東北大学研究者紹介

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ヒラモト　カオル

平本　薫

Kaoru Hiramoto

所属

高等研究機構学際科学フロンティア研究所　新領域創成研究部学際基盤研究分野　デバイス・テクノロジー研究領域

職名

助教

学位

博士（学術）（東北大学）

researchmap

https://researchmap.jp/kaoru.hiramoto

J-GLOBAL ID

202201012586746862

e-Rad 研究者番号

40963038

ORCID

https://orcid.org/0000-0002-2210-7971

経歴 5

2022年4月～継続中

東北大学　学際科学フロンティア研究所新領域創成研究部　助教
2025年4月～ 2027年3月

Imperial College London
2020年4月～ 2022年3月

東北大学　大学院環境科学研究科　学振特別研究員（DC1）
2019年5月～ 2020年3月

東北大学　大学院工学研究科　技術補佐員
2012年4月～ 2019年4月

パナソニック株式会社

学歴 3

東北大学　大学院環境科学研究科

2019年10月～ 2022年3月
東北大学　大学院環境科学研究科

2010年4月～ 2012年3月
東北大学　工学部　化学・バイオ工学科

2006年4月～ 2010年3月

委員歴 5

公益社団法人電気化学会　男女共同参画推進委員会

2024年1月～継続中
日本分析化学会東北支部　庶務幹事

2026年3月～ 2027年2月
化学とマイクロ・ナノシステム学会　第48回研究会実行委員

2023年4月～ 2023年11月
化学とマイクロ・ナノシステム学会　第47回研究会実行委員

2022年11月～ 2023年5月
化学とマイクロ・ナノシステム学会　第46回研究会若手企画実行委員長

2022年4月～ 2022年11月

所属学協会 4

日本分析化学会
化学とマイクロ・ナノシステム学会
International Society of Electrochemistry
電気化学会

研究キーワード 4

3次元培養細胞
脂質膜
電気化学発光
電気化学

研究分野 3

ナノテク・材料 / 分析化学 /
自然科学一般 / 生物物理、化学物理、ソフトマターの物理 /
ナノテク・材料 / ナノバイオサイエンス /

受賞 6

奨励賞

2026年7月　日本分析化学会　電気化学発光イメージングによる細胞模倣システムの評価
若手優秀賞

2024年　化学とマイクロ・ナノシステム学会　電気化学発光を用いた細胞・生体分子イメージング技術の開発
Lab on a Chip outstanding research award

2023年11月　化学とマイクロ・ナノシステム学会　脂質二分子膜の新規電気化学発光イメージング
花王Crescent Award

2023年　花王芸術・科学財団　電気化学発光を利用した新規生体膜機能解析手法の開発
若手ポスター発表賞

2021年　日本分析化学会　電気化学発光による細胞スフェロイドの呼吸活性測定
東北分析化学奨励賞

2019年　日本分析化学会東北支部　電気化学測定デバイスを用いた3次元細胞組織の活性評価

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論文 33

Lipid Membrane-Coated Nanopipettes for Enhanced Resistive Pulse Sensing of Exosomes. 国際誌査読有り

Kaoru Hiramoto, Chisae Kaji, Ayumi Hirano-Iwata

ACS applied materials & interfaces　18　(13)　19937-19945　2026年4月8日

DOI： 10.1021/acsami.6c02193 　

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We report the use of lipid membrane-coated quartz nanopipettes to enhance exosome detection via resistive pulse sensing. By exploiting the self-assembly and compositional versatility of lipid molecules, nanopipettes were functionalized with lipid membranes comprising neutral and cationic lipids, with or without cholesterol, to modulate surface charge and membrane viscosity. Using bovine milk-derived exosomes as a model system, we demonstrate a marked improvement in capture rate and a reduction in nonspecific adsorption. This improvement further enabled statistical analysis of translocation times and signal amplitudes, providing significant insights into the interactions between exosomes and lipid membranes during nanopore passage under an applied electric field.
AVID mouse: A versatile platform for real-time, multiscale ATP imaging and spatial systems metabolism analysis in living mice 国際誌査読有り

Yuichiro Ohnishi, Daiki Setoyama, Hideki Miwa, Norimichi Koitabashi, Riki Ogasawara, Seri Kitada, Naoki Matoba, Takahito Ayano, Kaoru Hiramoto, Ryuto Yasui, Yuki Sugiura, Takahisa Anada, Kosuke Ino, Hinako Matsuda, Takahiro Noma, Shigenori Nonaka, Takashi Izumi, Masahiko Kurabayashi, Makoto Suematsu, Yuya Kunisaki, Motoko Yanagita, Hiromi Imamura, Masamichi Yamamoto

