光バイオームセンサー(OBS)

現在、鋭意開発中です。乞うご期待!

光学系の工夫により徹底的な部品点数の削減による低価格化を実現し、併せて高感度化および光学的ノイズの低減をも実現した光バイオームセンサー技術を特許出願済み(特願2022-146003)。OBSの最終的な目標販売価格は、数万円にしたいと考えています。

今春(2024年春)より、試験販売を開始しています。ちょっと使ってみたいな、とお思いになられた時、今が試し時です。ご検討ください。サポートはきちんとさせて頂きます。

光バイオームセンサーの感度と細菌測定範囲について

本バイオームセンサーは、光ファイバーをセンサーとして使用しており、その端面には、検出したい細菌に特異的なプローブが固定化されています。外乱光の影響を受けないように、専用バッファーには特殊な処理が行われていますが、昼光や明るい蛍光灯の影響を受ける可能性を排除する為、測定は基本的に暗所で行ってください。そのような条件下においては、本センサーの出力は非常に安定しており、ノイズレベルは±0.1mVとなっています。

本バイオームセンサーを使う場合には、15分以上のウォーミングアップを行い、センサーの検出系を安定化させてください。それにより、ノイズレベルは、±0.1mVに入ります。

2mLのマイクロチューブにサンプルを1.5mL加え、チューブラックにセットします。このチューブラックを本センサーの専用保持具にセットし、光ファイバー端面のセンサー部がサンプル溶液中に入る状態まで、チューブラックを持ち上げます。測定はすぐに開始されますので、光ファイバー端面がサンプル溶液に入ってから数秒以内にその時のセンサーの出力数値を初期値としてメモしてください(0.7520V=752.0mV、というような数値です)。センサーをサンプル溶液に差し込むと、信号強度が急速に変化し、増加或いは減少し始める場合があります。数秒待って、信号変化がスローダウンし安定化した時の数値を初期値とします。

光バイオームセンサー(OBS)の安定性は、±0.1mVであり、5桁の測定ダイナミックレンジを有する

その状態で、測定器には一切手を触れない様にして、最長で30分放置し(最速計測=5分が可能です)、その時の本センサーの出力数値をメモしてください。この数値から、先にメモしていた実験開始時の数値を差し引きすることで、信号の変化量を求めます(mV単位)(X=信号の変化量をmV単位、Y=細菌濃度)。この数値を下図のフィッティング数式に代入すると、そのサンプル中の対象細菌の濃度が求まります(個/mL)。本センサーを使用することにより、下図のように、バチルス菌の濃度を200万個/mLから2000個/mLのレンジで読み取ることができました。

横軸はセンサーの変化量(0.1mV)を示し、縦軸は対象細菌の濃度(個/mL)を示します。5分計測、本実施例の細菌は、バチルス菌(グラム陽性細菌)です。

ファーミキューテス門に属するバチルス菌(グラム陽性細菌)は、根圏における代表的な善玉菌であります。一方、プロテオバクテリア門に属するシュードモナス菌(グラム陰性細菌)も代表的な善玉菌として知られており、これについてもシュードモナス菌に特異的なプローブを用いることによって、バチルス菌同様に測定可能です。

引き続きシュードモナス菌(グラム陰性細菌)についても感度、測定範囲、および検量線の検討を行いました。新規開発のプローブは、シュードモナス菌に対する感度が改善されており、低濃度領域の特性が改善され、比較的広い低濃度領域(20万個/mLから200個/mL)での測定が可能になりました。本プローブによる検出限界感度は、100個/mL 辺りにあると考えられます。このプローブでは、しかしながら、高濃度領域(数百万個/mL 以上)では濃度が高くなるに従って信号が逆に減少し、センサー表面がサンプル液に振れた途端に飽和状態に達してしまっていると考えられました。実際、2億個/mLの濃度では、信号変化量はノイズレベルで、わずかに数mVに留まってしまいました。

横軸はセンサーの変化量(mV)を示し、縦軸は対象細菌の濃度(個/mL)を示します。30分計測、本実施例の細菌は、シュードモナス菌(グラム陰性細菌)です。信号の絶対値は小さくなりますが、5分計測も可能です。

今後共、これら細菌に対するプローブの最適化を進めて、簡易測定を確かなものにしたいと考えています。研究開発の進展に合わせて、データも随時更新されますので、宜しくお願い致します。

サンプルの調製法

本センサーに付属する取扱説明書に従ってください。本ホームページよりダウンロードも可能に致します。