Development of a rapid culturing method for microorganisms using inert solvent and optical technology

利用惰性溶剂和光学技术开发微生物快速培养方法

• 批准号: 21H04746
• 负责人: 小川 雄一
• 金额: $ 27.62万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04746/
• 关键词: 微生物; 迅速培養; 出芽酵母; センサ; 代謝生成物; 不活性溶媒; 細菌センサ; テラヘルツ波; ウシ結核菌; 誘電泳動

各機関での研究を加速するため，京都大学が開発した迅速生菌モニタリングシステムを兵庫医科大学，東北大学で運用できるよう実験系を構築し，大腸菌だけでなく，ウシ型結核菌や酵母等，各機関が得意とする微生物を対象に，並行して実験が行える実験環境を構築した。不活性溶媒として知られるパーフルオロカーボン（PFC）類による細菌や酵母の増殖効果を探索してきたところ，半導体不足によって半導体製造に用いられるPFCの入手が困難となったため，これまで明らかにしてきたPFCによる迅速培養に関するメカニズムを元に，代替案の探索に着手した。その結果，比較的入手が容易な材料による大腸菌の増殖能向上が認められたため，知財化の検討を進めている。一方，京都大学が中心となってサブミリ波照射による生化学反応の非熱効果に関する研究を実施し，水が電場の影響を受けることでアクチン伸長が促進されるという仮説を調べるため，35，100，280，460 GHzによる周波数依存性等の調査をおこなった。100 GHz，280 GHz，460 GHzで伸長促進効果確認されたのに対して，35 GHzでは伸長促進効果が確認されなかった。また，溶媒中の軽水割合が一定以下に減少すると伸長促進効果が減衰したことや，伸長促進効果に周波数依存性が認められたことから，電磁波照射によるアクチン伸長の促進には電場への応答性が高い水の存在が必要であり，効率的な周波数の存在を示唆する結果を得た。

Research in various institutions has been accelerated. Kyoto University has developed rapid bacterial growth systems at Hyogo Medical University and Tohoku University. The application system has been constructed. Escherichia coli, tuberculosis and yeast have been developed at various institutions. The microbial target has been established in parallel. Inactive solvents such as PFCs and bacteria are difficult to develop in semiconductor production due to lack of semiconductors, and PFCs are difficult to develop in semiconductor production due to lack of semiconductors. As a result, it is easy to start with materials, coliform growth can be improved, and financial research can be improved. On the other hand, Kyoto University has conducted research on the effects of biochemical reactions and non-thermal effects on the effects of water on electric field, and has investigated the frequency dependence of water on electric field at 35, 100, 280, and 460 GHz. 100 GHz, 280 GHz, 460 GHz and 35 GHz extension enhancement effects confirmed. In addition, the elongation promotion effect of the water splitting in the solvent decreases below a certain level, and the cycle number dependence of the elongation promotion effect is recognized. In addition, the elongation promotion effect of the electromagnetic wave irradiation increases the response of the electric field, and the existence of the water is necessary. The existence of the cycle number of the efficiency is indicated.

项目成果

食品研究における放射光のポテンシャル

同步辐射在食品研究中的潜力

• DOI: 10.1271/kagakutoseibutsu.60.499
• 发表时间: 2022
• 期刊: KAGAKU TO SEIBUTSU
• 作者: 日髙將文;原田昌彦
• 通讯作者: 原田昌彦

Dielectrophoresis-assisted 65-GHz LC-oscillator array CMOS chips for label-free and sensitive detection of microorganism cells

介电泳辅助 65 GHz LC 振荡器阵列 CMOS 芯片，用于微生物细胞的无标记灵敏检测

• DOI: 10.1016/j.sna.2023.114286
• 发表时间: 2023
• 期刊: Sensors and Actuators A: Physical
• 作者: Chen Siyao;Yamashige Yoshihisa;Mitsunaka Takeshi;Kondo Naoshi;Shiraga Keiichiro;Ogawa Yuichi
• 通讯作者: Ogawa Yuichi

東北大学農学研究科における放射光利用への取り組み

东北大学农学研究科的同步加速器辐射利用举措

• 发表时间: 2022
• 作者: 北出汐里;遠藤紀之;野方靖行;松村清隆;安元剛;井口亮;頼末武史;Shin-ichi Ito;原田茂樹・高橋正二;原田昌彦
• 通讯作者: 原田昌彦

テラヘルツ分光法による細胞計測とその応用展開

太赫兹光谱细胞测量及其应用开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Ngoc Quynh Tram Vo;Somura Hiroaki;Moroizumi Toshitsugu;小山朗太;Shin-ichi Ito;大石太郎;Tsuguyuki Saito;清水隆史・久保田耕平;小川雄一
• 通讯作者: 小川雄一

農領域での次世代放射光利活用の推進

推动新一代同步辐射在农业领域的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 原田昌彦;高山裕貴;日髙將文
• 通讯作者: 日髙將文