牛伝染性リンパ腫発症を予測するがん検診技術

　日本における牛伝染性リンパ腫の発生は急増しており、発症牛は全て廃棄となるため、その対策は急務です。北海道大学は最新技術を駆使して牛伝染性リンパ腫による畜産被害軽減と生産性向上を農場に提案しています。

古くて新しいプロバイオティクス

子牛の感染症(下痢症や肺炎など)は成長に悪影響を及ぼし、時には死に至らしめることから生産性を低下させる重要な課題となっています。北海道大学は、「子牛の下痢を予防したりワクチン効果を向上させるプロバイオティクス」の開発に成功しました。

様々な言語の話者が英語でコミュニケーションを行っている現代において重要なのは｢母語話者のような英語｣よりも実際に相手に｢伝わる英語｣だと言われています。私は音声言語を中心に英語の｢伝わりやすさ｣に影響を与える特性について研究しています。

水産廃棄物に含まれるコラーゲン・コンドロイチンの生物活性評価と産業応用

魚の加工残渣に多量に含まれるコラーゲン・コンドロイチンの生物活性を、おもに細胞培養法で解明してその成果をもとに機能性食品や機能性化粧品、組織工学用細胞足場材料、細胞培養基材等を開発し、社会実装する。

緑色が退色しない植物の可能性を探る

クロロフィルを分解できない植物は退色せずに緑色のままです。この性質を野菜の緑色の維持などへ応用することを目指します。

植物遺伝資源の多様な特性を理解し、植物育種への応用を考える

植物の三倍体は一般的に不稔になると考えられている。しかし、予備試験においてリンゴの三倍体が種子を形成していることがわかった。本課題ではリンゴの三倍体品種に形成される種子を利用し、その後代の獲得を試みる。

交雑や染色体操作技術による倍数体やクローン作出技術、凍結保存技術の研究開発

養殖において遺伝的に同一なクローン集団を用いることで、均一な魚の生産が期待されます。天然に分布するクローン魚類における配偶子形成の仕組みを解明することで、養殖対象魚への応用を目指しています。

日本全国、乳牛は様々な方法で飼養されていますが、牛乳の品質（成分的、衛生的、官能的）との関連は、明確ではありません。
実際の酪農現場で生産された乳を解析し、乳牛の飼養方法と生産される乳の品質との関連を明らかにしています。

酵素を使った効率的糖質合成技術を開発し、健康的で豊かな食生活を支えたい

糖質には機能性食品素材としての利用が期待されています。酵素を利用し、自然界や農産物から入手しやすい糖質を希少糖質へと効率的に変換する技術基盤を整備することで新しい機能性糖質の発見につなげたい。

有機化学、生化学的手法を駆使した生理活性物質の単離・構造決定、量産法、機能解析

・農産物の機能成分の効率的単離、生理活性を指標とした分子レベル解析
・農産物機能成分の薬効成分としての利用
・農薬成分の効果持続性を目指した構造活性相関研究

生涯生産性を高める哺育・育成からのスマート酪農を目指す

わが国の生乳生産の安定化のためには、哺育牛の損耗低減が必要である。本研究は、哺育牛群の体温、行動、容姿の常時全頭モニタリングによって体調不良個体を早期検出する技術を開発する。

漁具の水中動態をPCで可視化

漁具の設計図と海況条件をPCに入力することで，様々な漁具の水中での形状やその動き，各部材に作用する力を数値シミュレーション技術により可視化することができます。
(企業との共同研究により研究開発が行われています)

検査室から持ち出せる化学分析装置

液体クロマトグラフはサイズおよび重量が大きいため、実験室での使用に限定され、試料の採取場所での分析や小規模な実験室での分析は困難でした。そこで、構成要素を根本から小型化することに取り組み、超小型・超軽量装置の開発に成功しました。

植物色素の力で植物もヒトもストレスに強くなる!?

