大 学 研 究 室 紹 介

早稲田大学

先端科学・健康医療融合機構
早稲田大学 ナノ理工学研究機構 客員教授
早稲田大学高等研究所 准教授（ASMeW ナノ・IT 医療ドメイン コアメンバー） （ASMeW 事務局副幹事、ナノ・IT 医療ドメイン コアメンバー）
工学博士

福島

工学博士・経営学修士

敏高

１．研究機構の概要
一昨年（2007年）創立125周年を迎え、学部数13、大学院

品田 賢宏

ター」といった３つの組織からなる。スーパー・オープン
ラボでは、ナノ加工、計測評価、バイオスキルなど研究推数23を有する早稲田大学では、文部科学省科2004年度学技術振興調整費「戦略的研究拠点育成プログラム（スーパーじめとした顕微鏡類、サーマルサイクラー、分光光度計、COE プログラム）」に「先端科学と健康医療の融合拠点の表面プラズモン共鳴光導波路分光装置、ゼータ電位測定装形成」が採択され、それを機に先端科学・健康医療融合機置等が、また試料保存するためのフリーザ、生体切片試料＊構（ASMeW ）を発足させた。

作成用のミクロトームなどの装置が整備されている。
生命医療工学インスティテュートは、（１）ナノ・IT 医療、（２）医療ロボティクス、（３）医療計測、（４）分子医療、（５）機能再生医療、（６）健康医療、（７）バイオインフォ
マティクス、（８）臨床医療といった８つの研究ドメインから構成され、理工やスポーツ科学、人間科学を中心に学部を超えた教員、若手研究者、海外からの招聘教員、学外の大学・研究機関からの教員等200名近くが参画している。
（１） ナノ・IT 医療ドメインでは、10nm の微細加工技術により医薬品開発、医療機器の小型化、予防医学への応用といった基盤技術の研究開発（２） 医療ロボティクスドメインでは、内視鏡による低侵襲手術ロボット、体内空間確保技術、血液循環系の機械式シミュレータやヒューマノイド・ロボッ＜大隈候銅像より大隈講堂を望む＞

ト、各種医療支援ロボットの研究開発（３） 医療計測ドメインでは、タンパク質、DNA などの機構では、理系・文系の学部・大学院がこれまでの医療生体物質、医薬品などの有機物質や、生体代替材分野に関する学術的な蓄積をもとに一体となって研究開発料として用いられる有機／無機物質などの計測・を進めるとともに、学外の東京女子医科大学、東京農工大学、分析技術、材料の研究開発

静岡県立静岡がんセンター、東京大学医科学研究所、産業（４） 分子医療ドメインでは、分子設計による創薬研究、技術総合研究所、物質・材料研究機構、ハーバードメディ

制癌剤・抗癌剤の開発短縮、高機能の酸素輸送フィ

カルスクール、ボン大学といった医学系大学・研究機関等

ルムの研究開発とも連携して、（１）健康・医療分野での先導的な研究開発、（５） 機能再生医療ドメインでは、生体機能の再生や代（２）高度な研究人材の育成という２つの課題に取組んで替を目指した機能再生、タンパク質や細胞の機能・いる。総研究費用は本年３月までの５年間で約40億円。

構造・システムの解析、生体分子・細胞・機能性

組織的には、（１）機構の中核となる「生命医療工学イン材料を組み合わせた構造体の構築研究スティテュート」、（２）クリーンルーム、生化学実験室、（６） 健康医療ドメインでは、健康増進、生活の質（QOL）インキュベーション室などを有する「スーパー・オープンの向上、疾患の一次予防を目指した健康医療の確ラボ」。（３）成果の事業化、産学官連携の推進、内外の研立究教育機関との連携支援を行う「戦略マネジメントセン34

SEAJ Journal 2009. 7 No. 121（７） バイオインフォマティクスドメインでは、並列分

早稲田大学「生活空間刺激ロボット」の開発

医療計測用オンチップ型センサー

身体運動が脳と心に及ぼす効果解明ᵴᕈ㉄⚛↢ᚑᯏ᭴䈱⸃ᨆೝỗ‛⾰⢩ౝࠪࠣ࠽࡞વ㆐ೝ ỗ‛
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生体ストレス反応の解析

超低価格人工心臓のポータブル開閉口訓練ロボット

空間確保マニピュレータシステム

有用物質の実践的合成

実用化研究
散コンピューティングによるバイオインフォマ

た成果が期待できる組織運営構想であり、計画を継続すべ

ティクス計算の高速化、センサマイニング等生命きである」との総評を得ており、現在、最終評価を受けて化学と情報科学・工学を融合させた研究いるところである。また生活支援ロボットの実践的開発研（８） 臨床医療ドメインでは、臨床現場における疾病の究では、平成21年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰を受診断・治療・予防に関する問題解決のための研究・賞している。

開発
等の研究・開発が行われている。

２．半導体技術の健康医療への応用

戦略的研究拠点育成プログラムに採択されている「先端半導体技術の応用例として、品田が研究開発を進めてい科学と健康医療の融合拠点の形成」に対する文部科学省のる不純物ドーピング技術がある。純粋シリコンはほぼ絶縁中間評価（2007年）では評価全項目で A を取得し、「優れ体に近く、極微量のドーパント原子を加えることで、例えば、SEAJ Journal 2009. 7 No. 121

