2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of separation and cultivation of microorganism by using super-imposed pulsed-power devices
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15K13923
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 徹 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (90514018)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大沼 清 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (50396834)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | パルスパワー放電 / 大気圧プラズマ / 大腸菌 / 増殖率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，生体とパルスパワー技術あるいは大気圧プラズマ照射等を行うことによってがん細胞や再生細胞等を制御する技術が数多く研究されている．一般的に菌類等の微生物に対してのこれらの影響は，刺激量に強く依存し，その刺激量を制御することで活性化あるいは不活化の制御が検討されている．しかしながら，その影響因子については個体差の影響や照射条件など数多くのパラメータが存在する．申請者らは，任意の高圧パルスと低圧パルスを高耐圧MOS-FETで制御する波形重畳型パルスパワー電源を開発した．これにより，放電開始パルスと放電持続用パルスを任意のタイミングで重畳させることが可能となる．波形重畳型パルスパワー放電法を用いて発生した大気圧プラズマにより有益な菌類を選択的に成長させ，弁別，回収できるプロセスを構築することを目指すことが目的である．
まず，重畳電圧波形のパラメータを変更できるよう，パルスパワー電源の改修を行い，必要なパラメータを出力できることが確認できた．改修したパルスパワー電源を用いて単一菌に対して重畳波形パラメータ制御(重畳波形電圧，パルス周期，回数)により評価を行った．その結果，ナノ秒放電だけでは不活化するが，持続放電を印加することで菌の増殖率が増加する方向へ変化した．特に，主パルスの後の持続電圧パルスの影響が顕著であり，持続電圧パルスのパラメータ依存性について評価を行い，適切な持続パルス周期が存在することを明らかにした．これは，本手法の等価回路モデルを用いることで説明ができることが示された．また，その効果は従来手法では30分要すると考えていたが，1分程度でも十分に増殖効果へ変化を与えることを明らかにした．一方で，プラズマの発光分析ではその要因の特定が十分に行えず，菌への影響の特定が十分に行えていない．これは，本手法に関連するパラメータの多さに由来するものであり，引き続き検討を進める．
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Research Products
(3 results)
