東京理科大学 新技術説明会 ＜新技術概要【当日資料PDFあり】＞
日時：2015年11月26日(木) 11:15～16:30
会場：JST東京本部別館1Fホール（東京・市ケ谷）
参加費：無料
発表内容一覧
発表内容詳細
- 医療・福祉
1）水溶液中化学反応の赤外分光オペランド計測（In-situ FT-IR計測）
東京理科大学 基礎工学部 材料工学科 教授 石黒 孝
新技術の概要
水溶液反応場の環境条件を制御したうえで、化学反応実動作下で透過赤外分光観察を行う。新技術では、生きた細胞のまま、連続的に、生体物質を赤外分光で検出することが可能である。がん細胞と正常細胞の比較を行うと、生体物質の種類と濃度の差を赤外分光スペクトルで継時的に観察することが出来る。
従来技術・競合技術との比較
新技術は、ラマン分光に比較して入射光強度はマイルドであり、観察対象に過度の負荷をかけ損傷を与えずに水溶液中分子振動を高感度に測定できる。透過型であるために密閉系とすることができ、定量性に優れている。
新技術の特徴
・多様な水溶液中化学反応のオペランド観察
・反応場の温度、圧力、光、作用液体、電気等の外的条件を作用させつつ分子間および分子・溶媒間の相互作用を観測
・生命化学反応、光触媒反応、電気化学反応、固液界面反応
想定される用途
・代謝計測を通じてがん診断を細胞レベルで診断
・水熱反応などの液中物質創製その場観察
・電気化学反応（電池充放電等）のその場観察
- 医療・福祉
2）赤外自由電子レーザー(FEL-TUS)の物質創成および生命科学・医療への応用
東京理科大学 理学部第一部化学科 教授／総合研究院赤外自由電子レーザー研究センター センター長 築山 光一
新技術の概要
赤外自由電子レーザー(FEL-TUS)は、加速器ベースの高輝度中赤外レーザーである。様々な物質の振動準位を選択的に励起し、かつ多光子吸収による化学結合の切断を誘導することができ、このレーザー誘起反応を分子・分子集合体の創成および破壊に利用する。
従来技術・競合技術との比較
通常化学反応は熱によって促進され、多くの反応経路が同時に進行する。一方、光、特に赤外光による反応は、ある特定の振動モードの選択的励起に起因し、熱反応では進行しない反応過程や局所的な反応過程を誘起することができる。
新技術の特徴
・直線偏光性を利用した化学結合の方向の特定 → 表面計測への展開
・中赤外領域における高精度高感度分光計測 → 複雑な分子（生体関連分子等）の構造解析
・レーザーアブレーション → 表面加工
想定される用途
・疾患物質の除去 → 医療への応用
・新規機能性物質の合成
・同位体分離
- 医療・福祉
3）自動病理診断のための癌細胞領域抽出に関する画像処理技術
東京理科大学 理工学部 機械工学科 准教授 竹村 裕
新技術の概要
複数の色空間（HSV、RGB、YCbCr）を用いて、細胞領域、細胞質領域、赤血球領域、正常細胞核領域を抽出することによって、抽出されない異常領域を癌細胞領域として頑健に抽出する画像処理技術。
従来技術・競合技術との比較
複数の色空間を利用することにより、背景色の色合いに影響されずに、頑健な領域抽出を実現した。癌細胞領域を直接抽出するのではなく、比較的抽出が容易な正常細胞領域を抽出することによって、間接に癌細胞領域を抽出する。
新技術の特徴
・染色の度合いに影響されない点
・画細胞領域を間接的に抽出する点
・計算コストがかからない点
想定される用途
・生検のスクリーニング
・病理診断のスクリーニング
・リアルタイム生検
- 製造技術
4）連続炭素繊維複合材料3Dプリンター
東京理科大学 理工学部 機械工学科 講師 松崎 亮介
新技術の概要
自動車・航空宇宙用構造にも適用可能な高強度立体造形を目的として、連続炭素繊維をその場で樹脂と複合化し立体造形する「連続炭素繊維複合材料3Dプリンター」を開発した。
従来技術・競合技術との比較
従来一般に利用される熱可塑性樹脂積層3Dプリンターは、樹脂自体の力学的特性が著しく低く、試作模型や玩具の製作としての利用が主体であり、航空宇宙・自動車用途製品レベルの構造を作製できない。
新技術の特徴
・多品種の構造強度部材をCADデータのみから容易に成形が可能であり、軽量化が強く求められる分野の研究開発を加速できる。
・繊維配向の最適化により炭素繊維の持つ卓越した力学的特性を最大限に発揮できる。
・ニアネットシェイプでの成形が可能であり、トリム等の2次加工が最小限で済むため、原材料費や環境負荷の低減にも効果的である。
想定される用途
・高強度部材が要求される航空宇宙・自動車用の構造部材の生産、特にアイソグリッド構造などの従来成形が困難であった複雑形状部材の生産
