テラヘルツバイオフォトニクスが拓く次世代バイオ計測 ~テラヘルツ技術の医療・生命科学応用に向けた課題と技術ロードマップを提示~

2026-06-02 早稲田大学

早稲田大学と岡山大学の研究グループは、テラヘルツ波を利用した生体計測分野「テラヘルツバイオフォトニクス」の発展を阻んできた課題を体系的に整理し、医療・生命科学応用に向けた技術ロードマップを提示した。テラヘルツ波は生体の水和状態や分子間相互作用に敏感で、非侵襲・非破壊計測が可能なため、がん診断や細胞・タンパク質解析への応用が期待されてきた。しかし、空間分解能の低さ、水による強い吸収、計測速度の遅さ、装置の大型化といった課題により実用化が進んでいなかった。本研究では、テラヘルツ時間領域分光法、テラヘルツ顕微鏡、メタマテリアルセンサーなどの技術進展を整理し、それらが課題解決にどのように寄与するかを示した。特に研究チームが開発を進める「テラヘルツ点光源顕微鏡」は、空間分解能、感度、計測速度、装置サイズの課題を同時に改善する有望技術として位置付けられた。さらに、皮膚がん診断や創傷評価などでは実用化が視野に入っており、AI解析やナノフォトニクスとの融合による次世代医療・バイオ計測技術への発展可能性が示された。

テラヘルツバイオフォトニクスが拓く次世代バイオ計測 ~テラヘルツ技術の医療・生命科学応用に向けた課題と技術ロードマップを提示~

<関連情報>

テラヘルツバイオフォトニクスの最近の進歩と新たな方向性 Recent advances and emerging directions in terahertz biophotonics

Kazunori Serita and Masayoshi Tonouchi
Journal of Physics Photonics  Accepted Manuscript online: 28 May 2026
DOI:10.1088/2515-7647/ae7490

Abstract

Since the early 2000s, numerous studies have been conducted on the application of terahertz biophotonics. Despite steady advances, its adoption has remained substantially behind that of optical technologies. This disparity arises from several critical limitations for biological measurements, including (i) spatial resolution, (ii) sensitivity, (iii) imaging speed, and (iv) system compactness. These constraints often lead to unreliable data and hinder practical implementation. Addressing these challenges is essential for meaningful progress in the field. Recent developments in terahertz techniques have enabled direct visualization of cells and biomolecules, indicating significant potential for future applications. This review summarizes current efforts to address these limitations, outlines key historical developments, and discusses prospective directions toward the broader implementation of terahertz biophotonics.

0110情報・精密機器
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