東北大学 研究シーズ集

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磁性フィルム

高分子とナノ粒子のハイブリッド

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特徴・独自性

高分子材料とナノ粒子とのハイブリッド材料は、2つの異なる材料の機能を合わせ持つ今までにない材料として期待され、多くの研究開発が進められている。しかし、材料間の親和性が低く、多くの場合ハイブリッド化により、両方の機能が低下することが多く、相反機能を同時に達成することは不可能とされてきた。
当研究室では、高分子とナノ材料間の界面制御を最適に行う新たな超臨界技術により、相反する機能を合わせ持つ新たなハイブリッド材料の創製に成功した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

材料の例として
・ 透明、フレキシブル、高屈折率、易加工性
・ 高熱伝導度、フレキシブル、密着性、絶縁性、易加工性等
といったハイブリッド材料創製に向けた研究開発を行っている。

材料科学高等研究所
阿尻 雅文 教授 工学博士
ADSCHIRI, Tadafumi Professor

次世代DNAシーケンシング

次世代DNA分析技術によるあらゆる生物の識別:個体・品種・集団・種・未知サンプル等の同定

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特徴・独自性

独自に開発した次世代DNA分析技術であるMIG-seq(MultiplexedISSR Genotyping by sequencing)法により、わずか数ngのDNA試料があれば、数千領域のDNA 情報を取得して、あらゆる生物を対象に個体・品種・集団・雑種・種・未知サンプルの同定を行うことができる。早く、安く、高い正確性で識別可能なのが大きな特徴である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

作物品種の育成者権保護のための品種鑑定や、品種・産地偽装検査等、生物の「識別」を必要とする広い用途に利用できる。

農学研究科
陶山 佳久 准教授 博士(農学)
SUYAMA, Yoshihisa Associate Professor

次世代シークエンサー

第3世代 T細胞レパートリー解析技術開発

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特徴・独自性

病気から身体を守るために、T細胞という免疫細胞が働いています。T 細胞は、その受容体で様々な病原体に対応でき、1020種類ものT 細胞受容体、すなわちレパートリーをもっています。例えば、がんを排除できるT 細胞受容体を特定できれば、このT 細胞受容体をもとにした創薬が可能となり、がんをより効率的に排除できるようになります。T細胞受容体を網羅的に調べる技術(T細胞レパートリー解析技術)は以前からありましたが、精度や効率性に問題がありました。我々はこの問題を克服し、高精度、高効率の解析技術、いわゆる第3世代T細胞レパートリー解析技術を新たに開発しました。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

この技術はT細胞が関係する疾患全てに応用できるため汎用性が高く、がんや自己免疫疾患、感染症に対する治療薬、ワクチン開発、遺伝子治療などの新規治療法の開発および個別化医療を可能とします。

加齢医学研究所 生体防御学分野
小笠原 康悦 教授
OGASAWARA, Kouetsu Professor

次世代ロボット用マルチセンサシステム

MEMSとLSIをコアとしたエッジヘビーセンシング

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特徴・独自性

半導体技術であるMEMSとLSIを組み合わせることで高付加価値なデバイスならびにシステムを提供できます。例えば、MEMSセンサと専用LSI とを集積化した触覚センサデバイスでは、これまでに困難であった高性能なセンシング、多数個センサ配置、高速応答、省配線、高いシステムの柔軟性などを同時に実現しています。ハードウェアモジュール、ソフトウェア利用者のためのAPI、開発ツール等も考慮します。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

社会実装を第一に考えており、また、これまでに上流から下流まで広く企業との繋がりがあり、バランスの取れた研究開発ならびに実用化までの連携を行うことができます。

マイクロシステム融合研究開発センター
室山 真徳 准教授 博士(工学)
MUROYAMA, Masanori Associate Professor

自然言語処理

ビッグデータの意味解析を可能にする自然言語処理技術

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特徴・独自性

膨大な言語データを意味的に解析し必要な情報・知識を抽出する技術、抽出した情報・知識を分類・比較・要約する技術、それらを可能にする世界最速の仮説推論技術など、先進的な自然言語処理技術を研究開発しています。また、これら基盤技術をウェブやソーシャルメディアなどのビッグデータに適用し、大規模な情報・知識マイニングや信頼性の検証支援、耐災害情報処理などに応用する実践的研究も展開しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

