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★ 多元研 メールマガジン ★
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 2024年8月号 No.229 ━━━
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～ 目次 ～
1) 行事予定 — [9/4～6 開催] JASIS 2024「最先端科学・分析システム ＆
ソリューション展」に出展
2) 受賞報告 — 「CLEO-PR 2024 Best Student Poster Award」を受賞
3) 研究成果 — タンパク質を超高感度で検出する新技術を開発
～早期病態発見を可能にする未来医療への貢献に期待～
4) 研究成果 — 有機分子のキラリティを揃え、無加湿プロトン伝導特性を向上
～燃料電池の性能向上と小型化に期待～
5) 研究成果 — がん細胞内で効率的に薬物を放出する新規抗がん剤ナノ粒子の作製に成功
～副作用の軽減された抗がん剤の開発に期待～
6) 研究成果 — 固体中でも液体中にいるかのようによく動く分子を発見
～新規固体材料の開発に期待～
7) 研究成果 — リチウムイオン電池に置き換わる水系電池
～次世代亜鉛イオン電池をナノテクノロジーで高エネルギー化～
8) 研究成果 — 長寿命な小型酸素センサーを開発
～金属流出のない新規電極の実現によりセンサー性能の低下を回避～
9) 研究成果 — ナノ粒子界面の違いを20秒で数値化
～凝集防止法を見つけ、本来の機能を生かすことに貢献～
10) お知らせ — みやぎ県民大学2024を開催しました
11) お知らせ — 笠井研究室にてインターンシップを受け入れました
12) お知らせ — 水上研究室にてインターンシップを受け入れました
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1) 行事予定
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JASIS 2024「最先端科学・分析システム ＆ ソリューション展」に出展
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2024年9月4日（水）～6日（金）に幕張メッセで開催される、JASIS 2024
「最先端科学・分析システム ＆ソリューション展」にブース出展を行いま
す。
日時：9月4日（水）～6日（金） 10:00 ～17:00
会場：幕張メッセ国際展示場 展示ホール7
小間番号：SA-02（学協会・研究機関コーナー）
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_event/20240820/
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2) 受賞報告
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「CLEO-PR 2024 Best Student Poster Award」を受賞
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矢代研究室の那須川蓮さんが、The 16th Pacific Rim Conference on
Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR 2024)において
「CLEO-PR 2024 Best Student Poster Award」を受賞しました。
受賞題目：
「A Preliminary Analysis on 3D Shear Wave Elastography with
Laboratory X-ray Source」
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_award/20240828/
◆矢代研究室(量子フロンティア計測研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/yashiro/html/
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3) 研究成果
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タンパク質を超高感度で検出する新技術を開発
～早期病態発見を可能にする未来医療への貢献に期待～
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北海道大学電子科学研究所（東北大学多元物質科学研究所兼務）の三友秀之
准教授、居城邦治教授らの研究グループは、タンパク質を超高感度で検出する
新技術を開発しました。
ナノメートルサイズの金属構造体を利用して、物質の化学構造に特有のシグ
ナルであるラマン散乱を増強し、分子を同定する手法は表面増強ラマン散乱法
として知られています。この方法では、金属ナノ構造体のナノサイズの狭い隙
間に入り込んだ分子から発生するシグナルが最も強く、これによって微量分子
の高感度検出が可能になります。しかし、従来の技術では、サイズが大きなタ
ンパク質のような生体高分子を狭い隙間に効率的に導入することが困難でした。
本研究で新たに開発したGFT（ゲルフィルタートラップ）法は、ゲルが膨潤す
るときに外部から水を吸収する力を利用してタンパク質をゲルの表面に誘導し、
ゲルの網目構造によってゲルの表面にタンパク質を捕捉します。この方法を三
角形プレート状金ナノ粒子の集合体を載せたゲルに適用すると、粒子の間隙に
タンパク質が効率良く導入され、超高感度での検出が可能になりました。この
ブレークスルーは、特に医療応用において、1滴以下の体液から様々な生体高分
子を簡便に検出するシステムの開発に寄与し、生体センシング技術の分野にお
ける大きな進展が期待されます。
論文情報：
“An Ultra-sensitive Surface-Enhanced Raman Scattering Platform for
Protein Detection via Active Delivery to Nanogaps as a Hotspot”
（ナノギャップ部位への高効率導入技術によるタンパク質の超高感度な
表面増強ラマン散乱検出技術）
蟹江澄志、居城邦治、三友秀之 et al.
