2025/06/12 更新

写真a

ヒラマツ コウタロウ
平松 光太郎
HIRAMATSU KOTARO
所属
理学研究院 化学部門 教授
理学部 化学科(併任)
理学府 化学専攻(併任)
職名
教授
連絡先
メールアドレス
電話番号
0928024189

研究分野

  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学

  • ナノテク・材料 / 基礎物理化学

学位

  • 博士(理学) ( 2016年3月 東京大学 )

経歴

  • 九州大学 大学院理学研究院 化学部門 准教授 

    2023年10月 - 2025年4月

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    国名:日本国

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  • 九州大学 理学研究院 化学部門 教授 

    2023年10月 - 2025年4月

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    国名:日本国

  • 国立研究開発法人科学技術振興機構 さきがけ研究員   

    2018年10月 - 2022年3月

  • 国立研究開発法人科学技術振興機構 計測技術と高度情報処理の融合によるインテリジェント計測・解析手法の開発と応用  

    2018年10月 - 2022年3月

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  • 東京大学 理学系研究科スペクトル化学研究センター 助教 

    2016年9月 - 2023年10月

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学歴

  • 東京大学   大学院 理学系研究科   化学専攻 博士課程

    2013年4月 - 2016年3月

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    国名:日本国

  • 東京大学   大学院 理学系研究科   化学専攻 修士課程

    2011年4月 - 2013年3月

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    国名:日本国

  • 東京大学   理学部   化学科

    - 2011年3月

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研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 光を用いた計測と情報処理を融合することにより、未踏の時間・空間・エネルギー領域を効率的に探索できる手法の開発に従事しています。 具体的には、大規模細胞計測・分取と遺伝子変異の融合による新規有用株の創出や分光スペクトルの高速・長時間計測による材料破壊過程の解明による材料設計指針へのフィードバックのための方法論開発を行っています。光のもつポテンシャルを最大限活用することで、これまでに見えなかったものを見えるようにする化学の眼を創り出し、新しい現象の発見、機序解明に取り組んでいます。

    研究キーワード: 分子分光学、レーザー工学、振動分光学、超解像顕微鏡、バイオイメージング、超高速分光法

    研究期間: 2023年10月

受賞

  • 文部科学大臣表彰 若手科学者賞

    2025年4月   文部科学省   超高速分光計測法の開発 と生命科学応用研究

    平松 光太郎

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  • ナイスステップな研究者

    2024年12月   文部科学省科学技術・学術政策研究所(NISTEP)   高速分光技術の開発と大規模細胞解析への応用

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    科学技術・イノベーション政策に資する活動や成果が顕著であり、今後の社会的インパクトが期待される若手研究者として選定された。

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  • 日本分光学会奨励賞

    2024年6月   日本分光学会   ラマン分光フローサイトメトリーの開発と大規模細胞解析

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    本賞は、分光学分野における若手研究者の優れた研究業績を顕彰するものであり、これまでの研究成果と将来性が高く評価された。

  • コニカミノルタ画像科学奨励賞 連携賞

    2024年2月   コニカミノルタ科学技術振興財団   高速超解像イメージングのための空間―周波数圧縮顕微鏡の開発

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    2014年にノーベル化学賞を受賞したBetzig, Moernerらによって開発されたSingle-molecule localization microscopy (SMLM)は,通常の光学顕微鏡の10倍以上の空間分解能を有し,細胞内の個別のタンパク質の局在を可視化することができる.しかしながら,SMLMでは1つの超解像画像を取得するのに,蛍光を明滅させながら数千回から数万回の撮像(1回の撮像を30ミリ秒としても,数十秒から数分を要する)を行う必要があり,細胞内分子の動態を計測することは困難である.本研究では,明滅の代わりに焦点内の各プローブ分子からの信号を分光学的に分離することで、シングルショットSMLM撮像を実現する.具体的には,空間―周波数圧縮ラマン顕微鏡(光と画像に関するシステム)とスペクトルの線形独立性と空間的なスパース性を用いたデータ解析法(光と画像に関するソフトウェア)を開発・融合することによりプローブ分子の位置を超精度で決定できるSMARTS: Superresolution Microscopy with Advanced Raman Tags and Sparse modelingを創出する.それにより超解像計測の時間分解能を飛躍的に向上させ,細胞内輸送などの時空間的に複雑な構造をもつ生命現象の原理解明に向けた技術基盤を確立することを目指す.

