研究者詳細

顔写真

オオサキ　シユウト
大﨑　脩仁
Shuto Osaki
所属
大学院工学研究科　ファインメカニクス専攻　バイオメカニクス講座（バイオデバイス分野）
職名
助教
学位

  • 博士(工学) （大阪大学）

e-Rad 研究者番号
40966082

経歴 8

  • 2024年10月 ～ 継続中
    東北大学工学研究科ファインメカニクス専攻　助教

  • 2023年4月 ～ 2024年9月
    国立研究開発法人産業技術総合研究所　先端フォトニクス・バイオセンシングオープンイノベーションラボラトリー　特別研究員

  • 2021年4月 ～ 2022年3月
    独立行政法人日本学術振興会　特別研究員DC2

  • 2024年7月 ～ 2024年9月
    大阪大学 産業科学研究所　招へい教員

  • 2022年6月 ～ 2024年9月
    大阪大学　大学院工学研究科　招聘研究員

  • 2022年4月 ～ 2023年3月
    国立研究開発法人産業技術総合研究所　先端フォトニクス・バイオセンシングオープンイノベーションラボラトリー　特別研究員PD

  • 2017年4月 ～ 2022年3月
    国立研究開発法人産業技術総合研究所　先端フォトニクス・バイオセンシングオープンイノベーションラボラトリー　リサーチアシスタント

  • 2016年4月 ～ 2017年3月
    国立研究開発法人産業技術総合研究所　技術研修員

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学歴 3

  • 大阪大学　大学院工学研究科　（専攻）応用物理学 博士後期課程

    2019年4月 ～ 2022年3月

  • 神戸大学　大学院人間発達環境学研究科　人間環境学専攻 博士前期課程

    2017年4月 ～ 2019年3月

  • 大阪工業大学　工学部　応用化学科

    2013年4月 ～ 2017年3月

委員歴 1

  • 日本分析化学会東北支部　幹事

    2026年3月 ～ 継続中

所属学協会 3

  • 応用物理学会

    2019年8月 ～ 継続中

  • 日本電気化学会

    2019年4月 ～ 継続中

  • 日本分析化学会

    2017年4月 ～ 継続中

研究キーワード 3

  • 金属ナノ材料

  • バイオセンサ

  • 電気化学分析

研究分野 3

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / バイオ機能応用、バイオプロセス工学 / 電気化学デバイス

  • ライフサイエンス / 生体医工学 /

  • ナノテク・材料 / ナノバイオサイエンス / バイオセンサ

受賞 2

  1. S&M Young Researcher Paper Award 2022

    2023年2月　Sensors and Materials

  2. 東北支部助成金

    2025年12月　公益財団法人日本分析化学会東北支部　界面の綿密設計による長期安定型イオン選択性電界効果トランジスタ

論文 19

  1. Wireless electrochemiluminescence biosensor for organophosphorus compounds using a smartphone camera and a wirelessly transmitted voltage device 査読有り

    Eiichi Tamiya, Shuto Osaki, Masahiro Tokumura, Masakazu Makino, Noriko Ueda, Hidenori Nagai

    Sensors and Actuators B: Chemical　2026年3月

    DOI： 10.1016/j.snb.2025.139275 　

  2. Surface Modification of Screen-Printed Carbon Electrode through Oxygen Plasma to Enhance Biosensor Sensitivity

    Shuto Osaki, Masato Saito, Hidenori Nagai, Eiichi Tamiya

    Biosensors　2024年2月6日

    DOI： 10.20944/preprints202402.0307.v1 　

  3. Point-of-Care Diagnostic Biosensors to Monitor Anti-SARS-CoV-2 Neutralizing IgG/sIgA Antibodies and Antioxidant Activity in Saliva 招待有り 査読有り

    Eiichi Tamiya, Shuto Osaki, Tomoko Tsuchihashi, Hiromi Ushijima, Keiichi Tsukinoki

    Biosensors　2023年1月20日

    DOI： 10.3390/bios13020167 　

  4. Fully organic waterproof biobattery designed for mouthpiece applications 査読有り

    Mirai Matsuura, Sae Suzuki, Haechang Cho, Shuto Osaki, Soichiro Tottori, Matsuhiko Nishizawa

    Biomedical Microdevices　28　(2)　2026年5月14日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s10544-026-00822-0 　

    ISSN：1387-2176

    eISSN：1572-8781

  5. Water-Triggered Self-Wrapping and Immobilization of an All-Organic Hydrogel-Based Cuff Electrode 査読有り

    Shin-ichiro Osawa, Fumiya Imamura, Natsuki Nozaki, Tenyo Ko, Shuto Osaki, Soichiro Tottori, Atsuhiro Nakagawa, Matsuhiko Nishizawa

    Materials Today Bio　102248-102248　2025年8月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.mtbio.2025.102248 　

    ISSN：2590-0064

  6. Porous Microneedles: Transdermal Salt Bridge for Biomedical Device Engineering 査読有り

    Gaobo Wang, Yuina Abe, Soichiro Tottori, Shuto Osaki, Matsuhiko Nishizawa

    Current Opinion in Biomedical Engineering　100593-100593　2025年5月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.cobme.2025.100593 　

