甲斐　洋行 (カイ　ヒロユキ)

研究者情報

学位

• PhD in Chemistry（University of California, Berkeley）

ホームページURL

http://hirokai.github.io/about/index.ja.html
http://hirokai.github.io/about/

科研費研究者番号

• 00760167

J-Global ID

• 201701001925152169

プロフィール

• 甲斐研究室ウェブサイト： https://www.kai-lab.com/

  
  

  論文リスト（外部サイト）： https://hirokai.github.io/about/publication.ja.html

  
  

   

研究キーワード

• マイクロ流体科学   センサ工学   有機・高分子材料   ウェアラブルセンサ   

研究分野

• ナノテク・材料 / ナノマイクロシステム

経歴

• 2023年04月 - 現在  東洋大学理工学部 生体医工学科准教授
• 2022年04月 - 2023年03月  東京理科大学理学部第一部 応用物理学科嘱託助教
• 2019年04月 - 2022年03月  東北大学材料科学高等研究所（AIMR）助教
• 2015年04月 - 2019年03月  東北大学工学研究科特任助教
• 2008年04月 - 2010年06月  日本電気株式会社研究所

学歴

• 2010年08月 - 2015年03月   カリフォルニア大学バークレー校   化学科 大学院
• 2006年04月 - 2008年03月   東京大学   化学生命工学科専攻

研究活動情報

論文

• Efficient Collection of Oil Microdroplets by Hyperbranched, Space-Filling Open Microfluidic Channels

  Yusho Segawa; Kentaro Kinoshita; Hiroyuki Kai

  Advanced Materials Interfaces 2023年10月 [査読有り]
  
• Wettability Patternable Hybrid Polymer Films Based on TiO2 and Fluorinated Polymer for Bioelectronics Applications

  Shunsuke Yamamoto; Hiroyuki Kai

  Advanced Materials Interfaces 9 35 2022年12月 [査読有り]
  
• A porous microneedle electrochemical glucose sensor fabricated on a scaffold of a polymer monolith

  Hiroyuki Kai; Akichika Kumatani

  JPhys Energy 3 2 024006 - 024006 2021年04月 [査読有り][招待有り]
  
• Organic electrochromic timer for enzymatic skin patches

  Hiroyuki Kai; Wataru Suda; Shotaro Yoshida; Matsuhiko Nishizawa

  Biosensors and Bioelectronics 123 108 - 113 2019年01月 [査読有り]
  
• Contractile Skeletal Muscle Cells Cultured with a Conducting Soft Wire for Effective, Selective Stimulation

  Kuniaki Nagamine; Hirotaka Sato; Hiroyuki Kai; Hirokazu Kaji; Makoto Kanzaki; Matsuhiko Nishizawa

  Scientific Reports 8 1 2018年12月 [査読有り]
  
• Fluid-permeable enzymatic lactate sensors for micro-volume specimen

  Hiroyuki Kai; Yuto Kato; Ryoma Toyosato; Matsuhiko Nishizawa

  Analyst 143 22 5545 - 5551 2018年11月 [査読有り]
  
• A self-powered supply-sensing biosensor platform using bio fuel cell and low-voltage, low-cost CMOS Supply-controlled ring oscillator with inductive-coupling transmitter for healthcare IoT

  Kiichi Niitsu; Atsuki Kobayashi; Yuya Nishio; Kenya Hayashi; Kei Ikeda; Takashi Ando; Yudai Ogawa; Hiroyuki Kai; Matsuhiko Nishizawa; Kazuo Nakazato

  IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers 65 9 2784 - 2796 2018年09月 [査読有り]
  
• Space-filling open microfluidic channels designed to collect water droplets

  Hiroyuki Kai; Ryoma Toyosato; Matsuhiko Nishizawa

  RSC Advances 8 29 15985 - 15990 2018年 [査読有り]
  
• Microfluidic co-cultures of retinal pigment epithelial cells and vascular endothelial cells to investigate choroidal angiogenesis

