荒川貴博 研究室 (バイオ計測工学研究室)
半導体微細加工技術を用いて、センサ、バイオセンサの開発を進めています。医療や健康への応用を目指し、研究を進めています。詳細は研究紹介のページを確認してください。研究内容にご興味のある方は、こちらからお問い合わせください。
大学院案内(ebook)と大学案内(日本語・English)。荒川研究室は東京工科大学 大学院 工学研究科 サステイナブル工学専攻となります。国内、海外からの留学生の進学については、問い合わせより連絡してください。
大学院への入試情報(日本語・English)
大学院への進学を希望する場合には、一番下の「お問い合わせ」から連絡してください。年2回(7月初旬、12月初旬)の出願が可能で、4月入学となっています。
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我们热烈欢迎希望攻读研究生课程的国际留学生。
2025/09 スタンフォード大学とエルゼビア社が2025年9月19日に更新・発表した世界のトップ2%の科学者を特定する包括的なリスト「標準化された引用指標に基づく科学者データベース(更新版)」に、荒川が選出されました。(大学HP記事)
2025/07 荒川がThe 2nd International Conference on AI Sensors and Transducersで招待講演を行い、Best Scientist Awardを受賞しました。
2025/05 荒川がThe 37th Anniversary World Congress on Biosensors - Biosensors 2027で発表しました。
2025/05 矢島隆一さん(M2)、阿美圭一郎さん(M1)が令和7年度E部門総合研究会で口頭発表を行いました。
2024/12 Baokang Zhang(D2)がThe Joint International Conference of the 5th AGILEHAND Plenary Meeting & 2024 IEEE/CAAでOral Presentationを行いました。
2024/11 張宝康さん(D2)、鈴木和哉さん(M1)、矢島隆一さん(M1)、黄家暉さん(M1)が第41回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウムで発表を行いました。
2024/11 石井健太郎さん(M2)が、The 7th Conference on Microactuators, Microsensors and Micromechanisms (MAMM2024) で口頭発表を行いました。BEST ORAL PRESENTATION AWARDを受賞しました。おめでとう!
2024/10 センサIoTコンソーシアムにて、公開シンポジウム2024 「バイオ科学デバイス技術が導く次世代情報社会の創造」が東京大学先端技術研究所ENEOSホールにて開催されました。
2024/05 鈴木和哉さん(M1)が、電気学会 センサ・マイクロマシン部門総合研究会で口頭発表を行いました。
2024/03 千本拓実さん(4年生)が、電気学会 交通・電気鉄道/マイクロマシン・センサシステム合同研究会で口頭発表を行いました。
2024/01 石井健太郎さん(M1)が、第30回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」で口頭発表を行いました。
2023/10 修士2年の佐藤君の論文が Journal of Robotics and Mechatronicsにて出版されました。
2023/11 鈴木和哉さん(4年生)が第40回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウムで速報ポスター賞を受賞しました。
2023/11 佐藤瑞基さん(M2)、鈴木和哉さん(4年生)が第40回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウムでポスター発表を行いました。
2023/09 濱谷ほのかさん(M1)が、第84回応用物理学会秋季学術講演会で口頭発表を行いました。
2023/03 論文誌 IEEJ Transactions on electrical and electronics engineering, WillyにおいてTop Cited Article 2021-2022を受賞しました。受賞論文のタイトルは、"Biosensors and Chemical Sensors for Healthcare Monitoring: A Review"です。
2022/10 特集論文が電気学会誌9月号に掲載されました。
2022/10 論文がBiosensors and Bioelectronics: Xに掲載されました。
2022/05 共著レビュー論文がSensors and Actuators B: Chemicalに掲載されました。
2022/04 共同研究の論文が、Sensors and Materialsに掲載されました。
これまでの主な研究業績です。バイオセンサ関連の研究に取り組んできました。
2025
1. Aoyagi R, Arakawa T, Iitani K, Mitsubayashi K, Sekine Y, Kaifuku Y, Development of dynamic gas generation system for ultratrace amounts of acetone at parts-per-trillion levels with low temperature permeation method, Discover Applied Sciences, 7, 4, 298, 2025.