CELL REPORTS　44　(9)　116246-116246　2025年9月23日

DOI： 10.1016/j.celrep.2025.116246 　

ISSN：2639-1856

eISSN：2211-1247
Recent advances in electrochemiluminescence sensing for in vitro cell analysis: a review 査読有り

Kosuke Ino, Tomas Mockaitis, Ryota Shikuwa, Kimiharu Oba, Kaoru Hiramoto, Inga Morkvenaite-Vilkonciene, Hiroya Abe, Hitoshi Shiku

ANALYTICAL SCIENCES　41　(5)　557-569　2025年5月

DOI： 10.1007/s44211-025-00723-x 　

ISSN：0910-6340

eISSN：1348-2246
Electrochemiluminescence of [Ru(bpy)<inf>3</inf>]²⁺/tri-n-propylamine to visualize different lipid compositions in supported lipid membranes 査読有り

Kaoru Hiramoto, Ayumi Hirano-Iwata, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku

Chemical Communications　61　(23)　4495-4498　2025年2月2日

DOI： 10.1039/d4cc06245k 　

ISSN：1359-7345

eISSN：1364-548X
Electrochemiluminescence microscopy of diffusive biocompounds as co-reactants in cell spheroids with [Ru(bpy)3]2+ 査読有り

Mockaitis, T., Shikuwa, R., Utagawa, Y., Oba, K., Abe, H., Shiku, H., Ino, K., Morkvenaite-Vilkonciene, I., Hiramoto, K.

Sensors and Actuators B Chemical　441　2025年

DOI： 10.1016/j.snb.2025.137944 　

ISSN：0925-4005

eISSN：0925-4005
Extended Spherical Diffusion Theory: Electrochemiluminescence Imaging Analysis of Diffusive Molecules from Spherical Biosamples 査読有り

Kosuke Ino, Miyu Mashiko, Yusuke Kanno, Yeyi Tang, Shuzo Masui, Takasi Nisisako, Kaoru Hiramoto, Hiroya Abe, Hitoshi Shiku

Analytical Chemistry　96　(48)　18967-18976　2024年11月18日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.analchem.4c03167 　

ISSN：0003-2700

eISSN：1520-6882
電気化学計測を用いた三次元細胞モデル系の評価査読有り

平本薫

表面と真空 = Vacuum and surface science / 日本表面科学会, 日本真空学会編　67　(9)　450-455　2024年9月10日
出版者・発行元：東京 : 日本表面科学会 ; 2018-
DOI： 10.1380/vss.67.450 　

ISSN：2433-5835

eISSN：2433-5843
Osteogenic differentiation of mesenchymal stem cell spheroids: A microfluidic device and electrochemiluminescence imaging study 査読有り

Kaoru Hiramoto, An Konno, Yuji Nashimoto, Ayumi Hirano-Iwata, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku

Electrochimica Acta　491　144291-144291　2024年4月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.electacta.2024.144291 　

ISSN：0013-4686
Optical Properties of Ultrathin Biohybrid Membranes: Implications for Optoelectronic Applications

Teng Ma, Kaito Watabe, Maki Komiya, Kaoru Hiramoto, Xingyao Feng, Daisuke Tadaki, Ayumi Hirano-Iwata

ACS Applied Nano Materials　7　(16)　18379-18385　2024年1月23日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acsanm.3c04080 　

ISSN：2574-0970

eISSN：2574-0970
Electrochemiluminescence microscopy for the investigation of peptides interactions within planar lipid membranes 査読有り

Kaoru Hiramoto, Kosuke Ino, Ibuki Takahashi, Ayumi Hirano-Iwata, Hitoshi Shiku

Faraday Discussions　257　137-150　2024年
出版者・発行元： Royal Society of Chemistry (RSC)
DOI： 10.1039/d4fd00137k 　

ISSN：1359-6640

eISSN：1364-5498
Vasculature-on-a-Chip with a Porous Membrane Electrode for In Situ Electrochemical Detection of Nitric Oxide Released from Endothelial Cells 査読有り

Yoshinobu Utagawa, Kosuke Ino, Kaoru Hiramoto, Kazuyuki Iwase, Yuji Nashimoto, Itaru Honma, Hitoshi Shiku

