Analyses of abnormal physiological responses induced by stable resin nanoparticles and its species spectrum

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K12422
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
• Research Institution: Kochi University of Technology
• Principal Investigator: Ohama Takeshi 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (00194267)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 八寿子 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20228597) ; 右手 浩一 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (30176713) ; 青木 裕一 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 助教 (40747599)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: シアノアクリレート / ナノ粒子 / 微細プラスチック / 増殖阻害 / 生分解性 / 活性酸素種 / 薬剤耐性

Outline of Final Research Achievements

Isobutylcyanoacrylate nano particle (iBCA-NP), ethyl particles (ECA-NP), methyl particles (MCA-NP), and isopropyl particles (iPCA-NP) were prepared using Tween 80. The growth inhibitory potential of these particles was tested using bacteria, yeasts, and green algae. iBCA-NPs often showed the weakest cell growth inhibitory potential, and ECA-NPs showed the greatest cell death inducing potential against the greatest tested species. iPCA-NPs were effective in several green algae, where iBCA-NPs and ECA-NPs' exposure had no effect on growth at all.
In some cases, the effects of nanoparticle exposure were quite different even among closely related species.

Free Research Field

環境微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シアノアクリレート系ポリマーから構成されたナノ粒子は，野外環境において迅速に分解される。しかも藻類，細菌，酵母などの幅広い種について活性酸素種(ROS)の発生を促すことで，細胞増殖阻害を引き起こす。また，その強さは原材料であるシアノアクリレート・モノマーによって異なる。しかも，動物等には毒性がない事が報告されている。そのため，適当なモノマーを選択することにより，意図する微細生物種の繁殖を一定程度の期間抑制する事が可能である。その作用機構は，従来の抗生剤とは全く異なるため，薬剤耐性を示すような微細生物種にも有効である。このように新規な増殖阻害剤としての利用が見込める。