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

博士研究員

高橋 康史

研究支援者

井上 久美

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

実験補助員

堀口 佳子

秘書

沖 知子

Development of Environmental/Biomedical Sensing Devices
with Micro/Nano Electrode Systems

教授

末永 智一

准教授

助教

珠玖 仁

伊野 浩介

Professor

Associate Professor

Assistant Professor

Tomokazu Matsue

Hitoshi Shiku

Kosuke Ino

Micro/nano-biosystems address the continuing demand in bioprocess science and engineering for fast and accurate analytical information that can be used to rapidly evaluate the interactions between biological systems andbioprocess operations. Furthermore, these systems can miniaturize and functionalize analytical devices. We havedeveloped biosensing devices incorporating micro/nanoelectrodes for environmental/biomedical applications.
We developed a novel device for electrochemical multipoint detection using MEMS technology and applied
to detection of gene expression of genetically-modified cells at single cell level. The identification of receptor proteins expressed on cell membranes was also succeeded by using a scanning electro-chemical microscopy（SECM）
integrated with micro/nano-electrodes.

高校生のための講座が、新聞に取り上げられた（2009年11

科研費基盤研究（A）「電気伝導性ナノワイヤーを介した

月1日、河北新聞）。

微生物間相互作用の解析」（平成19 ～ 21年度）

共同研究
平成21年には以下の機関と共同研究を行った。

ノ電極プローブによる1細胞分析：環境応答を核酸、タン

学外研究機関：秋田大学工学資源学部、環境研究所、産パク質、代謝レベルで捕える」（平成20 ～ 21年度）

総研、東北工業大学、兵庫県立大学、防衛大学化学教室

マイクロシステム融合研究開発拠点（科学技術振興調整

企業：機能性ペプチド研究所、クリノ、トクセン工業、費、先端融合領域イノベーション拠点）（平成19 ～ 28年度）

日産自動車、日本航空電子、日立製作所、北斗電工、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八十島プロシード

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）

平成21年に招待講演を5件、行った。また、台湾の国立

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、簡便で迅速な環境評価・医療用検査ツールへの応て、社会、地域に貢献できると考えている。

社会貢献

産学共同シーズイノベーション化事業（JST）「無侵襲的Zhenyu Lin（中国福州大学科学化工学院、中国）（2007

新学術領域「ダイナミックな細胞内外輸送現象の１細胞定量解析法」（平成21 ～ 22年度）

Hietala Matti Juhani（タンペレ工科大学、フィンランド）

科学技術振興機構（JST）「科学者の卵」養成プログラム（2009年4月─2009年7月まで）（平成21年度 ）Tsung-che Chou（工業技術研究院、台湾）（2009年5月─2009年6月）
Gary Chang（国立成功大学、台湾）（2009年６月─2009年７月まで）

やマイクロ流路の作製、またそれらを一つのチップ上に組みにおいて、参加実験・体験実験「生きているガン細胞をつつZhu Xi（福州大学、中国）（2009年11月─2010年3月まで）込んだバイオセンシグデバイスの作製と評価を行っている。

いてみよう」を行った。また、高校生のための「科学者の卵

Zhou Yuanshu（ 州師範大学、中国 ）（2009年10月─

養成講座 」を開き、最先端の科学研究を公開した。

2010年3月まで）

報道

tro Mechanical System、MEMS）を組み込んだデバイス

我々が 開 発したMEMSデバイスが新聞で報 道されたの開発を行い、医療用・環境評価用への応用が可能なデ（2009年5月4日付、河北新報 ）。また、我々が開いている

Coexistence Activity Report 2009

若手研究
（A）
「1細胞マイクロ分析システム:遺伝子発現から代謝までの階層的理解」（平成21 ～ 23年度）

年10月─2009年3月まで）

Rui Qi（同済大学、中国）（2009年10月─2010年3月まで）出に成功した。また、微小電気化学システム（Micro Elec-ムの開発（平成21 ～ 22年度）
細胞機能診断システムの開発」（平成20 ～ 21年度）

平成21年7月30日、31日に行われた オープンキャンパスの分析を行い、ガン機能に重要な役割を果たす受容体の検組織・自動車用燃料電池触媒の全自動品質評価システ

以上の学会発表を行った。

用が可能になっている。そこで、我々はマイクロ・ナノ電極

今年は、走査型電気化学顕微鏡（SECM）を用いて1細胞30このように、2009年は次世代の環境・医工学バイオデバ
イスやシステムの開発に成功しており、これらの研究を通し戦略的基盤技術高度化支援事業，医療移植用微小生体成功大学とのワークショップなどの国際学会を含めて40件

海外研究者・留学生の受け入れ

研究概要

学際科学国際高等研究センター プロジェクト研究B「ナ学内：医学系研究科、工学研究科

学会発表

バイスを作製した。

若手研究スタートアップ「誘電泳動による細胞パターニング法を用いたチップ上での動物モデルの作製」（平成20 ～ 21年度）

主な継続中の研究事業
科研費基盤研究（S）「多機能ナノ電気化学顕微鏡システ
ムの創成」（平成18 ～ 22年度）

受賞
渡部剛志（M1）平成21年度化学系学協会東北大会
最優秀ポスター賞
石田敦子（M2）みちのく分析化学シンポジウム2009
ベストポスター賞
珠玖仁准教授 文部科学大臣表彰（若手科学者賞）
珠玖仁准教授 市村学術賞
（貢献賞）
小出昌弘
（D2）西澤外島スカラーシップ

アクティビティレポート 200931