    ISSN：2468-4511

  7. Wireless electrochemiluminescent biosensors: Powering innovation with smartphone technology 招待有り 査読有り

    Eiichi Tamiya, Shuto Osaki, Hidenori Nagai

    Biosensors and Bioelectronics　2024年2月

    DOI： 10.1016/j.bios.2024.116083 　

    ISSN：0956-5663

  8. Development of Electrochemical Biosensors by Modification of Functional Molecules on Electrode Surfaces 招待有り

    Shuto OSAKI, Shin-ichi WAKIDA, Eiichi TAMIYA

    Journal of The Surface Finishing Society of Japan　74　(2)　99-105　2023年2月1日

    出版者・発行元： The Surface Finishing Society of Japan

    DOI： 10.4139/sfj.74.99 　

    ISSN：0915-1869

    eISSN：1884-3409

  9. Investigation of Drift in Polyurethane Matrices for Salivary Nitrate Ion-selective Field-effect Transistors 査読有り

    Shuto Osaki, Kenichi Kitamura, Takuya Kintoki, Takayo Moriuchi-Kawakami, Shin-ichi Wakida

    Sensors and Materials　34　(11)　4209-4209　2022年11月30日

    出版者・発行元： MYU K.K.

    DOI： 10.18494/sam4105 　

    ISSN：0914-4935

    eISSN：2435-0869

  10. Fully Transparent, Ultrathin Flexible Organic Electrochemical Transistors with Additive Integration for Bioelectronic Applications 国際誌 査読有り

    Ashuya Takemoto, Teppei Araki, Kazuya Nishimura, Mihoko Akiyama, Takafumi Uemura, Kazuki Kiriyama, Johan M. Koot, Yuko Kasai, Naoko Kurihira, Shuto Osaki, Shin‐ichi Wakida, Jaap M.J. den Toonder, Tsuyoshi Sekitani

    Advanced Science　10　(2)　2204746-2204746　2022年11月14日

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1002/advs.202204746 　

    ISSN：2198-3844

    eISSN：2198-3844

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    Optical transparency is highly desirable in bioelectronic sensors because it enables multimodal optical assessment during electronic sensing. Ultrathin (<5 µm) organic electrochemical transistors (OECTs) can be potentially used as a highly efficient bioelectronic transducer because they demonstrate high transconductance during low-voltage operation and close conformability to biological tissues. However, the fabrication of fully transparent ultrathin OECTs remains a challenge owing to the harsh etching processes of nanomaterials. In this study, fully transparent, ultrathin, and flexible OECTs are developed using additive integration processes of selective-wetting deposition and thermally bonded lamination. These processes are compatible with Ag nanowire electrodes and conducting polymer channels and realize unprecedented flexible OECTs with high visible transmittance (>90%) and high transconductance (≈1 mS) in low-voltage operations (<0.6 V). Further, electroencephalogram acquisition and nitrate ion sensing are demonstrated in addition to the compatibility of simultaneous assessments of optical blood flowmetry when the transparent OECTs are worn, owing to the transparency. These feasibility demonstrations show promise in contributing to human stress monitoring in bioelectronics.

  11. Optimization of electrochemical analysis for signal amplification in gold nanoparticle-probed immunoassays 査読有り

    Shuto Osaki, Wilfred Villariza Espulgar, Shin-ichi Wakida, Masato Saito, Eiichi Tamiya

    Electrochimica Acta　141180-141180　2022年11月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.electacta.2022.141180 　

    ISSN：0013-4686

  12. Gold Nanocatalysts Towards Digital Sensing Probes with Electrochemiluminescence Based Micro Electrodes Array 査読有り

    Nagano, K., Terada, Y., Araki, A., Osaki, S., Saito, M., Tamiya, E.

    Electroanalysis　34　(1)　8-14　2022年1月

    出版者・発行元： Wiley

    DOI： 10.1002/elan.202100312 　

    ISSN：1521-4109 1040-0397

  13. Development of the Sensor Part Re-composition on the Salivary NO3 − Measurement Device for the Evaluation of Mental Workload 査読有り

    Kenichi Kitamura, Koji Murai, Shin-ichi Wakida, Shuto Osaki, Takuya Kintaki

    2021 World Automation Congress (WAC)　2021年8月1日

    出版者・発行元： IEEE

    DOI： 10.23919/wac50355.2021.9559481 　

  14. Towards On-site Determination of Secretory IgA in Artificial Saliva with Gold-Linked Electrochemical Immunoassay (GLEIA) Using Portable Potentiostat and Disposable Printed Electrode 招待有り 査読有り

    Osaki, S., Wakida, S.-I., Saito, M., Tamiya, E.

