東北大学 研究シーズ集

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P

PVA

生体材料やシミュレーションによる医療デバイス開発

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特徴・独自性
ハイドロゲルを用いて、医療デバイスの状態を視認できるように、透明で表面摩擦抵抗が低く、ヒト血管の力学的特性および形状を忠実に再現できる全身血管モデルや、骨のモデルを開発しています。また、最適化手法を用いた医療デバイスの最適なデザインの研究として、特に、脳動脈瘤治療用ステント、カテーテルなどの開発をしています。これらは、デバイス開発のための動物実験の減少にも、貢献が期待されます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
医療デバイス開発を進める企業、業界との連携が可能。医療画像診断装置や画像処理、MEMSを用いた応用展開、標準化開発業界、医療トレーニング企業、高分子素材企業など様々な場面で応用が期待できます。

流体科学研究所
太田 信 教授 博士(工学)
OHTA, Makoto Professor

PVC

難処理性高分子廃棄物の化学リサイクル

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特徴・独自性
PET、PVC、HIPS等の廃プラスチックを、付加価値の高い化学物質への転換を目的に、乾式及び湿式プロセスで種々の高分子廃棄物リサイクルの研究をしている。例えば、PETの脱カルボキシル化にて、高収率でベンゼンを得ることに成功。また、難熱性プラスチックやPVCの脱ハロゲン化プロセスを開発し、炭化水素として燃料利用等を検討している。さらに、抗菌性やイオン交換特性を付与することを目的に、PVCの塩素の一部を官能基で化学修飾する研究をしている。また、HIPSの熱分解による脱ハロゲン化で、高収率でスチレンを得ることができる。これらの技術を用いて、金属・プラスチック複合物から金属とプラスチックを効果的にリサイクルする化学プロセスを構築している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
廃棄物のリサイクルプロセスの開発に付随して起こる諸問題を解決するための方法を提供することができる。

環境科学研究科
吉岡 敏明 教授 工学博士
YOSHIOKA, Toshiaki Professor

R

RABR

パームオイル廃液(POME)の高効率の新規メタン発酵プロセスの創成

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現在、マレーシアとインドネシアの2ヶ国は世界のパームオイル生産量の86%を占め、大量に排出されるパームオイル廃液 (POME) はラグーン (安定化池) で不適切に処理され、表層水・地下水汚染や悪臭問題を引き起こしているだけでなく、メタンガスを大気中に放出して温暖化を加速させている。本研究は、メタン発酵の技術的・微生物科学の卓越した蓄積を有する日本の研究機関コンソーシアム (東北大学、産総研、国環研) が、マレーシア、インドネシアの研究機関 (SIRIM、BPPT) と国際共同研究体制を構築して、現地一体型の実証実験によって、POMEを高効率で処理する新規の高性能メタン発酵技術を創成することである。我々は本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行う用意がある。

未来科学技術共同研究センター
原田 秀樹 教授 工学博士
HARADA, Hideki Professor

RBセラミックス

米ぬかを原料とする硬質多孔性炭素材料RBセラミックスの開発と応用

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特徴・独自性
低摩擦材料としては、脱脂後の米ぬかを原料とする硬質・多孔性炭素材料RBセラミックスおよびRBセラミックス粒子を充填した樹脂系複合材料を開発している。高摩擦材料としては、RBセラミックス粒子を配合したエラストマー系複合材料を開発している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
多くの企業(特に中小企業)との連携により、低摩擦材料及び高摩擦材料の開発と応用の研究を行ってきており、60件以上の製品の実用化を図ってきている。企業からの技術相談は年間50件から100件受けてきており、いずれも積極的に対応してきている。

工学研究科
堀切川 一男 教授 工学博士
HOKKIRIGAWA, Kazuo Professor

Receptor

質量分析装置を用いた蛋白質の高感度多種類同時定量技術

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特徴・独自性
三連四重極型質量分析装置のMRM modeを利用して、多種類タンパク質を同時に高感度に定量する方法を開発した。タンパク質の酵素分解産物の中から、アミノ酸配列情報のみに基づいて「より高感度で信頼性の高い定量が可能なペプチド」を選択する技術は、国内外で特許登録済である。特に、抗体で困難な、特定のアミノ酸が修飾された蛋白質や、1アミノ酸が異なる蛋白質などの精密定量が可能である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
食品、環境など、タンパク質が関与する全てのライフサイエンス産業への応用に可能性がある。図3には、特に、医薬品開発や診断や個別薬物療法などの医療関連産業への応用の可能性についてまとめた。

