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工藤寛之 准教授
日常を、
バイオマイクロ
システムで
可视化する。
电気电子生命学科 生命理工学専攻 バイオ?マイクロデバイス研究室 工藤寛之 准教授
腕时计のようなデバイスで汗を採取し、その成分をリアルタイムに调べる技术の开発に取り组むバイオマイクロデバイス研究室の工藤先生。ここでは、自身の研究领域に至った経纬と、その魅力についてお话しいただきました。
きっかけは、お下がりのコンピュータ。
中学生の时、叔父からお下がりコンピュータをもらったことが、いまの私につながる起点だったかと思います。电话帐みたいな分厚いマニュアルがついていて、とにかくマニュアル通りにキー打ち込んでみると、プログラムが动く。それを繰り返しているうちに、プログラムの构造を自然と理解できるようになりました。おもちゃ代わりに游ぶ感覚です。社会的にもコンピュータへの期待が高まっていたことも重なり、大学では电気电子系に进学し、放射线のセンサを研究しました。修士课程の研究でまだやりきれていないところがあり、折角なら纳得がいくまでやろうと思い、博士课程修了まで研究を続けました。
その后、东京都の中小公司への技术支援を担う、东京都立产业技术研究所（现东京都立产业技术研究センター）に入りました。积极的に取り组んだのは、プラスチックの微细加工。大学院では半导体の微细加工を中心に研究していましたが、半导体よりも中小公司が扱いやすい素材であるプラスチックの方が支援先にとって役立つと考えたのです。プラスチックの微细加工を始めると、バイオ系の技术者から「プラスチックでこんなことはできないか」という要望が寄せられるようになり、これらに一つひとつ応えていくと、とても喜んでいただけました。次第にバイオ関连のマイクロシステムの研究への兴味が高まり、大学の教员という立场でバイオセンサの研究をはじめました。
汗から、より多くの情报を。
体重计や体温计は、身体の物理的情报を自分で计测できる身近な机器。一方、身体の成分の情报を得るには、病院で血液を採って検査してもらい、结果が出るまで数日かかってしまうのが一般的です。そこで私の研究室では、身体の成分の情报も、物理的情报のように手軽に扱える机器の开発を目指しています。身体の状态を反映する血液成分にアクセスするには皮肤や血管に穴を开ける必要があり、谁もが安全に行うにはハードルがあります。でも、採取しやすい唾液や涙、尿、汗などにも血液同様にたくさんの情报が詰まっていることがわかってきており、これらの成分を手軽に取得することができれば、身体の状态を推定することが可能になります。
私が注目したのは汗。身体の様々な状态に応じて変化する汗の成分情报を収集できる腕时计型モニタリングデバイスの开発をしています。汗に含まれる成分が1日の中でどのように変化するか。多くの人の情报を収集し解析することによって、その値の意味がわかってきます。すると、个々人の健康のために计测结果を活かすことができるようになります。汗中成分の変动に関するビッグデータが集まれば、スポーツの画期的なトレーニング法や全く新しい美容法が见えてくるかも知れません。
面白い研究の先にある、面白い世界へ。
私の研究室では、学生の関心事を起点に研究を进めています。そうすると私の思いが至らないところが补完され、私の世界が拡がっていきます。あともうひとつ大切なことは研究のテーマを率直に面白いと感じるかどうか。面白くないと研究を続けることがただただ苦しくなってしまいます。そして面白い研究の先には、きっと面白い世界が拡がっていると思うので。
私がライフワークとして研究していきたい対象は、「集団」として人间です。一人の健康ではなく、集団の健康に関わるイメージでしょうか。例えば、ある小学校の生徒の唾液を検査する。その结果、各教室を集団として捉えた健康状态の倾向や窓际の生徒と通路侧の生徒での心理状态の违いがわかるかもしれません。个々人に心や身体の健康状态があるように、きっと集団においても心や健康状态があり、それを计测することができると思うのです。もしそんな技术が実现できれば、この学校の幸福度は髙いとか、この街は活気に満ち溢れているとか、これまでなかった集団の见える化が実现できます。远い未来の话かもしれませんが、とても有意义で面白い技术だと思い、研究を続けています。
大学生の顷に出会った浅田次郎さんの着作。日常を淡々と描くストーリーですが、个人的に心に响くものがありました。その时から浅田次郎さんのような文章を书けるような人になりたいと思っています。
大きなホワイトボードがコミュニケーションの场となっている
化学実験から3顿プリンタまで、多くの実験机材が揃っている
工学も生命科学も分野を横断した开発が进められる
多面的にデータの解析が行われる
颁础顿を使って机器の设计をする
スタッフについて
电気电子生命学科 生命理工学専攻 バイオ?マイクロデバイス研究室工藤寛之准教授
2003年早稲田大学大学院理工学研究科修了。博士（工学）。东京都立产业技术研究所（现东京都立产业技术研究センター）勤务を経て、2013年より现职。バイオ?マイクロデバイス研究室にて、マルチスケール生体モニタリングシステムの研究を行なっている。
研究内容
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医疗?代谢评価システムに関する研究
肺炎や排血症、肾不全などに伴う高乳酸血症を検知するシステムを开発。容态の変化に対応する医疗から、悪化する兆候を検知して「先回りする医疗」への进化を目标に临床応用を进めている。
［写真引用元（2枚目）：Kudo H, IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines 141(3), pp. 83-87 (2021)］
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滨苍-惫颈惫辞乳酸モニタリングの応?研究
无线式の汗中乳酸モニタを开発し、世界で初めてボルダリング中の汗中乳酸の変化をリアルタイム计测。バイオ惭贰惭厂の技术を活かした高度な生体センシングの研究を进めている。
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情动に関わるペプチドホルモンに関する研究
「绊」や「爱情」との関连が知られるオキシトシンの时间変化を调べる免疫计测技术を开発。ストレスや爱情に関连する生体成分を情报化し、「个人」を超えて「社会」の感情の可视化を目指している。
主要な业绩
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2022.07 論文 / 共著“Salivary Uric Acid Sensor using The Fordable 'Finger-Powered' Microfluidic Device,” IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines, 142 (3) (2022), 38-42.
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2021.01 論文 / 共著“Wireless Biosensing System for Daily Self-testing of Salivary Uric Acid,” IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines Vol.137 No.12 (2021), pp.450-454.
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2018.05 論文 / 共著“Electrochemical Biosensor for Simplified Determination of Salivary Uric Acid”, Sensors and Materials, 30(5) (2018), 1187-1195.
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2018.01 論文 / 共著“Real-Time Skin Lactic Acid Monitoring System for Assessment of Training Intensity”, Electronics and Communications in Japan, 101(5) (2018), 41-46.
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2017.12 論文 / 共著運動負荷の評価を目的とした皮膚表面における乳酸分泌量のリアルタイム計測システム 電気学会論文誌E 137(12)