Analytical Chemistry　95　(49)　18158-18165　2023年11月28日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.analchem.3c03684 　

ISSN：0003-2700

eISSN：1520-6882
Simple, Rapid, and Large‐Scale Fabrication of Multi‐Branched Hydrogels Based on Viscous Fingering for Cell Culture Applications 査読有り

Yoshinobu Utagawa, Kosuke Ino, Kaoru Hiramoto, Hitoshi Shiku

Macromolecular Bioscience　23　(9)　2023年4月22日
出版者・発行元： Wiley
DOI： 10.1002/mabi.202300069 　

ISSN：1616-5187

eISSN：1616-5195
Effects of Ion Concentration on Ion Current Rectification Using a Glass Nanocapillary 査読有り

Chisato ITO, Kosuke INO, Kaoru HIRAMOTO, Yuji NASHIMOTO, Hitoshi SHIKU

BUNSEKI KAGAKU　72　(3)　117-123　2023年3月5日
出版者・発行元： Japan Society for Analytical Chemistry
DOI： 10.2116/bunsekikagaku.72.117 　

ISSN：0525-1931
Evaluation of respiratory and secretory activities of multicellular spheroids via electrochemiluminescence imaging 国際誌招待有り査読有り

Kaoru Hiramoto, Keika Komatsu, Ryota Shikuwa, An Konno, Yusuke Sato, Ayumi Hirano-Iwata, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku

Electrochimica Acta　458　142507-142507　2023年
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.electacta.2023.142507 　

ISSN：0013-4686
In vitro electrochemical assays for vascular cells and organs 国際誌招待有り査読有り

Utagawa, Y., Hiramoto, K., Nashimoto, Y., Ino, K., Shiku, H.

Electrochemical Science Advances　2　(5)　e2100089　2022年10月

DOI： 10.1002/elsa.202100089 　

ISSN：2698-5977

eISSN：2698-5977
Electrochemical microwell sensor with Fe–N co-doped carbon catalyst to monitor nitric oxide release from endothelial cell spheroids 査読有り

Kaoru Hiramoto, Kazuyuki Iwase, Yoshinobu Utagawa, Yuji Nashimoto, Itaru Honma, Kosuke Ino, Hitoshi Shiku

Analytical sciences　38　(10)　1297-1304　2022年7月27日

DOI： 10.1007/s44211-022-00160-0 　

ISSN：0910-6340

eISSN：1348-2246
Electrochemical Glue for Binding Chitosan–Alginate Hydrogel Fibers for Cell Culture 査読有り

Yoshinobu Utagawa, Kosuke Ino, Tatsuki Kumagai, Kaoru Hiramoto, Masahiro Takinoue, Yuji Nashimoto, Hitoshi Shiku

Micromachines　13　(3)　2022年3月

DOI： 10.3390/mi13030420 　

ISSN：2072-666X
Electrochemiluminescence imaging of cellular adhesion in vascular endothelial cells during tube formation on hydrogel scaffolds 査読有り

Ino, K., Komatsu, K., Hiramoto, K., Utagawa, Y., Nashimoto, Y., Shiku, H.

Electrochimica Acta　415　2022年

DOI： 10.1016/j.electacta.2022.140240 　

ISSN：0013-4686
Electrochemical Imaging of Endothelial Permeability Using a Large-Scale Integration-Based Device. 国際誌査読有り

Kosuke Ino, Hao-Jen Pai, Kaoru Hiramoto, Yoshinobu Utagawa, Yuji Nashimoto, Hitoshi Shiku

ACS omega　6　(51)　35476-35483　2021年12月28日

DOI： 10.1021/acsomega.1c04931 　

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It is important to clarify the transport of biomolecules and chemicals to tissues. Herein, we present an electrochemical imaging method for evaluating the endothelial permeability. In this method, the diffusion of electrochemical tracers, [Fe(CN)6]4-, through a monolayer of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) was monitored using a large-scale integration-based device containing 400 electrodes. In conventional tracer-based assays, tracers that diffuse through an HUVEC monolayer into another channel are detected. In contrast, the present method does not employ separated channels. In detail, a HUVEC monolayer is immersed in a solution containing [Fe(CN)6]4- on the device. As [Fe(CN)6]4- is oxidized and consumed at the packed electrodes, [Fe(CN)6]4- begins to diffuse through the monolayer from the bulk solution to the electrodes and the obtained currents depend on the endothelial permeability. As a proof-of-concept, the effects of histamine on the monolayer were monitored. Also, an HUVEC monolayer was cocultured with cancer spheroids, and the endothelial permeability was monitored to evaluate the metastasis of the cancer spheroids. Unlike conventional methods, the device can provide spatial information, allowing the interaction between the monolayer and the spheroids to be monitored. The developed method is a promising tool for organs-on-a-chip and drug screening in vitro.
Electrochemiluminescence imaging of respiratory activity of cellular spheroids using sequential potential steps 国際誌査読有り

