生物材料工学研究室

研究内容

生物は高度な機能を持つ物質を作り，利用しています。私たちの研究室では，生物素材と有機・無機材料とを組み合わせることで，生物の機能を私たちが利用可能なかたち，素子や機能性材料として活用する技術の開発に取り組んでいます。生物の機能を利用する素子や材料の性能は，生物素材と有機・無機材料のつなぎ方で大きく変化します。私たちはこの点に注目し，生物素材と材料物質の間を研究しています。

1. 生物素材をつなぐ

酵素や各種の機能性タンパクなどの生物素材を工学的に利用しやすい形態（材料、素子）へと転換して行くためには，それらの生物素材を何らかの手段で固体の表面に結合させることや，他の物質（分子）と複合化させることが必要となります。そこで，生物素材の高度利用のための基礎技術として，生物素材による固体の表面改質・修飾ならびに生物素材と有機・高分子材料との分子レベルでの結合に取り組んでいます。

2. 新規機能性材料をつくりだす

生物素材をなんらかの付加価値を有する担体と組み合わせることでその有用性は飛躍的に向上します。例えば，生物素材の高い反応性や選択性を利用したセンシング技術や分離・精製技術は，生物素材と電極や磁性材料のような担体の持つ付加価値と組み合わせることで成立します。その他にも，生物素材に安定性や機械的強度，操作性を付与するといった目的で，さまざまな担体の利用が検討されています。私たちは新たな生物素材と担体の組み合わせや複合化法を検討することにより有用な機能性材料をつくりだすことを目指しています。

3. 生物の機能で測る，機能を測る

酵素や抗体，核酸などの生物素材は高い分子認識能を有しており，この機能をうまく利用することによって，さまざまな分子が共存する中から目的の分子だけを検出することが可能なセンサーを作り出すことができます。これらのセンサーの性能は，生物素材の電極基板への固定法や生物素材の機能を介して得た情報を電気信号に変換する手法よって大きく変化します。つまり，生物素材と有機・無機材料との間をいかにつなぎ，センサーとしての機能を発現させるかが研究の主題となります。また，生物の生育環境や生体環境下で生物の機能や対象物質の濃度を簡便かつ迅速に測定する手法の開発にも取り組んでいます。