2019 Fiscal Year Annual Research Report
細菌内無機元素の高分解能動態観測を目指した高機能マイクロ流路液体セルの開発
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18H01842
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石田 忠 東京工業大学, 工学院, 准教授 (80517607)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 智広 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30401574)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 極薄電子線透過膜付きマイクロ流路 / MEMS寒天セル / 光ピンセット / 壁なし流路 / 開放型マイクロ流路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的である「無機微量元素の観点から細菌を研究するための、高分解能観察・高機能を両立したマイクロ流路液体セルを開発」において、当該年度は前年度開発した技術を電子線透過膜に実装し、細菌の電子顕微鏡観察を行った。昨年度から引き続き取り組んだ「電子線透過膜の極博化」においては、膜厚10 nmの電子線透過膜を低ダメージで形成すると同時にマイクロ流路を実装する技術を開発した。これにより、マイクロ流路内の細菌を極薄電子線透過膜越しに電子顕微鏡観察することに成功した。また、寒天製マイクロ流路を電子線透過膜に実装することで、寒天上で培養した細菌の電子顕微鏡観察に成功した。シアノバクテリアは十分なコントラストが得られたが、大腸菌は十分なコントラストが得られなかった。さらに、マイクロ流路内の試料を3次元的に搬送することを可能とするべく、光ピンセットを使用可能な開放型マイクロ流路を開発した。さらに、電子線透過膜と物理的流路構造との接触による膜の破壊を防止するため、壁のないマイクロ流路技術を開発した。単純な流路機能に加え、受動バルブなどを開発した。開発した技術を用いた液中の細菌を電子顕微鏡観察することが実現してきた。
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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
本研究では(1)電子線透過膜の極博化、(2)機械的構造を用いないマイクロ流路技術、(3)電子線透過膜を割らずに細菌を電子線透過膜に接触する技術、(4)細菌やバイオフィルムの成分分析を目標に掲げており、(1)-(3)の技術を電子線透過膜に実装し液中細菌の電子顕微鏡観察が可能となったため
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、（1）極薄電子線透過膜付きマイクロ流路を用いた高分解能化、（2,3）電子線透過膜越しの電子顕微鏡観察下での実験自由度の向上、（4）細菌やその現象の電子顕微鏡観察を行う。
(1) 極薄電子線透過膜：窒化珪素膜にマイクロ流路の実装に成功したが、本年度はさらに電子線透過膜を数nmまで薄化を行う。
(2,3) 電子線透過膜越しの電子顕微鏡観察下での実験自由度の向上：電子線透過膜越しに細菌の機械・電気特性を計測するためのMMES技術を開発する。
(4) 細菌やその現象の電子顕微鏡観察：細菌自体の観察に加え、細菌が分裂する過程における現象やバイオフィルム形成の観察を行う。
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Research Products
(8 results)
