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エレクトロニクスに創発された細菌行動学の創生

研究課題

研究課題/領域番号 15H03992
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

石井 仁  豊橋技術科学大学, リーディング大学院教育推進機構, 特任教授 (20506175)

研究分担者 齋藤 光正  産業医科大学, 医学部, 教授 (00315087)
町田 克之  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任教授 (90597676)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードMEMS / 細菌 / レジオネラ / フォトゲート / 蛍光 / 反応速度定数 / ストレス応答 / 集積化MEMS / レジオネラ属菌 / バイオMEMS / 生物化学 / バイオ関連機器 / 行動学
研究成果の概要

細胞内寄生や太陽光存在下での細菌の挙動を知るために集積化MEMS技術を利用した、細菌のストレス応答の観測を行った。レジオネラ属菌を観測対象として、紫外光照射やマイクロ空間における運動規制に対するストレス応答として新たな蛍光物質の産生を見出した。この蛍光物質の蛍光をフォトゲート型光学センサで検出することに成功し、細菌センサチップ実現へ道を開いた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトの細胞内や自然界で病原細菌がどのような挙動を示すかを、マイクロマシンの技術を用いて調べた。ターゲットとしたのは温泉やクーリングタワーに生息するレジオネラ菌である。この細菌は紫外線照射を受けたり、狭い場所に閉じ込められると蛍光を発する物質を作り出すことがわかった。この物質の蛍光を指標として、LSI技術を用いた光センサでレジオネラ菌を検出することに成功した。これによって、将来、細菌を培養することなく様々な場所で細菌検査ができる小型チップが作製できることを実証した。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] 蛍光センサによる細菌識別に向けたレジオネラ属菌の発光特性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      田中佐和子,澤田和明,石井仁,町田克之,二階堂靖彦,齋藤光正
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 118 (No. 175, ED2018-22) ページ: 5-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of Bacterial Fluorescence by the Combination of MEMS Microfluidic Chip and Si Photodetector toward On-chip Biological Sensing2017

    • 著者名/発表者名
      S. Onishi, C. Y. Joon, M. Ishida, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, K. Masu, Y. Nikaido, M. Saito, and S. Yoshida
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 80 ページ: 157-164

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of Stress Responses of Bacteria Confined in a MEMS Microfluidic Chip2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimura, M. Ishida, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, K. Masu, C. Wang, K. Iida, M. Saito, and S. Yoshida
    • 雑誌名

      ECS Trans. (Invited Review)

      巻: 69 ページ: 259-267

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] レジオネラ属菌の蛍光強度の励起光強度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      田中 佐和子, 崔 容俊, 石田 誠, 澤田 和明, 石井 仁, 町田 克之, 二階堂 靖彦, 齋藤 光正, 吉田 眞一
    • 学会等名
      2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Bacterial identification by using photogate-type optical sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromu Ishii, Sawako Tanaka, Makoto Ishida, Kazuaki Sawada, Katsuyuki Machida, Yasuhiko Nikaido, Mitsumasa Saito, Shin-ichi Yoshida
    • 学会等名
      236th The Electrochemical Society Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemical Kinetic Analysis for Temporal Variation of Fluorescence from Legionella2018

    • 著者名/発表者名
      S. Tanaka, S. Onishi, M. Ishida, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, Y. Nikaido, M. Saito, and S. Yoshida
    • 学会等名
      2nd Taiwan-Japan Joint Symp., Nano-engineering and Micro-system Technology Taiwan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フォトゲート型蛍光センサによるレジオネラ属菌の識別可能性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      田中 佐和子, 大西 脩平, 石田 誠, 澤田 和明, 石井 仁, 町田 克之, 二階堂 靖彦, 齋藤 光正, 吉田 眞一
    • 学会等名
      第10回集積化MEMSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レジオネラ属菌の赤色蛍光の励起光照射時間依存性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      田中 佐和子, 大西脩平, 石田 誠, 澤田 和明, 石井 仁, 町田 克之, 二階堂 靖彦, 齋藤 光正, 吉田 眞一
    • 学会等名
      2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レジオネラ属菌の蛍光の励起光照射時間依存性の反応化学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      田中佐和子,大西脩平,石田誠,澤田和明,石井仁, 町田克之,益一哉,二階堂靖彦,齋藤光正,吉田眞一
    • 学会等名
      2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ビーズを用いたPDMS製細菌捕獲チップの検討Ⅴ -フィルタフリー蛍光センサの適用-2017