ACS Nano（ナノ化学の専門誌）
DOI:10.1021/acsnano.4c09578
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09578
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20240805/
◆蟹江研究室(ハイブリッドナノシステム研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/muramatsu/html/
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4) 研究成果
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有機分子のキラリティを揃え、無加湿プロトン伝導特性を向上
～燃料電池の性能向上と小型化に期待～
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東北大学多元物質科学研究所の佐藤千慧大学院生（大学院工学研究科）と出
倉駿助教および芥川智行教授、同三部宏平大学院生（研究当時）らの研究グル
ープは、キラル分子の運動性が乏しい1,2,3-トリアゾール塩では、左手型（ま
たは右手型）分子のみを含む「ホモキラル結晶」の方がアゾール分子の回転運
動が活発で、無加湿プロトン伝導度も高いことを明らかにしました。一方、キ
ラル分子の運動性が活発なイミダゾール塩ではキラリティの影響は見られず、
結晶のキラリティ（非対称性）が分子運動により平均化されずに保持されてい
ることが重要であることが示されました。人体の生命活動が右手型のみのアミ
ノ酸によって効率的に行われているのと同様に、本研究のプロトン伝導体に関
しても、キラリティの保持が効率の向上に重要であると考えられます。本成果
はホモキラルな環境が高効率なプロトン伝導体の設計に利用可能であることを
示しており、燃料電池のさらなる性能向上が期待できます。
論文情報：
“Proton Conduction in Chiral Molecular Assemblies of
Azolium- Camphorsulfonate Salts”
Chisato Sato, Shun Dekura, Hiroyasu Sato, Kohei Sambe, Takashi Takeda, Takuya Kurihara,
Motohiro Mizuno, Takuya Taniguchi, Jiabing Wu, Takayoshi Nakamura and
Tomoyuki Akutagawa
Journal of the American Chemical Society
DOI:10.1021/jacs.4c07429
https://doi.org/10.1021/jacs.4c07429
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20240806/
◆芥川研究室(ハイブリッド材料創製研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/akutagawa/html/Homepage2010/index-j.html
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5) 研究成果
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がん細胞内で効率的に薬物を放出する新規抗がん剤ナノ粒子の作製に成功
～副作用の軽減された抗がん剤の開発に期待～
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東北大学多元物質科学研究所の小関良卓助教、笠井均教授らの研究グループ
は、プロドラッグのみで構成され、従来型ポリマーキャリア系ナノ薬剤に比べ
て高密度であることを特徴とするナノ薬剤「ナノ・プロドラッグ」を提唱して
きました。
今回、本研究グループは、低副作用かつ高薬理活性な抗がん剤を目指して、
正常組織や血液滞留中は安定に存在し、腫瘍組織に到達した後に活性化される
分子設計を施した新たなナノ・プロドラッグを作製しました。本ナノ・プロド
ラッグは、現行の抗がん剤として広く使用されているイリノテカン（SN-38 に
化学的に水溶化を施したプロドラッグ）と比較して高い抗腫瘍活性を示しまし
た。さらに、試験を通じて重篤な毒性は確認されず、臨床研究への進展が期待
されます。
論文情報：
“Carrier-free Nano-prodrugs for Minimally Invasive Cancer Therapy”
Keita Tanita, Yoshitaka Koseki, Sanjay Kumar, Farsai Taemaitree, Asuka Mizutani,
Hirotaka Nakatsuji, Ryuju Suzuki, Anh Thi Ngoc Dao, Fumiyoshi Fujishima,
Hiroshi Tada, Takanori Ishida, Ken Saijo, Chikashi Ishioka, Hitoshi Kasai
Nanoscale
DOI:10.1039/d4nr01763c
https://doi.org/10.1039/d4nr01763c
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20240807/
◆笠井研究室(有機・バイオナノ材料研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/kasai/
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6) 研究成果
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固体中でも液体中にいるかのようによく動く分子を発見
～新規固体材料の開発に期待～
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東北大学多元物質科学研究所の芥川智行教授らの研究グループは、固体状態
でも溶液中にいるかのような動きをする分子を開発しました。
分子、イオンは固体中ではその動きが制限されますが、溶液中に溶けると自
由に動き回ることができます。そのため、固体中と溶液中では分子の性質が大
きく異なります。近年、固体中でも分子が動く現象が見つかりつつありますが、
溶液中に比べるとその動きはわずかなものでした。
本研究では、分子を適切に設計することにより固体状態でもよく動く分子を
発見し、固体状態において溶液状態のような光反応性を示すことを見出しまし
た。またこの分子は、固体中でよく動く性質に関連した興味深い特徴（結晶が
