交流電界印加による微細電極上の細胞配向を用いた高精度細胞活性測定システムの開発

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本課題は細胞への電気効果を利用した細胞活性測定システムで,従来のセンサでは達成できない非侵襲で個々の細胞の生死状態を迅速に測定するシステムを開発した.昨年度は交流電界印加により細胞を配向させる透明電極の試作によって測定原理及び電極構造や測定条件などを検討し,顕微鏡下で細胞の向きを判別することで細胞の生死判定を可能にした.今年度は従来法である蛍光染色法との比較,分光器による透過率測定による電界配向の検出,また他の微生物細胞での可能性の検証を行った.食品製造や医薬品製造の発酵プロセスにおける効率的な生産には,微生物細胞の生死状態を把握することが非常に重要である.現在,測定方法として染色法やコロニー計数法があるが,細胞毒性や生育時間などの問題がある.本測定法の特徴は電界印加による細胞の誘電的異方性に基づく方向変化を光学的に検出することで生死判定するという新たな原理である.非球形細胞の分裂酵母菌で検討した判定条件を用いて,従来法の1つである蛍光染色法と同等の精度で生死判定することが可能であった.さらに本測定法は染色による細胞毒性はなく蛍光顕微鏡のような高価な装置も必要ない非常に簡素なシステムという特徴がある.さらに今回顕微鏡を使用せず分光器の透過率測定によって電界配向を検出でき,より簡単に測定することが可能となった.また他の非球形なバクテリアでも電界配向による生存判定が可能であることが確認できた.