Novel algal monitoring system using multiple-wavelength excitation

Research Project

Project/Area Number	23K14015
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	岸正敏国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(地球表層システム研究センター), 特別研究員(PD) (00824020)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	微細藻類 / 阻害判別 / クロロフィル蛍光 / 誘導期現象 / 多波長励起
Outline of Research at the Start	微細藻類の大量培養では天候や培地の変化、生物汚染による不安定さに直面する。本研究では光化学系の多様な情報を含むクロロフィル蛍光誘導期現象と多変量解析の組み合わせによる阻害判別法の確立を目指す。これができれば、高度な技能と経験を有さずとも非破壊的で迅速な阻害要因の解明を可能にし、藻類の大量培養をより簡便かつ合理的に行えるようになる。本研究では判別法確立のボトルネックである①解析アルゴリズム開発、②測定装置開発、③藻類分類群毎の知見構築により、藻類の連続的阻害モニタリングの達成を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は研究代表者の国外異動に伴って一時的に中断したため、実施期間は約３ヶ月間程度に留まっている。実施期間中には、本研究に不可欠な蛍光測定装置の基礎設計と、共同研究を行うチェコ・Centre Algatechやスペイン・Valladolid大学との協議を進めた。装置設計では、近年開発されたオープンソースの藻類蛍光測定装置の設計を入手し、これをもとに本研究の趣旨に沿った改良を進めた。具体的には、蛍光装置を小型IoT機器であるRaspberryPiと連携させ、培養容器サイズに関わらず全自動で試料採取と測定を行い、Google Spreadsheetにオンラインでデータを記録する仕組みを作成し、これを完成させた。再開後には本研究の要となる多波長励起機構の組み込みや、試料測定プロトコルの改良を行っていく。共同研究機関との連携においては、ヨーロッパでの研究集会に合わせて両機関を訪問することができ、装置を確認しながら実施内容のすり合わせを行うことができた。