奥田　知明 (オクダ　トモアキ)

Okuda, Tomoaki

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 応用化学科 （矢上）

職名

教授

HP

外部リンク
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総合紹介 【 表示 ／ 非表示 】

  • 生体有害性に関連する微小粒子状物質(PM2.5)の物理化学特性の解明

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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2020年04月
    -
    継続中

    理工学部応用化学科, 大学教授

  • 2023年04月
    -
    継続中

    理工学研究科開放環境科学専攻環境エネルギー科学専修, 専修主任

  • 2015年04月
    -
    2020年03月

    理工学部応用化学科, 大学准教授

  • 2007年10月
    -
    2008年09月

    米国ウィスコンシン大マディソン校, 客員講師

  • 2007年04月
    -
    2015年03月

    理工学部応用化学科, 大学専任講師

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1999年04月
    -
    2002年03月

    東京農工大学, 連合農学研究科

    大学院, 修了, 博士

  • 1997年04月
    -
    1999年03月

    東京都立大学, 理学研究科, 化学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1993年04月
    -
    1997年03月

    東京都立大学, 理学部, 化学科

    大学, 卒業

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士（農学）, 東京農工大学, 課程, 2002年03月

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • 環境・農学 / 環境動態解析 (Environmental Dynamic Analysis)

  • ナノテク・材料 / グリーンサステイナブルケミストリー、環境化学 (環境関連化学)

  • 自然科学一般 / 宇宙惑星科学 (Earth Astrohemistry)

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 移動現象、単位操作

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • エアロゾル、PM2.5、微小粒子状物質、物理化学特性、生体影響

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • 環境化学

    奥田 知明, 日本有機地球化学会, 2014年

    担当範囲: 日本地球化学会（監修）地球・環境有機分子質量分析マニュアル2014，第１部第５章

  • エアロゾルの大気環境影響

    奥田 知明、田中 茂、賀 克斌、馬 永亮, 京都大学学術出版会、京都, 2007年

    担当範囲: 24-32

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • Estimation of particle size distributions in the atmosphere—analysis of Fe and Ca particles as the representative examples

    Youn H., Miki K., Iwata A., Okuda T.

    Asian Journal of Atmospheric Environment （Asian Journal of Atmospheric Environment)  17 （ 1 ）  2023年12月

    ISSN  19766912

    　概要を見る

    Atmospheric aerosols, including primary aerosols emitted directly into the atmosphere and secondary aerosols generated in the atmosphere from various chemically complex particles, cause a variety of environmental problems such as climate change, photochemical smog formation, and a decrease in incoming solar radiation. Therefore, it is important to understand the causes of aerosol particles and their impact on human society. In particular, particle size is an important indicator of lung penetration depth, aerosol transport, and optical properties. Hence, we mathematically estimated the airborne particle size distributions of each chemical component by collecting aerosol samples from the atmosphere using two types of cyclone samplers, large and small cyclone samplers. This study’s findings also suggest that calculated changes in particle size distribution can reflect changes in particle sources. The higher resolution of the continuous functions will enable the detection of the subtle changes in particle size distributions of each chemical component, which is helpful to understand the temporal changes in the chemical properties of the airborne aerosol particles.

  • Polycyclic aromatic hydrocarbons in urban particle matter exacerbate movement disorder after ischemic stroke via potentiation of neuroinflammation

    Tanaka M., Okuda T., Itoh K., Ishihara N., Oguro A., Fujii-Kuriyama Y., Nabetani Y., Yamamoto M., Vogel C.F.A., Ishihara Y.

    Particle and Fibre Toxicology （Particle and Fibre Toxicology)  20 （ 1 ）  2023年12月