植物色素の一種であるベタレインの、植物細胞内における生理機能として、ストレス負荷により蓄積する活性酸素（ROS), 活性窒素（RNS）消去能及び機構解明をおこなう。植物の環境ストレスに強い植物開発への応用を目指している。

大型施設でしかできないと思われていたこと。実は北大でできます

食品はいくつもの相が混合した「混ざりもの」です。その「混ざり方」は食感を左右する重要な要素です。製造プロセスや保存プロセスで起きる「混ざり方」の変化を非破壊・連続的に観測します。

どこでも誰でも検査が可能な検査チップ

どこでも誰でも検査が可能な検査チップの開発を行っています。紙を基材にすることで、材料コストだけでなく、廃棄コストも低減することができます。検出器にスマートフォンを利用することで、超低価格のオンサイト検査システムが実現できます。

微生物を利用してバイオマスから合成される新規生分解性プラスチック

グリコール酸ユニットなどの非天然ユニットを含むポリマーの合成系を独自に開発しました。加えて、これまで不可能であったモノマー配列が制御されたブロック共重合体を合成することにも成功しています。

シリカ合成酵素、バイオミネラル、無機-有機複合材料、自己修復材料

我々は生物が創り出す鉱物（バイオミネラル）に着目し、それを人工的に模倣した無機材料作製技術を開発しています。また、無機物とバイオ分子の界面に形成される親和力を利用した新たな金属分離技術および吸着・接着技術についても取り組んでいます。

波長変換フィルムで農作物成長を促進

農作物成長促進に効果的な強発光性の希土類錯体（発光効率：世界トップ）を開発。その発光体を透明シートに塗った光波長変換フィルム（紫外光→可視光）の作製に成功。

積雪寒冷地に着目した、構造物や機器の腐食・防食の研究

北海道の特徴は、積雪寒冷地であることです。寒さと雪に着目した大型施設や機器の腐食状況の把握、基礎研究からの腐食状況解析などを行っています。

「植物の智恵」から学ぶ新しいデザインとものづくり

竹を始めとする維管束植物や、様々な植物の構造形態の力学的合理性をサイエンスの視点で実証するとともに、その構造形態を模倣することにより、既存の材料性能を凌駕する新しい構造材のデザインを目指しています。

水を制御して、生命を制御する

トレハロースなどの二糖類を使った細胞の凍結保存実験を行い、氷晶形成の制御という観点からそのメカニズムを解明し、より多くの細胞の凍結保存技術の開発に資する。

医療用の超音波エコーや超音波ドップラーによる画像診断機器を身近な対象物に使えるようにポータブル化しました。スーツケース１個で持ち運び、現場ですぐに使えます。農作物の非破壊診断、連続食品加工におけるライン上での品質管理を可能にします。

カビ様臭原因物質をプラズマで効果的に除去可能

低圧アルゴン(以下Ar)プラズマおよび大気プラズマを用いて天然コルク中のカビ様臭の原因物質であるトリクロロアニソール(以下TCA)の除去を試みた。前者では最大40分の1程度まで効果的に減少させられることが分かった。

様々な分野にブレークスルーをもたらす流動物性の新たな基盤計測技術

超音波流速分布計測と運動方程式の逆解析を用いた新しいレオメータです。食品など混相体の流動物性を瞬時に評価可能です。検査において従来法の死角を補うだけでは無く、生産ラインの状態・品質管理まで応用可能な技術です。

高活性水素イオンの生成触媒の開発とCO₂メタネーション反応への利用

Gin De Ride（銀-Derived Hydride, GDR）は、当研究室が発見した銀系化合物から生成する高活性水素イオンで、一部を低温燃焼させることで熱を供給し、余剰GDRは例えばCH₄合成に利用することで、反応が効率化できる。

