A novel bacteriological examination technique with dielectric sensors and perfluorinated compounds
| Project/Area Number |
22KJ1952
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| Project/Area Number (Other) |
22J21091 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山重 貴久 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 細菌検査 / 微生物検査 / バイオセンサ / 誘電センサ / 近接センサアレイ / 食品検査 / フッ素系不活性溶媒 / 迅速培養 |
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| Outline of Research at the Start |
食中毒を始めとした微生物による人間への被害を防ぐため、微生物検査が行われている。現在は、寒天培地で微生物を増殖させ目視でそのコロニーを確認する検査法が主流である。しかし、検査時間が長く作業が煩雑という問題を有する。本研究では、当グループが開発したセンサを用いた電気的手法による微生物検出と、微生物増殖を促進することが報告されているフッ素系不活性溶媒を組み合わせ、食の安全保障を向上するための新規微生物検査技術を開発することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はフッ素系不活性溶媒による微生物の迅速培養と、当研究グループが独自に開発した誘電センサによる微生物の検出技術を組み合わせ、迅速簡便かつ汎用的な新規微生物検査技術を開発し、将来的な食の安全保障向上などに繋げることを目的としている。
本年度はまず、フッ素系不活性溶媒による迅速培養系を最適化するため、その機序を解明することを目指し、培地と不活性溶媒の成分分析を実施した。これにより、従来提唱されていた、不活性溶媒が酸素の供給源となっているだけでなく、代謝産物のスキャベンジャーとして機能していることが明らかとなった。これにより、この手法は好気性菌だけでなく、幅広い菌種に対して有効である可能性が示唆された。その後実際に嫌気性菌などを用い、これらに対しても増殖促進効果があることを見出した。また、この促進効果を大きくするため、不活性溶媒の体積など、いくつか重要なパラメータがあることが分かった。
また、誘電センサによる微生物増殖測定に関しては、従来行ってきたアレイセンサの平均値を用いるだけでなく、測定ごとにイメージングを行うことで、菌の運動性や菌体の大きさなど、菌の特性に由来する情報を取得できることを明らかとした。これは、未知の試料を測定した際に、誘電センサだけで簡単な菌種の推定ができる可能性を示唆している。
来年度は、本年度得られた知見を生かし、実際に不活性溶媒による微生物の迅速培養と、誘電センサによる微生物検出を効果的に組み合わせ、その特性や性能を評価する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、フッ素系不活性溶媒による微生物迅速培養の機序を明らかとすることができた。加えて、誘電センサがアレイセンサであることを生かし、イメージングを実施することで、運動性やサイズなど、菌の特徴に由来する情報を得られることも明らかとした。次年度は計画通り、不活性溶媒による迅速培養と誘電センサを用いた微生物検出を組み合わせ、その特性と性能の評価を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は計画通り、大腸菌や出芽酵母、乳酸菌などの標準株を用い、不活性溶媒と誘電センサを組み合わせた微生物検査システムの特性と性能の評価を実施する。これらを通し、食品検査に応用するうえでの利点と欠点を明らかとし、欠点を解消できるように柔軟に改善を行っていく。また、パラメータ設定や解析の自動化など、ユーザーフレンドリーで利用しやすい形としていくことも目指す。加えて、本研究は微生物検査を対象としていることから、応用範囲は環境計測や医療分野など広いと考えられるため、そうした領域での活用も模索する。
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Report
(1 results)
Research Products
(7 results)