  • 光学論文賞

    2023年11月   日本光学会   Ultrafast, dual-band coherent Raman spectroscopy without ultrashort pulses

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    コヒーレントラマン分光法は、高速かつ無標識に分子レベルの構造情報を得られる手法として近年注目を集めている。コヒーレントラマン分光法と顕微鏡を組み合わせた振動分光イメージングや、コヒーレントラマン分光法とフローサイトメトリーを組み合わせた大規模細胞解析法などがこれまでに実証されてきた。応募者らは超短パルスレーザーを用いて時間領域で分子振動を励起・検出するFourier-transform coherent Raman scattering (FT-CARS)法を用いて、高速(24,000 spectra/s)かつ広帯域(200 – 1600 cm-1)な振動分光計測を実現するとともに、様々な対象へとその応用を実証してきた。しかしながら、周波数領域で計測を行うCARS分光法やStimulated Raman scattering (SRS)法などと比較したときに、FT-CARS法では、CH伸縮振動が観測される高波数領域(2800 – 3400 cm-1)が計測できないといった欠点があった。

    本研究では、これまでに開発してきたFT-CARS法に用いているチタンサファイアレーザーに同期して発振するYbファイバーレーザー(YbF)を併せて光源として用いることで、FT-CARS法でも高波数領域の計測が可能であることを実証した。これまでのFT-CARS計測では、パルス幅15 fs程度のチタンサファイアレーザー(TiS)からの出力(750 – 850 nm)をpump光とprobe光へと分割し、それらを様々なパルス間隔でサンプルへと照射することで、分子振動の時間発展を計測していた。今回開発した手法では、従来のFT-CARS分光計をベースとして、YbFからの出力(~1030 nm)を同時に照射することで、CH伸縮領域の計測を可能とした。TiSの出力の一部をYbFのキャビティ内へと導入し、相互位相変調によってYbFキャビティ内で2つのパルスが同じ群速度で伝搬しYbFとTiSの高精度な同期発振を実現した。

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論文

  • Exploring liquid-liquid phase separation in vitro and in vivo using multimodal nonlinear optical imaging

    Murakami, Y; Obuchi, M; Kamizawa, H; Miyazaki, S; Kishimura, A; Oketani, R; Hiramatsu, K; Leproux, P; Hayashi, Y; Shiraki, K; Kano, H

    ANALYTICAL SCIENCES   2025年3月   ISSN:0910-6340 eISSN:1348-2246

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Analytical Sciences  

    Liquid–liquid phase separation leads to the formation of liquid droplets (LqDs) such as P granules in Caenorhabditis elegans (C. elegans). In this study, we demonstrate the label-free visualization of LqDs using multimodal nonlinear optical imaging both in vitro and in vivo. In vitro measurements with polymerized adenine [poly(A)], we found significantly higher poly(A) concentrations in LqDs compared to surrounding solutions, with the limit of detection (LoD) of 32 mg/mL. In vivo measurements, we performed label-free imaging of C. elegans. Despite efforts to detect P granules within P lineage cells in both wild-type C. elegans and green fluorescent protein (GFP)-tagged strains, no clear RNA-specific signals were observed. This indicates that the RNA concentration in P granules is lower than anticipated and falls below our in vitro LoD. These results underscore the challenges of label-free RNA detection in P granules.

    DOI: 10.1007/s44211-025-00747-3

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  • Fourier Transform Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Spectroscopy: A Comprehensive Review 招待 査読

    Nishiyama, R; Furuya, K; Tamura, T; Nakao, R; Peterson, W; Hiramatsu, K; Ding, TB; Goda, K

    ANALYTICAL CHEMISTRY   96 ( 46 )   18322 - 18336   2024年10月   ISSN:0003-2700 eISSN:1520-6882

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Analytical Chemistry  

    Fourier transform coherent anti-Stokes Raman scattering (FT-CARS) spectroscopy is a powerful spectroscopic method that combines the principles of Fourier transform spectroscopy with coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS). This method stands out in spectroscopy for its ability to rapidly acquire coherent Raman spectra, achieving an impressive rate of over 10 000 spectra per second. The method involves scanning the optical delay between two femtosecond pulses; the initial pulse induces a vibrational coherence in the sample, while the subsequent pulse probes this coherence over increasing delays. The anti-Stokes scattering intensity generated is modulated by the vibrational dynamics of the sample, enabling the retrieval of Raman spectra through Fourier transformation. Over the past two decades, FT-CARS spectroscopy has undergone substantial evolution, paving the way for its application in a wide array of fields, including material analysis and flow cytometry. In this comprehensive Review, we explore the fundamental principles and diverse applications of FT-CARS spectroscopy and delve into the potential future advances and challenges associated with this emerging method.

