| 研究課題/領域番号 |
16K18071
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| 研究機関 | 大分工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
上野 崇寿 大分工業高等専門学校, 電気電子工学科, 講師 (30508867)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 水処理 / インパルス電圧 / バンコマイシン耐性腸球菌 / 薬剤耐性遺伝子 / 水質浄化 |
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| 研究実績の概要 |
我が国において，下水道や浄化槽の整備，あるいは畜産等の産業排水の規制によって，水環境へ及ぼす健康関連微生物による汚染は劇的に低減・改善されたといってよい．しかしながら，各処理施設において健康関連微生物を完全に除去・不活性化することは困難とされており，塩素滅菌によって細菌自体は不活性化するが，耐性遺伝子は処理水中に残存したまま水環境へ放流されている可能性が示唆されている．
そこで，耐性遺伝子の伝播による新たな多剤耐性菌の発現が危惧されるVREに対してインパルス電圧を用いた滅菌法を提案した．滅菌及び耐性遺伝子の不活化を目的として，薬剤耐性菌にインパルス電圧の印加を行った．その結果，一定値以上の印加電圧で印加時間を増加させれば，滅菌が可能であることを示した．(1) VREへのインパルス電圧印加を目的として，負荷の電圧を監視し出力電圧を変化させることができる電源を開発した．最大電圧30kVまで出力可能なフィードバック制御を行うインパルス電源を汎用性が高く入手が容易なPIC(ペリフェラル インターフェイス コントローラ)を用いた電源を開発した．(2) 開発した電源を用いて立ち上がり時間が異なる2種類のインパルス電圧をVREに印加した．電流波形は，電圧波形とほぼ一致していることから，菌液は抵抗負荷であることが示された．(3) 印加したインパルス電圧の値によってVREの不活化率に差が生じた．印加電圧及び印加時間を増加させれば完全に滅菌させられることが示された．(4) インパルス電圧印加時の菌液の温度を測定した所，菌の維持が可能な温度を超える場合もあったものの，電圧の印加開始時と比べて変わらない温度においてもVREを不活化できている結果を得ており，VREの不活化が温度だけでなく電界の影響であることが示唆された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
滅菌及び耐性遺伝子の不活化を目的として，インパルス電源装置を開発し，薬剤耐性菌にインパルス電圧の印加を行った．その結果，一定値以上の印加電圧で印加時間を増加させれば，滅菌が可能であることを示した．また，VREの不活化と同様に，遺伝子も不活化できる結果を得ており，概ね計画通りである．
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| 今後の研究の推進方策 |
１．魚病関連微生物の不活性化効果の解明 魚病関連微生物のモデルとして，ヒラメ（県生産量一位）のエドワジェラ症の原因であるEdwardsiella tardaを用いる．人工海水に培養させたE. tardaを懸濁させ，インパルス電圧印加による不活性化効果を明らかにする．
２．インパルス電圧発生装置の小型化及びリアクタの開発 １の結果をもとに，高効率に電気エネルギーを送り込み，滅菌作用を発揮することができる装置を開発し，リアクタとともに組み込むことで新規の滅菌処理システムとしての構築を目指す．
３．実試料への実証実験及び従来法との比較 実試料を対象として，構築した本システムによる実証実験を実施する．さらに，各分野において一般的に利用されている従来法（塩素消毒（次亜塩溶液），紫外線消毒，オゾン消毒）と比較し，その消毒機構，残留薬品，コストの面から本システムの有用性を検証する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度計画としては問題がなかったものの，年度途中にて測定装置が故障し初年度に参加を予定していた国際学会の参加が変更となったため．
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| 次年度使用額の使用計画 |
新たに国際学会参加費として計上し，更にVRE不活化のためのインパルス印加実験のための費用とする．
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