2017 Fiscal Year Annual Research Report
畜産環境における耐性菌出現防止のための抗生物質の磁気分離
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16H05004
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
井原 一高 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (50396256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
間世田 英明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10372343)
清水 和哉 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (10581613)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 抗生物質 / 畜産廃水 / 磁気分離 / 薬剤耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の主たる研究実績は下記の2点である。
1.畜産廃水の共存物質に対応可能な抗生物質の電気化学磁気シーディング法の確立と循環濃縮分離の検討
抗生物質の除去率向上ために，畜産廃水中の共存物質の影響低減を目的として，電気化学磁気シーディングにおけるpH制御法を検討した。電気化学反応時におけるpH測定法を確立した上で，特定のpH領域に制御をした電気化学磁気シーディングを行ったところ，オキシテトラサイクリンの除去率が大幅に向上した。また，永久磁石磁界に設置した磁気フィルタによる抗生物質の確実な捕捉のために，循環濃縮分離の検討を行った。従来のシングルパス方式と比べると安定的に抗生物質の分離が可能であることを明らかにした。
2.抗生物質除去の目標濃度の設定のための耐性菌の出現リスク評価
完全合成なニューキノロン系抗菌剤レボフロキサシン（LVX）を模擬残留抗菌剤として用い，シーケンスバッチリアクター方式（SBR）の生物学的廃水処理過程における抗菌剤曝露の急性および再曝露における微生物群集の残留抗菌薬曝露に対する水処理機能への影響と回復を栄養塩類除去率の変動と微生物群集構造の動態解析から明らかにした。とくに亜硝酸酸化細菌がアンモニア酸化細菌よりも感受性が低く，アンモニア酸化細菌のNitrosomonas sp.と亜硝酸酸化細菌のNitrospira sp.の細胞密度が各機能の指標となることを示す結果を得た。加えて，急性曝露時のLVX濃度より低濃度LVXを再曝露した際、微生物群集は速やかに応答し，水処理機能に影響を示さないという知見を得た。
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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
抗生物質磁気分離技術の開発および耐性菌の出現リスク評価ともに，それぞれ実用的かつ環境浄化技術の応用に資する有益な知見を得ていると考えられる。当初予定と多少の変更をせざるを得ない点もあったが，それをカバーするデータを得ており，概ね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
永久磁石を用いた抗生物質磁気分離技術の開発については，平成29年度に見通しを立てることができた改良技術を活用し，畜産施設に設置・展開を見据えた装置化の研究を推進する。耐性菌の出現リスク評価については，畜産由来の抗菌剤汚染に対する微生物群集を用いた環境浄化技術の応用に資するような多剤耐性菌の評価をさらに進める。また，両者の知見を踏まえて，現在最も知見が得られているレボフロキサシンについて，耐性菌出現影響が低減できる濃度まで磁気力による抗菌薬の分離除去が可能かどうか検証する。
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