京都工芸繊維大学 産学公連携推進センター

■研究の概要

　化学的酸素要求量(COD)と生物化学的酸素要求量(BOD)は水の有機汚濁の指標ですが、琵琶湖では1985年以降BODはほぼ一定なのに対し、CODは徐々に増加しています。これは微生物の分解を受けにくい難分解性有機物が増加しているためと考えられ、霞ヶ浦、十和田湖など他の湖沼でもその増加が報告されています。難分解性有機物の増加は、浄水場での有害なトリハロメタン(THM)生成や湖沼などの生態系に影響を与えるため、この原因解明は環境科学から浄水処理など環境工学、環境政策にわたる広範な分野で極めて有用です。
　そこで、琵琶湖・淀川水系における溶存有機物質(DOM)と蛍光物質の動態と化学特性、及びTHM生成能の研究を進め、土壌フミン物質に加えて内部生産の藻類由来有機物などの影響が大きいことを明らかにしてきました｡

■研究の概要

　近年、琵琶湖では微生物の分解を受けにくい難分解性有機物の増加が問題となっています。我々はこれまでの研究で琵琶湖における難分解性有機物は、フミン物質及び藻類由来有機物の一部であることを明らかにしています。成層期における琵琶湖北湖のフルボ酸様蛍光物質濃度は、表層よりも底層水で高く、底質からのフミン物質溶出などの可能性が考えられます。本研究では底質フミン物質の起源と湖底での物質循環システムの解明を目的として、琵琶湖底質から堆積層別にフミン物質を単離し、その化学特性や蛍光特性を解析しました。

■研究・技術のプロセス／研究事例

■組換えタンパク質を生産して機能解析します。
[ 実施例 ]
植物の活性酸素消去酵素アスコルビン酸パーオキシダーゼ(APX)の酸化損傷部位を質量分析法により同定して、その部位を改変することにより活性酸素耐性型APXを開発しました。この改変型APXは砂漠緑化の遺伝子ツールとしての利用が見込まれます。
■環境試料に含まれる微生物・動植物をDNA分析技術により同定します。
[ 実施例 ]
日本家屋の土壁の熟成中に増殖する微生物を同定しました。クロストリジウムは稲ワラのセルロースを分解、ジオバクターは粘土の酸化鉄 (III)を還元すると推定されます。このように土壁の熟成には、微生物が重要な働きを担っていることが分かりました。

■研究の概要

＜目的＞
　滋賀県内で近年問題となっている猪・鹿などの有害獣やブラックバスなどの外来魚を発酵調味料「醤 ひしお」にすることによって高付加価値化します。また、各種コンテストや大学ブランド等を活用して飲食産業を中心とした地域活性化を目指します。
＜方法＞
　猪や鹿肉の精肉部分以外（屑肉や内蔵）およびブラックバスなどの外来魚を麹菌や酵母、乳酸菌などによって発酵させ調味料を作ります。味の調整に
　はハーブやスパイスなどを用いることも可能です。
　料理のタレやだし醤油として利用するだけでなく、「食べるラー油」「柚胡椒」のようにラーメンや餃子、焼き飯などの様々な料理への活用も十分可能だと期待されます。
＜期待される利点＞
　・害獣肉の有効活用 とくに内蔵や屑肉などの大量利用が期待されます。
　・希少性(肉醤は珍しい)による話題性
　・調味料の持つ可能性（幅広い活用法 さまざまな料理への利用が可能です）
　・地元醤油業者や飲食業など多業種へ波及効果
　・マスコミへの露出・話題性・街おこし（B1グランプリなどのコンテストや大学ブランドなども活用することが可能です）
＜課題点＞
　・確保できる肉・魚の量、狩猟時期の限定性
　・時間（発酵に数ヶ月～一年が必要）
＜京都工芸繊維大学の活用＞
　・仕込み作業支援 (バイオ系学生)
　・容器・ラベルデザイン (デザイン系学生)
　・大学ブランドフェスティバル等への参加
　・機能性成分の解析等

