2014 Fiscal Year Annual Research Report
導電性ポリマ膜による細菌の選択的保持と分析化学的応用
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25288069
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
長岡 勉 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00172510)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 化学・バイオセンサ / 導電性ポリマ / 細菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）単一細菌の動的測定
細菌観測プラットフォームとしての鋳型膜の可能性を更に広げるため，細菌活動の動的その場観測を行った。細菌をPPy鋳型膜上に固定すると，蛍光顕微鏡下，細菌の動きが観測された。蛍光染色された細菌は蛍光顕微鏡下で鋳型に固定されて首振り運動を行っていたが，緑色であったので生きたままで動いていることが確認された。また，これと並行して，ドープ固定された細菌についてもは顕微鏡を用いて，また，電気化学的にも観測を行った。ドープした細菌は実際に活動しており，大腸菌ではほぼ100%の生存率が確認された。更に栄養源の存在下で，ドープされた細菌の酸素消費に関する検討を電気化学薄層セルを作製して行ったところ，酸素還元電流の低下が起こり，実際に代謝により酸素消費が起こっていることが電気化学的に実証された。酸素還元電流はセルの状態を初期化したときには元に戻るので，電極の劣化によるものでは無く，細菌の活動によるものと結論づけられた。このように，PPy/細菌ドープ膜は，細菌観測プラットフォームとしての有効であり，簡単な作製方法で再現性の高い観測が可能となった。
このようにPPy膜は細菌を生きたままで保持することに効率的な手段を提供するが，一般に細菌は電気化学的には不活性で有り，実際にセンサとしての応用には適切な検出機構も組み込む必要がある。このため，この研究では，電極に固定した細菌を乾燥させることにより電流応答を発生させる方法に着目し，この電流が細菌の内膜に存在するユビキノンとメナキノンによるものであることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の目的では，細菌プラットフォームとしての観測までを目標としていた。実際に，細菌の活動状況を詳細に検討したので，計画の目標は達成できた。
さらに，今年度はそれより一歩進んで，細菌検出の新しい方法の提案にいたるまで検証が進んだため，当初計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
PPy細菌ドープ膜，鋳型膜としての検討はほぼ完成したので，今後は高感度な検出方法の確立に向けて検討を重ねたい。特に，検出機構の確立はPPy膜の実用的展開に重要であるので，残された期間を有効に活用して，高い感度に達するように検討を行いたい。
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| Causes of Carryover |
研究が予想よりも進展し，人件費が当初予想よりも少なくなった。この進展に対して，研究成果の報告件数を増やす必要が出てきたので，旅費の増加を人件費の削減で補うこととした。また，効率的な実験計画により，物品費の節約効果もあったため，全体として余剰が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の試薬購入費，人件費に充てる。
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