    Applied Biochemistry and Biotechnology　193　(5)　1311-1320　2021年5月

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media {LLC}

    DOI： 10.1007/s12010-020-03332-8 　

    ISSN：1559-0291 0273-2289

  15. Application of Polymer-Based Nitrate Ion-Sensitive Field-Effect Transistors to On-site Measurement of Mental Workload 査読有り

    KITAMURA Kenichi, MURAI Koji, WAKIDA Shin-ichi, KINTOKI Takuya, OSAKI Shuto

    Transactions of Navigation　6　(1)　1-9　2021年

    出版者・発行元： 公益社団法人 日本航海学会

    DOI： 10.18949/jintransnavi.6.1_1 　

    ISSN：2189-5511

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    <p>The primary aim of our research is to complete physiological index to evaluate mental workload. We focus on salivary NO3- as an index, which is emitted to blood vessels from vascular endothelial cells when a human body receives mental workload. The development of a device to measure NO3- in vascular endothelial cells is thus required for the evaluation of mental workload. The device developed here is composed of field-effect transistors and ion-selective membranes. We have adopted a polymer for use with an ion-selective membrane. Two experiments were performed to verify the drift in the device characteristics and to validate the characteristics of the polymer as the ion-selective membrane. Verified experimental results indicated that the polymer was useful as ion-selective membrane material, which has less drift characteristics for a long time measurement. Validated experimental results indicated that NO3- device with new polymer KP-13 has the effectiveness of measurement of mental workload on the spot, compared with values from NO3- device with KP-13 and other physiological indices.</p>

  16. On-Site and Daily Stress-Measurement Using Gold-Linked Electrochemical Immuno Assay for IgA Determination

    Shuto Osaki, Shin-ichi Wakida, Masato Saito, Eiichi Tamiya

    ECS Meeting Abstracts　MA2020-01　(27)　1891-1891　2020年5月1日

    出版者・発行元： The Electrochemical Society

    DOI： 10.1149/MA2020-01271891mtgabs 　

    eISSN：2151-2043

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    [Introduction] Mental stress is closely connected with our physical and mental wellness. In particular, depression may be associated with stress. Therefore, stress measurement can contribute to assess our lifestyle and increase our quality of life. However, objective stress-measurement is not established. To establish objective stress-measurement, an individual must indicate the stress level by obtaining numerous data continuously throughout the day. Therefore, the measurement method which can be suitable for this condition is needed. In this paper, we detect the secretory Immunoglobulin A (sIgA), which is the candidate of salivary stress-markers, with original electrochemical immunoassay: Gold-Linked Electrochemical Immuno Assay (GLEIA). This biosensor is based on a sandwich-type immunosensor, and adopt the electrochemical method to detect the reduction peak from Au nanoparticles linked to the secondary antibody. GLEIA is convenient and cost-effective that only requires low sample volume (10 µL). In addition, all devices that GLEIA needs are minimal such as note PC and portable potentiostat and printed electrode. Therefore, GLEIA method shows various advantages suitable for stress measurement as compared with other sIgA detection methods. In this paper, we aim to the on-site and continuous measurement of salivary IgA in our daily life, to determine the various concentration of sIgA in standard solution and artificial saliva using GLEIA. [Experimental] Primary Anti-IgA Antibody solution was dropped onto the working electrode for immobilizing the antibody by physical adsorption. After, the Au nanoparticle solution was mixed with the phosphate buffer (50 mM, pH=8.3). The anti-IgA to dissolve the 5 mM of phosphate buffer add the Au nanoparticle solution. For the preparing of secondary antibody modified Au nanoparticle, the antibody was conjugated with Au nanoparticle under the pH=8.3 condition and kept for 10 min at room temperature. Then, 10% BSA in PBS buffer and 1% PEG in PBS buffer were added in preparing Au solution. Finally, the concentration was adjusted for OD520=6.0 by centrifuge and exclude the supernatant. The Au Anti-IgA conjugate was diluted by 3 times with 50 w/v of trehalose (OD520=2) and dripping 5µL of this solution in the immunomodule. Then the immunomodule was dried in vacuum condition for 5 minutes. Dried immunomodule was stored at 4 ℃ until use. Different concentrations of the IgA antigen solution (0, 10, 60, 150, 300 ng/mL) were made by diluting in PBS. For the detection of Antibody-Antigen reaction, the IgA solutions were mixed in prepared immunomodule, After the 1 minute, and 1.4 µL of the solution was placed on immunosensor to incubate for 1 hour, after rinsing with PBS, and eliminate the PBS solution with the air gun. The direct redox reaction was performed in 2M KCl solution (20 µL) covering the entire three-electrode zone at room temperature. [Results and Discussion] We obtained the linear response to relate the concentration of sIgA (10-300 ng/mL) in D-PBS buffer with the artificial-saliva which includes salivary inorganic salt and typically glycoprotein (mucin). Figure 1 shows the differential pulse voltammogram of GLEIA with IgA in artificial saliva (a) and calibration curve (b). In addition, the calibration curve shows the linear range within 10-300 ng/mL and the correlation coefficient (R2) of the calibration curve for this relationship was 0.963. The peak current intensity is decreased from in standard solution. It may prevent the Antigen-Antibody reaction from artificial saliva which pH is nearly 8.5. Generally, the antibody shows the best affinity in pH= 6.5~8.4 condition. However, these results show that GLEIA is suitable for salivary IgA detection because the salivary pH is mainly neutral. Furthermore, we evaluate the selectivity of the immunosensor by comparing it with the reduction peak between IgA= 300ng/mL or 0 ng/mL and interference protein such as α-amylase, human serum albumin, immunoglobulin G (IgG), lysozyme and mucin. We acknowledge GLEIA shows the signal increasing within the existence of interference proteins. This may be the affinity of antibody and non-specific reaction between antibody and the proteins. More importantly, we recognize that the reduction peak is increasing with the concentration of sIgA in the existence of interference proteins. Therefore, GLEIA can be applied for stress measurement using salivary sIgA that can be used in daily life anywhere and anytime whenever necessary. In the future, we try to detect the sIgA in real saliva for on-site stress measurement using GLEIA and to integrate the various immunosensors for stress-markers in saliva.nd anytime whenever necessary. In the future, we try to detect the sIgA in real saliva for on-site stress measurement using GLEIA and to integrate the various immunosensors for stress-markers in saliva. Figure 1 <p></p>