薬学研究科
寺崎 哲也 教授 薬学博士
TERASAKI, Tetsuya Professor

Reflective Display

次世代高臨場・低電力ディスプレイシステムの研究開発

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近年、高精細映像通信サービスやユビキタスネットワークの普及による情報の多様化に伴い、情報ネットワークと人との間を繋ぐヒューマンインターフェースとしてディスプレイは大容量化や高色再現といった表示の高品位化だけではなく、省電力化や高臨場感等の高機能化の実現が期待されている。当研究室では、液晶を用いた光の偏光および拡散の精密な解析・制御技術、ならびにそれに基づいた高性能ディスプレイシステムについて研究を行っており、これにより電子ブックやデジタルサイネージ等をはじめとした新しいメディアの創出、省エネルギー社会の実現に貢献することを目的としています。特に偏光の精密な解析と制御を可能とする偏光制御理論を確立すると共に、その応用として液晶分子の表面配向状態の解析および制御技術、液晶の広視野角・高速化技術、フィールドシーケンシャルカラー(色順次表示)方式を用いた超高精細ディスプレイ技術、超低消費電力反射型フルカラーディスプレイ、超大型・高品位ディスプレイなどについて研究を進めています。
また、インタラクティブ(双方向対話型)なコミュニケーション技術に基づいた情報社会の構築を想定した次世代高臨場感ディスプレイ技術についても研究を行っています。具体的には精密な光線方向制御に基づいた実空間裸眼立体ディスプレイおよび多視点ディスプレイに関する研究などがあります。以上のような技術をさらに進展させ、産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望します。

工学研究科
石鍋 隆宏 准教授 工学博士
ISHINABE, Takahiro Associate Professor

Renewable Energy

リチウム電池や太陽電池などのエネルギーデバイスプロセッシング

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 本間研究室では21世紀の科学技術が取り組む最重要課題である地球持続技術・低炭素化社会構築の為にナノテクノロジーを利用した再生可能エネルギー技術のフロンティア開拓を行う。新デバイス・新材料開発を中心に、太陽電池、燃料電池、二次電池等の革新的エネルギー技術を世に発信し地球温暖化対策のイノベーションを起こすことを目的としている。
 革新的エネルギー変換デバイスを実現するために、単原子層電極であるグラフェン、金属酸化物ナノシート、ナノ結晶活物質、イオン液体、表面ナノ薄膜などの革新的ナノテクノロジーの基礎研究から高容量・高出力型リチウム二次電池、全固体型リチウム二次電池、金属空気電池、大容量キャパシタ、太陽電池などの高性能電極材料・デバイス創製の精密化学プロセスを研究する。これらの革新的エネルギーデバイスを要素技術としてスマートグリッド、電気自動車や再生可能エネルギーの基盤強化に貢献するとともに産業界との共同研究を積極的に推進する。

多元物質科学研究所
本間 格 教授 工学博士
HONMA, Itaru Professor

RFIC

先端ワイヤレス通信

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特徴・独自性
地上系・衛星系を統合した高度情報ネットワークの実現を目指して、高信頼かつ電力消費の少ない先端ワイヤレス通信技術に関して、高周波回路・信号処理回路・RFIC・実装技術から送受信機技術、変復調・ネットワーク技術に至るまで、一貫した研究・開発を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
地上無線通信あるいは衛星通信用の送受信機のハードウェア技術、たとえば、ディジタルRF、フェーズドアレーアンテナなどのビームフォーミング回路、ソフトウェア無線機の技術に関して、共同研究が可能と考えています。

