東北大学　研究シーズ集

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ら 行
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り

〈量子通信〉

量子もつれ光源の研究開発

 
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特徴・独自性
  • 量子コンピュータ、量子暗号などに代表される量子情報通信技術は、現在の古典的情報処理や情報通信技術の限界を打ち破る全く新しい情報通信技術を切り拓くものとして注目を集めています。量子もつれは、そのような量子情報通信技術に不可欠な重要なリソースです。なかでも、高い効率で量子もつれ光子を発生し得る高性能な量子もつれ光源の開発は、将来の量子情報通信の中核的デバイスとして期待されています。
実用化イメージ

半導体や擬似位相整合光学非線形素子を用いた新しい量子もつれ光源の研究を進めており、多くの特許を取得しています。この技術を実用化するための企業や団体との共同研究を希望します。

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 量子光情報工学研究室

枝松 圭一  

Keiichi Edamatsu

〈量子デバイス〉

固体ナノ構造を用いた量子デバイスの研究

特徴・独自性
  • 固体ナノ構造中で生じる量子状態を利用して、量子センサや量子ビット等の量子デバイスの研究を進めています。
実用化イメージ

単一電子スピン状態等の量子状態の電気的精密・高速測定、制御、データ科学手法などが得意です。これらがお役に立てることがございましたら、ぜひお知らせ下さい。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所 デバイス・システムグループ

大塚 朋廣  

Tomohiro Otsuka

〈量子もつれ〉

量子もつれ光源の研究開発

 
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特徴・独自性
  • 量子コンピュータ、量子暗号などに代表される量子情報通信技術は、現在の古典的情報処理や情報通信技術の限界を打ち破る全く新しい情報通信技術を切り拓くものとして注目を集めています。量子もつれは、そのような量子情報通信技術に不可欠な重要なリソースです。なかでも、高い効率で量子もつれ光子を発生し得る高性能な量子もつれ光源の開発は、将来の量子情報通信の中核的デバイスとして期待されています。
実用化イメージ

半導体や擬似位相整合光学非線形素子を用いた新しい量子もつれ光源の研究を進めており、多くの特許を取得しています。この技術を実用化するための企業や団体との共同研究を希望します。

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 量子光情報工学研究室

枝松 圭一  

Keiichi Edamatsu

〈量子力学〉

全てを最適化する　Optimal Society

 
 
 
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特徴・独自性
  • 量子アニーリングと呼ばれる最適化技術を世界でいち早く産業化に向けて、その限界を突破する基礎技術、複数の企業との応用可能性の探索に取り掛かっている。
  • その手法の優位性は、一度最適化したい目標を描くコスト関数を定式化するだけで利用できる点だが、我々はさらに最適化しやすい形、学習による逐次最適化、ブラックボックス最適化など、手法にとどまらない展開をしている。
  • 特に自動運転、工場内の物流、災害時の避難誘導へ応用展開中である。
実用化イメージ

各種車両の自動運転、災害時の避難経路誘導などの経路探索問題、工程スケジューリングや多大な組合せ問題への応用。
各業界における組合せ最適化問題への課題解決方法を提供可能。
( 交通・流通、製造、材料、創薬等)

研究者

大学院情報科学研究科 情報基礎科学専攻 情報応用数理学講座（数理情報学分野）

大関 真之  

Masayuki Ohzeki

〈緑膿菌〉

病原因子を標的とした新規抗菌剤の開発を目指したスクリーニング系の開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • ペニシリンの発見以来、各種抗菌剤が発見され重篤な細菌感染症は制御しうる病となった。しかし近年、多剤耐性能を有する各種病原細菌が出現し大きな社会問題となっている。これら細菌感染症の脅威に対抗するためには、新規抗菌剤の継続的な研究開発が必須であり社会的にも強く求められている。既存の抗菌剤の多くは細菌の生存に必須の代謝過程をターゲットとしており新規抗菌剤が登場しても耐性菌は必ず出現するためこの耐性菌問題を避けて通ることはできない。一方、病原細菌が宿主に感染する際に必要な病原因子は細菌の生存に必ずしも必要ではないため、その阻害剤に対する耐性菌の出現頻度は低いと考えられ新規抗菌剤のターゲットとして関心が集まっている。我々はこのような病原因子のなかで新規なタンパク質分泌系であるTat系と鉄代謝系に注目し、それらを標的とする新しいスクリーニング系を開発し、これらの病原因子に対する阻害剤の探索を試みている。この技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。
実用化イメージ