言語意味解析に基づく高度なテキストマイニングによる市場動向調査や技術動向調査、隠れたニーズやリスクの発見、社内文書の構造化・組織化による知識管理支援、対話システムなど、多様な分野・業種との連携が可能です。

情報科学研究科
乾 健太郎 教授 博士(工学)
INUI, Kentaro Professor

視線行動

実験心理学の原理から人間の行動を理解する

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特徴・独自性

人の行動情報をセンシングし、人の意図や心身状態、人間関係を読み取ろうとする動きが進んでいます。このような状況を踏まえ、本研究室では、視線計測技術などを用いた実験心理学的手法によって人の身体行動に内在する心の理解に関する認知機能の解明に取り組んでいます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

私たちは、日常の中で、極めて効率的な身体行動を様々な状況で柔軟かつ容易に実現していますが、なぜこのようなことが可能なのでしょうか? この問題は、認知科学、神経科学、リハビリテーション医学、スポーツ科学、ロボット工学などの様々な研究分野で取り組まれている重要な問題の一つです。 効率的な身体行動の実現には、目に見える「物理的な身体」ではなく、目に見えない「心の中の身体」(自己身体の気づき)が深く関与することを見出しており、「心の中の身体」のメカニズムと機能的役割の解明を進めています。

情報科学研究科
松宮 一道 教授 博士(工学)
MATSUMIYA, Kazumichi Professor

自然採光

採光、換気・空調、温熱・エネルギーをはじめとする建築環境工学

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特徴・独自性

私たちが生活する建築空間の温度、湿度、空気、光、エネルギー等を扱うのが建築環境工学です。その中でも特に建築のサステナブル化に寄与する技術として、自然採光技術、空調技術に関する研究を行っています。建築環境分野で実際にモノを作る取り組みに特徴があります。具体的には太陽高度に大きく影響されずに採光可能な固定採光ルーバーや、除湿を専門に行う空調機(デシカント空調)に関する研究・開発を進めています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

建築・設備関連業界との産学連携を想定しています。建築における温熱、採光、エネルギー等を中心に建築環境工学を広く扱っているので、関連分野を含めて連携の可能性があります。

工学研究科 都市・建築学専攻
小林 光 准教授 博士(工学)
KOBAYASHI, Hikaru Associate Professor

自然分解性

構造制御による複合材料の多機能化と新機能付与

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特徴・独自性

科学技術の発展とともに、機械やデバイスの小型、軽量化、高性能化が求められている。当研究室では、独自装置を用いた材料創製技術、理論に基づいた数値解析技術を駆使し、種々のナノ粒子および繊維をポリマー、金属、セラミクス材料と複合化している。そして、複数の機能( 例:高強度、超軽量、発電機能、損傷検出機能、自然分解性など)を同時に発現する多機能ナノコンポジットの創製と特性発現機構の理解を得意としている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

ナノコンポジットの多機能化、新機能付与によって既存の機械やデバイスのさらなる小型化、高性能化、新機能追加による付加価値向上を目指している企業等との共同研究を希望する。

工学研究科
栗田 大樹 助教 博士( 工学)
KURITA, Hiroki Assistant Professor

自然免疫

新規生物活性評価系を利用した自然免疫制御物質の探索と創薬研究

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特徴・独自性

自然免疫は、感染初期に常在性の分子によって広範囲の異物を認識する生体防御機構である。自然免疫の異常な機能低下や活性化はそれぞれ日和見感染症や敗血症といった重大な疾病を引き起こし、これらに対する有効な治療薬の開発は急務とされている。私どもは昆虫を用いた自然免疫の活性化を検出するための独自の評価系を開発した。本評価系を用いることで、化合物ライブラリや天然化合物からの自然免疫制御物質の探索が可能である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

