hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
幕藩領主文書と村方・町方文書群の発生・展開並びに伝存に関する史料学的研究

(1)高山町会所・戸長役場文書(高山市郷土館蔵)の調査を6度に渡り行い、同文書の一次的整理を終了した。また、飛騨郡代高山陣屋文書(岐阜県歴史資料館蔵)の調査および写真撮影を2度行った。(2)全体研究会を1996年3月、1997年2月、1997年11月と3回行った。報告は以下の通りである。第一回、大友一雄「岐阜県歴史資料館蔵『飛騨郡代高山陣屋文書』調査報告-飛騨郡代高山陣屋の組織構造と文書群管理の一端に注目して-」、渡辺浩一「高山町会所文書の史料『管理』と原秩序」、丑木幸男「近代的史料管理秩序の形成-高山町会所・戸長役場文書の引継目録からみた-」。第二回、青木睦「高山町年寄保管の文書保存容器について」、渡辺尚志「大名家文書の中の『村方文書』-松代真田家文書を事例として-」、高木俊輔「梅村騒動と郡中惣代」。第三回、福田千鶴「幕府勘定所と陣屋-「伺書」のライフサイクルをめぐって-」、保坂裕興「地方町方文書雛形研究についての小報告」、佐藤孝之「近世前期の広域村落支配の史料の作成・授受・管理機能-北遠幕領を事例として-」、笠谷和比古「文書館学と史料学」。(3)以上の調査・研究活動の集大成として、1998年3月に研究成果報告書『幕藩領主文書と村方・町方文書群の発生・展開並びに伝存に関する史料学的研究』を刊行した。そのなかの研究ノートの第一部は、調査対象地域である飛騨地方に焦点をあて、幕府勘定所と飛騨郡代の関係、近世高山の都市社会構造、都市・農村における文書作成業者、維新期から近代にかけての文書の取り扱いや管理秩序の変容について論じ、史料学的方法を用いて地域社会の多面的な様相を明らかにする基礎を築いている。第二部では、対象を飛騨以外の地域に求め、第一部では論じきれなかった多様なテーマを追求した。1.高山町会所・戸長役場文書(高山市郷土館蔵)の調査を、1996年1月1620日の日程で行った。約1,500点の史料を整理し、本研究に必要と思われる史料の撮影を行った(約1,200コマ)。2.飛騨郡代高山陣屋文書(岐阜県歴史資料館蔵)の調査を、1995年11月27日12月1日にかけて行った。本文書群は既に整理済みであるので、本研究に必要な史料の撮影を大量に行った(約10,800コマ)。3.高山町会所・戸長役場文書の約3000件のデータベースを作成した。4.1996年2月27日に国文学研究資料館において研究会を開催した。出席者は13名。以下の報告が行われた。(1)大友一雄「『飛騨群代高山陣屋文書』調査報告」は、寛政前期における高山陣屋の組織改革により、地役人の日記・御用留の作成のされ方が変化することを指摘するとともに、弘化2年の群代交代に際しての事務引継文書である「演説書」を分析して、史料の作成・管理・引継の実態の一端を明らかにした。(2)渡辺浩一

「高山町会所文書の史料『管理』と原秩序」は高山町会所の性格を陣屋の出先機関としての性格が強いものと仮定し、惣町の会所に保管される史料は日記・願書留などを除いては些末な史料であり、また町年寄文書の下位の位相に町組頭文書の存在が確認されるものの、高山町方の史料管理においては町年寄の主導性は明白であるとした。(3)丑木幸男「近代的史料管理秩序の形成」は、高山町会所・戸長役場文書に残された明治6から33年にかけての22点の引継目録・管理目録を概観し、明治6年に町年寄保管文書と町会所保管文書が合体したこと、明治11年に町ごとの分類が戸口・営繕などの主題分類に変更されたこと、明治17年までは引継目録に近世文書が登録されていること、明治33年までは史料の選別が行われていないことなどを指摘した。討論のなかでは、三報告に見られた出所論的アプローチだけではなく、機能論的アプローチも新しい史料学を構築するためには必要であるとの意見が特に重要であった。