研究者

大学院農学研究科 生物生産科学専攻 動物生命科学講座（動物微生物学分野）

米山 裕  

Hiroshi Yoneyama

〈リレー〉

圏外でも通信可能な“スマホdeリレー”

 
 
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特徴・独自性
  • 爆発的に普及したスマートフォンですが、そのWiFiを活用すれば、携帯電話がつながらなくても、隣の人はもちろん、周囲のスマートフォンにデータをリレーしてもらうことで遠くの人とも情報を交換することが可能になります。現在研究開発を進めている省電力技術やセキュリティ技術が確立すれば、電池残量を気にする必要もなく、他人にデータを見られる心配もなく、通信することが可能になります。
実用化イメージ

災害等の緊急時の情報発信、商店街等での広告・クーポン配布、イベント会場等での少人数グループ内情報交換、団体旅行・登山等でのトランシーバ的な利用、新興国等での通信サービスなどへの応用が期待できます。

研究者

大学院情報科学研究科 応用情報科学専攻 応用情報技術論講座（情報通信技術論分野）

加藤 寧  

Nei Kato

〈リレー通信〉

あらゆるモノ同士の直接通信の効率化を実現する技術

 
 
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特徴・独自性
  • モノが通信する時代では、通信インフラを利用することなく、あらゆるモノ同士が自由自在に直接通信できることが望まれます。モノが密集した状況でも、移動している状態でも、効率的な無線通信を実現することを目指し、局所集中型通信技術の研究を推進しています。なお、当該技術の一部を応用した事例の一つとして「スマホdeリレー」がありますが、こちらの研究開発詳細については研究室ウェブサイトをご覧下さい。
実用化イメージ

無線通信機、通信システム、及び通信サービスに関連する業界。ならびに防災・減災など災害時の情報通信に関係する業界

研究者

大学院工学研究科 通信工学専攻 通信システム工学講座（通信方式分野）

西山 大樹  

NISHIYAMA Hiroki

〈リン酸八カルシウム（OCP）〉

新生骨を誘導する次世代バイオマテリアルの開発

 
 
 
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概要

生体材料学を基盤として、骨の欠損を修復する整形外科、歯科、他の骨再生を必要とする領域の骨補填材を開発し、社会実壮を目指す研究を行っている。

従来技術との比較

骨アパタイト結晶の前駆体であるリン酸八カルシウム（OCP）の骨伝導性発見の成果に基づき、既存人工骨を上回る性能を持つ人工材料の調製に基づく骨補填材に関わる一連の技術を有し，新規骨補材を開発している。

特徴・独自性
  • 骨芽細胞分化を促すリン酸八カルシウム（OCP）の完全合成に成功し、骨芽細胞に加え骨細胞分化も促進させることを明らかにした（Suzuki O et al. Dent Mater J 39:187, 2020）。またOCP とgelatin、collagen など生体由来高分子あるいはPLGAといった合成高分子との複合体による臨床応用可能な次世代型バイオマテリアル開発への取り組みを進めている。さらにOCP自体の新生骨との置換性を高める研究を行っている（Suzuki O et al. Acta Biomater 158:1, 2023）。
実用化イメージ

整形外科領域の骨欠損修復をターゲットとし、顎顔面・口腔外科領域にも応用可能な生体材料開発を学内共同研究により進めている。新規バイオマテリアルの開発をめざす企業に対して学術指導を行う用意がある。

研究者

大学院歯学研究科 歯科学専攻 リハビリテーション歯学講座（顎口腔機能創建学分野）

鈴木 治  

Osamu Suzuki

〈臨床開発〉

酸素センサー・プロリル水酸化酵素（PHD)を標的とした虚血障害治療薬の開発

 
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特徴・独自性
  • 全ての生物は酸素を利用してエネルギーを作り出し、生命活動を維持しています。ひとたび酸素濃度が低下すると、その活動が著しく妨げられ、場合によっては死に至ります。局所の低酸素状態が関連する病気の代表例としては、虚血性心疾患、脳卒中、腎臓病などが挙げられます。私たちは、プロリル水酸化酵素（PHD）が低酸素状態を感知するセンサーとして機能していることに着目し、これを制御することで虚血障害を治療する医薬の開発を推進しています。
実用化イメージ

