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電磁誘導型プローブを用いた誘電スペクトロスコピーによるバイオプロセスの計測と制御

研究課題

研究課題/領域番号 09555252
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 生物・生体工学
研究機関京都大学

研究代表者

浅見 耕司  京都大学, 化学研究所, 助教授 (90127936)

研究分担者 若松 秀樹  日本ヒューレット, パッカード(株)・電子部品計測事業部技術部, 主任研究員
米澤 岳志  サントリー株式会社, 技術開発センター, 主任研究員
中嶋 幹男  大阪大学, 工学部, 助手 (00273590)
塩谷 捨明  大阪大学, 工学部, 教授 (50026259)
小柳 尚彦  日本ヒューレット, パッカード株・技術部, 主任
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
1998年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1997年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
キーワード誘電スペクトロスコピー / バイオプロセス / 細胞増殖 / 醸造発酵
研究概要

本研究ではバイオプロセスの解析や制御を目的に、電磁誘導型プローブを用いた誘電スペクトロスコピーによる細胞量や細胞状態のリアルタイム計測法の開発と実用化を行った。特に、電磁誘導型プローブの性能評価と,これを用いた様々なタイプの細胞の増殖過程についてのデーターの集積,また、小型プローブの試作を行った。この結果、この誘電モニター法がバイオプロセスのリアルタイム計測に適した方法であり、醸造プロセスのモニタリングなどに実用化出来ることが明らかになった。
1. 浅見:酵母培養系を用いて、実験室レベルでの細胞増殖過程の誘電モニターを行った。温度感受性細胞分裂変異株を用いた同調培養系では、細胞分裂の過程をリアルタイムでモニターすることに成功した。誘電計測と光学顕微鏡を用いた細胞の形態計測を同時に行い、誘電率の周期的変化と細胞分裂サイクルとの対応付けを行い、誘電率の減少が細胞分離前の隔壁形成によることを明らかにした。
2. 中鴫,塩谷:糸状菌Monascus培養プロセスにおける菌体濃度のオンライン計測システムの構築を行った。測定に最適な周波数と攪拌速度、糸状菌が作るペレットによるノイズの検討を行った。
3. 米澤:ビールとウイスキーのパイロットプラントを用た発酵過程の計測を行い、ビール発酵の初期では同調増殖すること、ウイスキーの発酵では酵母の死滅過程が二段階になることを明らかにした。
4. 若松,浅見:電磁誘導型プローブを用いた誘電計測の性能評価を行い、この計測法が電極分極の影響を受けないこと、さらに高い測定精度を持つことを確認した。また、実験室レベルでの計測用に小型プローブの試作を行った.サイズの大きいプローブに比べ測定精度が少し劣るものの十分実用に耐えることが分かった。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] H.Wakamatsu: "A dielectric spectrometer for liquid using the electromagnetic induction method." Hewlett-Packard Journal. 48. 37-44 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Asami: "Dielectric behavior of budding yeast in cell separation." Biochim.Biophys.Acta. 1381. 234-240 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Asami: "Electrial and morphological changes of human erythrocytes under high hydrostatic pressure followed by dielectric spectroscopy." Annals of Biomedical Engineering. accepted for publication. (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Asami: "Real-time monitoring of yeast cell division by dielectric spectroscopy." Biophysical Journal. accepted for publication. (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Asami: "Handbook on Ultrasonic and Dielectric Characterization Techniqes for Suspended Particulates (edited by V.A.Hackley and J.Texter)" The American Ceramic Society, 350 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wakamatsu, H.: "A dielectric spectrometer for liquid using the electromagnetic induction method." Hewlett-Packard Journal. 48. 37-44 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asami, K: "Dielectric behavior of budding yeast in cell separation." Biochim.Biophys.Acta. 1381. 234-240 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asami, K.: "Electrical and morphological changes of human erythrocytes under high hydrostatic pressure followed by dielectric spectroscopy." Annals of Biomedical Engineering. accepted for publication. (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asami, K.: "Real-time monitoring of yeast cell division by dielectric spectroscopy." Biophysical Journal. accepted for publication. (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asami, K.: "Dielectric relaxation spectroscopy of biological cell suspensions." Handbook on Ultrasonic and Dielectric Characterization Techniques for Suspended Particulates.(edited by V.A.Hackley and J.Texter), The American Ceramic Society, Westerville. 333-349 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Wakamatsu: "A dielectric spectrometer for liquid using the electromagnetic induction method." Hewlett-Packard Journal. 48. 37-44 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Asami: "Dielectric behavior of budding yeast in cell separation." Biochim.Biophys.Acta. 1381. 234-240 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] E.Gheorghiu: "Monitoring cell cycle by impedance spectroscopy: experimental and theoretical aspects." Bioelectrochemistry and Bioenergetics. 45. 139-143 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Asami: "Electrial and morphological changes of human erythrocytes under high hydrostatic pressure followed by dielectric spectroscopy." Annals of Biomedical Engineering (accepted for publication). (in press). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Asami: "Real-time monitoring of yeast cell division by dielectric spectroscopy." Biophysical Journal (accepted for publication). (in press). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Krairak: "On-line monitoring of fungal cell concentration by dielectric spectroscopy" Journal of Biotechnology,accepted for publication. (in press). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Asami: "Handbook on Ultrasonic and Dielectric Characterization Techniques for Suspended Particulates (edited by V.A.Hackley and J.Texter)" The American Ceramic Society, 350 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.Asami: "Dielectric behavior of budding yeast in cell separation" Biochimica et Biophysica Acta (in press). (印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Asami: "Dielectric analysis of polystyrene microcapsules using scanning dielectric microscope" Colloid & Polymer Science (in press). (印刷中). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Asami: "Handbook on Ultrasonic and Dielectric Characterization (V.A.Hackley and J.Texter,editors) (in press)" The American Ceramic Society, (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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