| 研究課題/領域番号 |
19H02502
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
野村 俊之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00285305)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | バイオフィルム / 原子間力顕微鏡 / ノンケミカル洗浄 / マイクロバブル / 付着力 |
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| 研究実績の概要 |
バイオフィルムが関係するトラブルには深刻な被害を及ぼすものが多いが、個々の問題に適切に対応できる技術は皆無である。本研究では、究極の低環境負荷型材料であるバブルの疎水性相互作用を利用して、簡便かつ安価な方法により装置内壁へのバイオフィルム形成の抑制を試みる。さらに、装置壁面のナノ粒子コーティングによる微生物の付着抑制、除去困難な付着微生物への薬剤を封入した生分解性キャリア粒子の選択的送達による付着微生物のピンポイント殺菌についても検討することを目的とする。2020年度の研究では、マイクロバブル（MB）を用いた付着微生物の除去と原子間力顕微鏡を用いた付着微生物－MBに働く相互作用力の直接測定について検討を行い、以下の結論を得た。
大腸菌をモデル細胞、スライドガラスをモデル基板として、MBを用いて基板に付着した微生物の除去実験を行い、効果的な操作条件について実験的に検討を行った。その結果、MBを分散させた液中で振とう洗浄しただけでは微生物の除去効果は低く、むしろMBを分散していない液で洗浄した時よりも低下することが分かった。一方、微生物にMBを付着させてから洗浄すると劇的に微生物が除去され、除去効率は95%以上であった。一般的に、微生物の付着時間が増加すると、微生物と基板間の付着力が増加して、微生物の除去は困難になるが、本法であれば、数日間は効果的であることが明らかとなった。さらに、その要因について検討するために、原子間力顕微鏡を用いてMB－微生物間に働く付着力の直接測定を行った。その結果、MB－微生物間の付着時間が増加すると、付着力も増加することが分かった。以上より、マイクロバブルを工業洗浄剤として使用する場合、MB－微生物間の接触時間を考慮することが、洗浄効率の向上に重要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
MB－微生物間の接触時間を考慮することで、マイクロバブルが安価な工業洗浄剤として期待できることを明らかにした。また、そのことは、原子間力顕微鏡を用いた微生物に働く付着力の直接測定より、MB－微生物間の付着時間が増加すると、付着力も増加することから実証された。以上より、本研究は、おおむね順調に進んでいると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）マイクロバブル発生装置を用いて、壁面に付着した微生物の除去実験を行い、基板の表面物性（濡れ性、帯電性、ラフネス）が除去効率に及ぼす影響について明らかにする。
２）平行平板流れ場システムを用いて、バブルの付着と微生物の脱離過程をin situ観察し、バブルによる微生物の除去について定量的に評価する。
３）除去困難な付着微生物への薬剤を封入した生分解性キャリア粒子の選択的送達による付着微生物のピンポイント殺菌について検討する。
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