超好感度磁気センサを用いた磁性細菌の環境修復への応用技術の開発

利用超灵敏磁传感器开发磁性细菌环境修复应用技术

• 批准号: 11878099
• 负责人: 田中 三郎
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11878099/
• 关键词: 磁性細菌; 磁界; バイオ; 磁石

我々は磁性細菌の磁界および電界による方向制御が可能であるかどうかを研究テーマとして取り上げ取り組んだ。環境から採取した菌体は球状で大きさにはばらつきがあり、体長およそ1-3μm、菌体内に10-40個の磁性体を持っていることがわかった。この菌体はこれまでに報告されているものとは形状が異なり、新種である可能性が高い。磁性細菌は磁界に反応して移動すると考えられるが、その磁界の大きさとの関係は調べた例がなく、今回、磁界の大きさを変化させて、磁性細菌の挙動を調べた。磁界は0.1Hzの正負対称の方形波で、その大きさは電流によって制御され、最大磁束密度8x10^<-3>[T]まで印加することができるよう設計した。観察のためにスライドグラスの中央部にはマイクロピペットで磁性細菌を含む液体を滴下し、その上には乾燥を防ぐためにカバーガラスを乗せた。磁性細菌の動きは位相差顕微鏡によって観察し、画像はビデオテープに記録して、後ろから解析を行った。0.5x10^<-4>4[Tesla](0.5ガウス)以下の微弱な磁界では、環境磁気の影響を受けて非常に計測が難しいため、詳細には測定できないが、磁束密度が約5x10-4[Tesla](5ガウス、地磁気の10倍)程度では3-6mm/分で、最も大きな移動速度を示すことがわかった。それ以上の磁界では速度は減少し、細菌の固体にも依存するがおよそ、50x10^<-4>[Tesla](50ガウス、地磁気の100倍)で速度は2-3mm/分程度となりほぼ一定値を示した。我々は磁界が大きくなると、それに伴って移動速度も大きくなると予想していたが、そうではなく減少することがわかった。そこで、その原因を探るために詳細に細菌の軌跡を観察したところ、磁界が大きくなると細菌が移動する際の体の振れ角が大きくなり、結果的に移動速度が小さくなることがわかった。振れ角が変化する原因については細菌の鞭毛モーターの電子伝達系、あるいは物理的側面から現在検討中である。

我们讨论了研究主题，即是否可以使用磁场和电场对磁性细菌的方向控制。从环境中收集的细菌是球形的，大小变化，并且被发现长约1-3μm，细菌内有10-40个磁体。该细菌细胞的形状与以前报道的不同，可能是一种新物种。据认为，磁性细菌响应磁场而移动，但是没有例子说明磁场与磁场幅度之间的关系是如何研究的，这次，磁场的大小进行了更改以检查磁细菌的行为。磁场是正面和负对称0.1Hz的平方波，其幅度由电流控制，其设计用于最大磁通密度为8x10^<-3> [t]。为了观察，使用微型插曲将含有磁性细菌的液体添加到玻璃玻璃的中心，并将盖玻璃放在其顶部以防止干燥。使用相对比显微镜观察到磁性细菌的运动，并在录像带上记录图像，并从后面进行分析。 It is found that in a weak magnetic field below 0.5x10^<-4>4[Tesla] (0.5Gauss), measurements are very difficult due to the influence of environmental magnetism, so it is not possible to measure in detail, but it was found that at a magnetic flux density of about 5x10-4[Tesla] (5Gauss, 10 times the geomagnetic), it is 3-6mm/min, showing the highest moving speed.在上面的磁场上，速度降低并取决于细菌的固体，但约为50x10^<-4> [tesla]（50高斯，100倍地磁），速度约为2-3 mm/min，大约是恒定的。我们预测，随着磁场的增加，运动速度也会增加，但我们发现它会减少而不是那样。因此，为了找出原因，我们详细观察了细菌的轨迹，发现当磁场增加时，细菌移动增加时人体的摇摆角，导致运动速度降低。目前正在研究细菌鞭毛电动机或物理方面的电子传输系统的摇摆角变化原因。