んでいます。例えば、2021年2月には、BOIRONとGENAPSYSがドイツで協力を開始し、学術界と産業界の幅広い顧客向けに新しいDNAシーケンシング技術を提供しています。ドイツにおける生物学的監視に対する高い需要と遺伝子データ情報に対する需要の増加は、シーケンシングラボに新たな機会をもたらしています。

アジア太平洋地域は3番目に大きな地域です。中国ではラボオンチップとマイクロアレイの市場が成長しており、これは政府がバイオテクノロジー産業の強化に積極的に関与していることに起因しています。中国政府は最新の5カ年計画において、バイオテクノロジー研究に180億米ドルを充当しました。さらに、中国に研究開発拠点を置く750社のグローバル企業が、中国の規制枠組みと相まって、中国における研究に協力的に貢献しています。中国はまた、大量の研究データを促進するための分析ツール、最先端のデータ収集、効率的なコンピューティング能力に加え、人々の生物学的構成を理解するための科学研究にも多額の投資を行っています。また、中国は技術開発、特にラボオンチップ（LAB-ON-A-CHIP）に基づくPOCにおいても世界をリードしています。したがって、臨床研究、精密医療、技術開発、新薬発見への関心の高まりは、調査対象市場の主要な成長要因となっています。

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ラボオンチップおよびマイクロアレイ市場のトップ競合他社

1. Abbott Laboratories
2. Agilent Technologies Inc.
3. Bio-Rad Laboratories Inc.
4. Danaher Corporation (Cepheid)
5. Fluidigm Corporation
6. Thermo Fisher Scientific
7. PerkinElmer Inc.
8. Micronit BV
9. Illumina Inc.
10. Phalanx Biotech Group
11. BioMérieux
12. QIAGEN NV
13. Merck KGaA.

最近の開発状況

• 2022年11月 - マイク・マクマレン社長兼最高経営責任者（CEO）とボブ・マクマホン最高財務責任者（CFO）が、11月30日に開催される第5回Evercore ISI HealthCONxカンファレンスで講演します。これは、アジレント・テクノロジーズ社（NYSE: A）が発表したものです。
• 2022年11月 - アジレント・テクノロジーズ社（NYSE: A）は本日、AssayMAP Bravo Protein Sample Prep Workbench 4.0ソフトウェアのリリースを発表しました。このリリースでは、バイオ医薬品開発プロセス全体のワークフローにおいて、AssayMAP Bravoベースの自動サンプル調製を可能にする、21 CFR Part 11コンプライアンス対応機能が追加されています。