Kaoru Hiramoto, Kosuke Ino, Keika Komatsu, Yuji Nashimoto, Hitoshi Shiku

Biosensors and Bioelectronics　181　113123-113123　2021年6月

DOI： 10.1016/j.bios.2021.113123 　

ISSN：0956-5663

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The respiratory activity of cultured cells can be electrochemically monitored using scanning electrochemical microscopy (SECM) with high spatial resolution. However, in SECM, the electrode takes a long time to scan, limiting simultaneous measurements with large biological samples such as cell spheroids. Therefore, for rapid electrochemical imaging, a novel strategy is needed. Herein, we report electrochemiluminescence (ECL) imaging of spheroid respiratory activity for the first time using sequential potential steps. L-012, a luminol analog, was used as an ECL luminophore, and H2O2, a sensitizer for ECL of L-012, was generated by the electrochemical reduction of dissolved O2. The ECL imaging visualized spheroid respiratory activity-evidenced by ECL suppression-corresponding to O2 distribution around the spheroids. This method enabled the time-lapse imaging of respiratory activity in multiple spheroids with good spatial resolution comparable to that of SECM. Our work provides a promising high-throughput imaging strategy for elucidating spheroid cellular dynamics.
Electrodeposition of Thiolated Polymer-based Hydrogels via Disulfide Formation Using Electrogenerated Benzoquinone 査読有り

Kosuke Ino, Ayako Tamura, Kaoru Hiramoto, Mika T. Fukuda, Yuji Nashimoto, Hitoshi Shiku

Chemistry Letters　50　(2)　256-259　2021年2月5日

DOI： 10.1246/cl.200732 　

ISSN：0366-7022

eISSN：1348-0715
多点液滴デバイスを用いるレドックスサイクリングによるメチレンブルーの電気化学計測査読有り

平本薫, 小松慶佳, 山田祐大, 梨本裕司, 末永智一, 伊野浩介, 珠玖仁, 珠玖仁

分析化学　70　(3)　183-189　2021年
出版者・発行元：
DOI： 10.2116/bunsekikagaku.70.183 　

ISSN：0525-1931
Fabrication of three-dimensional calcium alginate hydrogels using sacrificial templates of sugar. 査読有り

Kosuke Ino, Mika T Fukuda, Kaoru Hiramoto, Noriko Taira, Yuji Nashimoto, Hitoshi Shiku

Journal of bioscience and bioengineering　130　(5)　539-544　2020年11月

DOI： 10.1016/j.jbiosc.2020.06.014 　

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Hydrogels are receiving increasing attention in bioapplications. Among hydrogels, calcium alginate (Ca-alginate) hydrogels are widely used for their biocompatibility, low toxicity, low cost, and rapid fabrication by simple mixing of Ca2+ and sodium alginate (Na-alginate). For bioapplications using hydrogels, it is necessary to construct designed hydrogel structures. Although several methods have been proposed for fabricating designed hydrogels, a simple and low-cost method is desirable. Therefore, we developed a new method using sacrificial templates of sugar structures to fabricate three-dimensional (3D) designed Ca-alginate hydrogels. In this method, Na-alginate solution is mixed with molten sugar, and the resulting highly viscous material used to mold 3D sugar structures as sacrificial templates. Since sugar constructs are easily handled compared to hydrogels, sugar templates are useful for preparing 3D constructs. Finally, the sugar and Na-alginate structure is immersed in a CaCl2 solution to simultaneously dissolve the template and form the Ca-alginate hydrogel. The resulting hydrogel takes the shape of the sugar template. By stacking and fusing various sugar structures, such as fibers and blocks, 3D designed Ca-alginate hydrogels can be successfully fabricated. This simple and low-cost method shows excellent potential for application to a variety of bioapplications.
Oxygen consumption rate of tumour spheroids during necrotic-like core formation. 国際誌査読有り