    • 著者名/発表者名
      大西脩平, 崔容俊, 石田誠, 澤田和明, 石井仁, 町田克之, 益一哉, 二階堂靖彦, 齋藤光正, 吉田眞一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ビーズを用いたPDMS製細菌捕獲チップの検討Ⅴ- レジオネラ蛍光の減衰過程の解析 -2017

    • 著者名/発表者名
      大西脩平, 崔容俊, 石田誠,澤田和明,石井仁, 町田克之,益一哉,二階堂靖彦,齋藤光正,吉田眞一
    • 学会等名
      2017年 第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Bacterial Fluorescence by the Combination of MEMS Microfluidic Chip and Si Photodetector toward On-chip Biological Sensing2017

    • 著者名/発表者名
      S. Onishi, C. Y. Joon, M. Ishida, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, K. Masu, Y. Nikaido, M. Saito, and S. Yoshida
    • 学会等名
      232nd The Electrochemical Society Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フォトゲート型蛍光センサを用いたレジオネラの蛍光観測2017

    • 著者名/発表者名
      大西脩平, 崔容俊, 石田誠,澤田和明,石井仁, 町田克之,益一哉,二階堂靖彦,齋藤光正,吉田眞一
    • 学会等名
      第9回集積化MEMSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路チップを用いたレジオネラ・ニューモフィラとレジオネラ・デュモフィのストレス応答の観測2016

    • 著者名/発表者名
      大西脩平,西村祐典,石田誠,澤田和明,石井仁,町田克之,益一哉,王常楽,飯田健一郎,齋藤光正,吉田 眞一
    • 学会等名
      第8回応用物理学会集積化MEMS シンポジウム
    • 発表場所
      平戸
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of Bacterial Stress Responses between Legionella pneumophila and Legionella dumoffii Trapped in a MEMS Microfluidic Chip2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimura, S. Onishi, M. Ishid, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, K. Masu, C. Wang, K. Iida, M. Saito, S. Yoshida
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology 2016
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stress Responses of Bacteria, Legionella, Confined in MEMS Microfluidic Chip2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimura, M. Ishida, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, K. Masu, C. Wang, K. Iida, M. Saito, and S. Yoshida
    • 学会等名
      9th Int’l Symp. on Nanomedicine (ISNM2015)
    • 発表場所
      津
    • 年月日
      2015-12-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロ流路内でのレジオネラ属菌のストレス応答2015

    • 著者名/発表者名
      西村祐典,石田誠,澤田和明,石井仁, 町田克之,益一哉, 王常楽,飯田健一郎,齋藤光正,吉田眞一
    • 学会等名
      集積化MEMSシンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-10-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Observation of Stress Responses of Bacteria Confined in a MEMS Microfluidic Chip2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishimura, M. Ishida, K. Sawada, H. Ishii, K. Machida, K. Masu, C. Wang, K. Iida, M. Saito, and S. Yoshida
    • 学会等名
      The 228th Electrochemical Society Fall Meeting
    • 発表場所
      Phoenix、USA
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ビーズを用いたPDMS製細菌捕獲チップの検討Ⅳ – 紫外光照射によるレジオネラの光応答の観測 -2015

    • 著者名/発表者名
      西村祐典,石田誠,澤田和明,石井仁, 町田克之,益一哉, 王常楽,飯田健一郎,齋藤光正,吉田眞一
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路内でのレジオネラ属菌のストレス応答2015

    • 著者名/発表者名
      西村祐典,石田誠,澤田和明,石井仁, 町田克之,益一哉, 王常楽,飯田健一郎,齋藤光正,吉田眞一
    • 学会等名
      電気学会E部門総合研究会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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