東北大学　研究シーズ集

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登録されている研究者 433人（研究テーマ422件）

あ 行
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い

便中の腸内細菌で腎癌を診断できる！

 
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概要

腎癌診断マーカー
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T22-355.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　腎癌の診断においては、有効な血液マーカーがなく、超音波、CT、MRI等の画像診断が採用されている。これらの診断は健康診断 等において必須項目でないことが多く、自発的な検査が必要であるが、腎癌は自覚症状が出にくい為、発見が遅れるという問題が ある。
  • 　本発明では腎癌患者の便から腎癌に特異的な属を特定した ことに基づく、新規腎癌マーカーに関するものである。
実用化イメージ

・便検査キット　
・マイクロバイオーム解析によるがん診断

研究者

大学院医学系研究科

伊藤 明宏  

Akihiro Ito

各種環境に対応した大深度地殻応力計測技術

特徴・独自性
  • CO2の地中貯留、深海底面下にあるメタンハイドレート層からのメタンガス生産、地熱エネルギー抽出などのフロンティア地殻工学、さらには、原子力発電所の耐震設計等への応用を目的として、対象地層に作用する地殻応力を孔井を使って定量的に評価するための方法を開発している。これによれば、地表面ないし海表面からキロメートル級の深度、高温環境さらには固結のみならず未固結岩体への適用が可能である。特にBABHYと名付けた方式については、800 mという実用深度での適用実験に成功した。また、この業績に対して、国内岩の力学連合会論文賞、米国岩石力学協会論文賞などを受賞した。これら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

流体科学研究所

伊藤 高敏  

Takatoshi Ito

サイクロトロン加速器技術の開発と応用研究

 
 
 
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特徴・独自性
  • サイクロトロン加速器に関連した技術開発および様々なイオンビームや中性子ビームを用いた基礎・応用研究を行っています。具体的には1)イオン源開発（特に重イオン源）、2) イオン光学設計（ビーム輸送技術）、3) 加速器関連の装置制御技術開発、4)高周波共振器の開発、5) イオン・ガンマ線・中性子等の放射線測定、6)イオンビーム・中性子ビームによる放射線耐性試験などです。
実用化イメージ

耐放射線に強い材料や回路を設計するための、陽子からXeに至るまでの重イオンビーム・中性子ビームなど多彩な量子ビームを用いた放射線耐性試験や、高速中性子ビームによるイメージング技術開発。

研究者

先端量子ビーム科学研究センター

伊藤 正俊  

Masatoshi Itoh

バイオ燃料生産に適したイネの開発研究

 
 
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特徴・独自性
  • セルラーゼ遺伝子を用いたバイオ燃料生産に適したイネの開発研究を行っている。収穫前にセルラーゼを高発現させ細胞壁の部分分解を行えば、収穫後の稲わらの糖化性が向上するのではないかと考えた。まず、セルラーゼを恒常的に高発現するイネを作成したところ、稲わらの糖化性が向上したが、形態異常や不稔が観察された。そこで、老化時期特異的にセルラーゼを高発現させたところ、形態や稔性は正常で稲わらの糖化性が向上した。
実用化イメージ

未利用稲わらをバイオマスとして有効利用できる。この技術は他の植物に応用可能である。また、改良されている前処理や糖化・発酵微生物と組み合せることによりさらにバイオ燃料生産の効率化が図れる。

研究者

大学院農学研究科

伊藤 幸博  

Yukihiro Ito

イネを用いた有用タンパク質の超低コスト生産

 
 
 
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概要

多剤耐性菌の蔓延が公衆衛生上の脅威となっている。国内の抗生物質の半量は家畜に使用されており、畜産業での抗生物質の使用量の削減が急務となっている。私たちは、耐性菌が出にくい抗菌タンパク質、抗菌ペプチドを畜産業でも利用可能な価格で生産する手法の開発を行っている。特に、イネを用いて植物工場の電気コストを大幅に削減できる暗所での生産と精製コストを削減できる振盪培養細胞を用いた生産を目指している。

