2022 Fiscal Year Final Research Report
Multidimensional Instantaneous and noninvasive monitoring of environmental stress and activities of plant using highly sensitive interferometric techniques
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19H04289
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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Basic Section 64010:Environmental load and risk assessment-related
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 雅利 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20373376)
ラジャゴパラン ウママヘスワリ 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40270706)
LIM YIHENG 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (10789457)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | レーザースペックル / 光散乱 / バイオスペックル / 光断層画像法 / バイオスペックルOCT / マイクロプラスティック / 酸性鉱山廃水 / 土壌汚染 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, Statistical Interferometry Technique(SIT), a non-invasive and ultra-sensitive optical interferometry was used to utilize the characteristics of "Nanometric Intrinsic fluctuation" of plant growth that is a novel phenomenon observed in the two-dimensional morphological response of plant surfaces such as leaves. In addition, we have developed a system that comprehensively captures morphological behaviors that appear as internal plant activity and growth by integrating information on three-dimensional physiological responses inside plants using biospeckle optical tomography (bOCT). To verify the validity of the system, the influence of microplastics on seed germination and acid mine drainage (AMD) on plants were evaluated, and it was confirmed that the system can monitor the environmental influences more quickly and more sensitively than the conventional methods.
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| Free Research Field |
環境光計測
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
土壌のマイクロプラスティックは現状としては大きな問題として認識されていないが、これは実環境での軽微な影響を評価する手法が開発・適用されてこなかったと捉えるべきであり高感度な評価法の開発が緊急の課題である．本研究はこの要求に応えうるものである。開発したシステムを用いて、ポリスチレンマイクロプラスティックを植物の種子に暴露する実験をおこなったところ短時間で活性が抑制されることが示された．
生分解性プラスティックは分解の過程で、従来のプラスティックよりも植物に対する毒性が大きいとする研究も出始めている．環境に優しいと導入が進む生分解性プラスティックであるが毒性が強いとなると影響は甚大である．
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