LAB METHODS
デバイス設計・3Dプリンティング
CADによるデバイス設計、LCD方式・FDM方式の3Dプリンティング、マイクロ流路や構造体の試作・評価。
RESEARCH ENVIRONMENT / 研究環境
設計・微細加工から細胞実験、データ解析まで
更新日：2026年10月13日
永井研究室では、マイクロ・ナノデバイスの設計と製作、細胞を対象とした実験、画像取得とデータ解析を組み合わせて研究を進めています。研究室の実験設備に加えて、豊橋技術科学大学の共用クリーンルームや先端計測設備も活用しています。
研究の流れ
01
設計・計画
CAD、研究条件の設計、最適化
02
製作・加工
3Dプリント、ソフトリソグラフィ、微細加工
03
実験・計測
マイクロ流体、細胞培養、レーザー、イメージング
04
解析・評価
画像処理、機械学習、性能評価
研究室で取り組む技術・実験
研究目的に応じて装置と手法を組み合わせています。主な取り組みを紹介します。
LAB METHODS
ソフトリソグラフィ・微細加工
PDMSを用いたマイクロ流体デバイスの製作、材料加工、パターン形成、表面・流体特性の評価。
BIO EXPERIMENTS
細胞操作・バイオ実験
細胞培養、細胞へのレーザー照射・光穿孔、細胞スクリーニング、生化学処理、顕微鏡観察。
DATA & ANALYSIS
画像解析・研究自動化
Python、画像処理、深層学習による細胞検出・状態評価、実験条件の最適化とデータ解析。
主な使用装置・機器
研究室が使用している主な装置を、製品名・型番と用途で紹介します。研究室内の設備に加えて、学内の設備も活用しています。
光造形3Dプリンタ / LCD 3D PRINTING
ELEGOO Mars 5 Ultra
微小な流路・型・構造体の試作、光硬化樹脂によるデバイス製作。
高精細光造形 / HIGH-RESOLUTION PRINTING
Phrozen Sonic Mini 8K S
微細構造・モールドの造形、マイクロ流路用の試作品製作。
熱溶解積層3Dプリンタ / FDM PRINTING
Bambu Lab A1 mini
治具、装置部品、ケース、試験用構造体の試作。
レーザー加工 / LASER FABRICATION
LaserPecker LP2 Plus（10 W）
試作部材のマーキング・加工。細胞へのレーザー照射に用いる光学系とは別の装置です。
材料・デバイス評価 / MECHANICAL TESTING
A&D MCT-2150
卓上型引張圧縮試験機。微小試験片や試作材料の力学特性評価。
試料調製 / SAMPLE PREPARATION
東京理化器械 FDM-1010
凍結乾燥機。材料・試料の乾燥処理や実験前後の試料調製。
顕微鏡・光学系 / MICROSCOPY
KEYENCE顕微鏡・オプトポレーション顕微鏡
マイクロデバイス観察、細胞観察、レーザーによる細胞操作。オプトポレーション用光学系は研究用途に合わせて構成。
細胞関連機器 / CELL EXPERIMENTS
クリーンベンチ・インキュベータ
細胞培養、無菌的な試料操作、細胞実験の準備・評価。
ここに挙げたのは研究室で使用する装置の一部です。研究室で独自製作した実験装置も使用しています。装置の設置場所・利用状況は研究の進行により変わる場合があります。
学内共用施設と設備
専用設備と大学の共用設備を組み合わせられることが研究環境の特徴です。大学共用設備の利用には、講習・申請など所定の手続きが必要です。
大学の共用クリーンルーム
微細加工・MEMS
固体機能デバイス研究施設（EDRC：Electron Device Research Center）、ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー（VBL）、IRES²内の微細加工施設を利用します。フォトリソグラフィ、薄膜形成、エッチング、デバイス評価など、プロセスに応じた加工・評価設備を活用できます。
大学の共用設備
バイオ実験・高度計測
IRES²-1には細胞培養等が可能なバイオ実験室と、共焦点顕微鏡などの観察設備があります。共用研究設備には電子顕微鏡等もあり、研究目的と利用条件に応じて使用します。
主な共用設備の例
- 両面アライナ・露光関連装置
- 電子線蒸着装置、エッチング装置
- 共焦点顕微鏡、電子顕微鏡、各種デバイス評価装置
IRES²（次世代半導体・センサ科学研究所）は、旧・エレクトロニクス先端融合研究所（EIIRIS）を2023年に改組した組織です。共用設備は学内の利用手続きに従って利用しています。
研究室・実験場所
実験・製作
E1棟102・103室、総研棟101室、D4棟606室など。必要に応じてIRES²の共用施設も利用します。
学生居室
D1棟203室。
教員室
D棟607室（永井教授）。
研究室見学の際は、事前に集合場所をご確認ください。
設備・研究室見学について
研究室配属を検討している学生の見学や、共同研究に関する問い合わせを受け付けています。設備の利用可否や場所は研究テーマ・担当者・施設規則によります。
RESEARCH ENVIRONMENT / FACILITIES
From device design to cell experiments and data analysis
Last updated: October 13, 2026
Nagai Lab combines the design and fabrication of micro/nanodevices with cell experiments, imaging, and quantitative data analysis. Alongside our laboratory methods and instruments, we use shared cleanroom and advanced characterization facilities at Toyohashi University of Technology.
