2012 Fiscal Year Research-status Report
構造的特徴と機械的性質に基づいたバイオフィルムの効果的除去法の確立
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24780242
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
濱中 大介 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (60399095)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | バイオフィルム / 病原微生物 / インデンテーション / 微生物学的安全性 / 鮮度保持 |
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| Research Abstract |
青果物に付着しているPseudomonas属菌ならびに代表的な食性病原菌であるSalmonella enterica、Staphylococcus aureus、Escherichia coliを用い、これらのバイオフィルムをステンレス鋼およびポリスチレン小切片表面に形成させ、これの物理的性質を測定した。まず、走査型プローブ顕微鏡による表面観察と、付属機能であるタッピングモードを用いたナノインデンテーションによる硬度・弾性率測定を試みたが、プローブでの測定において、測定値そのものに水分表面張力等のノイズが影響し、ナノニュートンレベルでの計測は極めて困難であった。このことから、マイクロニュートンレベルでの測定が可能な圧縮試験機を用いたマイクロインデンテーションによる強度測定を実施した。測定には球形圧子を用い、変位30μmの負荷と変位10μmの除荷を最大30回繰り返すことで、バイオフィルムの変位荷重曲線を求めた。その結果、バイオフィルムの表面水層、バイオフィルム層および小切片における、それぞれの硬度・弾性率を明確に分離測定が可能であることを明らかにした。また、測定に供するバイオフィルムの培養において、通常のトリプチケースソイ培地とともに、金属イオンの影響を検討するために、鉄、マグネシウム、カルシウムの塩化物を同培地に添加して形成させたバイオフィルムの硬度・弾性率も測定したところ、各培養条件の違いによる顕著な数値の増加も確認できたことから、食品製造や青果物加工現場における金属表面での形成バイオフィルムの効率的洗浄処理を正確に評価する可能性を認めることができた。
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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
当初予定していた走査型プローブ顕微鏡を用いたナノニュートンレベルのでバイオフィルムの硬度・弾性率測定に長期間を要したが、マイクロニュートンレベルでの測定に方針を修正した後は、培養培地濃度の違い、金属イオンの影響も測定が可能であることを証明しており、研究進捗は概ね順調であると判断する。一方で、共焦点レーザー顕微鏡による三次元構造観察、総EPS重量と硬度・弾性率との関係、水流による除去試験、異なる形状圧子による測定については、上記の関係上、やや手付かずであったが、すでに測定法については確立しているため、最終的な研究進捗には大きな影響は無いと判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度までに達成したバイオフィルムの硬度・弾性率の測定方法による、種々の環境において形成されたバイオフィルムの物理的特性の把握を進める。すなわち、24年度に引き続き、培養液濃度の違い、培養温度の違い、金属イオン添加によって形成されたバイオフィルムの硬度・弾性率を評価する。これにより、培養条件とバイオフィルムの物理的特性の関係について網羅的に把握した後、レーザー顕微鏡による三次元構造、水流除去による残存バイオフィルム量の評価と物理的特性の関係を把握し、最適洗浄条件の確立まで進める。水流除去については、蒸留水に加え、次亜塩素酸ソーダ水を用いることで、比較検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
25年度使用予定額173万円のうち、新規購入予定する大型物品は無く、試薬とガラスおよびプラスティック消耗品が80万円程度を計上する。うち、インデンテーションプローブ購入費約20万円程度が含まれる。また、大学内共用施設における測定装置(電子顕微鏡、エネルギー分散型X線分光分析装置)使用料として30万円程度を計上する。残り63万円は、学術会議参加旅費(海外、国内各１件)および研究打ち合わせ(東京往復)に使用する。
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Research Products
(3 results)