2. Zhang B, Li N, Huang J, Arakawa T, Ishii K, Yashima R, Remaining Useful Life Prediction for Tools Based on Monitoring Data and Stochastic Degradation Model, Journal of Advanced Computational Intelligence and Intelligent Informatics, 29, 3, 668 – 676, 2025.
3. Ichikawa K, Iitani K, Zhao Y, Toma K, Arakawa T, Dao DV, Mitsubayashi K, A Mouthguard-type Biosensor for Direct Measurement of Glucose Intake in Drinks, Sensors and Materials, 37, 4(3), 1569-1578, 2025.
2024
1. Iitani K, Ishizuki N, Matsuhashi Y, Yokota K, Ichikawa K, Toma K, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, Biofluorometric Acetone Gas Sensor of Sub-ppbv Level Sensitivity, Analytical Chemistry, 96, 51, 20197–20203, 2024.
2. Iitani K, Ichikawa K, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K, Biofluorometric Gas-Imaging System for Evaluating the Ripening Stages of “La France” Pear Based on Ethanol Vapor Emitted via the Epicarp, ACS Sensors, 9, 10, 5081–5089, 2024.
3. Iitani K, Suzuki M, Ichikawa K, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K, Image Sensing of Gaseous Acetone Using Secondary Alcohol Dehydrogenase-Immobilized Mesh for Exhaled Air, Analytical Chemistry, 96, 28, 11549–11556, 2024.
4. Ichikawa K, Iitani K, Kawase G, Toma K, Arakawa T, Dao DV, Mitsubayashi K, Real-time salivary turbidity measurement with a mouthguard-type wearable sensor, Sensors and Actuators A: Physical, 376, 1, 115660, 2024.
5. Taguchi Y, Toma K, Iitani K, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, Long-range surface plasmon hydrogel aptasensor for sensitive, selective, and continuous measurement of vancomycin, Sensors and Actuators B: Chemical, 413, 135882, 2024.
6. Iitani K, Miura R, Lim J, Ishida R, Ichikawa K, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K, Tandem Imaging of Breath Ethanol and Acetaldehyde Based on Multiwavelength Enzymatic Biofluorometry, ACS Sensors, 9, 12, 6741-6749, 2024.
7. Taguchi Y, Toma K, Iitani K, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, In Vitro Performance of a Long-Range Surface Plasmon Hydrogel Aptasensor for Continuous and Real-Time Vancomycin Measurement in Human Serum, ACS Applied Materials & Interfaces, 18, 22, 28162-28171, 2024.
8. Ichikawa K, Iitani K, Kawase G, Toma K, Arakawa T, Dao D, Mitsubayashi K, Mouthguard-Type Wearable Sensor for Monitoring Salivary Turbidity to Assess Oral Hygiene, Sensors 2024; 24; 5; 1436. (10.3390/s24051436)
9. Zhang, G., Maeno, Y., Iitani, K., Arakawa, T., Iwasaki, Y., Toma, K., Mitsubayashi, K. Enhanced sensitivity of a fluorometric biosensor for alcohol metabolites with an enzymatic cycling reaction. Sensors and Actuators B: Chemical, 401, 135031. 2024. https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.135031
2023
1. Sato, M., Kamiyama, T., Iitani, K., Yano, K., Mitsubayashi, K., Arakawa, T., Wearable Biosensor Utilizing Chitosan Biopolymer for Uric Acid Monitoring. Journal of Robotics and Mechatronics, 35(5), 1131–1134, 2023. https://doi.org/10.20965/jrm.2023.p1131
2. Iitani, K., Mori, H., Ichikawa, K., Toma, K., Arakawa, T., Iwasaki, Y., Mitsubayashi, K., Gas-Phase Biosensors (Bio-Sniffers) for Measurement of 2-Nonenal, the Causative Volatile Molecule of Human Aging-Related Body Odor, Sensors, 23(13), 5857, 2023. https://doi.org/10.3390/s23135857
3. Matsumoto, H., Tomoto, K., Kawase, G., Iitani, K., Toma, K., Arakawa, T., Mitsubayashi, K., Moriyama, K., Real-Time Continuous Monitoring of Oral Soft Tissue Pressure with a Wireless Mouthguard Device for Assessing Tongue Thrusting Habits, Sensors, 23(11), 2023. https://doi.org/10.3390/s23115027
4. Toma K., Satomura Y., Iitani K., Arakawa T., Mitsubayashi K.,Long-range surface plasmon aptasensor for label-free monitoring of vancomycin, Biosensors and Bioelectronics, 114959, 2023. https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114959
5. Iitani, K., Kishima, K., Kasuga, Y., Yokota, K., Nitta, H., Onchi, K., Kawase, G., Umezawa, K., Toma, K., Arakawa, T., Dao, D. V., Mitsubayashi, K, Wireless Unconstrained Monitoring of Intra-oral Temperature Using Thermistor and Telemeter Sealed in Mouthguard, Sensors and Materials, 35(4), 1315-1325, 2023. https://doi.org/10.18494/SAM4218
2022
1. Arakawa T, Ishikawa R, Iitani K, Toma K, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, Headset bio-sniffer with wireless CMOS camera for percutaneous ethanol vapor from the ear canal. Biosensors and Bioelectronics: X, 11, 100169, 2022.