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大学研究室紹介＜ 2009 年３月 13 日研究・評価報告会の後で＞
前列右から２人目（福島）、２列目右から５人目（品田）
1000万個のシリコン原子に僅か１個のリン原子を入れるだに依存すべきか否かといった次世代のデバイス設計に不可けで電気伝導率は10万倍にもなり、意図的にドーパント原避な課題に取り組んでいる。

子を添加することによって、実に９桁に渡り電気伝導度を健康医療へのドーピング技術の応用では、先験的な治療制御できる。しかし hp22nm 以降の技術世代では、不純物法として細胞への Au ナノ粒子のドーピングを試みている。

原子の離散性と " ランダムドーパントゆらぎ " 問題が顕在化

筋芽細胞への Au イオンの注入により細胞の化学エネルし、不純物原子の原子数および位置を原子１個単位で制御ギーであるアデノシン三リン酸（ATP）が増加し、細胞のする必要が生じてくる。

活性化が確認された。現在、Be、B、Si、P、Mn、Ni、Cu、

2005年10月20日付の英科学誌 Nature に掲載され、同週のGa、Ge、As、Pd、In、Sb、Pt、Au といった原子１個ずつハイライトとして取り上げられたイオン注入法では、イオのイオン注入が可能であり、今後は治療に有効な元素の発ン１個ずつを数10nm の精度で注入し、個数に加え位置も見や個数制御の技術により、細胞機能修飾技術を確立し、制御することによりドーパント原子の規則的配列を可能と定量的な新手法として生体機能の解明や広くライフサイエした。これによりドーパント原子の統計的ゆらぎに起因すンスエンジニアリングの発展を目標に研究を進めている。

る半導体デバイス特性のバラツキが格段に抑えられることが実証された。当該研究に対しては、1982年に当時の SIA（米半導体工業会）の会長であった Robert Noyce によって設立された SRC（セミコンダクター・リサーチ・コーポレーション：半導体・関連技術の産学研究連合）より研究ファンドが与えられており、理想的なドーパント分布の発見、既存の CMOS テクノロジーの限界、あるいは性能指標となるデバイスの創造等が期待されている。研究成果は本年９月のSRC 主催の国際会議で発表する予定である。なお参考として、SRC のファンディングは2000年より米国外の大学にも拡大されている。
しかしムーアの法則に沿って３年で４倍の集積化を図っている実際のデバイスに対して原子１個ずつをイオン注入する方法は、生産技術として非現実的である。そのため品田の研究室では、理想的な不純物構造の創出とナノデバイスに最適な設計指針の策定を目標に、ドーパント原子によるゆらぎが少ない構造、ゆらぎによるデバイス特性への影
響の定量的な把握、デバイス特性制御を不純物ドーピング
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SEAJ Journal 2009. 7 No. 121＜ドーパントの規則配列＞

早稲田大学左から３人目（品田）＜釧路市での電子工作教室＞

３．将来の研究者の育成

理工系博士を対象に経営大学院での MBA（経営学修士）

機構では、科学技術に対する理解・関心を高めるため、の取得を課し、専門的学識・経験に加えて、独創的融合研（１）特に、子供たちの科学技術に対する興味を喚起する、究の牽引、コミュニケーション力、ネットワーク力、ネゴ（２）研究者からの科学技術情報の発信、地域社会への貢シエーション力、行動力向上のための実践的演習を行ない、献等を目的として、「科学技術理解増進活動」を推進してい技術経営の素養と産学連携や国際研究の大型プロジェクトる。

を牽引していける人材を育成しようとする独自のプログラ

例えば子供教室としては、「ロボカメを作ってきょうそうムである。現在12名の STO が誕生している。

だ」、「先端ポリマー材料をつくってみよう」、「心臓なんでも教室へようこそ」、「酸素を目で見てみよう」、「植物色素最後にをつかった地球にやさしい太陽電池」、「分子レベルでの動バイオサイエンス分野や医工連携による新領域の展開をきをシミュレーションで確認しよう」、「マイクロ流路を見目指し、早稲田大学では2008年３月に、東京女子医科大学てみよう！」といったテーマで、科学現象を分かりやすくとの連携施設である「東京女子医科大学・早稲田大学連携説明したりしている。もともと子供たちは自然科学が好き先端生命医科学研究教育施設」に「先端生命医科学センなようだ。反応は上々で、お兄さん、お姉さんに当たる大ター」を設立した。国内外の優れた研究者を集め、国際的学生や院生に対する評判もすこぶる良い。ハンディキャッに卓越した研究教育拠点としての充実を図っている。

プをもった子供が一番に完成させた電子工作教室もある。
また、次代の研究リーダーとなる人材の育成にも力を入れている。「STO ＝スーパー・テクノロジー・オフィサー」という、若手研究者育成プログラムである。具体的には、

注１）ASMeW＊：Consolidated Research Institute for Advanced Scienceand Medical Care , Waseda University（通称「アスミュー」または「明日見ゆ」と呼ばれている）
注２）図および写真は ASMeW ウェブページもしくはパンフレットより抜粋

SEAJ Journal 2009. 7 No. 12137