合田先生の研究のベースは、光を用いていかに社会に貢献するかを追究する光科学。研究内容はさまざまな学問分野に応用されています田先生の研究のベースは、光を用いていかに社会に貢献するかを追究する光科学。研究内容はさまざまな学問分野に応用されています。現在の主なテーマは「セレンディピティ」を計画的に起こす技術の開発です。

「人類は、科学、IT、ビジネスなど、多様な分野で奇跡的な発見をし、進歩してきました。そうした奇跡的な発見のことをセレンディピティと言います。とは言え、こうした発見は通常、容易なことではありません」

 そこで、セレンディピティを意図的に生み出すシステムをつくろうというわけです。

「たとえば昔は、友人と外食に行く際、おいしいお店を探し出すにしても、今よりも限られた情報しかありませんで
した。いいお店を見つけるのは偶発性に頼るところが大きく、ある意味、セレンディピティと言えたでしょう。しかし今は、インターネットの飲食店検索サイトを使えば、誰もが高確率で理想通りのお店を見つけられます。このように、イノベーションによる革新的な技術を用いて、必然的にセレンディピティを創出できるようにすることが目標です」

 現在、合田先生の研究室では、エネルギーや医療の分野でセレンディピティの技術を応用しようとしています。

「高精度の血液検査技術の開発に取り組んでいます。血液は、赤血球や白血球など、たくさんの種類の血液細胞でできています。血液検査とは、こうした血液細胞の種類ごとの数を数えて、人間の体に異常がないかを調べるものです。しかし、たとえば赤血球は血液1㎖中に約60億個も存在していて、そうした多数存在する血液細胞がノイズとなり、1㎖中に1万個以下しか存在しない種類の血液細胞を検出することは困難なのです」

 そして実は、この1万個以下しか存在しない血液細胞を調べることが重要なのだと言います。

「たとえば、ガンは転移するため死亡率が高い病気ですが、そうしたガンの転移を司る「循環腫瘍細胞」という血液細胞は、血液1㎖中にわずか10個程度しか含まれません。これを一般的な顕微鏡で発見できたらまさに奇跡です。そこで、血液を「セレンデピター」という装置にかけて、循環腫瘍細胞を日常的に見つけ出せるようにしようと考えています」

 合田先生が開発しているこのセレンディピターは、血液を撮影するカメラにパソコンをつなぎ、周囲に複数のレンズを配置した機械。

「カメラやレンズに光科学の技術が用いられています。カメラのレンズ自体はありふれたものですが、プレパラートのような板に血液を流して、それをカメラで撮影しデータとしてパソコンに取り込んで分析を行います。分析するデータ量が膨大なことや、レンズの配置などにたくさんの改善の余地があり、実用化はまだ先です。しかし、このセレンディピターが完成すれば、白血病の治療などにも応用できます」

 ほかにも、ミドリムシからバイオ燃料を抽出する試みも行われています。

「栄養食品として現在注目されているミドリムシですが、燃料として使える油を生み出す力もあります。人間に個性があるように、ミドリムシにも「栄養素が豊富な個体」や「光合成が盛んな個体」などの個性があるのです。ですから、多数の個体をセレンディピターにかけて、油を大量に産出する個体のみを集めれば、効率よくバイオ燃料を生産できるようになるわけです」

研究は多岐にわたります。これまでにはなかった1兆分の1秒の瞬間を撮影できる超高速カメラの開発や、超高速で変化が起きる化学元素や化学反応、細胞の構成の分析を行う超高速分光技術、血液などの流体の中で細胞をどう動かすかを調査し、医療などに役立てるマイクロ流体工学などです。

「研究では、今までになかったコンセプトを創出して、それを普遍化するように心がけています。そのためには、自分の専門分野だけでなく、幅広い世界に目を向けることが大切です。受験生の皆さんも、苦手な分野の勉強からも逃げずにがんばってください」



東京大学大学院理学系研究科 合田圭介研究室
合田 圭介教授

合田 圭介教授
マサチューセッツ工科大学理 学部物理学科博士課程修了。 内閣府革新的研究開発推進 プログラム(ImPACT)のプロ グラム・マネージャーなども 務める。



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