In-situ observation on initial stage of biofilm formation by means of scanning ion conductance microscopy

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K06819
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Metal making/Resorce production engineering
• Research Institution: Suzuka National College of Technology
• Principal Investigator: Hirai Nobumitsu 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (50294020)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 兼松 秀行 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (10185952) ; 生貝 初 人間総合科学大学, 人間科学部, 教授(移行) (60184389) ; 岩田 太 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (30262794)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2019-03-31
• Keywords: 走査型イオン伝導顕微鏡 / バイオフィルム / ぬめり / 走査型プローブ顕微鏡 / 微生物 / 細菌 / 形態観察 / バイオファウリング

Outline of Final Research Achievements

In situ three dimensional observation in detail at submicron scale in water on the early initial stage of formation of biofilm formed by various kinds of bacteria, called "environmental biofilm" in Laboratory Biofilm Reactor (LBR) or by one kind of bacteria such as bacillus subtilis, aliivibrio fischeri, etc, on various substrates, such as glass, plastics, and so on, have been succeeded by means of Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM).

Free Research Field

界面制御工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バイオフィルムは、細菌の作用により水と接する各種材料表面に膜状に形成され、様々な悪影響を引き起こす。そのため、バイオフィルムの生成を抑制する材料の開発が強く望まれているが、材料との相互作用の影響を最も受けるバイオフィルム生成の超初期過程について、その観察手法は確立されていなかった。今回本研究により、走査型イオン伝導顕微鏡（SICM）による、様々な基板上に形成した様々なバイオフィルムの生成超初期過程の観察手法の確立に世界で初めて成功した。今後、バイオフィルム付着挙動の基板種依存性をSICMにより明らかにし、バイオフィルムの生成を抑制する材料の開発につながることが期待できる。