共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 次世代イメージング装置の生体試料への応用
新規・継続の別 継続（H31年度から）
研究代表者／所属 北大理学研究院
研究代表者／職名 准教授
研究代表者／氏名 伊庭靖弘

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 力石嘉人 北大低温研

2

 千貝健 北大低温研

研究目的 近年，生体試料の観察・測定が2Dから3Dに急激にシフトしている．申請者は，これまで，新機構のトモグラフィ装置を開発し，岩石の内部構造の可視化に取り組んできた．今後，生体試料への応用や有機化合物の各種化学的データとの融合ができれば，生理学・生態学へ革新的技術となりえる．一方，トモグラフィ分析は長時間に及ぶため，振動など装置各部の動態監視などの安定的な分析を可能にするインフラ構築が課題となっている．本研究では，この問題を解決するために，生体試料の分析・飼育における監視をシングルボードコンピューターによって構築することを目的とした．また，このインフラを構築した後，生物試料への応用を目指した．
　　
研究内容・成果 Raspberry PIを用いたデータロガー開発
Raspberry PIとは，ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピューターであり，現在では，様々な低コスト測器の制作や装置のIoT化へ貢献をしている．本研究では，Raspberry Pi ZERO WHのGPIO端子用のアダプタを制作，これに水質，濁度，温度，振動，音，火炎，水漏などの各種センサーを搭載し，データロガーを低コストで制作することに成功した．センサーによって得られたデータは，リアルタイムでサーバーにアップロードする仕組みとし，さらにこれを自動でグラフ化させ，リアルタイムで閲覧できる環境を構築した．異常時には，警告をチャットアプリに送るシステムも開発した．これらによって，稼働中の装置の動態や問題点をリアルタイムに把握できるようになった．さらに，リモート監視が可能となったことで，長時間の装置運転における人的コストが大幅に軽減され，装置の稼働率が向上する結果となった．


実践研究
上述のインフラを用いて長時間の分析（断層像取得）の安定性を検証すると同時に実践研究を行った．分析試料として，生物標本を用いた．標本の脱脂技術を改良し，その後樹脂を細胞レベルに浸透させ，固結させることに成功した．この試料を次世代トモグラフィー装置で分析し，数千枚のフルカラー断層像の画像解析を通して，3Dイメージングを行うことに成功した．
　　
成果となる論文・学会発表等 Mutterlose， J.， Alsen， P.， Iba， Y.， Schneider， S.， 2020， Paleobiogegraphy and palaeoecology of Earth Cretaceous belemnites from the northern high latitudes. Proceedings of the Geologists’ Association， 278-286.