■研究の概要

プラズマ中に微粒子を入れると負に帯電し、クーロン力や重力等の力が釣り合う位置で浮遊する事実は良く知られています。本研究ではその技術を応用し、低温プラズマ中に細菌を導入して、それらが帯電することでプラズマ中に浮遊することを世界で初めて観測しました。この技術は「宇宙空間における微生物の挙動の模擬実験」、「プラズマメタマテリアルとしての応用」、「未知の細菌種の同定法や分級法の開発」、「効率の良い滅菌殺菌方法の確立」等、幅広い応用が期待されます。

■研究の概要

　微生物の生産する様々な生理活性物質は主にファインケミカルとして幅広い用途に利用されています。それらは一般に化学合成では得難い特殊な構造と機能を有しています。一方、環境中には未分離の微生物が多く存在します。それら微生物の生産する新規な生理活性物質を探索し利用することで、新しいコンセプトを持つ製品の開発が可能になります。本研究では、新たな視点から微生物の機能を捉え、新規な生理活性物質を生産する微生物を環境から高効率に分離するための新規スクリーニング技術の開発に取り組んでいます。

■研究の概要

　プラスチックは我々の暮らしを取り巻く生活基盤材料です。プラスチックの多くは石油を原料としています。一方、バイオマスを原料としたバイオプラスチックが注目されています。それらは化学合成では得難い特殊な構造を有しており、既存のプラスチックとは異なる物性を示します。これらバイオプラスチックの原料は微生物発酵により生産できます。本研究では、ポリビニルの原料であるビニルモノマーをバイオマスから効率的に発酵生産するためのバイオプロセス技術の開発に取り組んでいます。

■研究の概要

■目的
3次元情報の高速、実時間計測・獲得
■応用
静止物体、動物体の3次元形状計測、認識、生体、微生物、生細胞に対する3次元顕微鏡、粒子の3次元分布計測、流体の密度、速度の3次元分布計測へ応用できます。超高速3次元力メラへの発展が期待できます。遠隔地で3次元情報を獲得し、インターネットを通して遠隔地での3次元情報観察、測定が期待できます。生物学における新たな3次元観察、流体力学・計測における新3次元計測技術として応用できます。

■研究の概要

■背景
・3次元情報の実時間計測に対するニーズの高まり
・生細胞の3次元動画像計測に対するニーズの高まり
・3次元構造計測、屈折率分布計測、位相イメージング
・従来技術では奥行き方向の情報取得に走査過程が必要
・微視的領域では奥行き走査間隔が短く瞬時計測が困難
■目的
・面内方向サブμmの3次元情報の瞬時計測
・画像の連続取り込みによる4次元イメージング
・3次元構造と光学特性を同時に瞬時計測
・4次元イメージング装置の開発
・生細胞、微細構造への計測応用
■内容
・レーザを用いて試料の3次元情報を計測します(図1)
・レーザ光を2分し、片側の光を試料に照射します
・他方の光は直接カメラに照射します(参照光)
・試料からの回折光を顕微鏡対物レンズで集めます
・試料の拡大像と参照光が撮像素子面上で干渉します
・干渉縞画像を撮像素子で取込み、計算機へ送ります
・計算機で干渉縞を画像処理します
・所望の奥行き位置の試料の像を計算し、表示します
・図2は1回の撮影より得られた試料のある瞬間の像
・従来デジタルホログラフィック顕微鏡よりも高画質
・位相分布情報により屈折率分布等の光学特性計測可能
・図3は1回の撮影より得られた異なる奥行き位置の像
・瞬時の3次元空間の情報取得、計測、表示が可能
・面内方向サブμm、奥行方向10nmオーダの分解能
・画像連続取り込みにより、4次元イメージング可能
■応用
・生体、微生物、生細胞の3次元動的現象観察
・微細構造の高速検査、実時間検査
・透明物体の構造および欠陥観察
・流体の微視的領域における現象観察
・将来展望
・4次元イメージング顕微鏡装置の開発と生体計測応用
・細胞液の可視化と時間分解3次元解析
・ガラス等透明材料の密度分布計測応用
・製品の微細構造の高速検査応用