(1)高山町会所文書データベースの校正を平成8年12月から平成9年2月にかけて行った。(2)高山町会所文書(高山市郷土館)の整理・調査、および関連史料の調査を12月9日から13日、および1月20日から24日にかけて行った。(3)飛騨郡代高山陣屋文書(岐阜県歴史資料館)の補充調査を12月1922日に行った。(4)前年度に引き続き、上記二つの文書群を生み出した組織体の構造を理解し、文書群の階層構造の把握に努めた。また、研究分担者・協力者がそれぞれに史料学的研究の課題を発見し、研究を進めた。(5)研究を進展させるため、小研究会と全体研究会を開催した。小研究会は高山で行われた。その内容は以下の通り、12月11日青木睦「高山町会所文書の保存容器について」12月12日渡辺浩一「高山町における町組頭文書の引継について」全体研究会は2月12日に国文学研究資料館で行われた。その内容は以下の通り、青木睦「高山町年寄文書の保存容器について」渡辺尚志「大名文書と村方文書-信州松代真田家文書を事例として-」高木俊輔「梅村騒動と郡中惣代」以上5点の作業・研究活動を進めることにより、領主側の文書と、民衆側の文書のそれぞれの構造と内容や様式について共通の認識を深め、さらに両者の文書の相互関係を考察する段階に到達した。なお、来年度に発行する予定の報告書に掲載する研究分担者の研究ノートの仮題を今年度中に集約し、報告書の構想をまとめるための準備を終える予定である。(1)高山町会所・戸長役場文書(高山市郷土館)の調査を1997年12月と1998年1月の2度にわたり行い、同文書の一次的整理を終了させた。また、飛騨郡代高山陣屋文書(岐阜県歴史資料館蔵)の調査も行った。(2)本研究通算第三回の全体研究会を1997年11月22日に行った。報告は以下の通りである。福田千鶴「幕府勘定所と陣屋-「伺書」のライフサイクルをめぐって-」、保坂裕興「地方町方文書雛形研究についての小報告」、佐藤孝之「近世前期の広域村落支配の史料の作成・授受・管理機能-北遠幕領を事例として-」、笠谷和比古「文書館学と史料学」(3)調査先の高山においても小研究会を行った。報告者は以下の通りである(報告題名は省略)。渡辺浩一、福田千鶴、山崎圭、富善一敏、小林信也、金行信輔。(4)1998年3月に研究成果報告書『幕藩領主文書と村方・町方文書群の発生・展開並びに伝存に関する史料学的研究』(A4判、120頁)を刊行した。そこに収録された研究ノートは以下の通り。第一部、「幕府勘定所と代官所」福田千鶴、「近世都市高山における町方文書の保管構造」渡辺浩一、「高山町年寄文書の保管容器について」青木睦、「高山町の空間と史料」金行信輔、「近世飛騨地域における筆工について」冨善一敏、「近世高山の流通構造について」小林信也、「明治初年竹沢寛三郎支配期の史料論的考察」高木俊輔、「近代的史料管理秩序の形成」丑木幸男。
新規な超イオン伝導ガラスの創製とキャラクタリゼーション

Li_2S-SiS_2系をベースとするオキシスルフィドガラスは、全固体リチウムイオン二次電池の電解質の有力な候補である。我々は、(1-y)[xLi_2S・(100-x)SiS_2]・y[xLi_2O・(100-x)P_2O_5](45<x<67;y=0,0.05,0.20)系オキシスルフィドガラスの熱的および電気的性質を系統的に調べた。y=0.05のとき53<x<63mol%の範囲で、ガラスの安定性の尺度であるTc-Tgが大きな値を示し、また高いイオン伝導度を示した。^<29>SiNMR測定により、この組成域で硫黄と酸素の両方が配位したケイ素構造単位が多く存在することが観測された。このような構造単位の存在が、y=0.05の組成のガラスにおける高い安定性と高い伝導度の原因となっていることがわかった。Li_2S-SiS_2系ガラスに対する、Li_3AlO_3およびLi_3AlS_3の添加の効果についても検討を行った。いずれの化合物を添加した場合においても、結晶化に対する安定性の向上および伝導の活性化エネルギーの減少がみられた。Li_3AlO_3を添加した系においては、硫黄と酸素の両方が配位したシリコンを含む構造単位が存在することがわかった。Li_3AlS_3を添加した系においては、^<27>AlNMRスペクトルによって、硫黄6配位のアルミニウムをもつ構造単位が多く存在することがわかった。この構造単位の存在が高いイオン伝導度に寄与していると考えられる。