現在、いくつかのPHDを阻害する化合物を得ており、国内外の製薬メーカー等と連携して、非臨床試験から臨床開発へと進め、実用化を目指しています。

研究者

大学院医学系研究科 創生応用医学研究センター 分子病態治療学分野

宮田 敏男  

Toshio Miyata

〈臨床検査〉

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。
実用化イメージ

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。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 神経・感覚器病態学講座（精神神経学分野）

富田 博秋  

Hiroaki Tomita

〈リンパ節〉

リンパ節内投与法の開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 1.１個の転移リンパ節の治療に必要な抗がん剤の量は全身投与量の1/1,000から1/10,000.
  • 2. 副作用はほぼ無視できる.
  • 3. 超音波ガイド下でリンパ節内に薬剤投与が可能
  • 4. 投与薬剤の溶媒に関して, 国際特許出願済み
実用化イメージ

1. 頭頸部がん, 乳がんなどにおける所属リンパ節の治療と予防的治療
2. ドラッグリポジショニング・ジェネリックによる医薬品開発を目指す製薬企業
3. 投与システムの開発を目指す医療機器メーカー

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 治療医工学講座（腫瘍医工学分野）

小玉 哲也  

Tetsuya KODAMA

リンパ節転移の予測および治療評価システム

 
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特徴・独自性
  • 1. 圧力センサー（針, 光ファイバーなど）をリンパ節内に挿入し,リンパ節の転移リスクおよび治療の評価が可能
  • 2. 国内特許取得済
実用化イメージ

リンパ節転移の診断・治療システムの開発を目指す医療機器メーカーと共同研究

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 治療医工学講座（腫瘍医工学分野）

小玉 哲也  

Tetsuya KODAMA

〈リンパ節郭清〉

がん病巣の活性化因子の探索

 
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特徴・独自性
  • 主要臓器に転移を来したがん細胞は、リンパ節を摘出すると活性化する。この臨床現場で散見される事象にどんな分子が関与するのか？わたしたちの研究室では遠隔転移活性化マウスモデルを開発し、この活性化因子を探索している。このモデルではヒトのリンパ節と同等の大きさを有するMXHマウスを使用しており、 MXHマウスは当該研究室のオリジナルである。また、本モデルでの転移活性化率は100%を達成する。転移活性化分子の探索と同定は、新規薬剤の開発のみならず、がんの超早期診断が可能な新たな診断機器の開発につながるものと期待される。
実用化イメージ

製薬会社：がん活性化抑制分子や免疫活性化分子の探索から製剤化が可能
医療機器メーカー：がんの超早期診断が可能な新たな診断機器の開発

研究者

大学院歯学研究科 歯科学専攻 病態マネジメント歯学講座（顎顔面口腔腫瘍外科学分野）

Sukhbaatar Ariunbuyan  

Sukhbaatar Ariunbuyan

〈リンパ節転移〉

リンパ節内投与法の開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 1.１個の転移リンパ節の治療に必要な抗がん剤の量は全身投与量の1/1,000から1/10,000.
  • 2. 副作用はほぼ無視できる.
  • 3. 超音波ガイド下でリンパ節内に薬剤投与が可能
  • 4. 投与薬剤の溶媒に関して, 国際特許出願済み
実用化イメージ

1. 頭頸部がん, 乳がんなどにおける所属リンパ節の治療と予防的治療
2. ドラッグリポジショニング・ジェネリックによる医薬品開発を目指す製薬企業
3. 投与システムの開発を目指す医療機器メーカー

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 治療医工学講座（腫瘍医工学分野）

小玉 哲也  

Tetsuya KODAMA

リンパ節転移の予測および治療評価システム

 
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特徴・独自性
  • 1. 圧力センサー（針, 光ファイバーなど）をリンパ節内に挿入し,リンパ節の転移リスクおよび治療の評価が可能
  • 2. 国内特許取得済
実用化イメージ