  17. Verification of a Stability of Polymer Matrix for the Salivary-Nitrate-ISFETS

    Shuto Osaki, Takuya Kintoki, Takayo Moriuchi, Kenichi Kitamura, Shin-ichi Wakida

    ECS Meeting Abstracts　2019年9月1日

    DOI： 10.1149/MA2019-02/51/2232 　

  18. Investigation of Polyurethane Matrix Membranes for Salivary Nitrate ISFETs to Prevent the Drift 査読有り

    Shuto Osaki, Takuya Kintoki, Takayo Moriuchi-Kawakami, Kenichi Kitamura, Shin-ichi Wakida

    Sensors　19　(12)　2713-2713　2019年6月17日

    出版者・発行元： MDPI AG

    DOI： 10.3390/s19122713 　

    ISSN：1424-8220

    eISSN：1424-8220

  19. Development of Stable ISFETs for Salivary Nitrate to Acute Stress Monitoring 査読有り

    S. Wakida, S. Osaki, T. Kintoki, K. Kitamura

    Proc. 17th International Meeting on Chemical Sensors　433-434　2018年7月

    DOI： 10.5162/IMCS2018/FE.6 　

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MISC 35

  1. 金ナノ材料修飾印刷電極を用いた使い捨て型PFOSアプタセンサ

    大﨑脩仁, 寺田侑平, 青木寛

    電気化学第９３回大会　2026年3月

  2. 多孔質マイクロニードルによる非侵襲型体液抽出のための逆イオントフォレシス

    酒井 郁佳, 大﨑 脩仁, 稲本 陽太, 石川 航太郎, 赤石 大輔, 鳥取 聡一郎, 西澤 松彦

    第35回日本MRS年次大会　2025年11月

  3. Advanced Transdermal Drug Delivery Using Porous Microneedle with Electroosmonic Flow

    Shuto Osaki, Fumika Sakai, Ishikawa Kotaro, Daisuke Akaishi, Soichiro Tottori, Matsuhiko Nishizawa

