| 研究課題/領域番号 |
16K18779
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
鈴木 哲仁 京都大学, 農学研究科, 助教 (00723115)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 細菌検査 / 簡易抽出 / 多孔質高分子 / 金属メッシュセンサ |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、細菌検査の前処理用のツールとして、高性能な分離・反応担体として知られるモノリス型ポリマーを用い、細菌の簡易抽出カラムの製作を目指す。初年度はモノリス型ポリマー充填カラムの作製法を検討するとともに、ポリマー骨格を化学修飾し、抗原抗体反応を介して目的の細菌を特異的に捕捉する機能の付与を行った。しかし、ポリマー形成プロトコルの最適化ができていなかったため、２９年度は実際にポリマー充填カラムを作製し、ポリマー形成時の温度や試薬配分の条件を変え、作成プロトコルの検討を行った。ポリマー形成時の温度が低いほどモノリス内部の空洞が大きくなり，60 ℃で加熱した場合5～10μm程度，100 ℃では5μm以下のサイズの貫通孔が形成されることが確認できた．、また硬化剤の割合を減らすと，空隙部分の割合が減少した．大腸菌のサイズが２～３μmであることを考慮し、最適なプロトコルを選定すれば、対象物の大きさに適したポリマーの形成が可能である。
一方で、金属メッシュセンサによる検出能の検証を行った。上記ツールと組み合わせれば、カラムで選択的に抽出されるため、通り抜けてくる菌体をそのまま検出すればよい。メンブレンフィルタ表面で大腸菌を捕集し、金属メッシュセンサに押し付けて透過測定を行ったところ、菌数に応じた周波数特性のシフトが確認できた。
モノリスポリマー自体の透過特性を測定したところ、テラヘルツ帯で吸収と屈折率がともに小さいことが確認できた。すなわち、予め金属メッシュにポリマーを融合して透過測定することも可能であることを意味し、さらに簡便なツールになる可能性が確かめられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
前年度の課題であったモノリス型ポリマーの作成方法ならびに充填方法の最適化を行い、実際にカラムに安定して充填し、化学修飾が行えていることが確認できているものの、ストリッピングバッファーを用いて、細菌を再回収する際に、ポリマーが壊れやすいことが判明した。次年度、耐久性の高いポリマー素材の検討を行う予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度に別個で検討してきた金属メッシュセンサと簡易抽出カラムを組み合わせ、実際に細菌の菌種判定ならびに定量の可能性を明らかにすることを目指す。ただし、ポリマーの薬品耐性に問題があることが判明しため、耐久性の高い素材に変えて検証する。また牛乳をモデル試料として用い、夾雑物混在下での抽出性能を評価する予定である。最後に簡易抽出カラムを用いて抽出した細菌を金属メッシュセンサで検出する流れで、検出可能性とその定量性を評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）本研究で大きな支出が見込まれるのは化学修飾用の試薬（抗体）と金属メッシュの購入費である。本年、ポリマー作成上の課題が見つかり、ポリマープロトコルの検討を行ったため、化学修飾の機会が少なかった。一方、ポリマー作成用の試薬は安価であり、支出が少なくなった。
（使用計画）化学修飾用の抗体を多く購入する予定である。論文投稿、学会発表の機会の予定が決まっており、使用を予定している。
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