Rei Mukomoto, Yuji Nashimoto, Takato Terai, Takuto Imaizumi, Kaoru Hiramoto, Kosuke Ino, Ryuji Yokokawa, Takashi Miura, Hitoshi Shiku

The Analyst　145　(19)　6342-6348　2020年9月28日

DOI： 10.1039/d0an00979b 　

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Hypoxia is one of the major hallmarks of solid tumours and is associated with the poor prognosis of various cancers. A multicellular aggregate, termed a spheroid, has been used as a tumour model with a necrotic-like core for more than 45 years. Oxygen metabolism in spheroids has been studied using phosphorescence quenching and oxygen-sensitive electrodes. However, these conventional methods require chemical labelling and physical insertion of the electrode into each spheroid, which may be functionally and structurally disruptive. Scanning electrochemical microscopy (SECM) can non-invasively analyse oxygen metabolism. Here, we used SECM to investigate whether the changes of the internal structure of spheroids affect the oxygen metabolism. We investigated the oxygen consumption rate (OCR) of MCF-7 breast tumour spheroids with and without a necrotic-like core. A numerical simulation was used to describe a method for estimating the OCR of spheroids that settled at the bottom of the conventional culture plates. The OCR per spheroid volume decreased with increasing spheroid radius, indicating the limitation of the oxygen supply to the core of the MCF-7 spheroid. Formation of the necrotic-like core did not affect the oxygen metabolism significantly, implying that the core had minimal contribution to the OCR even before necrosis occurred. OCR analysis using SECM non-invasively monitors the change of oxygen metabolism in tumour spheroids. The approach is promising to evaluate various three-dimensional culture models.
Electrochemical measurement of respiratory activity for evaluation of fibroblast spheroids containing endothelial cell networks 査読有り

Hiramoto, K., Pai, H.-J., Ino, K., Nashimoto, Y., Shiku, H.

Electrochimica Acta　340　2020年

DOI： 10.1016/j.electacta.2020.135979 　
Closed Bipolar Electrode Array for On-Chip Analysis of Cellular Respiration by Cell Aggregates 国際誌査読有り

Ino, K., Yaegaki, R., Hiramoto, K., Nashimoto, Y., Shiku, H.

ACS Sensors　5　(3)　740-745　2020年

DOI： 10.1021/acssensors.9b02061 　
Biofabrication Using Electrochemical Devices and Systems 国際誌査読有り

Ino, K., Ozawa, F., Dang, N., Hiramoto, K., Hino, S., Akasaka, R., Nashimoto, Y., Shiku, H.

Advanced Biosystems　4　(4)　e1900234　2020年

DOI： 10.1002/adbi.201900234 　
Recent advances in electrochemiluminescence-based systems for mammalian cell analysis 国際誌査読有り

Hiramoto, K., Villani, E., Iwama, T., Komatsu, K., Inagi, S., Inoue, K.Y., Nashimoto, Y., Ino, K., Shiku, H.

Micromachines　11　(5)　2020年

DOI： 10.3390/mi11050530 　
電気化学計測デバイスを用いた細胞の消費物・分泌物評価招待有り

平本薫, 伊野浩介, 梨本裕司, 珠玖仁

電気化学　87　323-328　2019年12月

DOI： 10.5796/denkikagaku.19-FE0032 　
Genipin crosslinking of electrodeposited chitosan/gelatin hydrogels for cell culture 査読有り

Tamura, A., Hiramoto, K., Ino, K., Taira, N., Nashimoto, Y., Shiku, H.

Chemistry Letters　48　(10)　2019年

DOI： 10.1246/cl.190466 　
Electric and electrochemical microfluidic devices for cell analysis 国際誌査読有り

Hiramoto, K., Ino, K., Nashimoto, Y., Ito, K., Shiku, H.

Frontiers in Chemistry　7　(JUN)　396-396　2019年

DOI： 10.3389/fchem.2019.00396 　
Development of Oxygen Consumption Analysis with an on-Chip Electrochemical Device and Simulation 国際誌査読有り

Hiramoto, K., Yasumi, M., Ushio, H., Shunori, A., Ino, K., Shiku, H., Matsue, T.

