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2019 年度 実績報告書

簡易抽出カラムと金属メッシュセンサを用いた簡便な細菌計測技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K18779
研究機関京都大学

研究代表者

鈴木 哲仁  京都大学, 農学研究科, 助教 (00723115)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
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
研究実績の概要

細菌検査の前処理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た簡易抽出カラムの製作を行った。また、簡易検出ツールとして金属薄膜に周期的に開口をならべた金属メッシュによるセンサ応用可能性の評価を行った。
エポキシ樹脂系の主成分ならびに反応促進剤や硬化剤を順に混合して加熱しモノリス型ポリマー充填カラムを作製した。溶媒や細菌に対し適度な透過性をもつように濃度及び温度を調整し、さらに充填カラムをピペットチップにすることで、操作性の高い抽出カラムを実現できた。続いて、抗大腸菌抗体をポリマー骨格へ化学的に修飾し、目的細菌を特異的に捕捉する機能を付与した。細菌数10^4~10^6 cellsの懸濁液を流して抗体と反応させた後、ストリッピング剤で剥離して回収した結果、回収率(回収した菌数/投入総菌数)は最大16.3%と十分な値であった。一方で食品の夾雑物存在下では抽出効率が下がる可能性も示唆された。
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。そのため、予め金属メッシュの孔部にモノリス型ポリマーを充填して透過測定することで、センサとしての機能を維持しつつ、より高感度な部位に対象物を多く配置できる。実験により感度評価を行ったところ、金属表面に被測定物を直接固定する従来の方法と比べて8.5倍の感度向上が認められた。また、実際に抗体を固定して対象物の定量評価を行ったところ、既存のELISA法よりも感度は劣るもののダイナミックレンジの広い検出ができ、選択的な細菌検出への応用可能性が示された。予め、金属メッシュ単体での検出限界の実験値は1 mm^2あたりおよそ1.5×10^5 cells、乾燥重量で45 ngであったことを考慮すると、モノリス型ポリマーとの併用により、さらに高感度な細菌検出が期待できる。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 光を用いた微生物検査技術の開発2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木哲仁
    • 雑誌名

      農業食料工学会誌

      巻: 82 ページ: ー

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 免疫磁気ビーズ法を用いた細菌抽出効率の検証2020

    • 著者名/発表者名
      東健喜,鈴木哲仁,白神慧一郎,小川雄一,近藤直
    • 雑誌名

      関西農業食料工学会会報

      巻: 128 ページ: ー

  • [雑誌論文] 部位別蛍光特性に基づいたPseudomonas fluorescens汚染鶏卵の評価2020

    • 著者名/発表者名
      上田隼平,鈴木哲仁,Afzal Rahman,樫森亜由子,白神慧一郎,小川雄一,近藤直
    • 雑誌名

      関西農業食料工学会会報

      巻: 128 ページ: ー

  • [雑誌論文] 遠心分離と磁気ビーズを用いた牛乳中細菌の抽出2019

    • 著者名/発表者名
      本田侑也, 小川雄一, 近藤直, 鈴木哲仁
    • 雑誌名

      農業食料工学会関西支部報

      巻: 126 ページ: 58

  • [雑誌論文] サブテラヘルツ近接センサを用いた粒子測定における感度分布の評価2019

    • 著者名/発表者名
      河﨑貴哉,GaoYuan,小川雄一,近藤直,満仲健,鈴木哲仁
    • 雑誌名

      農業食料工学会関西支部報

      巻: 126 ページ: 60

  • [雑誌論文] 鶏卵の部位別蛍光特性に基づいた腐敗卵の評価2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木哲仁, 上田隼平, 樫森亜由子, 小川雄一, 近藤直
    • 雑誌名

      2019農食施設CIGR IV国際大会講演要旨

      巻: - ページ: 63

  • [雑誌論文] ポリマーモノリスカラムを用いた大腸菌の簡易抽出2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木哲仁, 小川雄一, 近藤直
    • 雑誌名

      2019農食施設CIGR IV国際大会講演要旨

      巻: - ページ: 160

  • [雑誌論文] Efficient Filtering of Live Escherichia coli by Using 60 GHz CMOS Sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fukuda, Tetsuhito Suzuki, Naoshi Kondo, Yuichi Ogawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2019 International Joint Conference on JSAM and SASJ, and 13th CIGR VI Technical Symposium joining FWFNWG and FSWG Workshops

      巻: - ページ: 4-1015-C-02

  • [雑誌論文] Increasing Sensitivity of Label-Free Detection Using Porous-Polymer-Integrated Metallic Mesh2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tetsuhito、Ogawa Yuichi、Kondo Naoshi、Kondo Takashi、Kamba Seiji、Nashima Shigeki
    • 雑誌名

      Nippon Laser Igakkaishi

      巻: 39 ページ: 335~340

    • DOI

      10.2530/jslsm.jslsm-39_0027

    • 査読あり
  • [学会発表] 免疫磁気ビーズ法を用いた細菌抽出効率の検証2020

    • 著者名/発表者名
      東健喜,鈴木哲仁,白神慧一郎,小川雄一,近藤直
    • 学会等名
      関西農業食料工学会第143回例会
  • [学会発表] 部位別蛍光特性に基づいたPseudomonas fluorescens 汚染鶏卵の評価2020

    • 著者名/発表者名
      上田隼平,鈴木哲仁,Afzal Rahman,樫森亜由子,白神慧一郎,小川雄一,近藤直
    • 学会等名
      関西農業食料工学会第143回例会
  • [学会発表] 遠心分離と磁気ビーズを用いた牛乳中細菌の抽出2019

    • 著者名/発表者名
      本田侑也, 小川雄一, 近藤直, 鈴木哲仁
    • 学会等名
      農業食料工学会関西支部第141回例会
  • [学会発表] サブテラヘルツ近接センサを用いた粒子測定における感度分布の評価2019

    • 著者名/発表者名
      河﨑貴哉,GaoYuan,小川雄一,近藤直,満仲健,鈴木哲仁
    • 学会等名
      農業食料工学会関西支部第141回例会
  • [学会発表] 鶏卵の部位別蛍光特性に基づいた腐敗卵の評価2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木哲仁, 上田隼平, 樫森亜由子, 小川雄一, 近藤直
    • 学会等名
      農業食料工学会・農業施設学会・国際農業工学会第6部会国際合同大会
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリマーモノリスカラムを用いた大腸菌の簡易抽出2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木哲仁, 小川雄一, 近藤直
    • 学会等名
      農業食料工学会・農業施設学会・国際農業工学会第6部会国際合同大会
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient Filtering of Live Escherichia coli by Using 60 GHz CMOS Sensor2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fukuda, Tetsuhito Suzuki, Naoshi Kondo, Yuichi Ogawa
    • 学会等名
      農業食料工学会・農業施設学会・国際農業工学会第6部会国際合同大会
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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