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2014 年度 実績報告書

鉄鋼材料表面におけるバイオフィルム易形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24560914
研究機関鈴鹿工業高等専門学校

研究代表者

生貝 初  鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (60184389)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードバイオフィルム / 緑膿菌 / 鉄 / グルコース / 微生物腐食 / 3D可視化 / オートインデューサー
研究実績の概要

最終年度は以下の研究成果を得ることができた。
(1)グルコースは炭素鋼表面において緑膿菌がバイオフィルム(BF)を形成するために必要な物質であることがわかった。また、グルコースが炭素鋼表面に付着する性質があることを示唆する実験結果も得ることができた。もしグルコースのコンディショニング・フィルムが炭素鋼表面に形成されるならば、緑膿菌はこの濃縮されたグルコースを利用するために炭素鋼に結合することが考えられる。
(2)多くのグラム陰性菌のquorum sensingを制御するauto inducer(AI)として働く3-oxo-C12-HSL(C12-HSL)とC4-HSLが硫酸鉄を含む培養液中で産生されているかどうか調べた。その結果、硫酸鉄が無添加であってもC12-HSLとC4-HSLの産生が認められ、硫酸鉄を75μMまで添加してもこれらAIの産生量は変化しなかった。ところが硫酸鉄を100μM添加すると、C12-HSLの産生は変化しなかったが、C4-HSLの産生は減少した。
(3)BFが表面に形成された炭素鋼をSPring-8の放射光を用いてコンピュータ断層撮影を行い、撮像画像をもとに炭素鋼を3D可視化したところ、BFの直下に腐食が発生していることがわかった。BFによるMICは酸素濃淡電池の形成が原因と考えられ、嫌気度が高いBFの凸部分の真下で金属イオンが溶出し腐食が起きるといわれている。しかしながらMICはBFの凹部分の近傍で発生していた。さらにMICによってBF内に鉄イオンが溶出し培地に含まれるリン酸と反応して藍鉄鉱が生成されることがわかった。
(4)日本鉄鋼協会他5学会で研究成果を発表した。論文は、Bacterial adherence & biofilm誌(放射光による炭素鋼表面に形成されたバイオフィルムと微生物腐食の3D可視化(生貝 初他7名、28巻、2014、査読有、掲載受理))に発表した。著書として、バイオフィルムとその工業利用(兼松秀行,生貝 初,黒田大介,平井信充、2015年3月、米田出版)を上梓した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 放射光による炭素鋼表面に形成されたバイオフィルムと微生物腐食の3D可視化2014

    • 著者名/発表者名
      生貝 初、小林 正和、飯村 兼一、細川 明秀、上杉 健太朗、黒田 大介、兼松 秀行、戸田 裕之
    • 雑誌名

      Bacterial adherence & biofilm

      巻: 28 ページ: 30、35

    • 査読あり
  • [学会発表] 鉄鋼材料表面に形成された緑膿菌バイフィルムの生体鉱物化2015

    • 著者名/発表者名
      生貝 初、平井信充、黒田大介、兼松秀行
    • 学会等名
      第88回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      岐阜(長良川国際会議場)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
  • [学会発表] 鉄鋼材料表面における緑膿菌のバイオフィルム形成は微生物腐食と生体鉱物化を誘導する2015

    • 著者名/発表者名
      生貝 初
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会評価・分析・解析部会「バイオファウリング、バイオフィルム評価分析解析研究」フォーラム 平成26年度第2回講演会
    • 発表場所
      鈴鹿(鈴鹿工業高等専門学校)
    • 年月日
      2015-01-14 – 2015-01-14
    • 招待講演
  • [学会発表] グラシックカーボン上に形成した緑膿菌バイオフィルムのAFM観察2014

    • 著者名/発表者名
      平井信充、小澤ひかり、生貝 初
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第168回秋季講演大会微生物が促進する鉄鋼材料の腐食自主フォーラム「微生物が促進する鉄鋼材料の腐食」
    • 発表場所
      名古屋(名古屋大学)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] 放射光による微生物腐食の解析2014

    • 著者名/発表者名
      生貝 初
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第168回秋季講演大会微生物が促進する鉄鋼材料の腐食自主フォーラム「微生物が促進する鉄鋼材料の腐食」
    • 発表場所
      名古屋(名古屋大学)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
  • [学会発表] 鉄鋼材料表面に形成されたバイオフィルムと微生物腐食の3D可視化2014

    • 著者名/発表者名
      生貝 初、小林正和、飯村兼一、細川明秀、黒田大介、兼松秀行、上杉健太朗、戸田裕之
    • 学会等名
      日本防菌防黴学会第41回年次大会
    • 発表場所
      品川(きゅりあん)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-25
  • [学会発表] 放射光による炭素鋼表面に形成されたバイオフィルムと微生物腐食の3D可視化2014

    • 著者名/発表者名
      生貝 初、小林 正和、飯村 兼一、細川 明秀、上杉 健太朗、黒田 大介、兼松 秀行、戸田 裕之
    • 学会等名
      第28回Bacterial Adherence & Biofilm学術集会
    • 発表場所
      東京(都市センターホール)
    • 年月日
      2014-07-09 – 2014-07-09
  • [図書] バイオフィルムとその工業利用2015

    • 著者名/発表者名
      兼松秀行、生貝 初、黒田大介、平井信充
    • 総ページ数
      156
    • 出版者
      米田出版

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公開日: 2016-06-01  

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