Analytical Chemistry　89　(19)　10303-10310　2017年

DOI： 10.1021/acs.analchem.7b02074 　
Carbon-Ag/AgCl probes for detection of cell activity in droplets. 国際誌査読有り

Kosuke Ino, Kaoru Ono, Toshiharu Arai, Yasufumi Takahashi, Hitoshi Shiku, Tomokazu Matsue

Analytical chemistry　85　(8)　3832-5　2013年4月16日

DOI： 10.1021/ac303569t 　

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In this study, we fabricated a probe consisting of a carbon nanoelectrode and an Ag/AgCl reference electrode for detecting the activity of cells in single droplets. HeLa cells were confined into a single droplet, and the alkaline phosphatase (ALP) activity of the cells was electrochemically measured using the probe inserted into the droplet. The ALP of the confined cells catalyzed the hydrolysis of p-aminophenyl phosphate (PAPP) to yield p-aminophenol (PAP) that gave electrochemical responses. Since the tip of the carbon-Ag/AgCl probe is very small, it is useful for electrochemical analysis of cells using droplets.

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MISC 7

電気化学発光を用いた細胞・生体分子イメージング技術の開発

平本薫

化学とマイクロ・ナノシステム　24　(2)　7-8　2025年11月1日
出版者・発行元：一般社団法人化学とマイクロ・ナノシステム学会
DOI： 10.82626/cheminas.24.2_7 　

ISSN： 1881-364X

eISSN： 2760-3431

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1. はじめに<br>この度は2024年度化学とマイクロ・ナノシステム学会若手優秀賞を賜り大変光栄に存じます。これまで数多くのご指導・ご鞭撻を賜りました東北大学工学研究科の珠玖仁先生，伊野浩介先生，東北大学電気通信研究所の平野愛弓先生に深く感謝申し上げます。また，
Spectroelectrochemistry and light active process at nanointerface: general discussion

Ding, Z., Ewing, A.G., Fu, K.X., Hill, C.M., Hiramoto, K., Kanoufi, F., Kasianowicz, J.J., Kranz, C., Kuttner, C., Lang, S.-Y., Li, F., Liu, L., Lu, J., Mount, A.R., Ren, H., Shao, Y., Shen, M., Takahashi, Y., Wang, W., Xia, F., Zhang, G., Zhao, Z., Zhou, Y.

Faraday Discussions　257　151-164　2025年

DOI： 10.1039/d4fd90070g 　

ISSN： 1359-6640 1364-5498

eISSN： 1364-5498
Systems nanoelectrochemistry from single entity to ensemble: general discussion

Actis, P., Aoki, K., Baker, L.A., Caniglia, G., Dang, N., Ding, Z., Ewing, A.G., Fu, K.X., Gooding, J.J., Hiramoto, K., Jiang, D., Kanoufi, F., Kasianowicz, J.J., Kranz, C., Lang, S.-Y., Li, F., Li, H., Liu, L., Long, Y.-T., Lu, J., Lu, S.-M., McKelvey, K., Mount, A.R., Ren, H., Shao, Y., Shen, M., Siwy, Z.S., Takahashi, Y., Tang, J., Wang, H., Wang, J.-G., Wang, K., Wang, L., Wang, Y., Xia, F., Xie, R.-C., Ying, Y.-L., Zhang, G., Zhao, Z.

Faraday Discussions　257　399-424　2025年

DOI： 10.1039/d4fd90068e 　

ISSN： 1359-6640 1364-5498

eISSN： 1364-5498
脂質二分子膜－表面探索からセンサ応用に向けて－

平本薫

年次大会　2024　F022-2　2024年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmemecj.2024.f022-2 　

eISSN： 2424-2667
Preface to Special Issue on Micro/Nanodevices for Electrochemical Bioanalysis

Kaoru Hiramoto, Fei Li

Electrochemical Science Advances　5　(4)　2024年

DOI： 10.1002/elsa.202400044 　

ISSN： 2698-5977

eISSN： 2698-5977
Porous membranes integrated into electrochemical systems for bioanalysis

Kosuke Ino, Yoshinobu Utagawa, Kaoru Hiramoto, Hiroya Abe, Hitoshi Shiku

Electrochemical Science Advances　4　(6)　2024年

DOI： 10.1002/elsa.202300026 　

eISSN： 2698-5977
研究と子育て～企業と大学における二つの経験～

平本薫

電気化学　90　(3)　298-299　2022年9月5日
出版者・発行元：公益社団法人電気化学会
DOI： 10.5796/denkikagaku.22-ot0038 　

