振盪培養中のフラスコ気相環境が微生物にもたらす影響の解明と新規振盪培養法の提案

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K15097
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 高橋 将人 筑波大学, 生命環境系, 研究員 (60826965)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 液内振盪培養 / 振盪フラスコ培養法 / モニタリングデバイス / 二酸化炭素換気能 / 酸素供給能 / 微生物 / ガス制御

研究成果の概要

本研究では、『従来法で設定できる培養環境の明確化』および、『未開拓の培養環境の創出』をおこなった。フラスコの形状および培養栓の種類に注目し、微生物培養で普及している従来の振盪フラスコ培養法で実現できる培養環境を把握するため、種々のフラスコ条件の酸素（O2）供給能と二酸化炭素（CO2）換気能を定量化した。その結果、従来の三角フラスコや坂口フラスコではCO2換気能がO2供給能と比べて非常に小さいことが明らかとなった。また、換気能を改善できる独自開発したデバイスを付与した新たな振盪培養法を開発した。

自由記述の分野

培養工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

振盪フラスコ培養法は、微生物を用いた生産技術の開発や改善を図るうえで、作業しやすいスケールで低コストかつ多検体を検討できる重要な液内培養技術である。これまで意図せず換気不十分で使用されてきたため、非意図的な二酸化炭素の影響が潜在していたことが明らかとなった。開発した小型の換気デバイス（外部電力が不要で、フラスコを設置する振盪基盤のデッドスペースに外付けできる）を付与することで、液内振盪培養中のフラスコ気相部の培養環境を制御でき、バイオプロセス開発上流の培養条件の検討や、培養を介した微生物種および物質生産のスクリーニングに期待できる。