空間位相制御によるマスクレスでの自由微細パターン創成

光干渉リソグラフィに空間位相制御を導入して，マスクレスで自由パターンを転写創成する手法を開発。これまでに，従来の2ビーム干渉では実現困難であった2次元干渉パターンの生成に成功しており，現在パターン転写およびその精度向上に取り組んでいます。

0.001 arc-second超の高分解能を実現し，回折スケール格子ピッチ評価に援用

超精密位置決めステージなど，精密移動体の微小角度変位を検出する光学式角度センサを開発しています。レーザオートコリメーション法ベースの角度センサとして世界最高レベル(0.001 arc-second超)の分解能を達成しています。

リン鉱石の輸入依存脱却が可能な二次リン資源からのリンの分離回収

「炭素化（もしくは炭素添加）」と「塩素化」を共通工程とした二次リン資源（製鋼スラグ、鶏糞、下水処理後のHAP・MAP、下水汚泥、下水汚泥焼却灰など）中のリンの非常にシンプルな高効率・高選択的分離回収技術を開発した。

エクソソームのスペクトル計測によるがんの識別方法

・長さが5 μm以下の微粒子（例えばエクソソームなど）の1粒子解析方法、または、微粒子を利用したセンサーのためのスペクトルデータの生産方法を提供する
・微粒子を高感度にスペクトル計測できる基板および計測装置を提供する

実肉を使用しない食肉中心温度測定用デバイス

食用動物の食肉を対象に、その中心温度を把握するための温度測定装置を開発した。本装置のプローブ周囲には、魚・牛・豚・鶏等の食用動物の食肉を模擬した比熱及び形状を有する材料を配置しており、実際の食肉に近い中心温度変化をリアルタイムで取得できる。

食品の長期鮮度保持のための液状氷最適化装置

単純な熱容量計算で食品用液状氷〔スラリーアイス（塩分含有水氷）又は無塩分水氷〕の必要最小量や、保管用容器の総括伝熱係数（容器放熱量パラメータ）を用いスラリーアイス温度を決定する塩分濃度・水／氷混合比及び貯蔵可能時間を算出する装置を開発した。

安全・安心を実現する食用動物の鮮度と食べ頃の評価装置

我々は、産業技術総合研究所と共同で、致死後の食用動物（水産動物や畜産動物）の任意部位における分解成分の濃度の経時変化をシミュレーション法により求め、鮮度と食べ頃を評価するための可視化装置『MIRASAL』を開発した。

養殖魚の借腹生産や品種改良の効率化を目指して

動物の初期胚の細胞の多くは身体を構成する体細胞へ分化し、一部の細胞のみが精子と卵の起源となる生殖細胞へ分化します。当研究室では、魚類初期胚のほぼ全ての細胞を「生殖細胞化」できる技術を開発し、水産業への応用研究を進めています。

"高速性"をキーワードとして，高速化に必要なアーキテクチャから，高速化に付随して生じる課題解決技術まで，理論・アルゴリズム・デバイス・システム・アプリケーションといった総合的な観点でロボット開発をおこなっています．

生体骨の持つ構造的な特徴と力学的な特性を基に、3Dプリント可能で力学的高機能な新しい多孔質構造体を開発。破壊の進展が抑制可能で、高い吸収エネルギ性が可能。等方的な力学特性も実現可能。樹脂や金属を用いて3Dプリンタにより製造可能。

結晶構造の変化により蓄熱する固体蓄熱材

トランス－1,4－ポリブタジエンは、固体の結晶構造の変化により蓄熱する特徴があり、この蓄熱材を用いた蓄熱器には、蓄熱材を入れる容器が不要になります。トランス－1,4－ポリブタジエンを用いた蓄熱器の宇宙実証に世界で初めて成功しました。

ナノカーボン材料の酸化グラフェンと，抗菌・抗ウイルス剤を複合化した，新しいコーティング法を開発しました。耐水性が高く，透明で基材の色に影響を与えないことから，水周り衛生に向けた新しいアプローチとして期待できます。