    2nd International Workshop on Bioelectrochemisty (2nd BES Workshop)　2025年9月

  4. 電気浸透流を利用した多孔性マイクロニードルによる高度経皮薬物送達

    大﨑 脩仁, 酒井 郁佳, 石川航太郎, 赤石 大輔, 鳥取総一郎, 西澤 松彦

    2025電気化学秋季大会　2025年9月

  5. 効率的な経皮投薬のためのマイクロニードルの絶縁コーティング

    石川 航太郎, 一瀬 彩栄, 酒井 郁佳, 森山 夏帆, 鳥取 聡一郎, 大﨑 脩仁, 西澤 松彦

    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

  6. 神経束に自己固定可能なハイドロゲル製カフ型電極の開発

    野﨑 菜月, 今村 文哉, 鳥取 聡一郎, 大﨑 脩仁, 大沢 伸一郎, 安斎 優希, 立川 樹璃, 神崎 展, 中川 敦, 寛, 西澤 松彦

    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

  7. 生体イオントロニクスデバイスの研究と開発-8

    西澤松彦, 鳥取聡一郎, 大﨑脩仁

    電気化学第92回大会　2025年3月

  8. 金ナノ粒子を用いた電気化学バイオセンサの開発と被験者応用

    大﨑脩仁

    第55回セミコンファレンス 第37回東北若手の会　2024年12月

  9. スマートグラスを使用した航海補助システムの開発

    小新 琉依, 北村 健一, 瀨田 広明, 大﨑 脩仁

    2024年度 日本人間工学会関西支部大会 講演論文集　2024年11月

  10. 金ナノ材料の特異な電気化学特性を用いたバイオセンサ開発

    大﨑脩仁, 民谷栄一

    第18回バイオ関連化学シンポジウム要旨集　2024年9月

  11. 電解重合ルミノール印刷電極を用いた電気化学発光バイオセンサーの開発

    民谷 栄一, 大﨑 脩仁, 永井 秀典

    電気化学第91回大会　2024年3月

  12. ワイヤレス電力伝送を用いた電気化学発光センサーによるバイオマーカー計測

    民谷 栄一, 大﨑 脩仁, 永井 秀典

    2024年第71回応用物理学会春季学術講演会　2024年3月

  13. ナノ構造の異なる金粒子の電気化学特性とバイオセンサ応用

    大﨑 脩仁, 永井 秀典, 民谷 栄一

    電気化学第91回大会　2024年3月

  14. 243rd ECS Meeting 参加記 招待有り

    91　(4)　441-441　2023年12月5日

    出版者・発行元： The Electrochemical Society of Japan

    DOI： 10.5796/denkikagaku.23-ot0060 　

    ISSN： 2433-3255

    eISSN： 2433-3263

  15. 海中転落者への迅速で直接的な救助の検討

    北村 健一, 瀬田広明, 山田智貴, 大﨑 脩仁

    2023年度日本人間工学会関西支部大会講演論文集　25-26　2023年12月

  16. グラフェン修飾印刷電極を用いた 金ナノ粒子の電気化学特性評価

    大﨑 脩仁, 永井 秀典, 民谷 栄一

    2023電気化学秋季大会　2023年9月

  17. EIS and Amperometric Analysis of Gold Nanoparticle Probes on the Immunosensor Surface

    Shuto Osaki, Wilfred Villariza Espulgar, Masato Saito, Eiichi Tamiya

    ECS Meeting Abstracts　MA2023-01　(48)　2532-2532　2023年8月28日

    出版者・発行元： The Electrochemical Society

    DOI： 10.1149/ma2023-01482532mtgabs 　

    eISSN： 2151-2043

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    [Introduction] Biosensing systems with integrated nanomaterials have revolutionized technological advancements in recent decades. Gold nanoparticles (AuNPs) in particular have been widely used in electrochemical sensors owing to their stability and unique characteristics. Previously, we developed biosensors that utilize the redox activity of AuNPs. Briefly, antibody-modified AuNPs not only hold secondary antibodies to react with antigens and primary antibodies on the electrode but also supply redox signals. We specially call this biosensing method Gold-Linked Electrochemical ImmunoAssay (GLEIA). In recent years, GLEIA has evolved uniquely in combination with other nanomaterials. However, information regarding the optimal electrochemical measurement conditions and the relationship between the electrode surface and AuNPs remain unknown. In this study, we quantitatively determined kinetic parameters such as the diffusion coefficient and electron transfer rate in the redox reaction of AuNPs on disposable screen-printed electrodes. Furthermore, the relationship between the addition of antibodies and the decrease in the determined parameters could be deduced. This is useful for the determination of the fine balance between the sensitivity and specificity. [Experimental] Electrochemical characteristics of AuNPs were performed using the following method, where 2 µL of AuNPs solution was dropped onto the working electrode and allowed to dry spontaneously. The number of AuNPs on each electrode was calculated from the datasheet (2.6 x 1010 particles/mL, O.D. 520 =1.0), and all nanoparticles were assumed to have dried on the working electrode. To characterize the reduction current, the AuNPs on the electrode underwent a pre-oxidation process, followed by cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) to evaluate the reduction current. The pre-oxidation condition was set at 1.2 V for 40 s, which was considered optimal for immunoassays. To evaluate the concentration response, 2 µL of the AuNPs solution was diluted with ultrapure water and poured and allowed to dry on the working electrode, pre-oxidized in 2 M KCl solution, and DPV measurements were performed. This experiment was also performed on an antibody-modified electrode, and the differences between the modified and unmodified electrodes were established. The same DPV measurements were performed using antibody-modified AuNPs (Ab-AuNPs). For immunoassay, IgA was reacted with a secondary antibody and incubated dropwise on an electrode. After washing, electrochemical measurements were performed [Results and Discussion] We investigated the influence of the DPV parameters and electrode surface conditions on a biosensor for the redox reaction of AuNPs. CV and classical theory were used to investigate the reduction kinetics of the AuNPs’ reduction after oxidation. The diffusion coefficient and electron transfer rate, which are related to sensor performance, were significantly reduced in the presence of antibodies and blocking agents on the electrode surface. This was due to the interaction between proteins and gold ions, and the effect of the electrode surface on sensitivity was evaluated using electrochemical reaction rates. Next, the influence of the biosensor on sensitivity was examined by focusing on the pulse amplitude of the DPV, and the increase in signal current coupled to increase in pulse amplitude was confirmed. The signal of AuNPs relative to the blank sample was of particular interest. Theoretically, changing the pulse potential above 100 mV does not change the current values obtained; however, in this study, a significant difference was observed between 150 mV and 100 mV. This was presumably due to the detection of nonspecific adsorption of antibodies that could not be detected under conventional conditions, suggesting the use of a more sensitive biosensor. This study provides evidence for fabrication of an IgA sensor with an improved Limit of detection (LOD) by optimizing pulse amplitude. Limits of detection (LOD) were obtained as 5.0 fmol/L (M) for AuNPs on a bare electrode, 0.1 pM for AuNPs on an antibody-modified electrodes, and 9.3 pM for AuNPs after immunoassay, allowing discussion of the given principle limits and actual biosensor performance (Figure). Under optimal conditions, the electrochemical biosensor achieved nearly two-fold signal amplification using a reduction current after AuNPs oxidation. These findings will allow the investigation of the kinetics of AuNPs on electrodes consisting of different materials to further elucidate the framework for improved sensitivity. Figure 1 <p></p>

