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本研究課題では微小な「海洋生物」から3D模型教材を作製する技術の開発を目指して研究を展開した。我々は海洋研究のアウトリーチ活動用教材としてタカラガイの殻を材料に「その場で作れる3D模型キット」を開発している。このキットは「連続切断した断面写真を透明フィルムに印刷し、間隔をあけて組み上げたもの」である。したがって内部構造が透けた立体像を観察できる。また任意のフィルムを使って特定の断面を詳細に観察することもできる。このキットを使うことで巻貝の内部構造に対して強い興味を抱かせることができており、応用すれば海洋生物研究への関心も高められると期待している。しかし、生物試料で高解像度の3Dデータを取得する手法は確立できていない。
そこで研究は3D模型用の試料の選定、試料作製の前処理条件の検討、画像取得条件の検討、樹脂連続切片の作製条件の検討をおこった。
試料には小学生にも人気があり、自宅でも簡単に飼育できることからヌマエビを選定した。特にその生態に不明な点が多い孵化後数日のゾエア幼生を試料とし、生理生態学研究導入用の素材としての活用を目指した。本研究で選択したヌマエビは河口域の淡水環境で抱卵し、孵化後は汽水域で生活する。そのため浸透圧調節能があると推測できる。微細構造を保存する化学固定には最適な浸透圧濃度の把握が必須である。抱卵したヌマエビについてゾエアの孵化直後に濃度の異なる海水に移して、数日間の飼育をおこない生残率を算出することで最適な塩分濃度を判断した。明らかにした浸透圧濃度に調整した化学固定液で処理し、ウルトラミクロトームで準超薄切片を作製した。作製した切片は導電処理を施し走査型電子顕微鏡での観察条件を明らかにした。樹脂連続切片は切削環境を改善し、トリミングを高精度に実施することで回収できる条件を検討した。今後、本研究成果をもとにアウトリーチ用教材が完成できると期待される。
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