再現性良く実用レベルの高性能を示す酸化物熱電材料

Ba_1/3CoO₂が、空気中・600℃においてZT ~0.55を示すことを発見しました。高温・空気中で再現性良く高性能を示す実用的な熱電変換材料がついに実現したと言えます。

生体成分の代謝を考慮した非感染性病態発症機構の解明：食品の機能性評価系としての応用

生体成分（胆汁酸やミネラルなど）の代謝解析を基盤として、各種疾患の発症機構解明と実験動物を用いた未病モデルの確立に関する研究を行っています。食を介する疾患発症予防の作用点解明を目指しています。

自然・人為により撹乱を受けた生態系をファシリテーションすることでエコフレンドリーな復元を図る

ファシリテーションとは、ある植物の定着が他種の侵入定着を促進する現象を指す。噴火・火災・津波・採掘等の大撹乱により壊滅的被害を被った生態系において、そのようなファシリテータを検出し導入することで迅速かつエコフレンドリーな生態系復元を図る。

ナノ結晶デバイスの実験記録からの知識発見

本研究では、ナノ結晶デバイスの研究開発の過程で作成される実験記録やその成果を取りまとめた論文などから、デバイス開発に有用な情報を抽出し、整理する知識マネージメントの研究を行っています。

糖鎖自動合成技術を活用した独創的ライブラリ × オンサイト医療や研究を支えるマイクロアレイ技術

糖鎖関連相互作用は感染症やがん診断等において重要な標的である。糖鎖自動合成技術開発の過程で構築・蓄積した糖鎖、複合糖質、糖質関連阻害剤、およびその誘導体ライブラリの活用法としてどこでも利用可能なマイクロアレイ装置の開発を行った。

～【世界初】前処理不要の糖鎖選択的イオン化技術～　（北大単独出願、単独発明者技術です）

糖タンパク質や体液のような複雑な高分子や混合物中の糖鎖成分をMALDI法により選択的にイオン化する世界初の質量分析技術を発見しました。この技術は卵白や体液のような複雑な混合物中の糖鎖成分の直接解析にも利用可能であることも実証しました。

Fuel窒素の事前除去と高温ガス精製へのナノ微粒子の利用

地球環境に調和した炭素資源の高度利用法の原理確立は、次世代に向けて最重要な研究テーマの一つである。本研究では、ナノスケールの金属・金属酸化物微粒子を用い、炭素資源をクリーンエネルギーに効率よく変換できる触媒プロセスの開発を目指している。

産学連携研究を通してAI技術の実用化に迫る！

本研究では、画像・映像・音楽・音声を中心とするマルチメディアデータを対象とした人工知能技術の開発を行っています。特に、産学連携研究を中心として、医用画像、社会インフラデータ、材料科学等に関わるデータを研究対象として扱っています。

水が油が、よく濡れる、すぐ滑り落ちる、よくくっつく

高速で水が濡れ広がる超親水や、水・油をとてもよく弾くけれども表面に吸着していたり、簡単に滑り落ちたりと、滑落性を簡単に制御できる超撥水・超撥油表面を創り出す方法についてご紹介します。

世界トップクラスの核酸導入能と安全性の両立

siRNAの安全かつ効率的なin vivo送達を実現する独自の機能性脂質群を開発した。本脂質を含む脂質ナノ粒子は優れたエンドソーム脱出能力に起因する肝細胞への世界トップクラスのsiRNA導入効率および生分解性に起因する高い安全性を示した。

高温熱処理不要な超高速電解成膜技術

結晶性酸化チタンは光触媒として実用的に重要な酸化物です。一般に高温での熱処理を必要とする結晶性二酸化チタン薄膜を，水溶液中の電解成膜法を用いてわずか数秒以内に各種金属基板上に製膜する技術を開発しました。

顕微イメージングソリューション プラットフォーム

共用機器管理センターに設置している”同位体顕微鏡システム”を産学官共用に推進拡大する