微少領域において【微生物吸着挙動制御】を実現する材料表面の構築

I.はじめに本年度は、微生物の吸着が促進される表面と抑制する表面の探索を行い、微生物の吸着についての知見を収集した。また、得られた吸着傾向の結果を踏まえ、界面自由エネルギーや拡張DLVO理論等を用いて物理化学的な視点から吸着機構について考察した。II.実験方法本研究では表面状態(疎水性、親水性、表面電荷状態、立体構造、表面粗さ)の異なる数種類の表面(超はっ水表面、CH_3基修飾表面、PEG表面(M_w=450-600)、PEG表面(M_w=5000)、OH基修飾表面、超親水表面)を試料として用いた。細菌細胞としては、標準的なモデル微生物である大腸菌、枯草菌、工業的応用面で重要な微生物である土壌菌、緑膿菌の4種類を使用した。培地から取り出した基板をPBS溶液でリンスし、位相差顕微鏡を用いた観察により、細菌細胞の付着性評価を行った。III.結果および考察表面エネルギー値、ゼータ電位等の表面特性が異なる数種類の固体表面に対する微生物の吸着評価とΔG^<adh>や拡張DLVO理論を始めとする理論検討などを行い、微生物の吸着挙動について実測値と理論の両方から解析を行った。表面状態(疎水性、親水性、表面電荷状態、立体構造、表面粗さ)の異なる基板上に4菌種の微生物を吸着させ、吸着数をカウントした結果、疎水性表面の方に微生物が吸着するという傾向を示した。その中でも特に、超はっ水表面は、同じ疎水性表面であるCH_3基修飾のSAM表面と比較して2〜4倍程度、微生物の吸着を増幅させる効果があった。

I.はじめに本年度は、微生物の吸着が促進される表面と抑制する表面の探索を行い、微生物の吸着についての知見を収集した。また、得られた吸着傾向の結果を踏まえ、界面自由エネルギーや拡張DLVO理論等を用いて物理化学的な視点から吸着機構について考察した。II.実験方法本研究では表面状態(疎水性、親水性、表面電荷状態、立体構造、表面粗さ)の異なる数種類の表面(超はっ水表面、CH_3基修飾表面、PEG表面(M_w=450-600)、PEG表面(M_w=5000)、OH基修飾表面、超親水表面)を試料として用いた。細菌細胞としては、標準的なモデル微生物である大腸菌、枯草菌、工業的応用面で重要な微生物である土壌菌、緑膿菌の4種類を使用した。培地から取り出した基板をPBS溶液でリンスし、位相差顕微鏡を用いた観察により、細菌細胞の付着性評価を行った。III.結果および考察表面エネルギー値、ゼータ電位等の表面特性が異なる数種類の固体表面に対する微生物の吸着評価とΔG^<adh>や拡張DLVO理論を始めとする理論検討などを行い、微生物の吸着挙動について実測値と理論の両方から解析を行った。表面状態(疎水性、親水性、表面電荷状態、立体構造、表面粗さ)の異なる基板上に4菌種の微生物を吸着させ、吸着数をカウントした結果、疎水性表面の方に微生物が吸着するという傾向を示した。その中でも特に、超はっ水表面は、同じ疎水性表面であるCH_3基修飾のSAM表面と比較して2〜4倍程度、微生物の吸着を増幅させる効果があった。