    　概要を見る

    Background: A recent epidemiological study showed that air pollution is closely involved in the prognosis of ischemic stroke. We and others have reported that microglial activation in ischemic stroke plays an important role in neuronal damage. In this study, we investigated the effects of urban aerosol exposure on neuroinflammation and the prognosis of ischemic stroke using a mouse photothrombotic model. Results: When mice were intranasally exposed to CRM28, urban aerosols collected in Beijing, China, for 7 days, microglial activation was observed in the olfactory bulb and cerebral cortex. Mice exposed to CRM28 showed increased microglial activity and exacerbation of movement disorder after ischemic stroke induction. Administration of core particles stripped of attached chemicals from CRM28 by washing showed less microglial activation and suppression of movement disorder compared with CRM28-treated groups. CRM28 exposure did not affect the prognosis of ischemic stroke in null mice for aryl hydrocarbon receptor, a polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) receptor. Exposure to PM2.5 collected at Yokohama, Japan also exacerbated movement disorder after ischemic stroke. Conclusion: Particle matter in the air is involved in neuroinflammation and aggravation of the prognosis of ischemic stroke; furthermore, PAHs in the particle matter could be responsible for the prognosis exacerbation.

  • Optimization of the QuEChERS extraction method to determine Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in powder aerosol particles collected by cyclone

    Jing W., Nakano K., Shen Z., Okuda T.

    Environmental Technology and Innovation （Environmental Technology and Innovation)  31 2023年08月

    　概要を見る

    Conventional methods for collecting and extracting aerosol particles are challenging in accurately characterizing particle-bound polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) contamination and conducting cellular exposure studies. Therefore, developing direct aerosol sample collection and simple pretreatment analytical methods is necessary. This study describes the optimization of the QuEChERS (quick, easy, cheap, effective, rugged, and safe) extraction method for the determination of PAHs in powder-form environmental standard materials (SRM1944) and proves it is also effective for analyzing PAHs in powder aerosol particle samples collected by cyclone. In this study, we used an I-optimal design response surface method combined with a desirability function to investigate the extraction effect of PAHs under different combinations of QuEChERS extraction factors, including extraction solvent, salt, and clean-up reagent. The optimized conditions of the method were determined using the 2-factor interaction (2FI) model combined with boundary conditions, resulting in acetonitrile/dichloromethane (7:1, v/v), Na2SO4/NaCl (1:1, w/w), and primary and secondary amine (PSA) as extraction solvents, extraction salts, and clean-up reagent, respectively. The optimized method showed good recoveries of PAHs reaching 76%–118% and 85%–121% for SRM1944 and standard solution. The results for cyclone-collected ambient powder aerosol particles extracted by the optimized QuEChERS illustrated that this improved procedure has good PAHs extraction efficiency as the traditional Soxhlet method, while reducing hazardous organic solvents usage, experimental cost (per mg sample) by 97% and sample pretreatment time. Overall, this combination of “powder aerosol particle collection and modified QuEChERS extraction” provides new insight on aerosol sample collection, extraction, and in vitro/in vivo exposure studies.

  • Evaluation of separation performance for eggshell-based reversed-phase HPLC columns by controlling particle size and application in quantitative therapeutic drug monitoring

    Yoshii T., Nakano K., Okuda T., Citterio D., Hiruta Y.

    Analytical Methods （Analytical Methods)  15 （ 14 ） 1790 - 1796 2023年03月

    ISSN  17599660

    　概要を見る

    Eggshell-based reversed-phase packing materials were applied to an analytical column for high-performance liquid chromatography. Commercially available eggshell powder was classified by a cyclone system to obtain three types of particles with different diameters (arithmetic mean ± standard deviation: 4.3 ± 3.8, 5.6 ± 3.3, and 9.5 ± 5.5 μm). Sedimentation separation removed tiny particles from each sample, resulting in particles with arithmetic means of 6.6 ± 5.5, 7.3 ± 4.5, and 10.2 ± 5.0 μm, respectively. The unclassified particles and three particle types treated with sedimentation separation were subsequently packed into analytical columns (150 mm × 4.6 mm I.D.), and their separation efficiencies were evaluated by comparing their height equivalent to a theoretical plate (HETP). The column without sedimentation separation exhibited the highest HETP, whereas the columns with sedimentation separation showed better separation efficiency and lower back pressure. The column with the best separation efficiency was applied for the separation of 10 alkylbenzenes and 5 steroids, and all peaks were observed with complete separation (peak resolution: RS > 1.5). Finally, the column was used for quantitative analysis of voriconazole, an azole antifungal agent, and imatinib, a first-generation molecularly targeted drug for cancer treatment, in spiked whole blood. Excellent accuracy (99.1-102.8%) and precision (0.6-1.9%) were observed for the spiked drugs and long-term stability (>3000 column volumes of mobile phase flow) indicated good applicability of the developed eggshell-based column as an analytical column for routine analyses of therapeutic drugs in blood.