ISSN： 2433-3255

eISSN： 2433-3263

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講演・口頭発表等 25

電気化学発光による脂質膜界面の可視化と応用招待有り

平本薫

みちのく分析科学シンポジウム2026／令和8 年度日本分析化学会東北支部若手セミナー　2026年6月26日
Harnessing Lipid Membrane Interfaces - Advantages in Biomimicry, Sensor Functionalization, and Antifouling 国際会議招待有り

Kaoru Hiramoto

Pacifichem 2025　2025年12月18日
Electrochemical Sensing of Oxygen Species for Biomedical and Bioanalytical Applications 招待有り

Kaoru Hiramoto

Lecture at Faculty of Biology, Universitat de Barcelona　2025年10月29日
Electrochemiluminescence Thin Film Coating for the Imaging of Reactive OxygenSpecies from Neuronal Spheroids 国際会議

Kaoru Hiramoto, Manlaibaatar Narantsetseg

76th Annual Meeting of ISE　2025年9月11日
ナノポア計測技術を用いたミトコンドリア膜模倣小胞の評価国際共著

楫千咲恵, 平本薫, Lin Yuxi, Lee Young-Ho, 平野愛弓

第86回応用物理学会秋季学術講演会　2025年9月10日
電気化学発光を用いた細胞・生体分子イメージング技術の開発

平本薫

化学とマイクロ・ナノシステム学会第51回研究会　2025年5月17日
Magnetic µCoil fibers for non-invasive neuromodulation

Etienne LEBOURDONNEC, Kaoru Hiramoto, Hideaki Yamamoto, Ayumi Hirano-Iwata, Shigehiro Ohnuma, Hiroshi Masumoto, Yuanyuan Guo

第72回応用物理学会春季学術講演会　2025年3月17日
電気化学発光による画像ベースのバイオ分析招待有り

平本薫

第34回日本MRS年次大会　2024年12月16日
電気化学発光イメージングによる細胞・生体分子活性計測招待有り

平本薫

第55回セミコンファレンス　2024年12月15日
ガラスナノピペットによる脂質膜コートの影響

楫千咲恵, 平本薫, 平野愛弓

化学とマイクロ・ナノシステム学会第50回研究会　2024年11月27日
Electrochemiluminescence microscopy for the investigation of peptides interactions within planar lipid membranes 国際会議

Kaoru Hiramoto, Kosuke Ino, Ibuki Takahashi, Ayumi Hirano-Iwata, Hitoshi Shiku

2024年10月15日
脂質膜コートナノピペットの作製とエクソソーム検出

楫千咲恵, 平本薫, 平野愛弓

第85回応用物理学会秋季学術講演会　2024年9月20日
脂質二分子膜－表面探索からセンサ応用に向けて－招待有り

平本薫

日本機械学会2024年度年次大会　2024年9月9日
脂質膜コーティングナノピペットを用いたエクソソーム検出

楫千咲恵, 平本薫, 平野愛弓

化学とマイクロ・ナノシステム学会第49回研究会　2024年6月2日
On the use of Electrochemiluminescence Microscopy: keys to visualizing biological phenomena 国際会議招待有り

Kaoru Hiramoto

International Virtual Nanopore Weekly Meeting　2023年11月20日
脂質二分子膜の新規電気化学発光イメージング

平本薫, 伊野浩介, 平野愛弓, 珠玖仁

化学とマイクロ・ナノシステム学会第48回研究会　2023年11月6日
Electrochemical measurement techniques for the evaluation of 3D cell models 招待有り

平本薫

日本表面真空学会　2023年11月2日
なぜ私は大学で研究者になったのか招待有り

平本薫

東北大学附置研究所等一般公開片平まつり2023　2023年10月7日
Developing electrochemiluminescence imaging method for the study of supported lipid bilayers 国際会議

Kaoru Hiramoto, Kosuke Ino, Ayumi Hirano-Iwata, Hitoshi Shiku

74th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry　2023年9月5日
細胞活性測定のための電気化学インターフェース招待有り

平本薫

第11回Chem-Bio Joint Seminar　2023年8月4日
Electrochemiluminescence Imaging of Respiratory Activity and Cellular Secretion of Three-Dimensional Cultured Cells

Kosuke Ino, Kaoru Hiramoto, Keika Komatsu, Yuji Nashimoto, Hitoshi Shiku

73rd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry　2022年9月15日
Fe and N co-doped carbon catalyst modified electrode for real-time monitoring of nitric oxide release from cells