リンパ節転移の診断・治療システムの開発を目指す医療機器メーカーと共同研究

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 治療医工学講座（腫瘍医工学分野）

小玉 哲也  

Tetsuya KODAMA

れ

〈レーザー〉

テラヘルツ帯新材料・新原理半導体デバイスの創出とそのICT応用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 光波と電波の融合域：テラヘルツ波帯での室温動作が可能な集積型電子デバイスおよび回路システムの創出に関する以下の研究開発を行っています。
  • 1. 半導体二次元プラズモン共鳴を利用した集積型テラヘルツ機能デバイス・回路の開発
  • 2. 新原理グラフェン・テラヘルツレーザートランジスタの開発
  • 3. グラフェンプラズモンを利用した室温テラヘルツ増幅・検出素子とそれらのBeyond 5G高速テラヘルツ無線通信応用
実用化イメージ

これら世界最先端の超ブロードバンドデバイス・回路技術は、次世代 6G, 7G 超高速無線通信や安心・安全のための新たなイメージング・分光計測システムのキーデバイスとして期待されています。

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 超ブロードバンド信号処理研究室

尾辻 泰一  

Taiichi Otsuji

スピン制御レーザー

 
 
 
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特徴・独自性
  • Qスイッチという光学デバイスは、高安定・高出力で知られる固体レーザーのパワーを著しく増大することができます。現在は、電気光学効果あるいは音響光学効果を用いたQスイッチが主流ですが、磁気光学効果を用いても、Qスイッチができることを、我々は見出しました。実際に、磁気光学材料を使って、Qスイッチを作製し、「スピン制御レーザー」という名前で、デバイス化しています。
実用化イメージ

膜型のQスイッチは、他にありません。磁性膜を使うことで初めて実現されました。固体レーザーのパワーを飛躍的に増大できるものであり、現在のハイパワーなレーザーを、小型化できるデバイスと言えます。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

後藤 太一  

Taichi Goto

〈レーザー計測〉

高圧ガスタービン環境における燃焼評価と気流噴射弁の技術開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 燃焼は、温度、濃度、速度、高速化学反応といった多次元のダイナミックスが複合した複雑な過程です。当研究室は、高圧ガスタービン環境を実現できる世界的にも希な高圧燃焼試験装置を有し、高温高圧下の燃焼実験ならびにレーザー分光計測に独自性があります。航空宇宙推進系のみならず各種高圧化学反応炉の設計技術と安全評価技術、新燃料の燃焼技術、さらには高圧下の液体微粒化技術の研究開発にも取り組んでいます。
実用化イメージ

航空宇宙、自動車、電力、工業炉、化学プラント業界における、多様な燃料に対するガスタービン燃焼と評価、高圧噴霧生成と制御、高圧下のレーザー燃焼診断、化学反応炉の安全設計等に関する連携が可能です。

研究者

流体科学研究所

小林 秀昭  

Hideaki Kobayashi

光学を基礎としたマイクロ光学デバイスの設計・製作，特に光応用のMEMSや光センサ

 
 
 
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特徴・独自性
  • 光センサや光学系の設計等、光工学を基礎として、機械の運動測定やレーザーを用いた分光や非接触測定などの技術を研究している。また、半導体微細加工を利用して、集積型のマイクロ光センサ、マイクロ機械を組み合わせた光スキャナー、光通信用のスイッチなどの可変光デバイスを研究している（光MEMS）。
実用化イメージ

光学設計、光計測産業、半導体マイクロマシニングおよびMEMS などに関連した産業など。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 安全・安心マイクロシステムの研究開発

羽根 一博  

Kazuhiro Hane

〈レーザ治療〉

光を利用した低侵襲治療・診断システムの開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 細く柔軟な光ファイバを内視鏡に挿入して患部にレーザ光を照射する低侵襲治療や、内視鏡を用いて光学的な診断を行うための装置や技術についての研究を行っています。また、これらの治療・診断に用いるための光ファイバとして、通常のガラス光ファイバの他に、強力なレーザ光や幅広い波長の光の伝送が可能な、中空光ファイバと呼ばれる特殊な光ファイバを用いた治療・診断システムの研究開発も行っています。
実用化イメージ

医療機器メーカーをはじめ、本分野への新規参入を検討している電子機器、通信装置、および計測機器メーカーなどが連携先として考えられます。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 医療機器創生医工学講座（医用光工学分野）

松浦 祐司  

Yuji Matsuura

東北大学　研究シーズ集

研究分野

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