飛び跳ねる、二酸化炭素を取り込む細孔を形成する）を示すことが分かりまし
た。本成果は、分子からなる固体の新たな材料開発に大きく貢献することが期
待できます。
論文情報：
“Solution State-Like Reactivity of a Flexible Crystalline Werner-type
Metal Complex”
（柔軟な結晶性ウェルナー型金属錯体の溶液状態に類似した反応性）
Yunya Zhang、Xin Zheng、斎藤結大、武田貴志、星野哲久、高橋仁徳、中村貴義、
芥川智行、野呂真一郎
Angewandte Chemie International Edition（化学分野の総合学術誌）
DOI:10.1002/anie.202407924
https://doi.org/10.1002/anie.202407924
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20240807-1/
◆芥川研究室(ハイブリッド材料創製研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/akutagawa/html/Homepage2010/index-j.html
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7) 研究成果
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リチウムイオン電池に置き換わる水系電池
～次世代亜鉛イオン電池をナノテクノロジーで高エネルギー化～
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東北大学多元物質科学研究所の本間格教授らの研究グループは、安価で安全
な次世代蓄電池として注目されている「水系亜鉛イオン電池」の高エネルギー
化・高出力化に成功しました。
今回、スピネル型亜鉛マンガン複酸化物ZnMn2O4を極小ナノ粒子化し、グラフ
ェンに担持した複合正極材料を開発しました。この材料はこれまで達成できな
かった2電子反応に相当する充放電が進行し、ZnMn2O4重量あたり600 Wh/kgの高
いエネルギー密度を示しました。本材料は出力特性も優れており、今後の材料
開発により、現行リチウムイオン電池と同等以上のエネルギー密度を有する安
全性の高い蓄電池が構築可能です。本技術の進展により、安価かつ安全な大型
蓄電池の普及が加速され、低炭素化社会、地球温暖化対策への貢献が期待され
ます。
論文情報：
“A Nanoparticle ZnMn2O4/Graphene Composite Cathode Doubles the Reversible
Capacity in an Aqueous Zn-Ion Battery”
（ZnMn2O4ナノ粒子とグラフェンの複合体正極が水系亜鉛イオン電池正極の可逆容量を２倍にする）
勝山湧斗、大岡千恵1、朱瑞傑、飯村玲於奈、松井雅樹、本間格、
Richard B. Kaner、小林弘明*
Advanced Functional Materials（Wiley-VCH社の発行する材料科学の専門誌）
DOI:10.1002/adfm.202405551
https://doi.org/10.1002/adfm.202405551
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20240820/
◆本間研究室(エネルギーデバイス化学研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/honma/
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8) 研究成果
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長寿命な小型酸素センサーを開発
～金属流出のない新規電極の実現によりセンサー性能の低下を回避～
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東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）西原洋知教授（多元物質科学研究
所兼務）らの研究グループは、連続使用可能な長寿命小型酸素センサーの開発
に成功しました。この成果は、作用極への銀汚染が生じない参照極の開発によ
って実現しました。
従来の小型酸素センサーは、銀/塩化銀（Ag/AgCl）参照極から銀イオンが溶
出し、作用極上に析出することで正確な測定ができなくなるという問題があり
ました。われわれは、プルシアンブルーを高分散担持した高結晶性グラフェン
被覆多孔性シリカ球（PB/G/PSS）を参照極にすることで、イオンの溶出がなく
長期間連続して使用できる小型酸素センサーの開発に成功しました。本成果は、
医療現場における血中酸素分析に展開可能であり、「生活の質QOL（Quality of
life）の向上」に貢献できると考えられます。
論文情報：
“Contamination-Free Reference Electrode Using Prussian Blue for
Small Oxygen Sensors”
Akiko Yoshida, Kritin Pirabul, Shunsuke Fujii, Zheng-Ze Pan,
Takeharu Yoshii, Mutsuhiro Ito, Kenichi Izawa, Yuka Minegishi,
Yukinori Noguchi, Norihito Hiyoshi, Kota Takeda, Yasuhisa Hasegawa,
Tetsuji Itoh, and Hirotomo Nishihara
ACS Applied Materials & Interfaces
DOI:10.1021/acsami.4c05103
https://doi.org/10.1021/acsami.4c05103
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20240820-2/
◆西原研究室(ハイブリッド炭素ナノ材料研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/nishihara/html/index.html
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9) 研究成果
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ナノ粒子界面の違いを20秒で数値化
～凝集防止法を見つけ、本来の機能を生かすことに貢献～
