2016 Fiscal Year Research-status Report
表面微細構造を形成した寒天培地による微生物の増殖制御
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15K14703
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
中村 振一郎 国立研究開発法人理化学研究所, イノベーション推進センター, 特別招聘研究員 (10393480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
礒島 隆史 国立研究開発法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 専任研究員 (40271522)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 微生物の増殖制御 / 寒天培地表面への微細構造構築 / コロニー形成の異方性 / フォトリソグラフィ / ライン&スペース構造 / 二次元周期構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、寒天培地の表面構造を変えることによって微生物の増殖を制御することを目的とする。様々な表面形状の寒天培地が微生物の増殖に及ぼす影響を検討し、サイズ効果・形状効果(一次元的な線状パターンや二次元的な格子状パターンなど)・表面物性効果を明らかにする。
初年度は、寒天培地への微細構造の転写条件の確立に取り組んだ。元となる表面からシリコーン樹脂型へは精度よく表面形状の転写が可能であるものの、シリコーン樹脂型から寒天培地への転写においては両者の密着性の問題で特に数um以下の小さいパターンの転写精度が落ちることが明らかとなった。
第2年度はこの結果を受けて、ある程度の転写精度が得られる表面構造のパターンサイズが比較的大きい場合について、微細構造を転写した寒天培地を用いて微生物培養実験を行なった。フォトリソグラフィにより線幅5～20um、深さ数umのライン＆スペース構造を作製し、これをシリコーン樹脂型を経て寒天培地表面に転写したものを用いて細菌（納豆菌など）の培養実験を行ったところ、コロニー面積増加レートは表面微細構造の有無による有意な差はみられなかったものの、コロニー形状は表面微細構造のラインの向きに有意に長い異方性を示すことが明らかとなった。またサンドペーパーの表面構造を転写した寒天培地を用いて培養実験を行い、サンドペーパーの目の粗さによってコロニー拡大速度に顕著な差が生じることが明らかとなり、表面微細構造のサイズ依存性があることを強く示唆する結果を得た。これと並行して、シリコーン樹脂型の表面構造を寒天培地に転写する際の転写精度を向上するため、シリコーン樹脂と寒天培地の密着性を改善するための実験的検討を行なった。年度内には十分な改善は実現できなかったものの、次年度はじめに転写精度を大幅に向上する工程の確立に成功している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績概要に記載したとおり、本年度は本来初年度実施予定であった一次元的微細表面構造の微生物増殖への影響の実験的検討を行うとともに、二次元的微細表面構造の効果の実験的検討にも取り掛かったものの、初年度における遅れを十分に取り戻すことができず、フォトリソグラフィによる規則的な二次元的表面微細構造を用いた実験に取りかかることができなかった。しかしながら、シリコーン樹脂型から寒天培地への転写精度を大幅に向上する工程が確立できこの問題を解決できる見込みが立っているため、進捗状況区分としては「やや遅れている」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
第3年度は、新工程による寒天培地への表面微細構造転写精度の確認を行ったのち、微生物培養実験を継続して行う。フォトリソグラフィにより規則的な二次元周期構造として穴の配列したものや四角柱の配列したものを作製し、微生物増殖へのサイズ効果の検討ならびに表面物性効果の検討まで実施する予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度は、初年度における進捗の遅れを受けて研究計画の実施が遅れ、本来本年度に行う予定であった実験の一部を実施することができなかったことが、予算の次年度使用額が生じた主な理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
第3年度は本年度行うことができなかった実験を実施する予定であり、本年度未使用分を当初予定通り微生物培養実験などに必要な消耗品ならびに研究成果発表のための経費などとして使用する計画である。
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Research Products
(2 results)