意見調整のためのゲーミング開発とその効果の検討

本研究は,意見調整の過程をゲーミング・シミュレーション手法により可視化し,各主体間での合意形成のためのツールを開発し,その効果について検討した.「意見調整ゲーム(1)」は,カードを用いながら議論を進めるゲームである.また,「意見調整ゲーム(2)」は,五角形のボードを用いて議論を行うゲームである.これらを用いて意見調整のプロセスの分析を行った.教育効果については、2009年11月には国際ワークショップを開催し,討論を行ったところである.本研究は,意見調整の過程をゲーミング・シミュレーション手法により可視化し,各主体間での合意形成のためのツールを開発し,その効果について検討した.「意見調整ゲーム(1)」は,カードを用いながら議論を進めるゲームである.また,「意見調整ゲーム(2)」は,五角形のボードを用いて議論を行うゲームである.これらを用いて意見調整のプロセスの分析を行った.教育効果については、2009年11月には国際ワークショップを開催し,討論を行ったところである.本研究は,意見調整の過程をゲーミング・シミュレーション手法を用いて可視化し,各主体間での合意形成のためのツールを開発することにある.平成19年度は、意見プロセスの可視化システムを開発するとともに,基本的調査を行った.具体的には、以下の2つのことを行った.1.「意見調整ゲーム(1)」(仮称,名称未確定)を開発した.このゲームは,意見調整プロセスそのものをゲームのルールと道具で可視化することをねらっている.そのために次の4つの作業を行った.(1)会議をはじめとする意見調整のプロセスに見られる特徴的な行動を表す言語表現を収集し,分類した.(2)上記作業で収集した行動パターン(表現)を,ゲームのルールや小道具によって表現し,「意見調整ゲーム(1)」を試作した.(3)既存の商業ゲームの分析も並行して行い,この検討課題に利用可能なゲームシステムを探索した.(4)ゲームの分析にあたっては,すでに教育ゲームの作成が豊富なドイツおよびスイスの教育ゲームの会社およびデザイナーへのヒヤリングも実施した.2.ゲーミング手法の教育的効果の測定手法を確立するために,ゲーミング手法の教育的効果を測定した既存の資料の検討を行った.すでに論文になっているものについては,収集と分析を終えているところだが,平成19年度以降公表される予定のEUの調査結果についても,主体となっている研究者と情報交換を行った.この調査をもとに,「意見調整ゲーム(1)」の試験的実施のために用いる教育効果の測定項目を検討した.本研究は,意見調整の過程をゲーミング・シミュレーション手法を用いて可視化し,各主体間での合意形成のためのツールを開発することにある.平成20年度は、意見調整ゲームの開発を行った.具体的には、以下の3つのことを行った.1.「意見調整ゲーム(1)」((仮称,名称未確定.昨年度作成)について,再検討を行った.これは,試験的実施の結果,また,ドイツ及びスイスにおいてゲームデザイナー,研究者との意見交換を行った結果,ルールや実施方法にさらに検討すべき課題が複数出てきたからである.また,海外でのヒヤリングにおいて,評価指標についても、新たに含めるべき点を資料と共に指摘されたため,この点もあわせて検討を行った.2.「意見調整ゲーム(2)」(仮称,名称未確定)を開発に着手した.このゲームは,五角形のボード上の5つの円盤を回転させることによって,5人のプレーヤの行動や意見の相互依存性を表現したものである.本年度は、このボードを使って,複数のルールを試作して比較検討した.