様々な疾患の治療薬となりうる自然免疫制御物質の探索と開発に関する本研究成果を、製薬関連企業等と連携することで新規医薬品開発等へとつなげていきたい。

薬学研究科
菊地 晴久 准教授 薬学博士
KIKUCHI, Haruhisa Associate Professor

自然免疫を標的とした創薬と利用

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特徴・独自性

自然免疫は、感染症、急性炎症、自己免疫疾患などと密接に関係するだけでなく、最近、自然免疫と一見無関係とも思えるガンの転移やメタボリックシンドロームなどの疾患とも関係していることが明らかとなってきました。したがって、自然免疫は、創薬の重要なターゲットであります。これまでに、自然免疫の種間での共通性を利用して、ショウジョウバエ個体を用いた自然免疫スクリーニング系を確立し、自然免疫を活性化する化合物、あるいは抑制する化合物を同定しています。また、自然免疫シグナル機構を利用した新たな検出技術も開発しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

創薬だけでなく、新たな検出技術の開発につながることが期待できます。

薬学研究科
倉田 祥一朗 教授 薬学博士
KURATA, Shoichiro Professor

細胞生物学

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特徴・独自性

細胞小器官の研究は、それぞれの細胞小器官が持つ個性的な内部空間(ルーメン)の機能を解き明かすことを中心に進んできましたが、細胞小器官を形作っている膜そのものにも重要な機能が潜んでいると考え研究をすすめています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

自然免疫応答を惹起する重要分子STING は細胞内物質輸送によってその活性が厳密に制御されています。STING の輸送を制御する化合物の開発により、STING が関与する炎症応答を増強・緩和する薬剤につながることが期待されます(製薬業界)

生命科学研究科
田口 友彦 教授 理学博士
TAGUCHI, Tomohiko Professor

室温

原子拡散接合法(新しい室温接合技術)とその応用

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特徴・独自性

原子拡散接合法は、同種・異種のウエハ等を室温で接合する、我々が提案した新しい技術です。超高真空中の接合では、非常に薄い金属膜を用いた接合が可能であり、接合界面における優れた光の透過性、低い導電性等を利用した新機能デバイスの形成に利用できます。大気中の接合は、接合膜がAu等に限定されるものの利便性が高いため、セラミクスや金属のバルク材やポリマー等の異種材料を室温で接合する研究にも展開しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

新しい電子デバイス、光学デバイス、パワーデバイス、MEMS、ポリマー等の有機系デバイスの形成や、精密機器部品等への展開が期待され、一部は実際のデバイス形成技術として既に利用されています。

学際科学フロンティア研究所
島津 武仁 教授 工学博士
SHIMATSU, Takehito Professor

実用化

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

質量分析

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

脂質の酸化原因を明らかにできる新たな手法を開発

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特徴・独自性

私たちの身体を構成する脂質が何らかの原因で酸化され、過酸化脂質が生じると、病気の要因になると考えられています。 故に、どのような酸化反応( 炎症やラジカル酸化) が進んでいるのかを知ることは重要で、私たちは過酸化脂質の構造を質量分析で詳細に解析することで、酸化反応の種類の見極めを達成しました。 つまり、その種類に応じた適切な抗酸化物質を選択すれば、効果的に酸化を抑制できると期待されます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

現在、病気予防を目的に、様々な抗酸化食品が出ていますが、私たちの方法を活用することにより、作用メカニズムが明確な確固たる抗酸化食品の創成に繋がると期待されます。

農学研究科
仲川 清隆 教授 農学博士
NAKAGAWA, Kiyotaka Professor

ナノ粒子・クラスターのイオンモビリティ質量分析とその応用

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特徴・独自性

高真空中での分子ビーム技術を用いて、今までにない気相小集団化学種(クラスター・ナノ粒子) の質量分析、イオン移動度分析、レーザー光誘起反応、二分子衝突反応の研究を、自作の真空装置を開発して行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

気相の微粒子の同定や構造決定が必要な材料・環境分野、質量分析やイオンモビリティが重要なプロテオミクスが関係するバイオ関連・製薬業界など

理学研究科化学専攻
美齊津 文典 教授 博士(理学)
MISAIZU, Fuminori Professor

自動車リサイクル

アジアにおける廃棄物の適正処理と都市鉱山政策に関する研究-国際資源循環と越境環境問題を中心に-

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特徴・独自性

近年、アジア諸国における廃棄物処理及びリサイクルのマーケットが急速に拡大しており、いわゆる「静脈産業」、「都市鉱山」分野の潜在力が注目されている。本研究の目的は使用済み自動車、使用済み小型家電、容器包装、生活系廃棄物などを対象として、各国における廃棄物処理、リユースネットワーク、リサイクルプロセスを比較分析した上、それぞれの政策評価を行い、国際資源循環の可能性と越境環境問題の解決策を探ることである。特に各国の社会・経済・環境システムの特徴と課題を考慮し、有価物のみならず、資源化効率の低い再生資源、生活系廃棄物などの総合的な廃棄物処理と再資源化政策を提案する。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