    DOI: 10.1021/acs.analchem.4c02645

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  • High-throughput fluorescence lifetime imaging flow cytometry 国際誌

    Kanno H., Hiramatsu K., Mikami H., Nakayashiki A., Yamashita S., Nagai A., Okabe K., Li F., Yin F., Tominaga K., Bicer O.F., Noma R., Kiani B., Efa O., Büscher M., Wazawa T., Sonoshita M., Shintaku H., Nagai T., Braun S., Houston J.P., Rashad S., Niizuma K., Goda K.

    Nature Communications   15 ( 1 )   7376 - 7376   2024年9月   eISSN:2041-1723

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Communications  

    本論文では、蛍光寿命情報を高スループットで取得可能なフローサイトメトリー手法を新たに開発し、細胞種の識別や機能解析に有用な技術基盤を確立した。

    DOI: 10.1038/s41467-024-51125-y

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  • Fluorescence-Encoded Time-Domain Coherent Raman Spectroscopy in the Visible Range

    Tamura, T; Mccann, PC; Nishiyama, R; Hiramatsu, K; Goda, K

    JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS   15 ( 18 )   4940 - 4947   2024年4月   ISSN:1948-7185

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Physical Chemistry Letters  

    Fluorescence-encoded vibrational spectroscopy has attracted increasing attention by virtue of its high sensitivity and high chemical specificity. We recently demonstrated fluorescence-encoded time-domain coherent Raman spectroscopy (FLETCHERS), which enables low-frequency vibrational spectroscopy of low-concentration fluorophores using near-infrared (800-900 nm) light excitation. However, the feasibility of this study was constrained by the scarcity of excitable molecules in the near-infrared range. Consequently, the broader applicability of FLETCHERS has not been investigated. Here we extend the capabilities of FLETCHERS into the visible range by employing a noncollinear optical parametric amplifier as a light source, significantly enhancing its versatility. Specifically, we use the method, which we refer to as visible FLETCHERS (vFLETCHERS), to individually acquire Raman spectra from five visible fluorophores that have absorption peaks in the 600-700 nm region. These results not only confirm the versatility of vFLETCHERS for a wide range of molecules but also allude to its widespread applicability in biological research through highly sensitive supermultiplexed imaging.

    DOI: 10.1021/acs.jpclett.4c00817

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  • The marriage of coherent Raman scattering imaging and advanced computational tools

    Walker Peterson, Kotaro Hiramatsu, Keisuke Goda

    Light: Science and Applications   12 ( 1 )   2023年12月   ISSN:2095-5545 eISSN:2047-7538

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Coherent Raman scattering microscopy can provide high-contrast tissue and single-cell images based on the inherent molecular vibrations of the sample. However, conventional techniques face a three-way trade-off between Raman spectral bandwidth, imaging speed, and image fidelity. Although currently challenging to address via optical design, this trade-off can be overcome via emerging computational tools such as compressive sensing and machine learning.

    DOI: 10.1038/s41377-023-01160-z

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講演・口頭発表等

  • High-throughput cell screening by coherent Raman spectroscopy 招待

    Kotaro Hiramatsu

    The 13th Asia-Pacific Laser Symposium 2025  2025年5月 

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    開催年月日: 2025年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

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  • High-throughput cell screening by coherent Raman spectroscopy 招待

    Kotaro Hiramatsu

    The 13th Asia-Pacific Laser Symposium 2025  2025年5月 

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    開催年月日: 2025年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

  • Optical neural network-based cell classification: A simulation study

    Norihide Sagami, Yueyun Weng, Cheng Lei, Ryosuke Oketani, Kotaro Hiramatsu

    The 13th Asia-Pacific Laser Symposium 2025  2025年5月 

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    開催年月日: 2025年5月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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  • Optical neural network-based cell classification: A simulation study

