2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of simple techniques of bacterial measurement by using the extraction column and the metallic mesh sensor
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16K18779
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鈴木 哲仁 京都大学, 農学研究科, 助教 (00723115)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 細菌検査 / 簡易抽出 / 多孔質高分子 / 金属メッシュセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌検査の前処理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た簡易抽出カラムの製作を行った。また、簡易検出ツールとして金属薄膜に周期的に開口をならべた金属メッシュによるセンサ応用可能性の評価を行った。
エポキシ樹脂系の主成分ならびに反応促進剤や硬化剤を順に混合して加熱しモノリス型ポリマー充填カラムを作製した。溶媒や細菌に対し適度な透過性をもつように濃度及び温度を調整し、さらに充填カラムをピペットチップにすることで、操作性の高い抽出カラムを実現できた。続いて、抗大腸菌抗体をポリマー骨格へ化学的に修飾し、目的細菌を特異的に捕捉する機能を付与した。細菌数10^4～10^6 cellsの懸濁液を流して抗体と反応させた後、ストリッピング剤で剥離して回収した結果、回収率（回収した菌数／投入総菌数）は最大16.3%と十分な値であった。一方で食品の夾雑物存在下では抽出効率が下がる可能性も示唆された。
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。そのため、予め金属メッシュの孔部にモノリス型ポリマーを充填して透過測定することで、センサとしての機能を維持しつつ、より高感度な部位に対象物を多く配置できる。実験により感度評価を行ったところ、金属表面に被測定物を直接固定する従来の方法と比べて8.5倍の感度向上が認められた。また、実際に抗体を固定して対象物の定量評価を行ったところ、既存のELISA法よりも感度は劣るもののダイナミックレンジの広い検出ができ、選択的な細菌検出への応用可能性が示された。予め、金属メッシュ単体での検出限界の実験値は1 mm^2あたりおよそ1.5×10^5 cells、乾燥重量で45 ngであったことを考慮すると、モノリス型ポリマーとの併用により、さらに高感度な細菌検出が期待できる。
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