2. Iitani K, Nakaya M, Tomono T, Toma K, Arakawa T, Tsuchido Y, Mitsubayashi K, Takeda N, Enzyme-embedded electrospun fiber sensor of hydrophilic polymer for fluorometric ethanol gas imaging in vapor phase, Biosensors and Bioelecronics, 114453, 2022.
3. Gessei T, Monkawa A, Arakawa T, Mitsubayashi K, Blood sorbitol measurement in diabetic rats treated with an aldose reductase inhibitor using an improved fiber-optic sorbitol biosensor. Talanta, 248, 123595, 2022.
4. Toma K, Oishi K, Iitani K, Arakawa T, Mitsubayashi K, Surface plasmon-enhanced fluorescence immunosensor for monitoring cardiac troponin I. Sensors and Actuators: B Chemical, 368, 132132, 2022.
5. Arakawa T, Kurihara K, Mori D, Toma K, Yano K, Mitsubayashi K, Glucose-driven Monolithic Polydimethylsiloxane Decompression Unit for Drug Release Device Using Plasma-activated Bonding Technology. Sensors and Materials 34, 1501–1514, 2022.
2021
1. Arakawa T, Mizukoshi N, Iitani K, Toma K, Mitsubayashi K, A Bio-Fluorometric Acetone Gas Imaging System for the Dynamic Analysis of Lipid Metabolism in Human Breath. Chemosensors, 9; 258, 2021.
2. Toma K, Suzuki S, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, External ears for non-invasive and stable monitoring of volatile organic compounds in human blood. Scientific Reports, 11, 10415, 2021.
3. Toma K, Iwasaki K, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, Sensitive and selective methanol biosensor using two-enzyme cascade reaction and fluorometry for non-invasive assessment of intestinal bacteria activity. Biosensors and Bioelectronics, 181, 113136, 2021.
4. Toma K, Tsujii M, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K. Dual-target gas-phase biosensor (bio-sniffer) for assessment of lipid metabolism from breath acetone and isopropanol, Sensors and Actuators B: Chemical, 129260, 2021.
5. Toma K, Kishikawa C, Arakawa T, Mitsubayashi K, Reusable surface plasmon resonance immunosensor for temporal information of protein biomarkers. Sensors and Materials, 33: 251-260, 2021.
2020
1. Arakawa T, Tomoto K, Nitta H, Toma K, Takeuchi S, Sekita T, Minakuchi S, Mitsubayashi K. A wearable cellulose acetate-coated mouthguard biosensor for in vivo salivary glucose measurement, Analytical Chemistry (IF: 6.785), 92, 18, 12201–12207, 2020.
2. Arakawa T, Aota T, Iitani K, Toma K, Mitsubayashi K. Skin ethanol gas measurement system with a biochemical gas sensor and gas concentrator toward monitoring of blood volatile compounds, Talanta (IF: 5.339), 219, 121187, 2020.