    Norihide Sagami, Yueyun Weng, Cheng Lei, Ryosuke Oketani, Kotaro Hiramatsu

    The 13th Asia-Pacific Laser Symposium 2025  2025年5月 

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    開催年月日: 2025年5月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

  • Domain-targeting Raman Microscopy Toward Large-scale Label-free Cytometry

    Takeru Sasaki, Wataru Yamamoto, Kotaro Hiramatsu, Ryosuke Oketani

    The 13th Asia-Pacific Laser Symposium 2025  2025年5月 

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    開催年月日: 2025年5月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

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MISC

  • Publisher Correction: High-throughput fluorescence lifetime imaging flow cytometry (Nature Communications, (2024), 15, 1, (7376), 10.1038/s41467-024-51125-y)

    Kanno H., Hiramatsu K., Mikami H., Nakayashiki A., Yamashita S., Nagai A., Okabe K., Li F., Yin F., Tominaga K., Bicer O.F., Noma R., Kiani B., Efa O., Büscher M., Wazawa T., Sonoshita M., Shintaku H., Nagai T., Braun S., Houston J.P., Rashad S., Niizuma K., Goda K.

    Nature Communications   16 ( 1 )   582   2025年12月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Nature Communications  

    Correction to: Nature Communicationshttps://doi.org/10.1038/s41467-024-51125-y, published online 4 September 2024 The original version of this Article contained an error in Fig. 1b, in which key dashed lines were missing in the phase delay plot, and an error in Fig. 1c, where the symbol π was incorrectly denoted. The correct version of Fig. 1 is: (Figure presented.) which replaces the previous incorrect version: (Figure presented.) This has been corrected in both the PDF and HTML versions of the Article.

    DOI: 10.1038/s41467-025-55961-4

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  • ラマン分光フローサイトメトリ 査読

    西山 諒, 古屋 圭惟, 平松 光太郎, 合田 圭介

    生物物理   2024年4月

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    記述言語:その他  

  • ラマン分光フローサイトメトリ 招待 査読

    西山 諒, 古屋 圭惟, 平松 光太郎, 合田 圭介

    生物物理   62 ( 2 )   104   2024年4月

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    担当区分:責任著者  

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  • ラマン分光フローサイトメトリー

    西山 諒, 古屋 圭惟, 平松 光太郎, 合田 圭介

    生物物理   64 ( 2 )   104 - 107   2024年3月   ISSN:0582-4052

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一社)日本生物物理学会  

  • 圧縮センシングによる高速時間領域ハイパースペクトルイメージング 査読

    滝沢 繁和, 平松光太郎, 小野 峻佑, 合田 圭介

    光学   2023年10月

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    記述言語:その他  

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産業財産権

特許権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
実用新案権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
意匠権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
商標権   出願件数: 0件   登録件数: 0件

所属学協会

  • 日本光学会

  • American Chemical Society

  • SPIE - The international society of optics and photonics

  • 応用物理学会

  • 日本化学会

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委員歴

  • 日本光学会   光・光委員会   国内

    2023年4月 - 現在   

  • 日本分光学会   出版委員   国内

    2022年4月 - 現在   

学術貢献活動

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2023年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:7

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2022年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:6

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2022年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:8

  • 事務局長

    量子生命科学研究会第3回大会  ( オンライン ) 2021年9月

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    種別:大会・シンポジウム等 

    参加者数:174

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2020年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:17

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • スマートナノ粒子の光科学

    研究課題/領域番号:25B203  2025年4月 - 2028年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    平松 光太郎

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

    CiNii Research

  • スマートナノ粒子のバイオイメージング応用

    研究課題/領域番号:25H01396  2025年4月 - 2028年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    平松 光太郎

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    資金種別:科研費

    CiNii Research

  • 細胞へのセンサー・人工物導入のための生体適合性システムの創製

    研究課題/領域番号:25035427  2025年 - 2029年

    科学技術振興機構  科学研究費助成事業  基盤研究(S)

    平松光太郎

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    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

