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分野グループ・研究チームの紹介(ライフサイエンス)

ライフサイエンス2 早出研究チーム

自律型センシングアクチュエータを搭載する新規バイオデバイスの開発

代表者について

氏名 早出 広司
所属研究機関 工学研究院
部門 生命機能科学部門
役職 教授
URL http://kenkyu-web.tuat.ac.jp/Profiles/7/00006…

外国人研究者について

氏名 Christopher Robin Lowe
所属研究機関 ケンブリッジ大学(英国)
部門 Department of Chemical Engineering and Biotechnology
役職 教授
URL http://www.ceb.cam.ac.uk/directory/chris-lowe

氏名 Ashok Mulchandani
所属研究機関 カリフォルニア大学リバーサイド校(米国)
部門 Chemical and Environmental Engineering Department
役職 教授
URL http://www.engr.ucr.edu/~adani/

氏名 Antonio Ortega
所属研究機関 南カリフォルニア大学(米国)
部門 Department of Electrical Engineering - Systems
役職 教授
URL http://biron.usc.edu/wiki/index.php/Antonio_O…

氏名 David Klonoff
所属研究機関 Mills-Peninsula Health Services in San Mateo(米国)
部門 The Dorothy L. and James E. Frank Diabetes Research Institute
役職 教授
URL http://diabetes.ucsf.edu/david-klonoff

研究者一覧

清水 昭伸(工学研究院・教授)、並木 美太郎(工学研究院・教授)、前橋 兼三(工学研究院・教授)、田中 雄一 (工学研究院・准教授)、浅野 竜太郎(工学研究院・テニュアトラック准教授)、中島 満晴 (グロバルイノベーション研究院・特任助教

研究概要

グルコースをはじめとする糖尿病のマーカーの計測および血糖値管理に資するセンシング技術は糖尿病の治療には不可欠な技術である。

本学におけるバイオセンシング技術に関する教育研究の成果は我が国のトップクラスの実績を有しており、現在、直接電子移動型グルコース計測技術の実現や、BioCapacitorという独創的なバイオデバイスを組み合わせることで、外部電力を必要としないスタンドアローンのグルコースセンシングシステムの開発等に成功している。

本研究チームでは、本学において開発されてきた要素技術を統合し、世界的な技術水準の観点に基づくシステム開発、高度なビッグデータ解析かつ科学的知見に基づく原理の検証、糖尿病ケアの現場からの技術評価等のもと、世界に先駆けた新規バイオデバイスの開発を推進する。

研究目的

平成27年度より、本研究チームは全く新しい概念の医療支援機器「自律型センシングアクチュエータを搭載する新規バイオデバイスの開発」をめざして研究を進めてきた。平成29年度は医工学への応用を中心とした研究を加速することで、独創的かつ先鋭的なバイオデバイスを創成する。

研究計画

バイオセンシング素子の最大の能力を発揮するナノ界面デザインを、推進することで、本研究チームが目標としている自律型センシングアクチュエータの実現に資する。特に、直接電子移動型バイオセンシング素子の能力を最大限に活用するインターフェイスの提案を通した新しいバイオセンシング技術の開発を進める。さらに、改良型抗体を革新的なインターフェイスを有する高性能グラフェンFETとを複合し、新たなセンシング技術を実現する。さらに、そのデバイスを用いて連続計測をめざす高感度バイオセンサーを開発する。

また、センシングによって得られた(ビッグ)データのデータマイニング手法、および低演算量・高性能なセンサデータの圧縮・保存手法の理論構築・数理的解析に関して共同研究を行う。さらに、バイオセンシングデータに適したデータマイニングや圧縮手法を、各種要素技術が融合したシステムとして実現する。さらに、バイオセンシングのコンピューティングプラットホームの研究開発を行い、データ収集と解析を行うための基盤を確立する。また、バイオチームの成果を用いて生体エネルギーハーベスティングを端末側で実現し、自己給電かつ情報処理可能なバイオセンシング基盤を検証する。 さらに、Loweスーパー教授との共同研究により、これらの技術を統合することで、「自律型センシングアクチュエータを搭載する新規バイオデバイス」を実現する。

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