  Li Jiun Chen; Shuntaro Ito; Hiroyuki Kai; Kuniaki Nagamine; Nobuhiro Nagai; Matsuhiko Nishizawa; Toshiaki Abe; Hirokazu Kaji

  Scientific Reports 7 1 2017年12月 [査読有り]
  
• Design and Experimental Verification of a 0.19 v 53 μw 65 nm CMOS Integrated Supply-Sensing Sensor with a Supply-Insensitive Temperature Sensor and an Inductive-Coupling Transmitter for a Self-Powered Bio-sensing System Using a Biofuel Cell

  Atsuki Kobayashi; Kei Ikeda; Yudai Ogawa; Hiroyuki Kai; Matsuhiko Nishizawa; Kazuo Nakazato; Kiichi Niitsu

  IEEE Transactions on Biomedical Circuits and Systems 11 6 1313 - 1323 2017年12月 [査読有り]
  
• Accelerated Wound Healing on Skin by Electrical Stimulation with a Bioelectric Plaster

  Hiroyuki Kai; Takeshi Yamauchi; Yudai Ogawa; Ayaka Tsubota; Takahiro Magome; Takeo Miyake; Kenshi Yamasaki; Matsuhiko Nishizawa

  Advanced Healthcare Materials 6 22 1700465  2017年11月 [査読有り]
  
• An array of porous microneedles for transdermal monitoring of intercellular swelling

  Kuniaki Nagamine; Jun Kubota; Hiroyuki Kai; Yoshinobu Ono; Matsuhiko Nishizawa

  Biomedical Microdevices 19 3 2017年09月 [査読有り]
  
• Intrinsically Stretchable Electrochromic Display by a Composite Film of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and Polyurethane

  Hiroyuki Kai; Wataru Suda; Yudai Ogawa; Kuniaki Nagamine; Matsuhiko Nishizawa

  ACS Applied Materials and Interfaces 9 23 19513 - 19518 2017年06月 [査読有り]
  
• Totally shape-conformable electrode/hydrogel composite for on-skin electrophysiological measurements

  Kuniaki Nagamine; Shun Chihara; Hiroyuki Kai; Hirokazu Kaji; Matsuhiko Nishizawa

  Sensors and Actuators, B: Chemical 237 49 - 53 2016年12月 [査読有り]
  
• Minimally-invasive transepidermal potentiometry with microneedle salt bridge

  Yuina Abe; Kuniaki Nagamine; Mayu Nakabayashi; Hiroyuki Kai; Hirokazu Kaji; Takeshi Yamauchi; Kenshi Yamasaki; Matsuhiko Nishizawa

  Biomedical Microdevices 18 4 6  2016年08月 [査読有り]
  
• Hydrogel-based electrical stimulation culture system to control the engineered cellular activities driven by nano biomolecules

  Kuniaki Nagamine; Hirotaka Sato; Hiroyuki Kai; Hirokazu Kaji; Matsuhiko Nishizawa

  2016 IEEE 16TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON NANOTECHNOLOGY (IEEE-NANO) 232 - 233 2016年 [査読有り]
  
• Porous polymer microneedles with interconnecting microchannels for rapid fluid transport

  Liming Liu; Hiroyuki Kai; Kuniaki Nagamine; Yudai Ogawa; Matsuhiko Nishizawa

  RSC Advances 6 54 48630 - 48635 2016年 [査読有り]
  
• ORGANIC SKIN PATCH WITH BUILT-IN ENZYMATIC BATTERY

  Matsuhiko Nishizawa; Kuniaki Nagamine; Hiroyuki Kai

  2016 IEEE 29TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS (MEMS) 2016-February 505 - 508 2016年 [査読有り]
  
• Stretchable patches and devices toward electronics on the skin

  Hiroyuki Kai; Kuniaki Nagamine; Matsuhiko Nishizawa

  2016 IEEE 16TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON NANOTECHNOLOGY (IEEE-NANO) 917 - 920 2016年 [査読有り]
  
• Negative membrane curvature catalyzes nucleation of endosomal sorting complex required for transport (ESCRT)-III assembly

