2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of an aerosol flow cytometry technology for online measurement of airborne microorganisms
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16H02934
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
古内 正美 金沢大学, 環境デザイン学系, 教授 (70165463)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畑 光彦 金沢大学, 環境デザイン学系, 准教授 (00334756)
瀬戸 章文 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (40344155)
那須 正夫 大阪大谷大学, 薬学部, 客員教授 (90218040)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バイオエアロゾル / 蛍光染色 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，気中微生物を浮遊状態で蛍光染色する、これまでにない新しい技術を提案・確立し，これと，液中サンプル分析に確立されている微生物が発する蛍光を直接検出して微生物特有の情報を取り出せるフローサイトメトリー技術の気中微生物への応用を組み合わせることで，リアルタイムで気中微生物情報を獲得できるエアロゾル・フローサイトメトリーをひとつのシステムで実現しようとするものである。本年度の検討内容・実績は以下のとおりである。
１）エアロゾル濃縮用バーチャル・インパクタの試作・性能評価：10um，2.5um，1umで分級可能なバーチャル・インパクタを設計・試作・性能評価した。
２）フローセルおよび検出部の試作と特性評価：フローセルおよび光学系，制御系の構造を検討するため，既存の光学系を利用して検出特性を評価した。前年度試作した蛍光色素ミストの噴霧生成装置、微生物エアロゾル発生器の改良と性能評価を行った上で種々の生成条件（運転条件，蛍光染料溶液濃度，溶媒種類）で蛍光色素溶液ミストを生成し，ミスト径分布，蛍光色素量と生成ミスト中色素濃度などの蛍光色素粒子の状態を評価し，安定的に発生できる条件を確認した。生成した蛍光色素ミストとイースト菌エアロゾルを気相混合した後係数効率を測定し，蛍光色素の添加による増加を確認した。
３）エアロゾル・フローサイトメトリーの試作・構築と特性評価：得られた結果から構成要素をシステムとして検討し，１）２）の要素技術を含んだシステム全体の設計を行った。
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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
この装置で発生した色素液滴とイースト菌エアロゾルを混合して、混合エアロゾルを捕集すると同時に染色停止できる方法を試行し、エアロゾル染色が確認できるデータを採取しただけでなく、既存の光学系を利用して蛍光染色液との接触後の微生物（イースト菌）蛍光染色時間特性に関して、エアロゾルの状態でも染色が可能である結果を得ることができた。このような結果は過去に例がないものであり，現在継続中の測定で蛍光色素種類、濃度条件に関する有効なデータを蓄積している。蛍光色素粒子の生成については、市販の噴霧装置を用いて実験を繰り返し，安定した発生条件（色素濃度、発生粒子径およびその分布形状）を明らかにした。データの蓄積に関しては蛍光色素種類に関して当初の計画より若干少ないが、気中セル設計に関する基本的構成と操作条件を決定できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の30年度計画に加えて、前年度の検討項目の内重要な時間特性データを微生物・蛍光色素種類を追加して継続的に蓄積する。測定データ再現性に分光光度計および光学セルの安定性が影響する可能性があるので、測定セル変動の抑制と特性把握なども検討したうえで、慎重にデータを蓄積する。また得られた結果を原著論文・学会等で公表していく。エアロゾル染色特性に関しても継続して、蛍光色素ミストとの混合、エレクトロスプレー生成色素エアロゾルとの混合・加湿時の染色特性を評価する。各エアロゾルの安定生成はデータの信頼性に決定的に重要であるので、一層の安定性を確保する工夫を行ってエアロゾル染色特性を慎重に評価する。これらの結果をフローセルの詳細設計に反映させるとともに、原著論文・学会等で公表していく。これらと合わせて30年度計画を当初予定通りに実施する。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Their Nitro Derivatives from Indoor Biomass-Fueled Cooking in Two Rural Areas of Thailand: A Case Study2017
Author(s)
W. Orakij, T. Chetiyanukornkul, C. Kasahara, Y. Boongla, T. Chuesaard, M. Furuuchi, M. Hata, N. Tang, K. Hayakawa, A. Toriba
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Journal Title
Air Quality, Atmosphere and Health
Volume: 10
Pages: 747-761
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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