アジア各国の動脈産業及び静脈産業における国際資源循環の連携について実践的試みを継続して行っており、人、情報、モノのネットワーク構築のための、基礎調査(FeasibilityStudy) 、技術指導、人材育成、環境管理システム及び新しいビジネスモデル構築などの支援ができる。

国際文化研究科 国際環境資源政策論講座
劉 庭秀 教授 博士(都市・地域計画)
YU, Jeongsoo Professor

歯肉

口腔粘膜由来細胞を利用したiPS細胞の効率的な製造方法

特徴・独自性

本発明は、患者への負担が少なく、しかも高い樹立効率でiPS 細胞を作製する技術を提供することを目的とする。より詳細には、本発明は、口腔粘膜(歯肉)由来の体細胞を利用することによって、誘導多能性幹細胞を高い樹立効率で製造する方法に関する。更に、本発明は、当該製造方法によって作製された誘導多能性幹細胞に関する。
また、歯肉由来の細胞を用いることで、iPS 細胞の作製の際にウイルスを用いずに外来遺伝子挿入のないヒトiPS 細胞を、効率的に樹立することが可能である。さらに、ヒト以外の異種成分を含まない培養系を確立するために、iPS 細胞源である同一患者由来の歯肉由来細胞が自己フィーダー細胞として好適であることも明らかにしており、本発明技術を基盤とした移植に安全なiPS 細胞技術が確立されつつある。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

本発明技術を用いて個々の患者の歯肉から効率的にiPS細胞を作製することによって、医科・歯科領域で期待されているオーダーメイドの再生医療が、より容易かつ効率的となることが想定される。

歯学研究科 分子・再生歯科補綴学分野
江草 宏 教授 博士(歯学)
EGUSA, Hiroshi Professor

シネンセチン

アルツハイマー病の新規根本治療薬の開発

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特徴・独自性

漢方生薬陳皮成分ノビレチンがアルツハイマー病(AD)の動物モデルAPP トランスジェニックマウスにおいてAβの蓄積を抑制し記憶障害を改善することを見出しました。また、ノビレチンを高濃度含有する陳皮がAD 患者の認知機能障害の進行を阻止する可能性が示され、この陳皮エキスからノビレチンの活性を凌駕する抗認知症成分としてシネンセチンを新たに発見しました。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

構造活性相関研究データに基づいて合成したプローブと選択的に結合する脳内の標的分子を特定し、この標的分子に結合して抗AD 作用を持つ新規化合物の開発を行います。

薬学研究科 薬物療法学分野
山國 徹 准教授 医学博士
YAMAKUNI, Tohru Associate Professor

脂肪酸メチルエステル・エチルエステル

イオン交換樹脂を触媒とした高品質脂肪酸エステル連続製造技術

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特徴・独自性

軽油代替燃料バイオディーゼルとなる脂肪酸エステルを、従来法では利用できない非食用の低品質原料(食用油製造工場で排出する脂肪酸油や酸価の高いジャトロファ油)でも反応率100% で連続製造できるパイロットスケールの全自動装置を完成させた。固体の酸・アルカリ触媒としてイオン交換樹脂を用いることで、石鹸の副生をなくし、同時に副生物除去を達成することで、輸送用燃料の品質規格を満たす高品質品を低コストで生産できる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

食用油製造工場で排出するアルカリ油滓やダーク油、脂肪酸油から脂肪酸エステル製造が可能。化学原料として脂肪酸エステル製造を実施する企業、天然油から有価物回収時にエステル化工程を用いる企業との連携が可能。

工学研究科
北川 尚美 教授 博士(工学)
SHIBASAKI-KITAKAWA, Naomi Professor