  Il Hyung Lee; Hiroyuki Kai; Lars Anders Carlson; Jay T. Groves; James H. Hurley

  Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112 52 15892 - 15897 2015年12月 [査読有り]
  
• Stretchable biofuel cell with enzyme-modified conductive textiles

  Yudai Ogawa; Yuki Takai; Yuto Kato; Hiroyuki Kai; Takeo Miyake; Matsuhiko Nishizawa

  Biosensors and Bioelectronics 74 947 - 952 2015年12月
• Highly stretchable cell-cultured hydrogel sheet

  Kuniaki Nagamine; Yuina Abe; Hiroyuki Kai; Hirokazu Kaji; Matsuhiko Nishizawa

  RSC Advances 5 81 66334 - 66338 2015年07月
• Spatial organization of epha2 at the cell-cell interface modulates trans-endocytosis of ephrina1

  Adrienne C. Greene; Samuel J. Lord; Aiwei Tian; Christopher Rhodes; Hiroyuki Kai; Jay T. Groves

  Biophysical Journal 106 10 2196 - 2205 2014年05月
• Size-based chromatography of signaling clusters in a living cell membrane

  Niña G. Caculitan; Hiroyuki Kai; Eulanca Y. Liu; Nicole Fay; Yan Yu; Theobald Lohmüller; Geoff P. O'Donoghue; Jay T. Groves

  Nano Letters 14 5 2293 - 2298 2014年05月
• Self-assembling siloxane nanoparticles with three phases that increase tenacity of poly L-lactic acid

  Masatoshi Iji; Naoki Morishita; Hiroyuki Kai

  Polymer Journal 43 1 101 - 104 2011年01月
• Toward long-distance mechanical communication: Studies on a ternary complex interconnected by a bridging rotary module

  Hiroyuki Kai; Shinji Nara; Kazushi Kinbara; Takuzo Aida

  Journal of the American Chemical Society 130 21 6725 - 6727 2008年05月

講演・口頭発表等

• 新たな経皮インターフェイスのための高分子材料・デバイス  [招待講演]

  甲斐 洋行

  平成30年度東北地区先端高分子セミナー 2019年03月 口頭発表（招待・特別）
• Soft/micro electrochemical sensors and devices that work on the skin  [通常講演]

  甲斐 洋行

  MicroTAS 2018, workshop 2018年11月 公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
• Accelerated would healing by an enzymatic biofuel cell plaster.  [招待講演]

  第 26 回日本 MRS 年次大会 2016年12月 口頭発表（招待・特別）
• 皮膚エレクトロニクスを志向した酵素電池の開発  [招待講演]

  甲斐 洋行

  電気化学会第 29 回東北若手の会 2016年11月 口頭発表（招待・特別）
• Stretchable Patches and Devices Toward Electronics on the Skin.  [招待講演]

  Hiroyuki Kai; Kuniaki Nagamine; Matsuhiko Nishizawa

  IEEE Nano 2016 2016年08月 口頭発表（招待・特別）

MISC

• Space-filling open microfluidics for droplet collection: Generalized design of fractal hyperbranched channels

  Hiroyuki Kai MicroTAS 2020 - 24th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences 116 -117 2020年
• Porous microneedle electrodes for the electrochemical sensing on skin

  Hiroyuki Kai 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2019 699 -700 2019年
• Hydrogel culture dish integrated with organic electrodes for efficient stimulation of hiPSC-derived cardiomyocytes

  Kensuke Sumomozawa; Kuniaki Nagamine; Hiroyuki Kai; Shotaro Yoshida; Hirokazu Kaji; Matsuhiko Nishizawa 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences, MicroTAS 2018 3 1445 -1447 2018年
• Minimally-invasive transepidermal potentiometry with microneedle salt bridge for evaluation of the skin barrier repair

  Yuina Abe; Kuniaki Nagamine; Mayu Nakabayashi; Hiroyuki Kai; Takeshi Yamauchi; Kenshi Yamasaki; Matsuhiko Nishizawa Journal of Dermatological Science 86 (2) e48 2017年05月 [査読有り]
  
