2016 Fiscal Year Annual Research Report
An optical communication-type biosensing system for detecting fish stress
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26292114
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
遠藤 英明 東京海洋大学, その他部局等, 教授 (50242326)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バイオセンサ / 魚類 / ストレス / グルコース / コルチゾル / 光通信 / 可視化 / モニタリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，魚のストレス指標となる血中コルチゾル，グルコース，コレステロール等の基質濃度変化を，魚が泳いでいる状態で目視により簡単に判別でき，かつそれらを定量的にモニタリングできる光通信技術を応用した新しいバイオセンシングシステムを創出することである．本年度は，昨年度製作したバイオセンサに加え，LED型光送信機および受光器より成る可視光通信システムを構築し，魚（ティラピア）のストレス応答測定を試みた．
本システムは，バイオセンサの出力電流値をデジタル化してLEDにより情報を送信することで魚の体内グルコース濃度を測定する原理に基づいている．光通信では光源となるLED型光送信器と広角レンズより成る受光器との光軸が一致することにより通信が可能となるため， LEDの装着角度によって通信状態が変化する．そこでまず，魚体におけるLEDの装着部位および受光器の設置位置の最適条件を検討した．次に，バイオセンサを魚体に挿入し，魚を自由に遊泳させた状態で環境変化に伴うストレス因子を魚体に負荷して，そのストレス応答のリアルタイムモニタリングを試みた．
LED型光送信器を魚の頭部に装着し，受光器を水槽上部に設置して光通信測定を試みた結果，淡水および海水中において測定データの94％以上が伝達可能であることが確認でき，この装着方法がリアルタイムモニタリングに適していることがわかった．次に魚体にストレスを負荷するために，飼育水にアンモニアを添加してストレス応答の測定を試みたところ，そのリアルタイムモニタリングが可能であった．さらに，魚が受けているストレス応答の大小をLEDの点滅により目視で簡単に判別できる「見える化」システムの開発基盤を築くことができた．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
