微生物を捕捉する樹脂を利用した水中の生菌数濃度迅速測定センサ-の開発

• Project/Area Number: 02660117
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 応用微生物学・発酵学
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 川端 成彬 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (70025998)
• Project Period (FY): 1990
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1990)
• Budget Amount: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 1990: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 不溶性ピリジニウム型樹脂 / 微生物菌体 / 捕捉固定化 / 酸素電極 / 生菌数濃度 / センサ-

Research Abstract

水中に存在する生きた微生物の濃度を測定する場合,現在コロニ-法が用いられているが,測定操作が煩雑で長時間と熟練を必要とするのが難点である。生きた微生物の濃度を迅速に測定する手法は現在のところ確立されていない。本研究代表者は最近の研究で不溶性ピリジニウム型樹脂が水中微生物を生きた状態で強力に捕捉することを見いだした。このような機能を有する材料が見いだされたのは世界で最初である。本研究の目的は,この樹脂を取り付けた隔膜式酸素電極を用いて,懸濁液中の生きた微生物の濃度を迅速に測定するセンサ-システムを開発することである。このシステムに微生物懸濁液を供給すると,不溶性ピリジニウム型樹脂がその表面に微生物を生きた状態で捕捉する。捕捉された微生物が酸素を消費するために酸素濃度が減少する。酸素濃度の減少は電流の減少として検知することができる。生きた微生物の濃度に比例して電流減少値も増加するので,電流の減少値から試料懸濁液中に存在する生きた微生物の濃度を知ることができる。好気性バクテリア,通性嫌気性バクテリア,および酵母を用いて実験を行った。これからの微生物の懸濁液を一定速度でセンサ-システムに供給すると,電流値が一定の速度で減少した。電流減少速度は微生物濃度に比例した。比例定数は微生物の種類に大きく依存した。あらかじめ既知濃度の微生物懸濁液を用いて検量線を作成しておけば,電流値の減少速度から生きた微生物の濃度を求めることができる。1回の測定に要する時間は20〜30分であり,コロニ-法の場合と比較すると極めて迅速な測定方法である。測定感度は10^7cellS/mlであった。オ-トクレ-ブで減菌した微生物懸濁液をセンサ-システムに供給した場合には電流値の変化が認められなかったので,この電気化学的測定方法は生きた微生物だけを対象とする方法であることが確認された。