3. Chien PJ, Suzuki T, Ye M, Toma K, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K. Ultra-sensitive isopropanol biochemical gas sensor (Bio-sniffer) for monitoring of human volatiles, Sensors (IF: 3.275), 20, 23, 2020.
4. Iitani K, Naisierding M, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K. Evaluation for regional difference of skin-gas ethanol and sweat rate using alcohol dehydrogenase-mediated fluorometric gas-imaging system (sniff-cam). Analyst (IF: 3.978), 145(8), 2915–24, 2020.
5. Mizukoshi K, Arakawa T, Mitsubayashi K. Convenience biosensing approach of lactic acid in stratum corneum for skin care assessment. Skin Research and Technology (IF: 2.079), Nov. 1–10, 2020.
6. Iitani K, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K. Transcutaneous Blood VOC Imaging System (Skin-Gas Cam) with Real-Time Bio-Fluorometric Device on Rounded Skin Surface. ACS Sensors (IF: 7.333), 5(2):338–45, 2020.
2019
1. Arakawa T, Suzuki T, Tsujii M, Chien P-J, Ye M, Toma K, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, Real-time monitoring of skin ethanol gas by a high-sensitivity gas phase biosensor (bio-sniffer) for the non-invasive evaluation of volatile blood compounds. Biosensors and Bioelectronics (IF: 10.257), 129: 245-253, 2019.
2 .Iitani K, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K, Ultrasensitive Sniff-Cam for biofluorometric-imaging of breath ethanol caused by metabolism of intestinal flora. Analytical Chemistry (IF: 6.785), 91, 9458-9465, 2019.
3 .Toma K, Oishi K, Kato M, Kurata K, Yoshimura N, Arakawa T, Yatsuda H, Kanamori K, Precipitate-enhanced SAW immunosensor for sensitive monitoring of mite allergens. Sensors and Actuators B: Chemical (IF: 7.100), 296: 126579, 2019.
4 .Toma K, Oishi K, Yoshimura N, Arakawa T, Yatsuda H, Mitsubayashi K, Repeated immunosensing by a dithiobis (succinimidyl propionate)-modified SAW device. Talanta (IF: 5.339), 203: 274-279, 2019.
5. Iitani K, Hayakawa Y, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K, Switchable sniff-cam (gas-imaging system) based on redox reactions of alcohol dehydrogenase for ethanol and acetaldehyde in exhaled breath. Talanta (IF: 5.339), 197: 249-256, 2019.
6. Toda K, Mizutani K, Minami I, Ye M, Arakawa T, Mitsubayashi K, Ogawa Y, Araki K, Shinada K, Effects of oral health instructions on glycemic control and oral health status of periodontitis patients with type 2 diabetes mellitus: A preliminary observation, Journal of Dental Sciences (IF: 1.034), 14(2), 171-177, 2019.
2018
1. Arakawa T, Xie R, Seshima F, Toma K, Mitsubayashi K, Air bio-battery with a gas/liquid porous diaphragm cell for medical and health care devices, Biosensors and Bioelectronics (IF: 10.257), 103, 171-175, 2018.
2. Toma K, Tomoto K, Yokota K, Yasuda N, Ishikawa T, Arakawa T, Mitsubayashi K, Mouthguard controller for unconstrained controlling of external devices. Sensors and Materials (IF: 0.599), 30: 3053-3060, 2018.
3 .Iitani K, Sato T, Naisierding M, Hayakawa Y, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K, Fluorometric sniff-cam (gas-imaging system) utilizing alcohol dehydrogenase for imaging concentration distribution of acetaldehyde in breath and transdermal vapor after drinking, Analytical Chemistry (IF: 6.785), 90, 2678-2685, 2018.
4 .Iitani K, Chien P-J, Suzuki T, Toma K, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, Fiber-optic bio-sniffer (biochemical gas sensor) using ADH reverse reaction for exhaled acetaldehyde, ACS Sensors (IF: 7.333), 3, 2, 425-431, 2018.