How research is conducted
01
Design & planning
CAD, experimental design, optimization
02
Fabrication
3D printing, soft lithography, microfabrication
03
Experiments
Microfluidics, cell culture, lasers, imaging
04
Analysis
Image processing, machine learning, evaluation
Laboratory methods and experiments
We combine experimental and analytical methods according to the needs of each research project. Our main capabilities are outlined below.
LAB METHODS
Device design & 3D printing
CAD-based device design, LCD and FDM 3D printing, and prototyping and evaluation of microfluidic devices and structures.
LAB METHODS
Soft lithography & microfabrication
PDMS microfluidic device fabrication, materials processing, patterning, and surface and fluidic characterization.
BIO EXPERIMENTS
Cell manipulation & bioexperiments
Cell culture, laser-based cell manipulation and optoporation, cell screening, biochemical processing, and microscopy.
DATA & ANALYSIS
Imaging, data science & automation
Python, image analysis, deep learning for cell detection and assessment, and optimization of experimental conditions.
Representative instruments and equipment
Representative instruments and their research applications are listed below. We use both laboratory equipment and other university facilities.
LCD RESIN 3D PRINTING
ELEGOO Mars 5 Ultra
Prototyping microfluidic channels, molds, and device structures using photocurable resins.
HIGH-RESOLUTION RESIN PRINTING
Phrozen Sonic Mini 8K S
Fabricating fine structures and molds for microfluidic device prototypes.
FDM 3D PRINTING
Bambu Lab A1 mini
Prototyping experimental jigs, mechanical parts, enclosures, and test structures.
LASER FABRICATION
LaserPecker LP2 Plus (10 W)
Laser marking and fabrication of prototyping materials; distinct from the optical system used for cellular optoporation.
MECHANICAL TESTING
A&D MCT-2150
Desktop tensile/compression tester for evaluating prototype materials and small samples.
SAMPLE PREPARATION
Tokyo Rikakikai FDM-1010
Freeze dryer used for preparing and drying experimental materials and samples.
MICROSCOPY AND OPTICS
KEYENCE microscope and optoporation microscope
Microscopy for microdevices and cells, with a customized optical system for laser-based cell manipulation.
CELL EXPERIMENTS
Clean bench and incubator
Cell culture, aseptic sample handling, and preparation for cell-based experiments.
These are selected examples, not a complete instrument inventory. We also develop custom experimental systems. Equipment locations and access conditions may change.
Shared university facilities
A key strength is the ability to combine laboratory-scale equipment with shared university facilities. Access to shared instruments follows applicable training and authorization procedures.
University shared facilities
Microfabrication and MEMS
University facilities include the Electron Device Research Center (EDRC), the Venture Business Laboratory (VBL), and the microfabrication facilities of IRES². Depending on the process, shared tools support photolithography, thin-film deposition, etching, and device characterization.
University shared facilities
Bioexperiments and advanced characterization
IRES²-1 houses biological laboratories suitable for cell-handling work and instrumentation such as confocal microscopy. Other shared instruments include electron microscopes; access depends on project requirements and facility procedures.
Examples of shared equipment
- Double-sided mask aligners and related lithography tools
- Electron-beam evaporators and etching equipment
- Confocal and electron microscopes, device characterization systems
IRES² (Institute for Research on Next-generation Semiconductor and Sensing Science) was established in 2023 by reorganizing the former Electronics-Inspired Interdisciplinary Research Institute (EIIRIS). Shared equipment is accessed in accordance with university procedures.
Laboratory locations
Experiments & fabrication
E1 Building, Rooms 102 and 103; General Research Building, Room 101; and D4 Building, Room 606. Shared IRES² facilities are also used as needed.
Student room
D1 Building, Room 203.
Faculty office
D Building, Room 607 (Prof. Nagai).
Please confirm the meeting location before your visit.
Facilities, visits & inquiries
Prospective students may arrange lab visits, and potential collaborators are welcome to inquire about joint research. Equipment access and locations depend on the project, responsible staff, and facility rules.