また,学会等で一部を公表し,参加者からのフィードバックを得た.3.ゲーミング手法の教育的効果の測定手法を確立するために,複数の指標を相互に比較検討した.本年度は,特に量的指標について検討したが,上記のルールの設定に合わせ,質的な指標の方が効果測定の指標としてはよりよいのではないかという結果を得た.この点については,次年度の公開にあわせ,さらに詳細にデータを分析する予定である.本研究は,意見調整の過程をゲーミング・シミュレーション手法により可視化し,各主体間での合意形成のためのツールを開発することにある.平成22年度は、当初の計画を,研究の進行状況にあわせて,若干の修正を行って実施した.平成20年度に作成した「意見調整ゲーム(1)」については,「Communication Game」としてルールを確定し,キット化した.「Communication Game」は,討論場面で使用される典型的な動作(意見を引っ込める,まとめる,付け加える,など)を評価・集約して製作されたカードを用いて議論を進めるものである.ただし,利用できるカードの枚数は限られているため,どの場面でそれぞれのカードを使うかが,議論について考えるきっかけを与えるゲームとなっている.また,「意見調整ゲーム(2)」については,「Communication Game」のカードを,五角形のボード上にだしていきながら,議論を行うものである.カードを集計してポイントを競うルールとなっている.この他,「理想のいえ」「キープクール」「クロスロード」を用いて意見調整のプロセスの分析を行った.以上の成果については,関連学会で発表し,また2009年11月にはオーストリアフォラルベルク工科大学のKriz教授の来日機会をとらえた国際ワークショップを開催し,その教育効果についても参加者を含め,討論を行ったところである.これら制作したゲームのルールについて,順次論文化を行い,出版公表していく予定である.
環境汚染物質の発達神経毒性評価に関する新たな非侵襲的アプローチ

現在、多くの研究者が、大気汚染物質への曝露と自閉症のリスクの上昇との関連に注目している。自閉症スペクトラム障害(ASD)は、神経発達障害であり、低い言語/コミュニケーション能力、興味の範囲の狭いことおよび反復性の行動を特徴としている。遺伝的要因と環境要因の両方がASDに寄与しているとされるが、自閉症の正確な病因と病態生理は不明である。我々は、出生前および幼少期の大気汚染物質曝露が神経炎症を誘導し、ASDの潜在的な要因になると仮定した。30年度では、ラットモデルにおける環境汚染物質曝露によるASD様の行動を検討することを目的とした。Charles River Laboratoriesから入手したSprague-Dawley(SD)(n = 24)ラットを、本研究所の全身曝露チャンバーで妊娠14日から出生後21日まで、清浄な空気、DEおよびDE-SOAに曝露した。1113週齢の時、Social dominance behaviorを調べるため、チューブテストを行った。行動試験の完了後、免疫組織化学を用いて前頭前野における肥満細胞およびミクログリアを検出した。本研究の結果、SOAの発達期曝露がSocial dominance behaviorの変化と前頭前野における肥満細胞およびミクログリアなどの活性化を誘導したことが明らかになった。SOAの成分の中で、有機炭素は神経毒性を誘発することが考えられる。我々の研究は、発達期SOA曝露がラットの前頭前野における神経免疫バイオマーカーを介して神経毒性を誘導し、社会的優位行動に影響を与える可能性があることを示唆している。近年、発達障害と呼ばれる自閉症スペクトラム障害(ASD)およびアルツハイマー病などの罹患率が上昇しているが、原因はまだ不明である。このような原因は遺伝的要因のみではないため、環境中に存在する化学物質が発症に影響を与えていると考えられる。大気中のエアロゾルに含まれるガス状成分が酸化し、二次有機エアロゾル(SOA)が生成される。