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プラズマ中の微生物浮遊実験とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K18750
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分14:プラズマ学およびその関連分野
研究機関京都工芸繊維大学

研究代表者

三瓶 明希夫  京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (90379066)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード微粒子プラズマ / プラズマ応用 / クーロン結晶 / 微生物 / 殺菌滅菌
研究成果の概要

RFプラズマ中に微生物を浮遊させる技術を確立した.オートクレーブ処理で失活した大腸菌や肺炎桿菌等がプラズマのシース端に浮遊することが確認された.肺炎桿菌は分散性が良く,一つ一つの菌が独立に浮遊してクーロン結晶のような準秩序構造が自発的に形成された.プラズマ中に浮かぶ微生物に外部から電場を印加し微生物の応答を計測した結果,微生物種によって振る舞いが異なることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

プラズマ中に微粒子を入れると負に帯電し,クーロン力や重力等の力が釣り合う位置で浮遊する事実は良く知られている.本研究では低温プラズマ中に種々の細菌を導入し,それらが帯電することでプラズマに浮遊することを確認され,自発的に秩序構造が形成されることを観測した.この事実は機能性材料・アストロバイオロジー・医療分野に対する応用へ期待できる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Collection of microorganisms levitating in a radio-frequency discharge2021

    • 著者名/発表者名
      Kawade Yasutaka、Sanpei Akio、Akamatsu Keita、Ochiai Ryotaro、Okada Toshikazu、Hayashi Yasuaki、Himura Haruhiko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: 4 ページ: 046002-046002

    • DOI

      10.35848/1347-4065/abe643

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Removal of ghost particles from the reconstruction of dusty plasma in integral photography by three-dimensional deconvolution2020

    • 著者名/発表者名
      Sanpei Akio、Kai Eisaku、Kawade Yasutaka
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 28 号: 25 ページ: 37743-37743

    • DOI

      10.1364/oe.409139

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling the Diameter of a Pure Electron Plasma to Produce an Exact Two-Fluid Plasma State in a Nested Trap2019

    • 著者名/発表者名
      KATO Toshiki、HIMURA Haruhiko、SOWA Shinji、SANPEI Akio
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 14 号: 0 ページ: 1201039-1201039

    • DOI

      10.1585/pfr.14.1201039

    • NAID

      130007649947

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2019-02-25
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] First Observation of Crystallike Configuration of Microorganisms in an RF Plasma2019

    • 著者名/発表者名
      Sanpei Akio、Kigami Tomohito、Hayashi Yasuaki、Himura Haruhiko、Masamune Sadao、Sampei Mai
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Plasma Science

      巻: 47 号: 7 ページ: 3074-3078

    • DOI

      10.1109/tps.2019.2916422

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Three-dimensional imaging diagnostics for plasmas with integral photography and deconvolution techniques2020

    • 著者名/発表者名
      A. Sanpei, E. Kai, H. Himura, Y. Hayashi, S. Masamune, S. Ohdachi, K. Nagasaki
    • 学会等名
      OSA Imaging and Applied Optics Congress
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] RFプラズマ中の微生物および非球形微粒子の浮遊実験2020

    • 著者名/発表者名
      三瓶明希夫, 川出恭隆,赤松慧汰,落合遼太朗,比村治彦,林康明
    • 学会等名
      第81回応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Observation of Microorganisms Levitation Phenomenon in an RF Plasma2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawade, A. Sanpei, K. Akamatsu, R. Ochiai, Y. Hayashi, H. Himura
    • 学会等名
      The 29th International Toki Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative observation of the behavior of various microorganisms levitate in an RF plasma2020

    • 著者名/発表者名
      R. OCHIAI, Y. KAWADE, A. SANPEI, I. YONEDA, K. AKAMATSU, Y. HAYASHI, H. HIMURA
    • 学会等名
      The 21st Workshop on Fine Particle Plasmas
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Removal of ghost particles from the reconstruction of dusty plasma in integral photography by three-dimensional deconvolution2020

    • 著者名/発表者名
      Akio Sanpei, Y. Kawade, K. Akamatsu, R. Ochiai, Y. Hayashi
    • 学会等名
      The 21st Workshop on Fine Particle Plasmas
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of external field on levitating microorganisms in an RF plasma2020

    • 著者名/発表者名
      川出恭隆,三瓶明希夫
    • 学会等名
      ISPlasma2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RFプラズマ空間中における微生物浮遊現象に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      川出恭隆,三瓶明希夫
    • 学会等名
      第80回応用物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RFプラズマ中のロッド状微粒子についての挙動シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      赤松慧太,三瓶明希夫
    • 学会等名
      第36回 プラズマ・核融合学会 年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RFプラズマ中における細菌浮遊現象に対する挙動の菌種依存性の研究2019

    • 著者名/発表者名
      川出恭隆,三瓶明希夫
    • 学会等名
      第36回 プラズマ・核融合学会 年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of external fields on levitating microorganisms in an RF plasma2019

    • 著者名/発表者名
      川出恭隆,三瓶明希夫
    • 学会等名
      20TH WORKSHOP ON FINE PARTICLE PLASMAS
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional imaging of levitating dust and background plasma through integral photography with deconvolution2019

    • 著者名/発表者名
      三瓶明希夫
    • 学会等名
      20TH WORKSHOP ON FINE PARTICLE PLASMAS
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Levitation Phenomena of Microorganisms in Ionized Gas2019

    • 著者名/発表者名
      Akio Sanpei, Tomohito Kigami, Itaru Yoneda, Yasutaka Kawade, Yasuaki Hayashi, Haruhiko Himura, Sadao Masamune and Mai Sampei
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium Kyoto Biomolecular Mass Spectrometry Society
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RFプラズマ中の微生物浮遊実験2019

    • 著者名/発表者名
      三瓶明希夫,木上智仁,米田至,川出恭隆,林康明,比村治彦,政宗貞男,三瓶舞
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] RFプラズマ中の微生物の浮遊とクーロン結晶形成2018

    • 著者名/発表者名
      三瓶明希夫
    • 学会等名
      H30 年度 東北大学電気通信研究所 共同プロジェクト研究会 微粒子-流体混成系がもたらす多様な機能性
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Levitation of micro-organisms and three dimensional imaging of dust in RF plasmas2018

    • 著者名/発表者名
      Akio Sanpei, Tomohito Kigami, Itaru Yoneda, Eisaku Kai, Yasuaki Hayashi, Mai Sampei
    • 学会等名
      19th Workshop on Fine Particle Plasmas
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 浮遊状態におけるバクテリアに対するプラズマ照射とバクテリアの照射後の表面状態2018

    • 著者名/発表者名
      三瓶明希夫
    • 学会等名
      第1回バイオメディカル研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RFプラズマ中の細菌浮遊現象2018

    • 著者名/発表者名
      木上智仁,三瓶明希夫,米田至,林康明
    • 学会等名
      第35回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] RFプラズマ中の糸状微粒子の浮遊実験2018

    • 著者名/発表者名
      米田至, 三瓶明希夫, 木上智仁, 林康明
    • 学会等名
      第35回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 京都工芸繊維大学 研究者総覧

    • URL

      https://www.hyokadb.jim.kit.ac.jp/profile/ja.2f965ca8f50ea3fc94f675f4fcb5670b.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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