自然共生システム学講座

Environmentally Benign Systems

環境生命機能学分野

Environmental Bioengineering

マイクロ・ナノ電極システムを利用した環境・医工学バイオセンシングデバイスの開発
Development of Environmental/Biomedical Sensing Devices
with Micro/Nano Electrode Systems

助手
（WPI）

高橋 康史
Javier Ramon-Azcon
客員研究員
（WPI）

Liu Yingju

研究アドバイザー

松平 昌昭

博士研究員

井上 久美
Raquel Obregon

教授

末永 智一

Professor

Tomokazu Matsue

研究概要

る事で、これまで観察できなかった生体現象を捉える事や、簡便バード大学（米国）、成功大学（台湾）で迅速な環境評価・医療用検査ツールへの応用が可能になって

企業：電力中央研究所、機能性ペプチド研究所、クリノ、日本いる。そこで、我々はマイクロ・ナノ電極の作製や測定システム

航空電子、日立製作所、北斗電工、八十島プロシード、トッパンの開発を行い、バイオセンシグを行った。

テクニカルデザイン、アィティリサーチ、大日本印刷、生化学酵素前駆体を用いた高感度な電気化学検出法の開発に成功し、製品化を目指し、企業との共同研究を行った。この他に、
微小電気化学システム（Micro Electro Mechanical System、MEMS）を組み込んだ様々な電気化学チップデバイスの開発を行い、生体分子の検出を行った。このように、2011年はマイクロ・ナノシステムを組み込んだ環境・医工学バイオデバイスやシステ

主な継続中の研究事業（平成 19 年－平成 28 年度）

よう」を行った。また、高校生のための「科学者の卵養成講座」○科研費基盤研究A「新原理に基づく電気化学イメージング

ト生殖細胞クオリティー診断装置の開発」（平成 21 － 23 年度）○平成 23 年度旭硝子財団

研究助成「細胞解析に向けた高感度電気化学測定法の開発」（平成 23 年度）○科研費若手研究B「3 次元培養組織評価に向けた電気化学チップデバイスの開発」（平成 23 － 25 年度）○科研費若手研究B「酵素前駆体を分子認識素子として利用する電気化学バイオセンシング手法の開発」（平成 23 － 25 年度）○三井住友海上福祉財団 研究助成「在宅医療に向けた検査☆受賞

・末永智一（教授）、日本化学会学術賞
・珠玖仁（准教授）、末永智一（教授）、電気化学会論文賞
・井上久美（研究員）、ACCS Best Paper Presentation

用小型チップデバイスの開発」（平成 23 年度）

Award

Electrochemical imaging by using SECM/SICM system

Scheme of the Zymogen-based
electrochemical endotoxin assay

Miniaturized chip device for single cell analyses

Cell culture for single cell analyses

Electrochemical detection by using a chip device

The 6th Taiwan-Japan and 1st Asia International Symposium on
Chemical-Environmental-Biomedical Technology (Taiwan)

Presentation award on the 9th Asian Conference on ChemicalSensors

デバイスの開発」（平成 22 － 24 年度）○マイクロシステム融合研究開発拠点（科学技術振興調整費、先端融合領域イノベーション拠点）（平成 19 － 28 年度）○科研費基盤研究A「非侵襲性微小組織診断システムの導入による糖尿病治療のメディカルイノベーション」（平成 20 － 24 年度）○最先端・次世代研究開発支援プログラム「1 細胞分析法

学内：医学系研究科、工学研究科、原子分子材料科学高等が拓く受精卵および幹細胞の新規品質評価システムの研究機構、未来科学技術共同研究センター、未来医工学治開発」（平成 22 － 26 年度）

Act̲04自然共生-四.indd 32-33○厚労省科研費「高感度電気化学イメージング技術を応用したヒ○世界トップレベル研究拠点プログラム（日本学術振興会）

おいて、参加実験・体験実験「生きているガン細胞をつついてみ

CoexistenceActivityReport2011

沖 知子

海外研究者、留学生の受け入れ等

社会貢献

平成 23 年には以下の機関と共同研究を行った。

秘書

Kosuke Ino以上の学会発表を行った。

Liu Yingju 博士（2011 年 3 月－ 2012 年 3 月まで）

共同研究

Assistant Professor

Hitoshi Shiku

平成 23 年に招待講演を9 件、行った。これらを含め、45 件

王雄偉（研究生、中国）（2011 年 3 月－ 2012 年 3 月まで）

専からの1 名の学生に受け入れを行った（2011 年 8月）。

Associate Professor

学会発表等貢献が期待できると考えている。

を開き、最先端の科学研究を公開している。この他に、福島高

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バイオビジネス、ナノテック

ムの開発に成功しており、これらの研究を通して、社会、地域に

平成 23 年 7月27日、28日に行われたオープンキャンパスに

堀口 佳子
児玉 隼人

Environmentally Benign Systems

工業大学、兵庫県立大学、防衛大学、産業技術総合研究所、インペリアルカレッジ（英国）、ケンブリッジ大学（英国）、ハーこのシステムを用いて、微細な構造物の計測に成功した。また、

伊野 浩介

珠玖 仁

学外研究機関：秋田大学、山形大学、国立環境研究所、東北

現在、マイクロ・ナノシステムを組み込んだデバイスのバイオへンダクタンス顕微鏡（SICM）を複合させたシステムを開発した。

研究補助員

療開発センター、流体科学研究所の応用に大きな期待が寄せられている。これらのデバイスを用い今年は、走査型電気化学顕微鏡（SECM）と走査型イオンコ助教

自然共生システム学講座

Micro/nano-biosystems address the continuing demand in bioprocess science and engineering for fast andaccurate analytical information that can be used to rapidly evaluate the interactions between biological systems
and bioprocess operations. Furthermore, these systems can miniaturize and functionalize analytical devices. We
have developed biosensing devices incorporating micro/nanoelectrodes for environmental/biomedical applications.
In this year, a scanning ion-conductance microscopy (SICM) was integrated into a scanning electro-chemical
microscopy (SECM). By using the SECM/SICM hybrid system, electrochemical imaging was succeeded. We also
developed a novel chip device for single cell analyses, a zymogen-based electrochemical sensor, and so on. The
concept of zymogen-based electrochemical sensors is expected to lead to the development of new biosensors.

准教授

アクティビティレポート2011

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12.3.21 4:59:50 PM