  • Chemokine expression in human 3-dimensional cultured epidermis exposed to PM2.5 collected by cyclonic separation

    Kono M., Okuda T., Ishihara N., Hagino H., Tani Y., Okochi H., Tokoro C., Takaishi M., Ikeda H., Ishihara Y.

    Toxicological Research （Toxicological Research)  39 （ 1 ） 1 - 13 2023年01月

    ISSN  19768257

    　概要を見る

    Fine particulate matter (PM2.5) exposure has a risk of inducing several health problems, especially in the respiratory tract. The skin is the largest organ of the human body and is therefore the primary target of PM2.5. In this study, we examined the effects of PM2.5 on the skin using a human 3-dimensional cultured epidermis model. PM2.5 was collected by cyclonic separation in Yokohama, Japan. Global analysis of 34 proteins released from the epidermis revealed that the chemokines, chemokine C-X-C motif ligand 1 (CXCL1) and interleukin 8 (IL-8), were significantly increased in response to PM2.5 exposure. These chemokines stimulated neutrophil chemotaxis in a C-X-C motif chemokine receptor 2-dependent manner. The oxidative stress and signal transducer and activator of transcription 3 pathways may be involved in the increased expression of CXCL1 and IL-8 in the human epidermis model. Interestingly, in the HaCaT human keratinocyte cell line, PM2.5 did not affect chemokine expression but did induce IL-6 expression, suggesting a different effect of PM2.5 between the epidermis model and HaCaT cells. Overall, PM2.5 could induce the epidermis to release chemokines, followed by neutrophil activation, which might cause an unregulated inflammatory reaction in the skin.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 環境大気エアロゾルの帯電状態測定の現状と展望

    奥田 知明

    クリーンテクノロジー 27 ( 4 ) 37 - 40 2017年06月

    記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 単著

  • 連載 エアロゾル基礎講座 ―計測― 6. 分級②：慣性運動や遠心力を用いた分級

    奥田知明, 榎原研正, 飯田健次郎

    エアロゾル研究 (日本エアロゾル学会)  32 ( 4 ) 276 - 288 2017年12月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

  • 環境大気中PM2.5の比表面積の測定

    奥田知明

    クリーンテクノロジー (日本工業出版(株))  25 ( 6 ) 23 - 26 2015年06月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

  • 東アジアにおけるエアロゾルのフィールド観測および分析法の開発

    奥田知明

    大気環境学会誌 (（公社）大気環境学会)  50 ( 1 ) 1 - 8 2015年01月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

  • 我が国におけるPM2.5の現状

    奥田　知明

    航空環境研究 18   3 - 9 2014年04月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • PM2.5の物理化学特性の解明と曝露実験による生体有害性評価

    奥田知明

    第88回日本衛生学会 (東京工科大学蒲田キャンパス、東京都大田区) , 

    2018年03月
    , 

    口頭発表（招待・特別）, 日本衛生学会

  • Development of measurement techniques of physical and chemical characteristics of atmospheric aerosols related to their adverse health effect

    Okuda, T.

    Frontiers of Atmospheric Aerosol Studies: Toward the Understanding of Their Health and Climatic Effects (Nagoya, Japan) , 

    2018年01月
    , 

    口頭発表（招待・特別）

  • Numerical simulation of a parallel plate particle separator for measurement of charging state of PM2.5

    Yonemichi, T., Fukagata, K., Fujioka, K., Okuda, T.

    9th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (Okinawa, Japan) , 

    2017年10月
    , 

    ポスター発表, JSME

  • PM2.5を集めて測る ～捕集と特性解明の技術～

    奥田知明

    第7回CSJ化学フェスタ (タワーホール船堀、東京都江戸川区) , 

    2017年10月
    , 

    口頭発表（招待・特別）, 日本化学会

  • 黄砂・PM2.5の健康乳幼児の目・鼻・呼吸器症状への影響 - エコチル調査追加調査『黄砂と子どもの健康調査（パート２）』より -

    金谷久美子、亀田貴之、大久保綾乃、森育子、増本年男、黒沢洋一、大西一成、奥田知明、中山健夫

    第58回大気環境学会年会 (兵庫医療大学、兵庫県神戸市) , 

    2017年09月
    , 

    ポスター発表, 大気環境学会

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 中央アジア地域における特徴的な粒子状物質の健康影響評価システムの構築