  • コグニティブ分光プラットフォームの創生

    研究課題/領域番号:JPMJFR216R  2022年4月 - 2028年3月

    科学技術振興機構  創発的研究支援事業 

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費以外の競争的資金

  • 総括班:スマートナノ粒子の光科学

    研究課題/領域番号:25H01393  2025年4月 - 2028年3月

    科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

    平松 光太郎

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    資金種別:科研費

    CiNii Research

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教育活動概要

  • 自然現象を捉える新しい方法論を生み出し、それにより新しい価値を創出できる研究を遂行するとともに、その能力のある人材を育成するための教育を目指します。そのためには、以下の要素に重点を置いて教育活動を行っています。
    1. 基礎となる物理・化学の深い理解と自ら運用できる力
    2. 基礎方程式からの演繹では説明しきれない現象を粗視化・モデル化する力
    3. 自然現象への強い好奇心
    4. 好奇心と社会ニーズとのマッチング
    測定機器・計算機の性能向上により実験的に得られるデータ量が飛躍的に増大し、機械学習による現象の推定が基礎科学研究においても非常に強力となってきた一方で、これまでに測定されていない現象やデータの少ない領域を外挿的に推定することは依然として困難です。そのような新しい領域を開拓するために、好奇心に基づき領域を定義し、その領域をカバーし得る測定を基礎物理・基礎化学に基づいてデザインしたうえで、計測・モデル化する研究者を育成します。

担当授業科目

  • 光生物物理化学(※コロイド化学)

    2024年10月 - 2025年3月   後期

  • 化学数学

    2024年4月 - 2024年9月   前期

  • Advanced Physical Chemistry IB

    2025年12月 - 2026年2月   冬学期

  • 物理化学特論ⅠB

    2025年12月 - 2026年2月   冬学期

  • 光生物物理化学(※コロイド化学)

    2025年10月 - 2026年3月   後期

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FD参加状況

  • 2024年12月   役割:参加   名称:学生のこころへの関わり方,メンタルに課題を抱えた学生への対応

    主催組織:学科

指導学生の受賞

  • コニカミノルタ光みらい奨励金

    授与年月:2024年11月

    受賞学生の区分:博士   受賞学生氏名:田村 徹

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    ラマン分光ナノスコピーの開発

その他教育活動及び特記事項

  • 2024年  クラス担任  学部

  • 2024年  その他特記事項  博士課程に1名の学生が所属 1名の特別研究派遣学生(博士課程)を受け入れ

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    博士課程に1名の学生が所属
    1名の特別研究派遣学生(博士課程)を受け入れ

  • 2023年  クラス担任  学部

その他部局等における各種委員・役職等

  • 2024年4月 - 現在   学部 サイエンスへのいざない

  • 2024年4月 - 2027年3月   部門 広報委員

  • 2024年4月 - 2025年3月   学部 広報委員

社会貢献・国際連携活動概要

  • 一般向けの公開講演を行っている。研究室における海外からの研修生の受け入れを実施している。

社会貢献活動

  • コヒーレントラマン分光法の基礎と生命科学応用

    (株)オプトロニクス  パシフィコ横浜  2024年5月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:セミナー・ワークショップ

    コヒーレントラマンイメージングは,細胞内分子を無標識かつ高速に計測できるため,2010年頃から多くの注目を集めている.近年では市販のコヒーレントラマン顕微鏡も登場し,生命科学・医学研究において実用できるツールとなりつつある.一方,最近5年程度の先端研究としては,ラマンタグとの融合による超多色計測,蛍光エンコーディングによる高感度化,オミクス解析との融合,量子光学の応用による高感度化,フローサイトメトリーとの融合による大規模細胞解析などが挙げられ,更なる高感度化や新たな応用開拓が進められている.本講演では,コヒーレントラマン散乱の基礎を解説した後に,これら最近のトピックを紹介し,コヒーレントラマン分光法を用いた生命科学研究の今後を展望することを目指す.

  • 2023年ノーベル賞受賞研究解説会

    ピカリかがく  九大伊都 蔦屋書店  2023年11月

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    対象:社会人・一般, 学術団体, 企業, 市民団体, 行政機関

    種別:講演会

外国人研究者等の受け入れ状況

  • University of Limoges

    受入れ期間: 2024年5月 - 2024年8月   (期間):1ヶ月以上

    国籍:フランス共和国

    専業主体:その他

海外渡航歴

  • 2014年10月 - 2015年3月

    滞在国名1:日本国   滞在機関名1:サウサンプトン大学