2017
1 .Arakawa T, Sato T, Iitani K, Toma K, Mitsubayashi K. Fluorometric Bio-sniffer Camera “Sniff-cam” for Direct Imaging of Gaseous Ethanol in Breath and Transdermal Vapor, Analytical Chemistry (IF: 6.785), 89, 4495−4501, 2017.
2 .Chien PJ, Suzuki T, Tsujii M, Ming Y, Minami I, Toda K, Otsuka H, Toma K, Arakawa T, Araki K, Iwasaki Y, Shinada K, Ogawa Y, Mitsubayashi K, Biochemical gas sensors (biosniffers) using forward and reverse reactions of secondary alcohol dehydrogenase for breath isopropanol and acetone as potential volatile biomarkers of diabetes mellitus, Analytical Chemistry (IF: 6.785), 89, 12261–12268, 2017.
3 .Toma K, Harashima Y, Yoshimura N, Arakawa T, Yatsuda H, Kanamori K, Mitsubayashi K, Semicontinuous measurement of mite allergen (Der f 2) using a surface acoustic wave immunosensor under moderate pH for long sensor lifetime, Sensors and Materials (IF: 0.599), 29, 1679-1687, 2017.
4 .Iitani K, Sato T, Munire N, Hayakawa Y, Toma K, Arakawa T, Mitsubayashi K, Fluorometric gas-imaging system (sniff-cam), using the extinction of NADH with an ADH reverse reaction, for acetaldehyde in the gas phase, Analyst (IF: 3.978), 142, 3830–3836, 2017.
5 .Ye M, Arakawa T, PJ Chien, Suzuki T, Toma K, Mitsubayashi K, Acetone biosensor based on fluorometry of reduced nicotinamide adenine dinucleotide consumption in reversible reaction by secondary alcohol dehydrogenase, IEEE Sensors (IF: 3.073), 17, 5419–5425, 2017.
6 .Iitani K, Chien P-J, Suzuki T, Toma K, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, Improved sensitivity of acetaldehyde biosensor by detecting ADH reverse reaction-mediated NADH fluoro-quenching for wine evaluation, ACS Sensors (IF: 7.333), 2, 940–946, 2017.
7 .Toma K, Miki D, Kishikawa C, Yoshimura N, Arakawa T, Yatsuda H, Mitsubayashi K, A gold nanoparticle-assisted sensitive SAW (surface acoustic wave) immunosensor with a regeneratable surface for monitoring of dust mite allergens, Sensors and Actuators B: Chemical (IF: 7.100), 249, 685-690, 2017.
8 .Toma K, Horibe M, Kishikawa C, Yoshimura N, Arakawa T, Yatsuda H, Shimomura H, Mitsubayashi K, Rapid and repetitive immunoassay with a surface acoustic wave device for monitoring of dust mite allergens, Sensors and Actuators: B. Chemical (IF: 7.100), 248, 924–929, 2017.
9 .Chien PJ, Suzuki T, Tsuji M, Ye M, Toma K, Arakawa T, Iwasaki Y, Mitsubayashi K, Bio-sniffer (gas-phase biosensor) with secondary alcohol dehydrogenase (S-ADH) for determination of isopropanol in exhaled air as a potential volatile biomarker, Biosensors and Bioelectronics (IF: 10.257), 91, 341–346, 2017.
1998-2002 早稲田大学 理工学部 電子・情報通信学科
2002-2004 早稲田大学 大学院 電子情報通信学専攻 修士課程
2004-2007 早稲田大学 大学院 ナノ理工学専攻 博士課程
2007-2008 早稲田大学 理工学部 助手
2008-2009 日本学術振興会 特別研究員(PD)東京大学 薬学系研究科
2009-2014 東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 助教
2014-2020 東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 講師
2017-2018 カリフォルニア大学ロサンゼルス校 訪問研究員
2020-2024 東京工科大学 工学部 電気電子工学科 准教授
東京工科大学 大学院 サステイナブル工学専攻 准教授
2025-Now 東京工科大学 工学部 電気電子工学科 教授
東京工科大学 大学院 サステイナブル工学専攻 教授
早稲田大学 総合研究機構 客員上級研究員
東京大学 大学院 工学研究科 非常勤講師
東京科学大学 生体材料工学研究所 非常勤講師