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東北大学多元物質科学研究所の高井（山下）千加准教授らの研究グループは、
時間領域核磁気共鳴（TD-NMR）を用いた分析手法により、ナノ粒子界面の僅か
な違いを短時間で数値化することに成功しました。本評価法は試料の前処理が
不要で、そのまま装置にセットすれば、約20秒で測定が完了します。
ナノテクノロジー技術は着実に進歩し、ナノ粒子をどのように利用し製品化
につなげるかといった実用化に焦点が移行しています。実用化を推進させるた
めには、凝集状態の制御や構造制御技術などの技術開発が重要です。本研究成
果は研究開発だけでなく、ナノ粒子からなる高機能材料品質管理での活躍など、
ナノ粒子実用化の一助となると期待されます。
論文情報：
“A time-domain nuclear magnetic resonance (TD-NMR) as a tool to
characterize affinity between partially hydrophobic silica nanoparticles
and ethanol/hexane mixtures”
Atsushi Teramae, Chika Takai-Yamashita*, Junko Ikeda, Seiji Yamashita,
Motoya Sugiura, Ariga Kato, Yutaka Ohya, Paul Kinyanjui Kimani
Advanced Powder Technology
DOI:10.1016/j.apt.2024.104593
https://doi.org/10.1016/j.apt.2024.104593
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20240828/
◆加納研究室(機能性粉体プロセス研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/kano/
・。・゜★・。・。☆・゜・。・゜。・。・゜★・。・。☆
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10) お知らせ
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みやぎ県民大学2024を開催しました
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多元物質科学研究所では、2024年7月5日、12日、19日、26日、8月2日の5回に
わたり、みやぎ県民大学開放講座「生命と化学の接点」を開講しました。本講
座では生体成分である核酸、タンパク質に焦点を絞り、生命科学と化学の接点
をテーマに最新の研究をわかりやすく説明しました。
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_info/20240826/
・。・゜★・。・。☆・゜・。・゜。・。・゜★・。・。☆
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11) お知らせ
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笠井研究室にてインターンシップを受け入れました
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2024年8月19日～23日の1週間、有機・バイオナノ材料研究分野（笠井均研究
室）にてインターンシップを体験中の福島工業高等専門学校 化学・バイオ工
学科4年の学生さんにお話を伺いました。
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_info/20240826_intern/
◆笠井研究室(有機・バイオナノ材料研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/kasai/
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12) お知らせ
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水上研究室にてインターンシップを受け入れました
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2024年8月19日～23日の1週間、（水上研究室）にてインターンシップを体験
中の、和歌山工業高等専門学校 生物応用化学科4年の学生さんにお話を伺いま
した。
◆詳しくは、こちらをご覧ください。
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_info/20240827/
◆水上研究室(細胞機能分子化学研究分野)
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/mizukami/
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言葉の由来 「御御御付」
今ではあまり聞くことのない「御御御付」。これは「おみおつけ」と読みま
す。もともとは「つけもの」と言い、食事の時に必ず味噌汁が付くことからそ
う呼ばれていました。現在の漬物（つけもの）とは意味が異なりますね。では、
なぜ「御」が3つもつくことになったのか。これは武士と公家の見栄の張り合い
が関わっています。初めに、自分たちは相手よりも上の存在だからと御を付け
て「御付（おつけ）」と呼びました。そうするともう片方も更に御を付けて
「御御付（みおつけ）」と呼びました。最終的には「御御御付（おみおつけ）」
でおさまりましたが、いつの時代もこういうのがあるものですね。
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◆広報情報室では、講演会、シンポジウム、研究成果など
メールマガジンに掲載させていただける情報をお待ち致しております。
登録・変更・削除は、こちらからお願いいたします。
↓ ↓ ↓
https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/magazine/
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_/
_/ 発行元：
_/ 東北大学多元物質科学研究所
_/ 広報情報室 022-217-5198
_/ network-tagen[at]grp.tohoku.ac.jp
_/ （[at]を@に置き換えてください）
_/
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