28年度は、自閉症モデルラット(Fmr1KO)および発達期に化学物質であるバルプロ(VPA)ラットの社会行動、遺伝子発現、及び非侵襲的な画像化方法(MRI)で脳の変化を評価した。その結果、Fmr1KOとVPA誘導自閉症モデルラットでは社会行動の低下が雌雄で認められた。さらにVPA誘導自閉症モデル雄ラットの海馬における社会行動関連遺伝子(セロトニン、BDNF、ニューロリジン等)のmRNA発現減少が見られた。免疫染色の手法でミクログリアマーカーであるIba1の発現を調べたところVPA誘導自閉症モデル雄ラットの海馬でIba1の発現増加が認められた。Fmr1KOとVPA誘導自閉症モデルラットの脳の変化を画像化方法(MRI)で評価する計画は準備中である。28年度は、Fmr1KOとVPA誘導自閉症モデルラットでは社会行動とそれに関連する遺伝子発現のの低下が明らかになり、VPA誘導自閉症モデル雄ラットの海馬におけるミクログリアの活性化も認められた。これは当初の予定通りで順調に進展している。29年度はディーゼル排ガス由来二次生成有機エアロゾル(SOA)曝露されたラットの社会行動、遺伝子発現、及び非侵襲的な画像化方法(MRI)で脳の変化を評価した。実験動物として妊娠8日のSprague Dawleyラットを日本チャールス・リバー(株)より購入し、妊娠13日目から出生後21日目まで全身吸入曝露チャンバーを用いて、清浄空気群(Control、n = 8)、ディーゼル排気ガス群(DEP, n = 8)、DEPにオゾンを加えたDE-SOA群(n = 8)の曝露(5時間/日、5日/週)を行った。出生後1113週齢の雄ラット(名群8匹)にビデオ・トラッキング・システムを用いて、社会行動を観察した。行動テスト終了24時間後に、深麻酔下で脱血後脳を採取し、海馬における社会行動ト関連する遺伝子、炎症性サイトカイン及び酸化ストレスマーカー等のmRNA発現をリアルタイムRT-PCR法で調べた。本研究の結果、DE-SOAの発達期曝露は雄ラットの社交性、社会的新規性選好や社会的相互作用に影響を及ぼすことが示唆された。DE-SOAの発達期曝露が海馬における社会行動、特に、自閉症と関連する遺伝子serotonin, BDNF、炎症性サイトカインIL-1beta;及び酸化ストレスマーカーHO1等を介して一部の社会行動に影響を引き起こす可能性が認められた。本研究でのDE-SOAに含まれている毒性成分については有機化合物に含まれる成分が有力候補であるが、未だ毒性成分は明らかになっていない。それらの毒性成分が、胎児期に胎盤を、乳児期に嗅神経を介して脳に入り、このような影響を引き起こしている可能性が考えられた。DE-SOAの曝露がどのような経路を介して脳機能の異常を誘導するのか今後詳しく検討を行う必要がある。非侵襲的な画像化方法(MRI)を用いた脳の評価では、白質体積に関してモデルラット(Fmr1 KO, Nign3 KO)で有意に小さいという結果が得られた。DE-SOAの曝露ラットの脳のMRI測定は検討中である。予定通り研究を進めて、結果等を学会発表を行い、まとめた結果を論文投稿中である。

遺伝的要因と環境要因の両方がASDに寄与しているとされるが、自閉症の正確な病因と病態生理は不明である。我々は、出生前および幼少期の大気汚染物質曝露が神経炎症を誘導し、ASDの潜在的な要因になると仮定した。30年度では、ラットモデルにおける環境汚染物質曝露によるASD様の行動を検討することを目的とした。Charles River Laboratoriesから入手したSprague-Dawley(SD)(n = 24)ラットを、本研究所の全身曝露チャンバーで妊娠14日から出生後21日まで、清浄な空気、DEおよびDE-SOAに曝露した。1113週齢の時、Social dominance behaviorを調べるため、チューブテストを行った。行動試験の完了後、免疫組織化学を用いて前頭前野における肥満細胞およびミクログリアを検出した。