| 研究課題/領域番号 |
20K21152
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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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 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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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 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | Laser speckle / bioassay / micro-bioassay / biospeckle / environmental txicity / バイオスペックル / バイオアッセイ / 動物プランクトン / マイクロバイオアッセイ / 遊泳活性 / 水質評価 / 環境汚染 / プランクトン / 遊泳能力 / レーザースペックル / 環境評価 / マイクロプラスティック / 環境毒性 / 画像変換 / 生物活性 / 画像相関 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
バイオアッセイにおいて，菌類やプランクトンなどの対象生物に対してはじめに光学的画像変換を行うことにより共通した特徴を有する画像(レーザースペックルパターン)へ変換し，小型かつ安価で用いる生物によらず統一された毒性評価法の開発を目的としている．
生物試料にレーザー光を照明すると，その活動により動的に変動するバイオスペックルが生じる．逆にバイオスペックルパターンの動特性を解析することにより生物試料の生命活動・形態変化を総体として定量的に解析することができる．特筆すべきことは，試料によらず共通した空間特性を持つパターンに変換されるので，その後の解析手法は共通した方法をとることができる．
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| 研究成果の概要 |
近年、個々の環境汚染化学物質を特定することなく，細菌，藻類やプランクトンなどの生物を用いることにより毒性を総合的に評価するバイオアッセイと呼ばれる直接毒性評価（DTA）手法が注目されている．
本研究では，個々の個体に注目するのではなくこれら指標微生物の集合体としての運動活性をオンサイトで迅速かつ安価に評価する手法を開発する。本手法ではプランクトンをレーザー光で照明した際生じるバイオスペックルの変動の早さに基づいて,環境毒性下のプランクトンの遊泳能力を判定する。従来用いられてきた顕微鏡による観察が不要であるため,一度に数千から数万個体の評価が可能となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，個々の個体に注目するのではなくこれら指標微生物の集合体としての運動活性をオンサイトで迅速かつ安価に評価する光学的手法の開発をおこなった．本手法では，対象生物が菌糸やプランクトンのように全く異なる構造であっても共通したスペックルパターンへと画像変換されるので，生物試料の形態によらず解析手法は共通した方法をとることができるという利点がある．加えて，光学系が単純であるのでオンサイトで迅速かつ安価にバイオアッセイをおこなうことができる．東南アジアなどの途上国では地下水のヒ素などによる汚染のために健康被害が生じており，開発手法はこのような地域で特に有効である．
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