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。

为了加速每个机构的研究，构建了实验系统，以便京都大学开发的快速实时细菌监测系统可以在诺戈大学和东北大学使用，创造了一个实验环境，在该环境中，可以在其中进行实验，不仅可以在大肠杆菌上进行实验，而且在每个机构上都可以在每种机构上进行大肠杆菌和诸如Coli和yeast和Yeast和Yeast的微型机构。我们已经探索了全氟化合物（PFC）的生长效应，称为惰性溶剂，发现缺乏半导体使得难以获得在半导体制造中使用的PFC，因此我们已经开始根据PFC的快速培养机制搜索替代方法，这些机制已被PFC澄清了现在已被澄清。结果，人们已经认识到，使用相对易于使用的材料的大肠杆菌的增长能力已得到改善，因此，我们目前正在考虑将其纳入知识产权。同时，京都大学负责研究由亚毫米波辐照引起的生化反应的非热作用的研究，并研究了一个假说，即当水受到电场的影响时促进肌动蛋白的伸长率，并对35、100、280、280和460 GHZ进行了频率依赖的调查。在100 GHz，280 GHz和460 GHz中证实了伸长促进的效果，而伸长促进的效果在35 GHz时尚未证实。此外，当溶剂中的光水比降低到一定水平以下时，伸长促进的效果减弱，并且观察到伸长促进的效果是频率依赖性的，因此，对电场响应高的水对于通过电子磁性波辐照率促进肌动蛋白扩展的水是必要的，结果表明有效的频率是有效的。

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

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

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

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

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