電気通信研究所
末松 憲治 教授 博士(工学)
SUEMATSU, Noriharu Professor

RNA

ソトス症候群の簡易スクリーニング法の開発

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特徴・独自性
ソトス症候群はNSD1遺伝子の欠失または点変異によるハプロ不全により発症する小児期の顕著な過成長、特異的頭顔面、精神発達障害など多様な症状を呈する常染色体優性遺伝性疾患であるが、NSD1点変異の特定は困難で診断に至らないケースも少なくない。当研究グループはNSD1のハプロ不全で顕著な発現調節を受ける遺伝子群の特定に成功し、これらの遺伝子群の定量による本症のスクリーニング法の開発に取り組んでいる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
ソトス症候群のスクリーニングのための臨床検査法の開発を企業と共に取組み、過成長と精神発達障害を来す児の鑑別のための臨床応用を行うことを希望する。

災害科学国際研究所 災害精神医学分野
富田 博秋 教授 医学博士
TOMITA, Hiroaki Professor

ROI設定自動化

ビジュアルサーボ顕微鏡

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特徴・独自性
蛍光顕微鏡は細胞内イオンの定量的可視化や光学顕微鏡の限界を超える観察などに必須の道具である。生物の「行動と神経活動の相関」を計測したい場合、現状では、ターゲットの神経細胞を機械的に固定するか麻酔するかしか方法がない。また、これらの方法では細胞や生物が動かないので,「行動」を計測したことにはならない。私たちは、動く生物を追いかけて神経細胞の活動を蛍光観察する手法を開発した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
観察しているターゲット細胞群の蛍光強度を観測しながら、細胞群の動き(3次元移動と変形)を自動でキャンセルする画像処理手法を開発した。「生物の運動」と「動く神経細胞活動」を同時に計測できる技術を活用したい企業との共同研究を希望する。

情報科学研究科
橋本 浩一 教授 工学博士
HASHIMOTO, Koichi Professor

r

resistance (耐性)

生物活性の探索をアウトソーシングしませんか - ウイルス・腫瘍・細菌を中心に -

 当研究室では様々な生物活性探索アッセイ方法を確立しています。その成果として日本たばこ産業と共同開発した抗HIV剤、elvitegravirが臨床応用されています。他にも、DNAのtranslocation阻害という新規の作用機序を有する逆転写酵素阻害剤(EFdA)や抗ガン剤(S-FMAU)を開発してきました。新たなターゲットに対するhigh through-put screening確立の受託も可能ですので個別にご相談ください。HIVに関しては耐性ウイルスのライブラリーも有しております。P3実験施設を必要とする共同開発や他の微生物を含めた学術指導にも応じます。具体的には、1)抗ウイルス剤・抗菌剤などの活性評価、2)抗腫瘍活性の測定、3)新たなスクリーニング法の確立などを行います。
 これまでの連携実績は右上のPDFを参照してください。

災害科学国際研究所
児玉 栄一 教授 医学博士
KODAMA, Eiichi Professor

S

Saccharomyces cerevisiae

酵母を用いた認知症治療薬スクリーニング系の開発

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特徴・独自性
γセクレターゼを発現した酵母を用いて、アルツハイマー病患者脳内で生成されるアミロイドβの生成を検出するアッセイ系を開発した。家族性アルツハイマー病家系から見つかっている遺伝子変異を利用することで、特に毒性の高いアミロイドβ(Aβ42)の生成を検出することが可能である。レポーター遺伝子の発現、即ち酵母の生育・レポータ酵素を評価することにより、Aβ42を減少させる化合物、変異の同定に成功している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
本法により、γセクレターゼの機能を調節・阻害して認知症治療を目指す、化合物、天然物、遺伝子等のスクリーニングを行うことができる。この技術を産業的に活用したい製薬・食品企業や団体との共同研究を希望する。

