| 研究課題/領域番号 |
15K12232
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
森崎 久雄 立命館大学, 生命科学部, 教授 (50125671)
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| 研究分担者 |
土屋 雄揮 立命館大学, 生命科学部, 助教 (10636806)
江田 志磨 立命館大学, 生命科学部, 助教 (50420005) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 電機浸透流 / バイオフィルム / ゼータ電位 / 電気泳動 / イオン強度 |
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| 研究実績の概要 |
次の3点で成果、進展があった。1. 電気浸透流測定値の標準となる試料を決定した。2. この標準試料を用いて、本研究で構築した電気浸透流測定装置の信頼性をある程度確認できた。3. 測定サンプル（バイオフィルム）の必要量の目安がついた。概要は次の通りである。
1. 環境水をろ過するのにガラス繊維フィルターがよく使われる。ガラスはケイ酸の解離により負に帯電している。これに基づき、市販され入手が容易で品質も安定しているガラス繊維フィルター（Whatman社製）を電気浸透流測定の標準試料とした。
2. ゼータ電位計で測定した上記標準試料の表面電位と、本研究で電気浸透流から得た値とを比較し（測定にはイオン強度3 mMのバッファー（pH3～9）を用いた）、ほぼ類似していることを確かめた。
3. 電気浸透流測定に必要なバイオフィルムが少量で済むことを次のように確かめた。即ち、医療用のガーゼ（荷電を持たないことは確認済み）でバイオフィルムを拭き取ったが、このときガーゼに残るバイオフィルム量が異なるように強弱をつけて採取した（見た目でごく薄くバイオフィルムが認められるサンプルとはっきりとバイオフィルムが認められるガーゼ片まで、５段階程度の採取量の違いを設定した）。このようにバイオフィルムの採取量が様々異なるガーゼ片を測定装置に装着し、電機浸透流速度を測定した。その結果、少量のバイオフィルムしか認められないガーゼ片でも多量のバイオフィルムを保持するガーゼ片と電機浸透流速度がほとんど変わらないことが解った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
電気浸透流速度をゼータ電位に変換するには、サンプルの孔隙率、サンプル中の実質的流路の長さを決定する必要がある。これらの値を電気化学的方法で求められることは解っていたが、適切な測定条件を決める必要があった。時間と労力を取られたが、種々工夫を重ねた結果、次の条件が適切であることが解った。即ち、用いるKCl水溶液をかなり低濃度とし、付与する電圧はせいぜい10Vまでとし、得られる電流値（mAオーダー）を正確に求めるという条件である。電圧と電流の関係から電気抵抗値が得られるので、これよりサンプルの孔隙率と実質的流路の長さの比を求めることが可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
電気浸透流測定の標準試料（市販のガラス繊維フィルター）を用い、電気化学的手法で電気浸透流速度をゼータ電位に変換する手法はほぼ確立した。今後は、装置の信頼性をさらに高め、実際のバイオフィルムサンプル（既に複数採取済み）の荷電特性を調べて行く。
電気浸透流現象を利用し、バイオフィルムポリマーの間隙水を外部に強制排除する方法、逆にバイオフィルムポリマーの間隙に外部から強制的に水を注入する方法を検討する。そして、バイオフィルムの生長制御への可能性を探る。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
電気浸透流の流れを逆転させるには、電位を周期的に逆転させる必要がある。このためには、安定化電源とファンクションジェネレイターが必要である。これらの機能を持つ低価格の機器を入手できたため、使用額が予算額より少なくなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今後は種々の環境からバイオフィルムサンプルを採取する必要がある。その時、バイオフィルムを採取した場所の環境因子を測定する必要がある。種々の環境因子を測定できる機器を購入し、研究をさらに深化させることを計画している。
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