・多品種・高剛性・迅速な入手が要求される機械加工などのための治具
・少量多品種生産が求められる義足やアシストスーツなどの医療・介護分野
関連情報
・外国出願特許あり
・サンプルの提供可能
- 医療・福祉
5）画像処理技術の医療応用
東京理科大学 基礎工学部 電子応用工学科 教授 相川 直幸
新技術の概要
変換関数を用いた対象部位のコントラスト調整法、ガボールフィルタやモルフォロジフィルタを用いた領域抽出法あるいはクラスタリング法等を用いることにより、効率の良い医療画像診断・解析が可能となる。
従来技術・競合技術との比較
従来法は、抽出対象部位のコントラストが低い、あるいは対象部位との境界が画定しにくいといった問題があり、抽出精度が悪く、医療画像診断への適用が困難であった。
新技術の特徴
・傷、異物検出
・汚れ検出
・数量カウント
想定される用途
・造影剤を用いずに血管抽出ができる
・ガン細胞などの異常部位を効率的に検出できる
・診断補助
- 医療・福祉
6）印刷技術を用いた自己駆動型ヘルスケアシステム
東京理科大学 理工学部 工業化学科 講師 四反田 功
新技術の概要
本技術は、発電とセンシングが一体化した新しい概念の自己駆動型ヘルスケアシステムである。これまでに身の回りにある乳酸や糖分から発電できる酵素バイオ電池を搭載し、自己発電しながらその出力値から血糖値、乳酸値をセンシングできるデバイスを開発した。
従来技術・競合技術との比較
紙を基板とした尿によって発電する新たな介護用デバイスを開発した。これは、要介護者の尿によって発電し、その発電量から尿漏れのみならず、尿糖値もセンシングできるというコンセプトで設計されている。このようなデバイスは過去に報告例がない。
新技術の特徴
・センシング対象物を燃料に用いて発電しながら、濃度を測定可能
・紙を基板としているため低コストで廃棄性がよい
・印刷技術を用いているため、再現性よく大量生産可能
想定される用途
・要介護者の尿漏れ・尿糖濃度を同時にモニタリングする、無線伝送可能なヘルスケアツール
・乳酸濃度を測定可能なアスリート用トレーニングツール
・疲労度をモニタリング可能な健康管理キット
関連情報
・展示品あり
- アグリ・バイオ
7）生きた細胞をリアルタイムに解析する画像解析システム
東京理科大学 理工学部 応用生物科学科 教授 松永 幸大
新技術の概要
情報工学とライブイメージングの融合技術により、画像データを定量化･デジタル化し、生きた細胞のリアルタイム動態(生死、活性度、形態変化、分化、細胞周期）を捉える画像解析システム。医療イメージング機器搭載、iPS細胞再生医療の細胞品質管理・規格設定などへ応用期待。
従来技術・競合技術との比較
従来法は細胞増殖の間期の動態を捉えるがリアルタイム判定はできない。本技術は有糸分裂期の動態をライブセルイメージング画像から形態パラメーターを組合わせ、リアルタイムに自動判別が可能であり、より的確、迅速なリアルタイム細胞品質管理を実現する。
新技術の特徴
・生きた細胞のリアルタイム動態解析(生死、活性度、形態変化、分化、細胞周期）
・形態パラメーターから有糸分裂各期を自動判定
・的確、迅速なリアルタイム細胞品質管理の実現
想定される用途
・医療イメージング機器搭載
・iPS細胞の品質管理・規格設定
・再生医療・細胞医療における細胞管理
- 医療・福祉
8）OTN-NIR蛍光イメージングのバイオメディカル応用
東京理科大学 基礎工学部 材料工学科 教授 曽我 公平
新技術の概要
1000nmを超える近赤外波長域(OTN-NIR)は「第二の生体の窓」とも呼ばれる生体透光性の高い波長域である。本技術では希土類含有セラミックスナノ粒子をはじめとする蛍光体とイメージングシステムを同時開発することでバイオメディカル応用を図った。
従来技術・競合技術との比較
従来は画像取得に半導体Siの撮像デバイスの制約により、観察波長が1000nm以下に限定されていた。本技術ではInGaAs CCDを用いた装置を開発するとともに、この波長域での蛍光体を開発し、従来の約10倍の生体透過性を実現した。
新技術の特徴
・数cmの観察深度の蛍光バイオイメージング
・in vivo蛍光バイオイメージングの三次元化
・近赤外域におけるスペクトルイメージングの応用
想定される用途
・がん患部の可視化
・薬物送達のin vivo蛍光イメージング
・ナノ温度イメージング
関連情報
・外国出願特許あり
・試作可能
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