「使いやすくコンパクトな」顕微鏡で研究の効率化を促進

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カスタマーボイス

04. 異分野の研究者との出会いからブレークスルーが生まれる

イメージ:竹内氏
「研究はすべてがうまくいくわけではなく、当たり、はずれがあるのが事実。しかし、一喜一憂するのではなくて、研究を通じて世界を変えようという志を持ち続けたい」と語る竹内氏。

竹内氏は、さまざまな分野から集めてきた研究室のスタッフを「ヘテロ(多彩)な集団」と呼んでいる。その異質同士の融合が起爆剤となって、今、研究の幅が急速に広がりを見せている。現在、竹内氏はバイオナノ融合プロセス連携研究センターのセンター長を務めているほか、ERATOの「バイオ融合」プロジェクトの研究総括、KAST創造展開プロジェクト「バイオマイクロシステム」のプロジェクトリーダーも兼任している。生産技術研究所内には新たに設置中のものも含めて4か所の竹内研究室がある。約20名の研究員が各自それぞれテーマをもって活動している。多い人では8つ以上のテーマについて並行して研究しているという。

どのようにして研究の幅を広げているのか。竹内氏は「研究スタイルにはこれといって正解はないはず。個人が独りでテーマを深く追究するスタイルもあれば、当研究室のように大勢でわいわいといろいろなトピックを研究するスタイルもあるでしょう。私の場合、テーマは特に絞らず、どちらかというと各人が思いついたテーマは、アイディアで終わらせるのではなく、すべて取り組むことを奨めています。自分が興味を抱くテーマに楽しく取り組むことで、各人の研究の幅を広げられると思っています。そこには当然、異分野の研究者との出会いが欠かせないのですが、融合を図るためには人と人の相性が実は大事であったりします。研究室には多彩な研究者がいますので、彼ら同士が研究テーマだけでなく、いろいろなタイプの人格といかに協調できるかが鍵となるのです」

05. 「使いやすくコンパクトな」顕微鏡で研究の効率化を促進

イメージ:マイクロスコープ「VHX」。MEMSの技術で…
マイクロスコープ「VHX」。MEMSの技術で試作したデバイスの形状観察や、サイズの計測などに多用されている。コンパクトな設計のため、スペースの限られた実験室のデスクに設置が可能。試作してすぐさま観察ができる。

画期的な研究成果で国内外から脚光を浴びる竹内研究室。その実験スペースを見せていただくと、「生体と機械の融合」をめざす研究室にふさわしく、光学顕微鏡に加えて蛍光顕微鏡や電子顕微鏡(SEM)などがそろっている。なかでも日常的に活用されているのが、キーエンスのマイクロスコープ「VHX」だ。試作した微細加工部品の形状を観察したり、大きさを計測するのに多用している。

それとともに同様に頻繁に用いられているのが、蛍光顕微鏡「BIOREVO」である。こちらは生体細胞や試作した細胞膜などの観察などで威力を発揮している。使用頻度が高いことから、竹内研究室では「BIOREVO」を2台配置して観察に用いている。また、異なる条件で培養した細胞をそれぞれ「BIOREVO」にセットし、2台のモニターで同時に観察するという同研究室ならではのユニークな活用にも取り組んでいる。

イメージ:蛍光顕微鏡「BIOREVO」による細胞の観察…
蛍光顕微鏡「BIOREVO」による細胞の観察を行なう栗林香織氏。現在、マイクロスケールの組み立てを応用した人工細胞膜などの研究に携わっている。

竹内研究室で「BIOREVO」を研究活動に用いている一人が、医用生体工学および材料工学が専門分野である栗林香織氏だ。「ヘルスケア・医療分野応用に向けたフレキシブル多機能マイクロデバイス」というテーマでJST(独立法人科学技術振興機構)の「平成21年度若手研究者ベンチャー創出推進事業」に採択されるなど、MEMSを活用した次世代の再生医療デバイスに向けた細胞の立体構造の構築研究開発に取り組んでいる。現在、ベンチャーの設立に向けても準備中である。

竹内氏にキーエンスの顕微鏡について忌憚ない意見をうかがった。

イメージ:蛍光顕微鏡の稼働率が高いことから…
蛍光顕微鏡の稼働率が高いことから、一つのラボに2台の「BIOREVO」を導入。2台とも立ち上げて、異なる条件で培養した細胞の同時比較なども行なっている。
イメージ:マイクロスコープ「VHX」と超深度マルチアングルレンズ「VHX-D500」の組み合わせ…
マイクロスコープ「VHX」と超深度マルチアングルレンズ「VHX-D500」の組み合わせ。従来はFE-SEM(電界放射型走査電子顕微鏡)で観察を行なっていたが、はるかに簡単に高倍率で傾斜フルフォーカス観察が行なえることから、「VHX-D500」を導入。これによって立体物をさまざまな角度から手軽に観察することが可能になった。MEMSによる試作品の形状確認などに威力を発揮している。竹内研究室では最近、更に2台の「VHX」を導入した。

「何より使いやすさがいいですね。それとともに、どの製品もコンパクトである点が魅力です。使用できるスペースの限られた研究室内では、装置の設置面積が小さいけれど使い勝手は百人力というのが採用条件として大きいです」

竹内研究室では、各部屋ごとにマイクロスコープ「VHX」や蛍光顕微鏡「BIOREVO」の導入を進めている。それというのも、MEMSによる試作品や培養した細胞の観察をすぐさま行なうことで、研究活動の効率化、スピードアップを図るのが狙いだ。

竹内研究室所属の助教である尾上弘晃氏も「VHX」や「BIOREVO」を活用している研究者の一人。現在、「DNA機能化マイクロゲル構造体によるセルフアセンブリ」などの研究に取り組んでいる。今後の研究において尾上氏は、研究室が新たに導入した超深度マルチアングルレンズ「VHX-D500」を取り上げ、「MEMSで作成したデバイスを真上だけでなく、斜めや横方向から観察できるため、加工の仕上がりを素早く確認できるのでは」と期待を寄せている。

06. 細胞の三次元化で生体の機能を人工的に創り出す

今後、竹内氏は生体材料を使った物づくりに向けて基礎研究を加速するとともに、産学連携を通じた実用化研究にも力を注いでいくという。特に医療や環境の分野が有望とのこと。そして、「いずれは生体と機械の融合を通じた設計、加工の考え方を体系化していきたい」と抱負を語っている。

「細胞の器を大量に作り出す技術が完成し、パーツとしての細胞が容易に入手できるようになれば、次はセンサからアクチュエーター、プロセッサーに至るまですべてを生体材料を用いて創り出すことに挑戦していきます。細胞を使った3次元機構の構築に向けた研究を急ピッチで進めているところです」

イメージ:マイクロスコープ「VHX」と超深度マルチアングルレンズ「VHX-D500」の組み合わせ…
マイクロ・ナノデバイスの技術を医療などの異分野に応用することで、新たな研究や産業の創造をめざす竹内氏。「面白いこと」を探究の起点にしつつ、世界を驚かせる研究を志向している。「夢をもって未知のテーマに立ち向かう」ことの大切さを説く姿勢は、これからの世界との競争においてかかせないものといえるだろう。生体と機械の融合は近い将来、一大イノベーションの到来を予感させる。

(2011年02月現在)

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