農学研究科
二井 勇人 准教授 農学博士
FUTAI, Eugene Associate Professor

SAR

レーダリモートセンシング

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特徴・独自性
電磁波応用計測として衛星ならびに航空機搭載マイクロ波リモートセンシング(SAR)、地中レーダ(GPR)・電磁法(金属探知器)による地下計測、ポラリメトリックボアホールレーダによる地下水評価などについて研究を進めています。特に人道的地雷検知・除去を目的に開発したGPRシステムALISはカンボジアで地雷除去活動に実践的に利用されています。こうした技術は環境計測、埋設物検知、防災・減災などへの応用が期待できます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
地中レーダ(地下水、土壌水分、地雷・危険物検知、遺跡調査、埋設物構造検査)
衛星・航空機搭載合成開口レーダ(環境計測、植生調査、対象物識別)
地表設置型合成開口レーダ(地滑りモニタリング、津波対策、構造物健全調査)

東北アジア研究センター
佐藤 源之 教授 工学博士
SATO, Motoyuki Professor

リモートセンシング・GIS(地理情報システム)

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特徴・独自性
リモートセンシング全般、GISにまつわる研究を行っている。人工衛星や航空機によるリモートセンシングデータを利用した環境モニタリング、農地や植生地域の管理、災害による被害状況の把握などが主研究内容であり、陸域を観測したデータの解析を中心としている。合成開口レーダ(SAR)やハイパースペクトルセンサによる観測データも用いている。GISは研究対象であるとともに主要なツールの一つでもあり、リモートセンシングデータのほか、国土地理院によって提供される基盤地図情報などの空間データの管理や空間解析に利用している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
広域情報を一度に把握でき、また過去の状況を調べることもできる。農地管理のほか、自治体やライフライン関連企業での、施設・設備の情報の管理・運営などにも広く役立てることができる。

農学研究科
米澤 千夏 准教授 博士(理学)
YONEZAWA, Chinatsu Associate Professor

SCC

固相接合による模擬応力腐食割れ試験体製作技術

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特徴・独自性
高信頼性原子力発電所の実現に向けた保全技術の開発のため、検査・評価技術の高度化及び検査員の技能研鑽のためには適切な試験体の存在が不可欠である。しかし、人為的に実キズ、特に応力腐食割れのような複雑なキズを再現するためには長い期間と多額の費用が必要であり、かつ制御が極めて困難という問題がある。このような問題を鑑み、非破壊検査技術に対する応答が実キズ相当である模擬キズを安価かつ短期間に製作する技術の開発を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
非破壊検査技術に対する応答が実キズ相当である試験体の安価な提供が可能となり、検査・評価技術の高度化、及び検査員の技能研鑽に大きく貢献することが期待される。

工学研究科 量子エネルギー工学専攻
遊佐 訓孝 准教授 博士(工学)
YUSA, Noritaka Associate Professor

Si

外場印加により固液界面のエネルギー状態を制御した新しい結晶成長

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我々は、結晶成長過程における界面現象と育成された結晶の特性の関係を明らかにするといった立場から、主として融液からのバルク結晶の成長に取り組んでいます。特に、界面に電場を印加することにより結晶と融液の間に電気二重層という極薄領域を形成しナノメータスケールで結晶育成を制御しています。電場印加による具体的な結晶作製研究例として、
1. 融液と結晶のエネルギー関係を制御し、従来育成が不可能とされていた高温圧電センサー用ランガサイト型結晶の開発。
2. 結晶化が困難なタンパク質の核形成を電場印加により容易に実現。
3. シリコン結晶成長において界面の不安定性を制御し、理想的な構造を持つシリコン結晶の開発。
このように21世紀高度情報化社会に必要な、光学、圧電、磁性等の分野で有用な新結晶や、あるいは、従来育成が困難とされていた結晶の創製の分野で有意義な共同研究ができるものと考えます。

金属材料研究所
宇田 聡 教授 Ph.D.
UDA, Satoshi Professor

SiCパワーデバイス

電子デバイスの高性能・高信頼化のための配線材料と形成プロセスの開発

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特徴・独自性
半導体デバイスからなる電子製品は、半導体自体はもとより、半導体に接続する金属配線があって製品として動作する。金属配線に求められる課題は、半導体材料との良好な電気的コンタクト、相互拡散の防止、良好な密着性、および配線材料の低電気抵抗、耐腐食性、プロセス耐性などがある。本研究室では、種々のデバイスのニーズにあった配線材料の開発ならびにコストパフォーマンスを追求したプロセス技術を開発することによって、高性能かつ高信頼性の先端デバイス開発に貢献している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
Si半導体多層配線において拡散バリア層を自己形成するCu合金配線、IGZO酸化物半導体に対して熱反応によるキャリアドーピングを行えるCu合金配線、SiCパワー半導体に対して優れた熱・機械的信頼性と良好なコンタクト特性を示すNb合金配線、タッチパネル用途などのITO透明導電膜に対するCu合金配線、太陽電池におけるCuペースト配線、などがある。

