計算することでバクテリアとアーキアを見分けられるということを示している。程度の微生物細胞を複数同時に分析していた。利用した非破壊アプローチによる微生物のドメイン情報取得を行うことを考案した。よって、数ミクロンのスポットにおいて細胞ごとにバクテリアかアーキアかを判別する。非破壊分析であることから、その後、同一細胞を用いた代謝活性解析や個別遺伝子解析などと組み合わせることで、強固な膜、外壁構造を持つためにこれまで解析の難しかった海底下微生物の生態解明や地球レベルでの元素循環に果たす役割の解明に資する知見を得ることを目指した。実験:<試料>試料の調製にあたっては透過配置での測定のため、フッ化バリウム(BaF2)結晶板、ガラス板に酸化インジウムによる導電性コーティングを施した基板をベースとして使用した。それぞれの微生物株をホルマリンで固定したのち、ポリカーボネートメンブレンに捕集した。滴下した上に微生物が捕集された側を基板に向けて置き乾燥させ、微生物細胞を基板上に転写することで測定試料とした(図1)。程度の密度で配置した。堆積物試料から分離した微生物も同様の試料調製を行った。波数領域は中赤外領域を使用した。対象として吸収スペクトルを測定した。積算回数は得られたシグナルの強度を見ながら適宜調整を行った(2000~15000回)。算出し、バクテリア、アーキアの非破壊区別を実施した。伸縮振動に由来するピークを検出することが出来なかった。基板としてはフッ化バリウム、導電性コーティングを施したガラス基板を用いたが、双方で大きな変化は見られなかった。四方で測定を行っていたが、数細胞から20細胞程度で測定が可能であったと述べられていた。存在しない箇所の赤外吸収を測定していた。大きく変動することが明らかとなった(図2)。これは、試料基板上の微生物が見られない領域にも何らかの有機物質が存在していることを意味していることから、バックグラウンドは試料基板を取り外し、空気による吸収のみを用いることとした。程度となることが予想されたが、測定箇所によりばらつきが多い結果となった。低いことが多く、大腸菌の値と近接した値となった。ばらつきについては、細胞が存在しない基板上に何らかの有機物が付着しており、その測定結果の寄与度の違いにより起こったものと思われる。赤外吸収スペクトルには、特にメタン生成菌において低シグナル強度に起因するノイズが多く見られた。ばらつく原因になったものと思われる。大きく変動していることがわかる。計算結果また、ビームタイムにおける測定成果を最大化させる意図を持って天然試料の測定も多数行ったが、ビームタイム後の解析で上記標準試料における問題点が存在していたことが明らかとなり、その測定結果の信頼性が低いことが示唆されたため、結果としては記載しないこととした。今後の課題:上記のように、標準試料を用いた試行において、複数細胞をターゲットとした分析においても、生物種判別を信頼性高く行うには不十分な結果となった。この要因としては、試料調製時の問題、および測定におけるシグナル強度の問題など、複数の問題が存在していることが示唆された。吸収スペクトル測定において、試料調製時に起こるコンタミネーションの危険性や測定へのリスク等、課題申請時には正しく認識できていなかった注意点に配慮した試料調製法を考案することの重要性を認識した。海底下生命圏は、培養細胞よりもサイズの小さい細胞で構成されている。単一細胞をターゲットとする場合には、必然的に分析範囲に細胞を含まない基板部分が多く含まれる。このバックグラウンドを低下させ、シグナル/ノイズ比を向上させていくことが、測定を成功させるために必要不可欠な第一義的な課題である。今回の実験では、波長分解能を調整し、積算回数を増やしても、安定した結果を得るためには複数の細胞が含まれるような形で測定を実施する必要があった。細胞が少数しか含まれない測定の場合では、細胞以外の場所に存在すると思われる有機物シグナルが問題であったが、その点は試料調製段階で基板を高度に清浄化したり、細胞をマウントする方法を工夫するなどして対応が可能であることが考えられた。一方で、細胞がそもそも微小のために数万回を超える積算、数時間以上の測定を行っても、ノイズを超える有意なデータを得ることが困難であることも示唆された。現実的な目標設定とは言えないと結論した。