第52東北電気化学セミコンファレンス　2021年11月22日
HIGH RESOLUTION, ONE-SHOT IMAGING OF CELLULAR ACTIVITY OF SPHEROIDS BY OXYGEN DEPENDENT ELECTROCHEMILUMINESCENCE

Kaoru Hiramoto, Kosuke Ino, Keika Komatsu, Yuji Nashimoto, Hitoshi Shiku

MicroTAS 2021　2021年10月12日
Electrochemiluminescence Imaging of Cell Spheroid and its Ex Vivo Microenvironment

第30回日本MRS年次大会　2020年12月10日
Effect of endothelial cell networks on respiratory activity of spheroids

2020年8月31日

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産業財産権 3

電気化学測定方法および電気化学測定装置

平本薫, 牛尾浩司, 安見正博

特許第6920642号

産業財産権の種類: 特許権
電気化学測定システム、電気化学測定装置および電気化学測定方法

平本薫, 安見正博

特許第6492294号

産業財産権の種類: 特許権
電気化学測定方法および電気化学測定装置

平本薫, 安見正博, 牛尾浩司, 守法篤

特許第6078799号

産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 9

人工神経細胞回路に基づく医工学ウェットウェアの創成

平野愛弓, 小宮麻希, 但木大介, 平本薫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

研究機関：Tohoku University

2024年4月1日～ 2029年3月31日
タンパク質ー脂質膜相互作用検出のためのナノキャピラリー分析

平本薫

2025年4月～ 2028年3月
神経細胞回路の電気・化学シグナル伝搬の相互可視化

2024年4月～ 2026年3月
人工神経細胞回路を基盤とする神経変性疾患モデリング技術の開発

山本英明, 平本薫, 小宮麻希, 守谷哲, 佐藤茂雄, 平野愛弓

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

研究種目：Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))

研究機関：Tohoku University

2022年10月～ 2026年3月
センサ応用に向けた3次元脂質二分子膜評価系の開発

平本薫

2023年4月1日～ 2025年3月31日
電気化学発光を利用した新規生体膜機能解析手法の開発

2023年4月～ 2025年3月
3次元電気化学発光顕微鏡の開発

平本薫

2023年4月～ 2025年3月
生体膜機能を可視化する電気化学発光顕微鏡の創製

平本薫

2022年8月～ 2024年3月
電気化学とOrgan-on-a-chipの融合によるがん腫瘍モデル評価基盤の構築

平本薫

2020年4月24日～ 2023年3月31日

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三次元培養した細胞塊（スフェロイド）は生体に近い機能を持つため、モデル組織として移植医療や創薬への応用研究が推進されている。電気化学を利用した細胞組織評価基盤の確立のために、2つのアプローチをとった。①高度な生体組織モデルの作製および電気化学計測による機能評価と、②高解像度かつハイスループット測定を可能とする電気化学デバイスの開発である。 ①生体外で大きな細胞構造体を構築しようとすると、内部まで酸素や栄養素が供給されず細胞死が生じるという問題がある。細胞スフェロイドに血管構造を組みこむことで物質輸送が改善され、より生体組織の再現性が高まると考えられる。そこで血管内皮細胞と繊維芽細胞の共培養により血管様の細胞ネットワークを有するスフェロイドを作製し、走査型電気化学顕微鏡（SECM）および多点電極アレイデバイスを用いて、電気化学的な呼吸測定によりその機能評価を行った。作製したスフェロイドに、代表的な抗がん剤であるドキソルビシンを添加すると、血管内皮細胞の割合が大きいスフェロイドほど呼吸量が顕著に減少していることがわかった。血管構造によって薬剤浸透性が高まったことが示唆される。 ②代表的な電気化学測定ツールであるSECMは1本のプローブを走査するという特性上、高空間分解能であるがスループット性が低い。そこでスループットを向上させるアプローチとして、電気化学発光（Electrochemiluminescence: ECL）を利用した呼吸活性イメージングデバイスを作製した。1枚の平板電極上で酸素の還元と発光物質の酸化を交互に行うことで微小領域の酸素濃度を発光反応に変換するシステムを構築し、ミニ軟骨組織およびがん腫瘍モデルの複数同時の呼吸イメージングに成功した。ECLイメージングによってSECMと同程度の空間分解能を有しながら、スループット性を大幅に向上させることが可能となった。

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