Development of a technology for in-situ realtime monitoring of underground bacteria

• Project/Area Number: 15H04227
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Earth system and resources engineering
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Sugai Yuichi 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70333862)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥15,860,000 (Direct Cost: ¥12,200,000、Indirect Cost: ¥3,660,000); Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2017: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2016: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 地下微生物 / モニタリング / フローサイトメトリー / 石油増進回収 / バイオリーチング / バイオレメディエーション / 散乱光 / 蛍光 / 資源 / 環境 / 地下 / 微生物 / 選択的計数 / 雑菌 / FISH / 地下資源 / 原位置 / かん水 / フィルター / 細管 / リアルタイム / 油層水 / 地下水 / バックグラウンド / in-situ / 坑井

Outline of Final Research Achievements

In-situ realtime method monitoring target bacteria is useful for controlling the bacterial processes such as bio-leaching. We estimated the possibility of flow cytometry as a method of selective counting of a target bacteria in this study.
The bacterial cells were successfully distinguished from the mineral particles by analyzing both FS and SS. The bacterial cell population which was counted by the flow cytometry had high correlation with the bacterial population counted using microscope. The flow cytometry is therefore applicable to counting the bacterial cell population in water containing impurities such as mineral particles. We also prepared the sample containing SRB which was selectively fluorescence-stained by fluorescence in-situ hybridization and the other bacteria and introduced it into the flow cytometer. As a result, SRB could be successfully distinguished from the other bacteria by analyzing the FL emitted from the bacteria.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

微生物利用石油増進回収、バイオリーチングならびに地下水/土壌のバイオレメディエーションなど、地下で微生物を活用する技術は低コストで環境に優しい等の理由から注目されている。これらの技術を効果的に実施するためには、有益な微生物を確実に地下で増殖させることであり、そのためには、それらの微生物の地下における棲息状況を正確に把握することが重要である。従来の技術では、その把握に時間が掛かるうえ、正確な状況を把握できていないなどの問題点があった。本研究で開発した技術は、地下の目的微生物の棲息状況をリアルタイムで正確に把握することができ、地下における微生物の利用技術の進展に大きく寄与する。

Research Products

• [Presentation] Study on a technique counting bacterial population of target microorganisms in reservoir using flow cytometry (2019)
  • Author(s): Minato Ito, Yuichi Sugai, Kyuro Sasaki, Ronald Nguele
  • Organizer: The International Biohydrometallurgy Symposium 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 貯留層に生息する微生物のフローサイトメトリーを用いた選択的計数手法の検討 (2019)
  • Author(s): 伊藤皆人、菅井裕一、佐々木久郎、Ronald Nguele
  • Organizer: 2019年石油技術協会春季講演会
• [Presentation] Preliminary Study on In-situ Realtime Quantitation of Target Bacteria on the Principle of Flow Cytometry (2017)
  • Author(s): Gen Murakami, Yuichi Sugai and Kyuro Sasaki
  • Organizer: International Biohydrometallurgy Symposium 2017 (IBS2017)
  • Place of Presentation: TU Bergakademie Freiberg, Germany
  • Year and Date: 2017-09-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Preliminary study on in-situ real-time quantitation of target microorganisms on the principle of flow cytometry (2017)
  • Author(s): Gen Murakami, Yuichi Sugai and Kyuro Sasaki
  • Organizer: 6th International Symposium on Applied Microbiology and Molecular Biology in Oil Systems (ISMOS-6)
  • Place of Presentation: Coronado Island Marriott Resort & Spa, San Diego California
  • Year and Date: 2017-06-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Preliminary Study on In-situ Realtime Quantitation of Target Bacteria on the Principle of Flow Cytometry (2017)
  • Author(s): Yuichi Sugai, Gen Murakami, Kyuro Sasaki
  • Organizer: International Biohydrometallurgy Symposium 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 地下微生物のin-situモニタリングに関する基礎的検討 (2016)
  • Author(s): 村上源、菅井裕一、佐々木久郎
  • Organizer: 平成28年度資源・素材学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] 地下微生物のin-situモニタリング手法に関する基礎的検討 (2016)
  • Author(s): 村上源、菅井裕一、佐々木久郎
  • Organizer: 資源・素材学会九州支部若手研究者および技術者の研究発表会
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス
• [Presentation] 地下微生物の原位置モニタリングを目的とした基礎的研究 (2016)
  • Author(s): 村上源、菅井裕一、佐々木久郎
  • Organizer: 石油技術協会春季講演会
  • Place of Presentation: 秋田ビューホテル