    2023年09月
    -
    2027年03月

    奥田 知明, 国際共同研究加速基金（海外連携研究）, 補助金,  研究代表者

  • 大気粒子の有害性評価研究の化学・生物分野連携を促進する新規フィルターの開発実用化

    2022年06月
    -
    2025年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奥田 知明, 挑戦的研究（萌芽）, 補助金,  研究代表者

  • 実環境大気エアロゾルの帯電状態が生体および地表面への粒子沈着へ及ぼす影響評価

    2020年04月
    -
    2024年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奥田 知明, 基盤研究(A), 補助金,  研究代表者

  • PM2.5の有害性の新たな指標としての粒子表面積の多角的解析

    2018年06月
    -
    2021年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 奥田　知明, 挑戦的研究(萌芽), 補助金,  研究代表者

  • 独自型サイクロン装置により大量捕集されたPM2.5の化学組成と化学形態の簡便迅速非破壊分析法の開発

    2017年11月
    -
    2018年10月

    （公財）鉄鋼環境基金, 一般研究助成, 受託研究,  研究代表者

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知的財産権等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 微小粒子の捕集装置

    出願日： 特願2017-132547  2017年07月 

    公開日： 特開2018-023970  2018年02月 

    特許権, 共同

  • 自動オープンクロマトグラフィー装置

    出願日：   2007年07月 

    公開日：   2007年09月 

    発行日： 3135990 

    実用新案権, 共同

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2015 Asian Young Aerosol Scientist Award

    Tomoaki OKUDA, 2015年06月, The Asian Aerosol Research Assembly, Outstanding contribution to aerosol science and technology in Asia

    受賞区分： 国内外の国際的学術賞

  • 令和5年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰　科学技術賞（科学技術振興部門）

    奥田知明, 他4名, 2023年04月, 文部科学省, 「COVID-19禍における大規模集会の開催に関する貢献」による

    受賞区分： 国内外の国際的学術賞

  • 大気環境学会論文賞

    奥田知明、坂出壮伸、岩田歩、藤原基, 2020年09月, 公益社団法人大気環境学会, 地下鉄構内空気中粒子状物質の特性調査

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 日本エアロゾル学会2015年度奨励賞

    奥田知明, 2015年06月, 日本エアロゾル学会, 生体有害性に関連するエアロゾルの物理化学特性の解析

  • 大気環境学会進歩賞

    奥田知明, 2014年09月, 公益社団法人大気環境学会, 東アジアにおけるエアロゾルのフィールド観測を中心とした研究業績

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 応用化学輪講

    2023年度

  • 総合知演習（環境サステナビリティ）

    2023年度

  • 応用化学実験Ｃ

    2023年度

  • 環境化学概論

    2023年度

  • 開放環境科学課題研究

    2023年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 自然科学実験（化学）

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    春学期, 実習・実験, 専任

  • 大気環境科学

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    秋学期, 講義

  • 化学B

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    秋学期, 講義

  • 環境化学２

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    秋学期, 講義

  • 応用化学実験CD

    慶應義塾

    2018年04月
    -
    2019年03月
    , 

    秋学期, 実習・実験, 専任

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 日本化学会, 

    2015年06月
    -
    継続中

  • 日本エアロゾル学会, 

    2006年04月
    -
    継続中

  • 日本分析化学会, 

    2004年04月
    -
    継続中

  • 日本大気化学会, 

    2002年04月
    -
    継続中

  • 大気環境学会, 

    2002年04月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2022年08月
    -
    継続中

    常任理事, 日本エアロゾル学会

  • 2020年09月
    -
    継続中

    常任理事, 大気環境学会

  • 2020年06月
    -
    2021年03月

    新型コロナウイルス対策専門家会議委員, 内閣府

  • 2019年04月
    -
    継続中

    環境安全推進委員会委員長, 日本化学会

  • 2019年04月
    -
    2020年03月

    PM2.5対策総合推進委員会委員, 環境省

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