• 2G45 ハイドロゲルを基板とする伸縮性電極シートの開発と生体応用

  長峯 邦明; 千原 駿; 岡部 大輝; 甲斐 洋行; 梶 弘和; 西澤 松彦 バイオエンジニアリング講演会講演論文集 2016 (28) "2G45 -1"-"2G45-3" 2016年01月
• Development of Diagnostic and Therapeutic Electrical Device for Skin Barrier Function

  Yuina ABE; Kuniaki NAGAMINE; Mayu NAKABAYASHI; Hiroyuki KAI; Takeshi YAMAUCHI; Kenshi YAMASAKI; Matsuhiko NISHIZAWA The Proceedings of the JSME Conference on Frontiers in Bioengineering 2016.27 (0) B113 2016年

産業財産権

• 特許第7229483号:皮膚の疾患又は状態の検出、診断又は治療のための皮膚パッチデバイス及び皮膚パッチデバイスを備えたキット。  

  甲斐 洋行, 大黒 耕, 長峯 邦明  国立大学法人東北大学, 国立大学法人 東京大学, 国立大学法人山形大学  202303014631735912
• 特許第7036475号:バーチャル空間交流システム、バーチャル空間交流方法及びプログラム  

  甲斐 洋行, 吉田 慎哉  国立大学法人東北大学  202203004570364352
• 特開2022-031237:バーチャル空間交流システム、バーチャル空間交流方法及びプログラム  2022年02月18日

  甲斐 洋行, 吉田 慎哉  国立大学法人東北大学  202203018038289416
• 特許第6996750号:液滴収集デバイス  

  甲斐 洋行  国立大学法人東北大学  202203004608434481
• 特許第6826335号:電極及びその使用  

  西澤 松彦, 甲斐 洋行, 清水 潔, 島本 周  国立大学法人東北大学, 株式会社ダイセル  202103015732671380
• 特開2020-082027:液滴収集デバイス  2020年06月04日

  甲斐 洋行  国立大学法人東北大学  202003000789191526
• 特開2019-205484:マイクロニードルアレイ及びその製造方法  2019年12月05日

  西澤 松彦, 甲斐 洋行  国立大学法人東北大学  201903019746905217
• WO2019-044993:皮膚の疾患又は状態の検出、診断又は治療のためのデバイス  2019年03月07日

  甲斐 洋行, 大黒 耕, 長峯 邦明  国立大学法人東北大学, 国立大学法人 東京大学, 国立大学法人山形大学  202003017782692775
• 特開2018-147833:電極及びその使用  2018年09月20日

  西澤 松彦, 甲斐 洋行, 清水 潔, 島本 周  国立大学法人東北大学, 株式会社ダイセル  201803003929075964
• 特開2017-000724:マイクロニードル及びマイクロアレイ並びにその製造方法  2017年01月05日

  西澤 松彦, 甲斐 洋行  国立大学法人東北大学  201703019525306292
• 特許第5853697号:セルロース系樹脂およびその製造方法  

  位地 正年, 文 成日, 田中 修吉, 甲斐 洋行  日本電気株式会社  201603007558110207
• 特許第5853698号:セルロース系樹脂およびその製造方法  

  位地 正年, 文 成日, 田中 修吉, 甲斐 洋行  日本電気株式会社  201603018042164531
• WO2011-043280:セルロース系樹脂およびその製造方法  2011年04月14日

  位地 正年, 文 成日, 田中 修吉, 甲斐 洋行  日本電気株式会社  201303072075206460
• WO2011-043279:セルロース系樹脂およびその製造方法  2011年04月14日

  位地 正年, 文 成日, 田中 修吉, 甲斐 洋行  日本電気株式会社  201303097869456235
• WO2009-139463:金属酸化物系微粒子およびその製造方法、並びに樹脂組成物  2009年11月19日

