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2020年1月16日 (木)

バイオセンサーとは?《バイオニクス専攻/たか》

こんにちは、たかです。

大変です。もう2020年です。ついこの間まで、6月だったのに…。時が経つのは早いですね。
研究活動をしていると本当に時間の経過が早い気がします。これと言って盛大な実験結果が示されないまま年が明けてしまいました。この事実にショックを隠し切れません。だからと言って、この1年間まったく研究をしていなかったわけではありませんが…。

さて、今年の5月頃に本BLOGで、これまでに私が行なってきた研究について紹介しました。(詳しくは5/28の「ホタルの発光で癌を見つける」をチェック!)
そこでバイオセンサー開発の研究をしていることを述べました。
では、バイオセンサーとは何なのでしょうか?高校生や学部生の方達は「聞いたことあるけど、正確には説明できない…」という人が多いのではないでしょうか。
まあ、でも文字通りです。バイオとセンサーを組み合わせたもの、つまり生物と化学センサーを組み合わせたものです。もうちょっと細かく言うと、抗体や酵素、受容体などの生体分子と検出したい物質の反応を電気シグナルに変換するデバイスのことです。

と言ってもイメージがつきづらいので、具体例を挙げましょう。
血糖値センサーはご存知でしょうか。糖尿病患者の方が使用するもので、病院だけでなく薬局でも市販されています。医師の立ち合いなしで、自宅で簡単に診断できます。

この血糖値センサーは血液中のグルコース濃度を測定するバイオセンサーです。実はグルコースセンサーは、この世に最初に開発されたバイオセンサーなのです。
このセンサーはグルコース酸化酵素またはグルコース脱水素酵素が酸素を消費してグルコースと反応する系を利用しています。酵素を電極上に固定し、グルコースと酵素の反応を電流値として測定し、グルコース濃度を評価します。

Bsta_9
原理を端的に述べ過ぎましたね笑。図は第一世代のセンサーですが、現在は酸素を介さないで、酵素反応で生じる電子を直接、電極反応に利用する第三世代のバイオセンサーが開発されています。
詳細に述べてしまうとBLOGが長くなってしまうので割愛させて頂きますね。興味がある方は是非調べてみて下さい。

バイオセンサーの世界市場は年212億ドル規模で、2024年には315億ドルにまで達すると言われています。
この市場の殆どを血糖値センサーが占めています。それは年々、糖尿病患者が増え続けていること、グルコースセンサーを使えば誰でも簡単に診断できるためでしょう。
一方で、癌は血糖値診断のように在宅で誰でも簡単にその場で診断することは出来ません。癌診断にも、グルコースセンサーのように市販されていて、気軽にその場で使用できるセンサーがあれば、癌の超早期発見につながり、適切な治療を早期に受けることが可能になるはずです。市場規模も血糖値センサーほどになるでしょう。

私は癌のバイオマーカーとなるDNAメチル化を定量するバイオセンサーを開発することを目的としています。ある酵素の酸化還元反応を利用して電気化学的にDNAメチル化を測定しようと研究しています。
本研究が実現すれば、DNAメチル化を測定できる小型センサーが開発されて、在宅用の癌診断機器に応用できるかもしれません。

研究活動は上手くいかないことが殆どです。私も毎回「今回こそ…!」と良い結果を期待しながらデータ解析しますが大体不発かまあ0.5歩進んだかな?という程度です。悲しい。
ですが、それでも実験データを見て考察し、学会で発表してディスカッションし、自分の未だ知らないことを見つける。時にはそれが世界的に未だ解明されていないことかもしれない。それを追求することが研究の楽しさだと思います。

以上、今回は自身の研究について少しだけお話をさせて貰いました。
次回のBLOGが最終回になりますが、よろしくお願いします!

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2020年1月 9日 (木)

これまでとそれから《コンピュータサイエンス専攻/スイミー》

いよいよこのブログも最後となりました。

大学院ブログのCS専攻担当
スイミーです。

ブログではこれまで東京工科大学大学院の魅力についてお伝えしてきましたが、どうだったでしょうか?

このブログを見てくださる人の中にはどこの大学院へ進もうか、それとも就職をしようか、人生の選択に悩んでいる人も少なくないと思います。
そういった方々へ、最後のメッセージをお伝えできればいいなと思います。

私自身は大学院へ早期卒業として進みましたが、周りにはそれ以外にも様々な人がいます。
早期卒業では研究にかける時間が減るからという理由で、通常通り大学院へ進学する人…
どうしてもやりたいことがあり、他大学の研究室へ行った人…
企業の人と仲良くなり、大学院進学から就職へ切り替えた人…

就職するのか、大学院へ進むのか、選択は様々です。
まずは自分がやりたいことをもう一度考え直してみるところから始めるのもいいかもしれません。
自分にとってのやりたいことが何なのかをしっかりと見つめ直してみましょう。
一つのやり方として、人生の目的を考えてみるのもいいでしょう。
人生の目的が『脳とコンピュータの相互通信を実現する』だとしましょう。
アニメのSAO(ソードアートオンラインを見て、実現してみたいと思った人も多いのではないでしょうか?

この目的を達成するためには何の知識が必要で、何を実現すればいいでしょうか?
必要な知識は、脳科学、神経科学、コンピュータサイエンス、…と色々あります。
これらの知識を得るには本や書籍で調べることが一つの方法ですが、その道の最先端を研究するには研究室や研究所に所属するのが一番です。
しかし、全てを網羅することは難しいでしょう。
本当に自分がやりたいこと…それに一番近づける選択をする必要があります。
場合によっては、自身が将来稼いだお金で会社を作り、優秀な人材に研究を行ってもらうのも一つの手かもしれません。

一つの人生の目的を達成するだけでも色々なルートがあります。
自分自身が思っている以上に目的達成のルートはあるものです。
どのような道があるのかについて、改めて調べ直してみましょう。

~学生の皆さんへ~
企業とコネクションがある教授の方々も少なくありません。
そういった方々の研究室へ入ると企業と提携しながら研究を行うこともできます。
企業で働く以外の選択肢として、企業と提携している研究室に行くことも一つの方法です。
ある分野においては最先端を走る人物がどこかの大学にいるかもしれません。
そういった方とは実際にその研究室へ行かないと情報交換や知識の吸収を行うことが難しいかもしれません。
そして、最先端を走る人のところにはそれに追随して走る人も集まっています。
研究室で研究を行うメリットはそういった環境で行えるということもあります。

逆に最新機器や高額な実験機材を扱わなければならない場合、1研究室では予算が足りないかもしれません。
そんな時に企業へ就職すれば、自身のやりたいことが実現できるかもしれません。

~社会人の皆さんへ~
日本では未だ社会人になった後、大学に入り直すことは少ないのが現状です。
しかし、海外においては大人が再度大学に入り直して、学び、研究していくことは珍しくありません。
新しい分野の知識を学習しに行くのも悪くないでしょう。

今回は人生の目的を決め、どのように選択していけばいいのかについて書いてきました。
どうでしたでしょうか?参考になりましたでしょうか?
2020年という新しい年を迎え、読者の皆さんがよりよいお年を過ごせるように願っております。

これまでブログを見ていただいた読者の方々、本当にありがとうございます。

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