従来技術との比較

有用タンパク質は動物細胞や微生物を用いて生産されているが、生産コストが高いことが問題となっている。私たちは、食経験から安全性が担保されているイネを用いて、有用タンパク質を超低コストで生産する手法の開発を行っている。

特徴・独自性
  • 暗所でイネの種子を発芽、生育させることにより植物工場の電気コストを大幅に削減することができる。
  • 光合成タンパク質が抑制されるため、目的タンパク質の生産量が増加する。
  • 融合タンパク質として生産し、タンパク質抽出後に自動的に融合部位を切断することにより、イネの生育に負の影響を与えるペプチドも生産可能となる。
  • 全てのタンパク質生産に応用可能である。
実用化イメージ

有用タンパク質遺伝子を持つイネの種子を照明施設なしの植物工場（もやし工場）で発芽、生育させ、芽生え（イネもやし）からタンパク質を抽出、精製する。振盪培養細胞から細胞外に分泌し、培養上清を用いる。

研究者

大学院農学研究科

伊藤 幸博  

Yukihiro Ito

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。
実用化イメージ

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。

研究者

言語ＡＩ研究センター

乾 健太郎  

Kentaro Inui

極低放射能環境での高感度放射線計測

 
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特徴・独自性
  • ニュートリノ科学研究センターでは、温湿度・振動などの点で非常に安定した地下1000mの空間に、1200立方メートルの有機シンチレータを主体とした装置を構築し、自然界と比べて1 兆倍も放射線の少ない極低放射能環境を実現しています。そこでは、超高感度での放射線計測、特にニュートリノ観測を実施しているほか、極低放射能を実現するための純化装置や高機能な放射線測定装置の開発も行っています。
実用化イメージ

極低放射能環境は希な現象の研究に適しているほか、微量放射能測定環境や放射線の生物進化への影響調査などへの活用が考えられます。また、ニュートリノ観測技術の原子炉モニターへの応用や、高感度放射線測定技術の医療への応用の可能性も考えられます。

研究者

ニュートリノ科学研究センター

井上 邦雄  

Kunio Inoue

超臨界流体の物性に立脚した抽出分離、洗浄、ポリマー加工

 
 
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特徴・独自性
  • 超臨界流体に関する基礎的な物性として、高温高圧下での密度、粘度の測定と推算、高温での水素結合特性についての研究を行っている。また、それらを利用した応用技術として、天然物の分離、クリーニング洗浄、ポリマー可塑化を利用した塗膜生成、重質油改質、バイオマスのカスケード利用、それに藻類バイオマス利用技術についての研究を実施している。
実用化イメージ

洗浄技術：精密機械部品、光学部品など。
天然物分離：食品、サプリメント、香料。
ポリマー可塑化：機能性樹脂、電子部品材料など。

研究者

未来科学技術共同研究センター

猪股 宏  

Hiroshi Inomata

超臨界二酸化炭素による洗浄ならびにクリーニング

概要

高圧のCO2の浸透力と溶解力ならびに高膨張性を利用した、本質的なドライクリーニング、洗浄・再生技術

従来技術との比較

本質的なドライ・乾式の洗浄で、ナノ空間への浸透性も高い。また無酸素状態での洗浄か可能。

特徴・独自性
  • 超臨界状態のCO2を溶媒とした洗浄プロセス、液体溶媒を利用しない本質的なドライクリーニングである。液体を用いないことから乾燥工程が不要で、毛管応力による構造体の収縮も抑制できる。微細構造物の洗浄・再生が可能で、高性能フィルターの再生技術は、一部実用化されている。
実用化イメージ