未来科学技術共同研究センター
小池 淳一 教授 Ph. D.
KOIKE, Junichi Professor

s

Screening

微生物ゲノム情報を用いた抗菌剤創造薬システム

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農業・医療分野の動植物感染菌対策に必要な抗菌剤の開発においては、効率的創薬手法の確立が求められており、我々は微生物ゲノム科学を活用して連続的に新規抗菌剤を創出する新技術体系を確立した。新規創薬パイプラインでは、様々な基準抗真菌剤に対する糸状菌の網羅的な転写応答プロファイル解析から、創薬標的候補遺伝子の機能解析と候補化合物の系統的分別探索に有効な、1)細胞システム毎(エネルギー系、細胞膜生合成系、細胞壁系、細胞骨格系等、シグナル伝達系)のレポーターアッセイ系、2)化合物転写応答-表現型データベースによる統計解析を組み合わせた新剤評価系を構築して産業運用している。現在、化合物探索の共同開発が可能な状態にある。
1)Abe K. et al. Aspergillus: Caister Academic Press, pp. 199-227 (2010)
2)阿部 敬悦ら、抗カビ剤のスクリーニング方法, 特開2006-65281

農学研究科/未来科学技術共同研究センター
阿部 敬悦 教授 農学博士
ABE, Keietsu Professor

screening(スクリーニング)

生物活性の探索をアウトソーシングしませんか - ウイルス・腫瘍・細菌を中心に -

 当研究室では様々な生物活性探索アッセイ方法を確立しています。その成果として日本たばこ産業と共同開発した抗HIV剤、elvitegravirが臨床応用されています。他にも、DNAのtranslocation阻害という新規の作用機序を有する逆転写酵素阻害剤(EFdA)や抗ガン剤(S-FMAU)を開発してきました。新たなターゲットに対するhigh through-put screening確立の受託も可能ですので個別にご相談ください。HIVに関しては耐性ウイルスのライブラリーも有しております。P3実験施設を必要とする共同開発や他の微生物を含めた学術指導にも応じます。具体的には、1)抗ウイルス剤・抗菌剤などの活性評価、2)抗腫瘍活性の測定、3)新たなスクリーニング法の確立などを行います。
 これまでの連携実績は右上のPDFを参照してください。

災害科学国際研究所
児玉 栄一 教授 医学博士
KODAMA, Eiichi Professor

seaweed

育種学的手法及び飼料添加物による病気に強い動物の開発

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国内外の養豚生産現場で最も重要な病気は、複数の病原体の感染により豚が呼吸器病を示す豚呼吸器複合症(PRDC)である。宮城県畜産試験場との共同研究でマイコプラズマ性肺炎病変(MPS)低方向へ5世代選抜した結果、病変は減少し、相関反応として自然免疫能(貪食能:PA、顆粒球・リンパ球比率:GLR)、細胞性免疫能が高まり、液性免疫能であるSRBC特異的抗体産生能(AP)が抑制された。
海藻の飼料添加給与が液性免疫IgGやIgAを活性化させ、甘草の飼料添加給与が炎症性サイトカインを抑制するのでこれらの物質の利用により飼料への過度の抗菌剤添加を軽減させる。さらに、抗病性育種の選抜実験としてマウスの自然免疫、獲得免疫および両者を同時に選抜する3系統と無選抜対照系を20世代選抜し、これらの免疫特性、抗病性を比較検討中である。本研究で得られた技術を産業界で活用したい企業や団体からのお問い合わせをお待ちしています。

農学研究科
鈴木 啓一 教授 農学博士
SUZUKI, Keiichi Professor