自然共生システム学講座
環境生命機能学分野

Environmentally Benign Systems

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

教授 末永 智一

准教授 珠玖 仁

講師 井上 久美

Professor

Associate Professor

Lecturer

Tomokazu Matsue

Hitoshi Shiku

Kumi Y. Inoue

助教 伊野 浩介
Assistant Professor

Kosuke Ino

Micro/nano devices address the continuing demand in bioprocess science and engineering for fast and accurate analytical information. We

助教

助教 (WPI-AIMR)

研究アドバイザー

博士研究員

博士研究員

研究補佐員

高橋 康史

熊谷 明哉

松平 昌昭

周 縁殊

伊藤 - 佐々木 隆広堀口 佳子

研究補佐員

研究補佐員

研究補佐員

研究補佐員

研究補佐員

秘書

上田 麻衣子

尹 善愛

古林 庸子

清水 優美

寺崎 恵子

沖 知子

have developed micro/nano-electrocheimcal systems for environmental/biomedical applications and evaluation of battery materials.
Recently, we have developed NanoSECCM to characterize electrochemical properties in nanometer domains and applied to localized
evaluation of battery materials. We also developed chip devices with electrodes for bioanalysis.

受賞○イノベーション創出プログラム(COI STREAM) ( 平成 25 年～平成 34 年度 )○井上久美（講師）、日本分析化学会東北支部、東北分析化学賞○ JST ALCA“ 界面イオン伝導顕微鏡を用いたリチウムインサーションの in-○菅野佑介（D2）、日本分析化学会東北支部、東北分析化学奨励賞

situ 観察と高エネルギー密度 LIB の開発 ”( 平成 25 年～平成 31 年度 )研究概要

○熊谷明哉（助教）、第 28 回東北若手の会（電気化学会東北支部主催）、優秀○基盤研究 (A)「生体組織の革新的バイオイメージングに向けた電気化学デバイ

講演賞、スの開発」（平成 25 ～ 27 年度）○小笠原航汰（M1）、第 28 回東北若手の会（電気化学会東北支部主催）、ポス○ JST 先端計測 “ 超高解像度電気化学イオンコンダクタンス顕微鏡の開発 ”( 平

現在、微小なデバイスのバイオ応用・環境モニタリングに大きな期

ター賞

成 24 年～平成 28 年度 )待が寄せられている。これらのデバイスを用いることで、これまで難し〇伊藤秀矩（M2）、CSJ 化学フェスタ 2015、優秀ポスター発表賞○地域イノベーション戦略支援プログラム・次世代自動車宮城県エリア（文部科

かった生体現象を観察することや、簡便かつ迅速な環境評価・医療用○伊野浩介（助教）、化学・生物素材研究開発奨励賞

学省）( 平成 24 － 28 年度 )検査が可能になっている。また、生体を模倣した微小な細胞チップを○井田大貴（M2）、SECM‐8、ポスター賞○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○菅野佑介（D2）、環境科学研究科奨励賞

平成 27 年は以下の機関と共同研究を行った。

ベーション拠点 ) ( 平成 19-28 年度 )作製することで、再生医療応用や生体内での化学物質のモニタリング○珠玖仁（准教授）、先端分析技術賞（JAIMA 機器開発賞）

学内：工学研究科、医学系研究科、薬学研究科、原子分子材料科学高等研究機○挑戦的萌芽研究「電気化学イメージングデバイスを用いた細胞動体解析法のが可能になる。このような目的のために、我々はマイクロ・ナノシステ○高橋康史（助教）、日本分析化学会奨励賞

構、流体科学研究所、多元物質科学研究所、マイクロシステム融合研究センター、開発」( 平成 26-27 年度 )ムを組み込んだ電気化学デバイスの開発を行った。

〇山田祐大（M2）、日本分析化学会東北支部若手交流会、ポスター賞

大学病院、東北メディカルメガバンク機構、革新的イノベーション研究機構○さきがけ「ケミカルマッピングを実現するナノ電気化学顕微鏡の創成」( 平成

今年は、昨年から引き続き材料界面での反応機構の解明のための新○高橋康史（助教）、日本化学会優秀講演賞

学外研究機関：東北工業大学、兵庫県立大学、首都大学東京、新潟大学，金沢

26 年～平成 29 年度 )規計測技術であるナノ電気化学セル顕微鏡の開発を行った。これによ○高橋康史（助教）、第 167 研究会ナノブローブテクノロジー奨励賞

大学、産業技術総合研究所、Imperial College London（英国）、University○戦略的基盤技術高度化支援事業「革新的電気化学検出法を用いた高感度エンり、ナノメートルスケールでの電極材料表面の活性の可視化に成功した。

○伊野浩介（助教）、電気化学会佐野賞（進歩賞）

of Warwick（英国）、Harvard University（米国）、Florida International

ドトキシン検査装置の開発」（平成 26 年～平成 27 年）

また、チップ型デバイスを開発し、細胞活性を含む様々なバイオサンUniversity（米国）、南開大学（中国）、東京理科大、（独）物質・材料研究機構○基盤研究（B）「多機能ナノピペット探針の電気化学的物質輸送制御と１細胞分

企業：電力中央研究所、クリノ、日本航空電子工業、日立製作所、北斗電工、トップルを計測した。これらの研究成果は多くの学術論文で発表され、そ析への応用」( 平成 27 年～平成 29 年度 )パンテクニカルデザイン、アィティリサーチ、大日本印刷、生化学工業、ナノコの一部は論文のカバーに選ばれた。

○若手研究 (A)「分子電気化学スイッチ素子の開発と電気化学バイオイメーイン

ントロール、パナソニック、東芝、トヨタ自動車、日本電波工業

このように、2015 年はマイクロ・ナノシステムを組み込んだ環境・グへの応用」（平成 27 ～ 29 年度）

医工学の分析デバイスやシステムを開発した。これらは医学や工学、

平成 27 年 7 月 29 日 ( 水 )、30 日 ( 木 ) に行われた オープンキャンパスにおいて、参加実験・体験実験「•マイクロ・ナノデバイスによる細胞機能解析」を行った。また、高校生のための「科学者の卵養成講座」を開いた。

共同研究○若手研究（A）「界面イオン伝導顕微鏡の創成」（平成 27 年～平成 30 年）

学会発表等○挑戦的萌芽研究「“ リチウムプローブ ” によるイオン伝導度イメージング」（平成 27 年～平成 28 年）

Department of Frontier Sciences for Advanced Environment

環境の分野で有用であり、社会・地域への貢献が期待できる。

社会貢献

平成 27 年に基調講演１件、特別講演 2 件、招待講演を 10 件以上行った。これらを含め、70 件以上の学会発表を行った。

Inside front cover. Lab Chip, 2015,15, 4372-4372. Reproducedby permission of The Royal Society of Chemistry.

50 Coexistence Activity Report 2015

Cell culture for cell analysis

先端環境創成学専攻

主な継続中の研究事業

Thus, these devices are useful in environmental monitoring, medical and engineering applications.

Cell analysis under a microscopeElectrochemical analysis for biosamples

Coexistence Activity Report 201551