| 研究課題/領域番号 |
19H04289
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
門野 博史 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (70204518)
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| 研究分担者 |
山口 雅利 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (20373376)
ラジャゴパラン ウママヘスワリ 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (40270706)
LIM YIHENG 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (10789457)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2019年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
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| キーワード | レーザースペックル / 光散乱 / バイオスペックル / 光断層画像法 / バイオスペックルOCT / マイクロプラスティック / 酸性鉱山廃水 / 土壌汚染 / 統計干渉法 / 植物活性 / 植物の環境ストレス / 植物の極短時間成長挙動 / 環境ストレスモニタ / 極短時間植物成長 / 光干渉法 / 重金属 / 環境汚染物質 / 酸性鉱山排水 / 環境ストレス / 環境汚染 / 植物成長 / 高感度光干渉法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では統計干渉法を用いて得られる秒オーダーの植物の成長挙動を連続的にin situ 計測できるシステムを用いて、植物表面の2次元的形態応答に見られる新規な現象である植物成長の「自発的ナノメータゆらぎ」(NIF)の特性を利用する。加えて、新たに提案するbOCTを用いた植物内部の3次元的生理応答情報を統合して利用する。バイオスペックルと呼ばれる信号は生体内部の物質の輸送、細胞器官の運動、微細構造の変化を反映する動的な光散乱現象である。これらを総合して多角的に植物活性を無侵襲、迅速かつ高感度に評価することにより植物の環境ストレスモニタリング・環境の毒性評価を可能とするものである．
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| 研究成果の概要 |
本研究では無侵襲・超高感度な光干渉法である統計干渉法(SIT)を用いて，植物の葉などの表面の2次元的形態応答に見られる新規な現象である植物成長の「自発的ナノメータゆらぎ」の特性を利用する．加えて，バイオスペックル光断層画像法(bOCT)を用いた植物内部の3次元的生理応答情報を統合することにより植物の内部活性および成長として現れる形態的挙動を総合的に捉えるシステムを開発した。有効性を検証するため、マイクロプラスティックによる種子の発芽過程への影響および酸性鉱山廃水(AMD)による植物への影響評価をおこない、いずれも従来法に比べて迅速かつ高感度に影響をモニタできることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
土壌のマイクロプラスティックは現状としては大きな問題として認識されていないが、これは実環境での軽微な影響を評価する手法が開発・適用されてこなかったと捉えるべきであり高感度な評価法の開発が緊急の課題である．本研究はこの要求に応えうるものである。開発したシステムを用いて、ポリスチレンマイクロプラスティックを植物の種子に暴露する実験をおこなったところ短時間で活性が抑制されることが示された．
生分解性プラスティックは分解の過程で、従来のプラスティックよりも植物に対する毒性が大きいとする研究も出始めている．環境に優しいと導入が進む生分解性プラスティックであるが毒性が強いとなると影響は甚大である．
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