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2017 Fiscal Year Research-status Report

簡易抽出カラムと金属メッシュセンサを用いた簡便な細菌計測技術の開発

Research Project

Project/Area Number 16K18779
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

鈴木 哲仁  京都大学, 農学研究科, 助教 (00723115)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords細菌検査 / 簡易抽出 / 多孔質高分子 / 金属メッシュセンサ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、細菌検査の前処理用のツールとして、高性能な分離・反応担体として知られるモノリス型ポリマーを用い、細菌の簡易抽出カラムの製作を目指す。初年度はモノリス型ポリマー充填カラムの作製法を検討するとともに、ポリマー骨格を化学修飾し、抗原抗体反応を介して目的の細菌を特異的に捕捉する機能の付与を行った。しかし、ポリマー形成プロトコルの最適化ができていなかったため、29年度は実際にポリマー充填カラムを作製し、ポリマー形成時の温度や試薬配分の条件を変え、作成プロトコルの検討を行った。ポリマー形成時の温度が低いほどモノリス内部の空洞が大きくなり,60 ℃で加熱した場合5~10μm程度,100 ℃では5μm以下のサイズの貫通孔が形成されることが確認できた.、また硬化剤の割合を減らすと,空隙部分の割合が減少した.大腸菌のサイズが2~3μmであることを考慮し、最適なプロトコルを選定すれば、対象物の大きさに適したポリマーの形成が可能である。
一方で、金属メッシュセンサによる検出能の検証を行った。上記ツールと組み合わせれば、カラムで選択的に抽出されるため、通り抜けてくる菌体をそのまま検出すればよい。メンブレンフィルタ表面で大腸菌を捕集し、金属メッシュセンサに押し付けて透過測定を行ったところ、菌数に応じた周波数特性のシフトが確認できた。
モノリスポリマー自体の透過特性を測定したところ、テラヘルツ帯で吸収と屈折率がともに小さいことが確認できた。すなわち、予め金属メッシュにポリマーを融合して透過測定することも可能であることを意味し、さらに簡便なツールになる可能性が確かめられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

前年度の課題であったモノリス型ポリマーの作成方法ならびに充填方法の最適化を行い、実際にカラムに安定して充填し、化学修飾が行えていることが確認できているものの、ストリッピングバッファーを用いて、細菌を再回収する際に、ポリマーが壊れやすいことが判明した。次年度、耐久性の高いポリマー素材の検討を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

初年度に別個で検討してきた金属メッシュセンサと簡易抽出カラムを組み合わせ、実際に細菌の菌種判定ならびに定量の可能性を明らかにすることを目指す。ただし、ポリマーの薬品耐性に問題があることが判明しため、耐久性の高い素材に変えて検証する。また牛乳をモデル試料として用い、夾雑物混在下での抽出性能を評価する予定である。最後に簡易抽出カラムを用いて抽出した細菌を金属メッシュセンサで検出する流れで、検出可能性とその定量性を評価する。

Causes of Carryover

(理由)本研究で大きな支出が見込まれるのは化学修飾用の試薬(抗体)と金属メッシュの購入費である。本年、ポリマー作成上の課題が見つかり、ポリマープロトコルの検討を行ったため、化学修飾の機会が少なかった。一方、ポリマー作成用の試薬は安価であり、支出が少なくなった。

(使用計画)化学修飾用の抗体を多く購入する予定である。論文投稿、学会発表の機会の予定が決まっており、使用を予定している。

  • Research Products

    (5 results)

All 2017

All Journal Article (3 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] カラム型ポリマーモノリスによる大腸菌捕集能の評価2017

    • Author(s)
      澤昂志,小川雄一,近藤直,鈴木哲仁
    • Journal Title

      農業食料工学会関西支部報

      Volume: 122 Pages: 47

  • [Journal Article] CMOS Biosensor Using Picosecond Dynamics of Water Molecule2017

    • Author(s)
      Y. Ogawa, T. Suzuki
    • Journal Title

      Proceedings of Advanced Laser Technologies 2017

      Volume: ー Pages: FB-I-2

    • Open Access
  • [Journal Article] テラヘルツ技術を用いた農産物・食品検査への可能性2017

    • Author(s)
      鈴木哲仁
    • Journal Title

      日本食品科学工学会講演要旨集

      Volume: ー Pages: C2-2

  • [Presentation] CMOS Biosensor Using Picosecond Dynamics of Water Molecule2017

    • Author(s)
      Y. Ogawa, T. Suzuki
    • Organizer
      The 25th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT’17)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] テラヘルツ技術を用いた農産物・食品検査への可能性2017

    • Author(s)
      鈴木哲仁
    • Organizer
      日本食品科学工学会第64回大会
    • Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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