  18. Fully wireless electrochemiluminescent biosensor using a smartphone and wireless power supply 査読有り

    2023年6月

  19. Long-term monitoring of salivary anti-SARS-CoV-2 neutralizing IgG/sIgA antibodies using a portable electrochemical biosensor

    Shuto Osaki, Eiichi Tamiya, Tomoko Tsuchihashi, Hiromi Ushijima, Keiichi Tsukinoki

    Biosensors 2023 33rd Anniversary World Congress on Biosensors　2023年6月

  20. 高感度イムノセンサ開発に向けた酸素プラズマ照射による電極表面改質

    大﨑 脩仁, Wilfred Espulgar, 齋藤 真人, 民谷 栄一

    第83回分析化学討論会　2023年5月

  21. ワクチン接種前後の唾液中の抗SARS-CoV-2中和抗体（IgG/sIgA)と抗酸化活性をモニタリングする 電気化学バイオセンサー

    民谷栄一, 大﨑脩仁, 土橋朋子, 牛島ひろみ, 槻木恵一

    電気化学第90回大会　2023年3月

  22. ワイヤレス給電を用いた電気化学発光センサー

    民谷栄一, 大﨑脩仁

    電気化学第90回大会　2023年3月

  23. 酸素プラズマによる電気化学イムノセンサの高感度化

    大﨑 脩仁, Wilfred Espulger, 齋藤 真人, 民谷 栄一

    電気化学第90回大会　2023年3月

  24. 金ナノ粒子の電気化学活性を利用するバイオセンサの 高感度化

    大﨑 脩仁, Wilfred Espulgar, 齋藤 真人, 民谷 栄一

    第16回バイオ関連化学シンポジウム　2022年9月

  25. 金ナノ粒子を用いる電気化学イムノセンサの感度特性評価

    大﨑 脩仁, Wilfred Espulger, 齋藤 真人, 民谷 栄一

    2022電気化学秋季大会　2022年9月

  26. 汗中硝酸イオンの検出を可能にするキャピラリー電気泳動用緩衝液の探索

    木原 巧貴, 渡邉 紗裕美, 北村 健一, 大﨑 脩仁, 繁森 弘基, 森内 隆代, 脇田 慎一

    第20回 産総研・産技連LS-BT合同研究発表会　2022年6月

  27. キャピラリー電気泳動法による採取汗試料の保存・前処理法の検討

    木原巧貴, 木原巧貴, 渡邉紗裕美, 渡邉紗裕美, 北村健一, 北村健一, 大崎脩仁, 大崎脩仁, 繁森弘基, 繁森弘基, 森内隆代, 脇田慎一, 脇田慎一

    分析化学討論会講演要旨集(Web)　82nd　2022年

  28. 汗NO代謝物の測定に適したキャピラリー電気泳動法の開発

    木原巧貴, 木原巧貴, 大崎脩仁, 大崎脩仁, 繁森弘基, 繁森弘基, 北村健一, 北村健一, 森内隆代, 脇田慎一

    キャピラリー電気泳動シンポジウム講演要旨集　42nd　2022年

  29. NO代謝物の測定に適したキャピラリー電気泳動法の開発

    木原巧貴, 木原巧貴, 大崎脩仁, 大崎脩仁, 繁森弘基, 繁森弘基, 北村健一, 北村健一, 森内隆代, 脇田慎一

    日本分析化学会年会講演要旨集(Web)　71st　2022年

  30. ストレス計測評価用バイオセンシングデバイスの研究開発(9)唾液硝酸ISFET用新規膜材料の探索—R & D OF BIOSENSING DEVICES FOR STRESS MONITORING(9)STUDY ON NOVEL POLYMER MATRIX FOR SALIVARY NITRATE ISFETs

    脇田 慎一, 大﨑 脩仁, 金時 卓哉, 北村 健一, 森内 隆代

    Proceedings of the Chemical Sensor Symposium　66　88-90　2019年9月

    出版者・発行元： 電気化学会化学センサ研究会

  31. イオン/バイオセンサによる唾液中ストレスマーカーの評価

    大崎脩仁, 大崎脩仁, 荒木晃子, 金時卓哉, 金時卓哉, 脇田慎一, 脇田慎一, 民谷栄一, 民谷栄一

    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　80th　2019年

    ISSN： 2758-4704

  32. ストレス計測評価用バイオセンシングデバイスの研究開発(8)唾液硝酸イオン計測によるストレス被験者実験の検討—R & D OF BIOSENSING DEVICES FOR STRESS MONITORING(8)STUDY ON EVALUATION FOR STRESS USING SALIVARY NITRATE MONITORING

    脇田 慎一, 北村 健一, 村井 康二, 大﨑 脩仁, 金時 卓哉, 森内 隆代

    Proceedings of the Chemical Sensor Symposium　64　1-3　2018年9月

    出版者・発行元： 電気化学会化学センサ研究会

  33. ストレス計測評価用バイオセンシングデバイスの研究開発(4)唾液硝酸イオン計測による緊張ストレス評価の検討—R & D OF BIOSENSING DEVICES FOR STRESS MONITORING(4)STUDY ON EVALUATION FOR ACUTE STRESS USING SALIVARY NITRATE MONITORING