精密機器。フィルターを利用する空調機器機械メーカー。洗浄の逆プロセスでは染色も可能になる。文化財の保存にも利用可能。

研究者

未来科学技術共同研究センター

猪股 宏  

Hiroshi Inomata

迷光強度を1/1000以下にできる分光器

 
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概要

迷光強度を1/1000以下にできる分光器
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T21-068.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　分光器を用いて分光する場合、入力光の1次反射光のほか、0次反射光、2次回折光、その他の分光器内に生じる散乱光などの影響により、広い波長範囲に渡る種々の迷光が発生する。特に、レーザのような強い光を光源として用いて、試料からの弱い信号光を検出するような測定では、迷光の影響により信号光の検出が難しくなる。
  • 　分光器の迷光を低減させるため、誘電体膜を用いたカットフィルタや、モノクロメータを直列に接続したダブルモノクロメータ型分光器などが開発されている。しかし、これらの方法を用いた場合、広い波長範囲に渡る迷光を一度に除去できないことが課題として挙げられていた。
  • 　本発明は、広い波長範囲（例えば近紫外～近赤外）の迷光を除去できる機構を備えた分光器に関するものである。右図に、本発明を用いた超伝導体からの高調波の観測結果を示す。超伝導体の高調波のうち、3次高調波（2.1 eV = 590 nm付近）はどのような分光器を用いてもはっきりと観測できるが、5次高調波（3.4 eV = 360 nm付近）は本発明を用いた時のみS/N良く観測できる。特に、本発明のノイズは他の分光器のノイズと比較して、3桁以上低減していることが分かる。
実用化イメージ

・ラマン散乱分光
・分光蛍光測定
・高調波観測
・その他、レーザ光を試料に照射する方法を用いた種々の分光測定

研究者

大学院理学研究科

岩井 伸一郎  

Shinichiro Iwai

液体ロケットエンジン・ターボポンプに発生するキャビテーションの諸問題

 
 
 
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特徴・独自性
  • 「キャビテーション現象」は、高速流体機械などの低圧部において液相が気相へと相転移する現象であり、その非定常性や壊食性が流体機械の振動・騒音、性能低下や損傷などの原因となることで知られている。
  • 国産液体ロケットであるH − IIA、IIB に搭載されている液体酸素・液体水素ターボポンプは、高馬力かつ小型軽量化がなされており、その入口部のインデューサと呼ばれる軸流ポンプではキャビテーションは不可避的に発生する。インデューサに発生するキャビテーションは、推進剤の脈動や回転非同期の軸振動の原因となる「キャビテーション不安定現象」を引き起こす場合があり、問題となる。
  • これまで、独自に開発した気液二相媒体モデルを用いた数値解析手法により、単独翼に発生する非定常キャビテーション特性、翼列に発生するキャビテーションの破断特性、三枚周期翼列に発生するキャビテーション不安定現象の解明、インデューサに発生する翼端渦キャビテーション、スリット翼列によるキャビテーション不安定現象の抑制、などに関して数値的研究を行っている。また、液体ロケットの推進剤である液体酸素および水素では「熱力学的効果」が発生する。熱力学的効果とは、液相が気相へと相転移する際に奪われる気化熱により、液温が低下し、気化が起こりにくくなる効果である。これはキャビテーションの成長を抑制する方向に働く好ましい効果であると考えられているが、キャビテーション不安定現象に及ぼす影響については未解明の点も多い。よって現在、本解析手法を極低温流体へと拡張し、熱力学的効果がキャビテーション不安定現象に及ぼす影響の解明を行っている。
  • 今後、この極低温キャビテーションの数値解析手法を、ＬＮＧ配管系で生じる気化現象の予測や高効率配管系の設計へと展開していきたいと考えている。その他、本研究は原子力発電プラント保全技術、海洋・沿岸安全技術、水質保全、医療分野への応用が可能である。
  • この数値解析手法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

流体科学研究所

伊賀 由佳  

Yuka Iga

多元系酸化物ナノ粒子からなる高活性触媒開発

 
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概要

多種の金属元素からなる多元系酸化物は、近年触媒材料として注目される材料である。当研究グループでは最近、多種の金属元素からなる多元系酸化物ナノ粒子の合成法を確立した。得られた触媒は、高活性な電気化学触媒（電極触媒）材料、あるいは物質・エネルギー変換反応を進行させる触媒として機能することが期待できる。