  位地 正年, 森下 直樹, 甲斐 洋行  日本電気株式会社  201103044986825259
• WO2009-139462:有機シリコン化合物およびシリカ系微粒子形成用材料  2009年11月19日

  位地 正年, 森下 直樹, 甲斐 洋行  日本電気株式会社  201103092063901615

受賞

• 2020年07月 第3回COI学術交流会最優秀ポスター賞
   オンラインRPGを模倣したユーザーインターフェースを有するインタラクティブポスターセッションソフトウェアの開発
• 2019年12月 RIKEN CEMS Rising Star Award in CEMSupra 2019
   Space-filling open microfluidics for collecting water droplets: hierarchical transport by fractal branching 

  受賞者: Hiroyuki Kai
• 2019年06月 第５回東北大学若手研究者アンサンブルワークショップ ポスター賞
   

  受賞者: 甲斐 洋行
• 2019年03月 田中貴金属記念財団 「貴金属に関わる研究助成金」萌芽賞
   多孔質マイクロニードル電極の開発と高精度経皮投薬への応用 

  受賞者: 甲斐 洋行
• 2018年07月 第４回東北大学若手研究者アンサンブルワークショップ ポスター賞
   

  受賞者: 甲斐洋行
• 2018年06月 Biosensors & Bioelectronics Best Paper Award Runner Up
   Organic electrochromic timer for enzymatic skin patches 

  受賞者: 甲斐洋行;須田亘;吉田昭太郎;西澤松彦
• 2018年05月 化学とマイクロ・ナノシステム学会 第37回研究会 優秀研究賞
   

  受賞者: 甲斐洋行
• 2018年03月 花王芸術・科学財団 花王科学奨励賞
   親水性の階層的パターニングによる汗収集フィルムの開発 

  受賞者: 甲斐洋行

共同研究・競争的資金等の研究課題

• フラクタル開放型流路の系統的理解と新たな油水分離メカニズムへの展開

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2021年04月 -2024年03月 

  代表者 : 甲斐 洋行
• 効率的に体液を採取するウェアラブル材料・デバイスの開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2019年04月 -2022年03月 

  代表者 : 甲斐 洋行

   

  微小な液体試料を採取・分析可能なマイクロ流体材料・デバイスの開発を行った。第一に、多孔質マイクロニードル電極による高感度なグルコースセンサを構築し、細孔構造が高感度化に寄与していることを明らかにした。第二に、フラクタル開放型流路の構造最適化のための数値解析ワークフローを確立するとともに、流路の作製に適した新規材料を検討した。
• 皮膚生体情報のマルチモーダル計測のための微小針アレイの開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業

  研究期間 : 2017年04月 -2019年03月 

  代表者 : 甲斐 洋行

   

  本研究では，多孔質構造を有するマイクロニードルアレイを皮膚組織液の多様なセンシングに用いるための技術開発に取り組んだ。グルコースを具体的な測定対象として，ボロン酸を有する蛍光分子をマイクロニードルの細孔内部に充填することで，グルコース濃度の蛍光測定の可能性を示した。多孔質マイクロニードルの細孔表面の無電解金めっきによる電極作製およびグルコースオキシダーゼを用いた電気化学センシングの基本実証を行った。
• 皮膚組織液による皮膚がん診断・薬剤投与パッチの開発

  科学技術振興機構：COI-Stream

  研究期間 : 2018年04月 -2019年03月 

  代表者 : 甲斐洋行
• 細胞外ATPを指標とする皮膚がん診断・薬剤投与パッチの開発

  科学技術振興機構：COI-Stream

  研究期間 : 2017年04月 -2018年03月 

  代表者 : 甲斐洋行

委員歴

• 2020年04月 - 2022年03月   JST COI STREAM   若手部会 研究支援グループ リーダー
• 2020年04月 - 2022年03月   東北大学附置研究所若手アンサンブルプロジェクト   ワーキンググループ リーダー
• 2020年07月 - 2020年07月   JST COI STREAM   第3回COI学術交流会 実行委員長

その他のリンク

researchmap

https://researchmap.jp/hkai