    脇田 慎一, 北村 健一, 村井 康二, 大﨑 脩仁, 金時 卓哉, 森内 隆代

    Proceedings of the Chemical Sensor Symposium　63　49-51　2018年3月

    出版者・発行元： 電気化学会化学センサ研究会

  34. 唾液硝酸ISFETs用ポリウレタン膜材料の探索研究

    金時卓哉, 大崎脩仁, 森内隆代, 脇田慎一

    日本分析化学会年会講演要旨集　67th　329-329　2018年

    出版者・発行元： (公社)日本分析化学会

  35. 新規ポリウレタンを用いた唾液硝酸イオン計測用FETセンサ

    大崎脩仁, 森内隆代, 脇田慎一

    日本分析化学会年会講演要旨集　66th　281-281　2017年

    出版者・発行元： (公社)日本分析化学会

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講演・口頭発表等 18

  1. イオントフォレシスを用いたリポソームの輸送効率評価

    赤石大輔, 大﨑脩仁, 酒井郁佳, 鳥取聡一郎, 西澤松彦

    2025年電気化学会東北支部第56回セミコンファレンス、第38回東北若手の会　2025年9月7日

  2. 効率的な経皮投薬のためのポーラスマイクロニードルコーティング技術の開発

    石川航太郎, 酒井郁佳, 鳥取聡一郎, 大﨑脩仁, 西澤松彦

    2025年電気化学会東北支部第56回セミコンファレンス、第38回東北若手の会　2025年9月7日

  3. 表面改質による高性能電気化学バイオセンサの開発 招待有り

    大﨑脩仁

    みちのく分析化学シンポジウム　2025年7月19日

  4. バイオセンサ応用に向けた金ナノ粒子の電気化学特性解

    第22回 産総研・産技連 LS-BT合同研究発表会　2024年6月18日

  5. 酸素プラズマを利用した印刷電極への抗体修飾と金ナノ粒子を利用した高感度電気化学バイオセンサへの応用

    大﨑 脩仁, 民谷 栄一

    第 20回 産総研・産技連 LS-BT合同研究発表会　2022年6月28日

  6. キャピラリー電気泳動法による採取汗試料の保存・前処理法の検討

    渡邉 紗裕美, 北村 健一, 大﨑 脩仁, 繁森 弘基, 森内 隆代, 脇田 慎一

    第82回分析化学討論会　2022年5月14日

  7. IgAの日常的な on-site計測を可能とする電気化学イムノア ッセイ法の評価

    大﨑 脩仁, 脇田 慎一, 民谷 栄一

    電気化学会第 87回大会，名古屋工業大学　2020年3月18日

  8. An electrochemical immunoassay using gold-nanoparticle for on-site determination of the immune protein from plasma cells

    Osaki, S, Wakida, S.I, Saito, M, Tamiya, E

    2021年12月17日

  9. IgAの日常的な on-site計測を可 能とする電気化学イムノアッセイ法の評価

    大﨑 脩仁, 脇田 慎一, 民谷 栄一, 脇田 慎一, 民谷 栄一

    電気化学秋季大会　2021年9月8日

  10. Effect of the surfactants for gold-linked electrochemical immunoassay

    Osaki, S, Wakida, S.I, Tamiya, E

    72nd Annual Meeting of International Society of Electrochemistry　2021年8月30日

  11. Gold-Linked Electrochemical immunoAssay based on screen-printed carbon electrode for sensitive and on-site detection of IgA