従来技術との比較

従来研究では、多元素酸化物のナノ粒子化は困難であったが、本研究では粒子径の制御された単分散ナノ粒子の合成に成功した。

特徴・独自性
  • 従来法では合成できなかった多元系酸化物ナノ粒子が合成できる
  • 目的とする反応に応じて、様々な金属元素・組成を有するナノ粒子を設計可能
  • 従来触媒では達成できなかった活性・安定性を有すると期待できる
実用化イメージ

高効率な電気化学的物質・エネルギー変換反応、選択的な物質変換(バイオマス等)反応を実現する触媒材料として、環境・エネルギー問題に貢献できると期待できる。

研究者

多元物質科学研究所

岩瀬 和至  

Kazuyuki Iwase

バイオ材料とナノテクノロジーに基づくセンサ・電子デバイスの開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • エレクトロニクス分野で培われてきた技術を応用して、健康で安全な社会を発展させ、私たちの生活の質を高めるようなデバイスの開発研究を進めています。例えば、半導体のセンサインターフェイスとしての特性を、薬物検出やスクリーニングアッセイなどの生化学・医療用途に利用する研究や、生きた細胞を使って神経回路を作り上げ、脳の機能解析を支援する新規技術の開発を進めています。
実用化イメージ

シリコンチップ上に形成した人工細胞膜にイオンチャネルタンパク質を埋め込むと、極限まで規定された環境下でその機能や薬理応答を調べることができます。この技術は、新薬候補化合物の高感度な迅速検出法につながります。

研究者

電気通信研究所

平野 愛弓  

Ayumi Hirano

毒性のある遷移金属を含まないカラフルな酸化チタン顔料

概要

ニ酸化チタン着色粒子
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-849.pdf

従来技術との比較

遷移金属化合物は多彩な色を示すことで知られている。これまで、遷移金属イオンのドープにより、白色の酸化チタンを着色させることは可能であるものの、遷移金属に由来する生体毒性を回避することが難しい。

特徴・独自性
  • 本発明では、遷移金属を含まず、白色、黄色、赤色、グレー、緑色、紫色、黒色、肌色等、様々な色を有する酸化チタン無機顔料を実現した。
実用化イメージ

生体毒性が課題となる化粧品分野等での酸化チタン顔料の新規応用が期待される。

研究者

多元物質科学研究所

Yin Shu  

Yin Shu

基板フリー型新規無機パール顔料の創製

 
 
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概要

本提案は、優れたパール効果を有する新規リン酸バナジウムベース板状粒子に関する提案である。溶液プロセスと水熱合成を使用し、約200μm程度の大きな板状単結晶粒子の合成ができ、鮮やかな黄色や緑色などを発色し、液体中における流れ線、光学顕微鏡における虹状光沢が肉眼で確認でき、撮影角度による色変化も確認できる。従来型と異なる構造を有し、単一組成で構成される新規パール顔料としての利用価値が期待される。

従来技術との比較

従来型パール顔料はマーカーの表面に酸化チタンなどをコーティングした構造であり、2-Stepで合成されることは一般的であり、組成は酸化チタンに限定されることはほとんどである。

特徴・独自性
  • 本提案は従来のコンポジット型ではなく、基板フリーな新規パール顔料である。単一組成、尚且つ層状構造を有し、大きな板状形態により、パール効果がより顕著となる。溶液プロセスで合成されるため、板状粒子サイズの制御も可能である。
実用化イメージ

化粧品・車用塗料・携帯外装装飾などへの応用が期待される。

研究者

多元物質科学研究所

Yin Shu  

Yin Shu

う

バイオスティミュラントの探索

 
 
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概要

農薬成分の使用範囲は厳しくなる一方であるにもかかわらず，作物の効率生産を求められている．本研究室ではイオン輸送体（イオンチャネル・トランスポーター）を標的とする調節剤を探索して，植物の耐環境性や成長を促すバイオスティミュラントや環境にやさしい農薬の候補化合物の同定と生産をめざしています．

従来技術との比較

従来の農薬を代替する植物の耐環境性を強化する化合物

特徴・独自性
  • 農薬の代替であるバイオスティミュラントの開発を行う．植物の活性を調節するイオン輸送体などを標的分子とする化合物を探索する．植物に，耐乾燥性，耐塩性，光合成機能の向上，成長調節機能の人為的な強化をめざす．
実用化イメージ

候補化合物を，化学，農薬，食品，資材業界の専門家の協力と連携によって，より高性能で田畑で効果のあるバイオスティミュラントや天然の農薬として発展させることができればと思っています．

研究者

大学院工学研究科

魚住 信之  

Nobuyuki Uozumi

電磁センシングによる材料劣化損傷の非破壊評価

 
 
 
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概要

次世代輸送システム・エネルギープラントの合理的管理・高信頼化のため，構造材料の劣化・損傷に対するセンシング，およびモニタリング技術に関する研究を行っています．特に高い信頼性が求められる金属材料、複合材料の電磁非破壊試験による材質評価法と劣化診断法を開発しています．CFRPの炭素繊維の密度・配向評価、金属材料（磁性材料）の残留応力評価、などを定量的かつ高精度に評価することを目指し研究を行っています．

従来技術との比較

モデリング、数値シミュレーションと非破壊試験を融合させることにより、材料の電磁特性を定量的に評価し、材料の劣化と損傷を推定する

特徴・独自性
  • 電磁特性に着目した材質と材料劣化・損傷の評価など。
実用化イメージ

現在、鉄鋼材料の欠陥検出やCFRPの材質評価に関する共同研究を実施中。再使用ロケットエンジンの検査法としても検討が進められている。

研究者

流体科学研究所

内一 哲哉  

Tetsuya Uchimoto

さまざまな凹凸形状をつかめるピン配列型把持機構

 
 
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概要

対象物の形状が未知の複雑な凹凸形状であっても把持可能で、形状の推定も可能な、簡単な機構のグリッパを開発した。グリッパは、行列に配列した複数のピンと、ピン先端に爪を持つ。このグリッパは、駆動により複数箇所で強固に対象物を把持することができる。

従来技術との比較

本技術では未知の形状も含むどのような形状の対象物に対しても接触可能であり、接触後、複数のピン先を動作させて対象物を強固に把持できる。さらに、形状計測も同時に可能である。

特徴・独自性
  • 対象物が凸形状でも凹形状でも同じ動作原理でピン配列を動作させて接触把持するため、必要なアクチュエータ数は１つだけである
  • ピン配列を水平方向に動作させた際にピンの動きがロックされ、より安定した把持を実現する
  • 対象物に接触させた時のピンの移動量を計測することで、対象物の３次元形状計測も可能である
  • ピン先にゴム製素材を用いる等することで、柔らかい不定形状も把持可能と考えられる
実用化イメージ

搬送システム、産業用機械、不整地移動ロボティクス、土木建設機械、農業用機械などで有効なグリッパ機構を探している企業に有効です。量産・高品質化を目指した改良、実現場への応用を協働する相手を求めています。

研究者

大学院工学研究科

宇野 健太朗  

Kentaro Uno

タンパク質デザインをシーズとした未踏ナノ材開拓とバイオテクノロジーの異分野展開

 
 
 
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特徴・独自性
  • ドメイン単位とした蛋白質の構造情報と進化工学を利用して、ボトムアップに目的構造・機能を持つ蛋白質分子をデザインする技術構築を行い、蛋白質研究を真の「工学」へ脱皮させることを目指しています。これまでに、無機材料を室温合成できる蛋白質や無機材料表面を識別し接着できる蛋白質の創生やナノ材と酵素タンパク質のハイブリッド化技術による高機能セルラーゼの開発などに成功しています。
実用化イメージ

バイオセンサー、バイオプローブ、固相基質を対象にした高機能ハイブリッド酵素。

研究者

大学院工学研究科

梅津 光央  

Mitsuo Umetsu

東北大学　研究シーズ集

研究分野

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