    Osaki, S, Wakida, S.I, Tamiya, E

    2021年7月26日

  12. ポータブル型電気化学免疫センサを用いた唾液診断マーカーの計測

    大﨑 脩仁, 脇田 慎一, 民谷 栄一

    第 19回 産総研・産技連 LS-BT合同研究発表会　2021年5月27日

  13. On-site and Daily Stress-Measurement using Gold-Linked Electrochemical Immuno Assay for IgA determination

    Osaki, S, Wakida, S.I, Saito, M, Tamiya, E

    2020年5月10日

  14. Verification of a stability of polymer matrix for the salivary-nitrate-ISFET

    Osaki, S, Kintoki, T, Moriuchi, T, Kitamura, K, Wakida, S.I

    2019年10月15日

  15. イオン /バイオセンサ による唾液 中ストレスマーカーの評価

    大﨑 脩仁, 荒木, 晃子, 金時, 卓哉, 脇田, 慎一, 民谷 栄一

    応用物理学会秋季学術講演会　2019年9月19日

  16. 唾液ストレスマーカーを計測する 化学／バイオセンサ

    大﨑 脩仁, 荒木, 晃子, 金時, 卓哉, 脇田, 慎一, 民谷 栄一

    電気化学秋季大会　2019年9月5日

  17. Drift study of ISFETs for salivary nitrate using novel polyurethane matrix membrane

    大﨑 脩仁, 森内貴代, 金時卓哉, 脇田 慎一

    第 18回 産総研・産技連 LS-BT合同研究発表会　2019年5月27日

  18. Influence of biocompatible polymer matrix on initial drift in saliva 招待有り

    Osaki, S, Moriuchi, T, Kintoki, T, Wakida, S.I

    2018年11月17日

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共同研究・競争的資金等の研究課題 8

  1. 積層構造の厚さ・界面特性・材質変化を統合的に評価する非破壊検査基盤の創出

    吉岡 宰次郎

    2026年4月1日 ～ 2029年3月31日

  2. 金属ナノ粒子の粒径依存的なマルチプレックスバイオセンサ

    大崎 脩仁

    2026年4月1日 ～ 2029年3月31日

  3. 界面の緻密設計による長期安定型イオン選択性電界効果トランジスタ

    大﨑脩仁、北村健一

    2025年8月 ～ 2027年3月

  4. 金属ナノ材料の表面エネルギー解析に基づく革新的バイオセンサ開発

    大﨑 脩仁

    2025年 ～ 2027年

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究では金属ナノ材料の酸化電位を表面エネルギーから予測するモデルを構築し、実験を介さずに電極特性を設計可能な理論を確立を行います。得られた理論を多様な金属ナノ材料に展開し、疾患ごとに必要な複数のバイオマーカーを電位差で選択的かつ同時に測定するマルチプレックスバイオセンサを開発します。感染症やがんなどの健康診断を網羅的かつ在宅ででき、個人差を克服する新バイオセンサ技術の創出を目指します。

  5. バイオインターフェイス設計による高感度かつ前処理不要なPFASバイオセンシング技術の開発

    大﨑脩仁 寺田侑平 青木寛

    2025年5月 ～ 2026年3月

  6. 多種多様な金属ナノ材料の電気化学活性解析とバイオセンサ応用

    大﨑 脩仁

    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 Early-Career Scientists

    2023年4月 ～ 2025年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    本研究では、金、銀、白金などの多様な金属ナノ材料に関し、ナノ金属材料自身の電気化学的活性との関係を系統的に解析した。ナノ材料のサイズや形状、結晶面が電気化学応答に与える影響を明らかにし、高感度なバイオセンサ設計に応用した。得られた知見は、医療診断や環境モニタリング向けの高性能電気化学センサ開発に資するものである。

  7. EIS and amperometric analysis of Gold Nanoparticle Probes on the Immunosensor surface

    大﨑 脩仁

    2023年5月 ～ 2023年6月

  8. 唾液バイオマーカー計測デバイス開発とヘルスケア診断への応用

    大崎 脩仁

    提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

    制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    研究種目：Grant-in-Aid for JSPS Fellows

    2021年4月 ～ 2023年3月

    詳細を見る 詳細を閉じる

    令和3年度の研究計画の通り、IgA測定用電気化学バイオセンサの高感度化に取り組んだ。高感度化へのアプローチとしては①電気化学測定条件の最適化、②電極表面への抗体の化学修飾の2点であった。①では、本研究で用いている金ナノ粒子プローブの酸化還元反応について反応速度の点から原理解明を行った。サイクリックボルタンメトリーや微分パルスボルタンメトリーといった電気化学測定法により得られた電流値を既存の理論式に当てはめることで拡散係数や電荷移動速度といった速度論的パラメーターを得た。次いでそのパラメーターの妥当性を検証しバイオセンサにおいて最適な測定条件を求め、感度向上に成功した。また、電極上に抗体を修飾した場合の影響について上記の速度論パラメーターから定量的な情報を得ることで、バイオセンサの原理を定量的に議論することを可能にした。 ②では電極表面への抗体の化学修飾を検討した。電極表面のカルボキシル化処理と化学修飾試薬を組み合わせて抗体を修飾することで化学修飾した。本修飾法を従来手法や化学修飾試薬を使わないコントロール系と比較したところ、およそ６倍以上の感度向上が見られた。これは化学修飾による修飾効率の向上や抗体の配向性を制御したことによると推測され、今年度の目的であった高感度化を達成したものと考えた。今回、達成した感度はヒト由来の唾液試料を利用する場合に十分高感度であり、デバイス化による希釈などに耐えうると考えられる。 令和４年度では、実唾液試料を対象とした添加回収試験などの実証実験を予定しており本研究課題の目的達成に向けて順調に進んでいる。

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担当経験のある科目(授業) 3

  1. 機械知能・航空実験Ⅰ(テーマ3: 線形制御)　東北大学

  2. 機械知能・航空実験Ⅱ (バイオセンシングの基礎)　東北大学

  3. 機械知能・航空実験Ⅰ(テーマ3: 線形制御)　東北大学

学術貢献活動 5

  1. Analytical Sciences

    2025年5月 ～ 2025年7月

    学術貢献活動種別: 査読等

  2. Analytical Sciences

    2024年7月 ～ 2024年9月

    学術貢献活動種別: 査読等

  3. 電気化学分析ワークショップ、フィリピン、マニラ、デラサール大学

    2023年11月15日 ～ 2023年11月15日

    学術貢献活動種別: その他

  4. IEEE SENSORS JOURNAL

    2023年2月8日 ～ 2023年2月15日

    学術貢献活動種別: 査読等

  5. Analytical Sciences

    2022年 ～ 2022年

    学術貢献活動種別: 査読等