本研究の結果、SOAの発達期曝露がSocial dominance behaviorの変化と前頭前野における肥満細胞およびミクログリアなどの活性化を誘導したことが明らかになった。SOAの成分の中で、有機炭素は神経毒性を誘発することが考えられる。我々の研究は、発達期SOA曝露がラットの前頭前野における神経免疫バイオマーカーを介して神経毒性を誘導し、社会的優位行動に影響を与える可能性があることを示唆している。29年度はディーゼル排ガス由来二次生成有機エアロゾル(SOA)曝露されたラットの社会行動、遺伝子発現、及び非侵襲的な画像化方法(MRI)で脳の変化を評価する。30年度は発達期にディーゼル排ガス由来二次生成有機エアロゾル(SOA)曝露されたラットの新しい社会行動(Social dominance behavior)、前頭前野における遺伝子発現、及び非侵襲的な画像化方法(MRI)で脳の変化を評価する。平成30年度は最終年度で、今までの結果に基づいて、新たなバイオマーカー等を調べるため生じた。今年度は実験に必要な関連あるバイオマーカーを調べ、全部の結果をまとめて学会、論文発表のために利用する。
TOR複合体の活性制御機構の解明

TOR複合体はTORキナーゼを中心とするタンパク質複合体で、栄養や成長因子に応答して標的タンパク質をリン酸化することで、細胞の生存、増殖、代謝といった様々な活動をコントロールしている。TOR複合体の活性は様々な経路や因子によって制御されており、この制御が破綻すると腫瘍形成や代謝異常を引き起こしてしまう。本研究は、TOR複合体の活性を制御する新規因子を取得することを目的に、分裂酵母を用いて生化学的および遺伝学的スクリーニングを行い、複数の因子を同定することに成功した。更なる解析により個々の制御の機序が明らかになると期待される。真核生物間で高度に保存された2種のTOR複合体(TORC1とTORC2)はTORキナーゼを中心とするタンパク質複合体で、栄養や成長因子に応答して細胞の増殖や代謝等をコントロールする。本研究は、分裂酵母を用いてTOR複合体の制御因子群を同定し、活性制御機構の全貌解明を目指す。本年度は分裂酵母を用いた探索により、複数の新規活性制御因子を同定することに成功した。Gtr1-Gtr2複合体とRhb1はいずれも低分子量GTPaseで、結合するヌクレオチドに応じてTORC1経路の活性を調節していると考えられている。そこでGtr1-Gtr2やRhb1に相互作用する因子の探索を行った。免疫沈降によりGtr1-Gtr2複合体に結合するタンパク質を回収した。質量分析の結果、4種の結合タンパク質を得たが、いずれの遺伝子欠損株もGtr1、Gtr2の遺伝子欠損株と同一の表現型を示し、二重欠損にしても付加的な効果は見られなかった。したがって、これら4種のタンパク質はGtr1-Gtr2と複合体を形成し、TORC1の活性制御に必須の役割を果たしていることが示唆された。次に、カラムに結合したRhb1にGTPあるいはGDPをロードした後、分裂酵母の抽出液から結合するタンパク質を回収する系を確立した。また、この系の最適化を図る際の指標として、哺乳類で既知の結合因子CADの分裂酵母相同タンパク質を用いたところ、GTP結合型Rhb1特異的に高い親和性を示すことを確認した。これらに加えて、TORC2の構成因子であるBit61タンパク質の遺伝子変異体の表現型を、過剰発現により抑圧する遺伝子を同定した。この遺伝子の単独欠損株は表現型を示さないが、Bit61の遺伝子変異と二重欠損にするとTORC2活性が著しく低下したことから、Bit61とはパラレルにTORC2の活性を制御する経路が存在することが示唆された。真核生物間で高度に保存された2種のTOR複合体(TORC1とTORC2)は、刺激に応じて細胞の増殖や代謝をコントロールする。本研究は、分裂酵母を用いてTOR複合体の活性制御因子を同定し、活性制御の機構解明を目指した。TOR複合体経路の活性は複数の低分子量GTPaseによって調節されることが知られており、TORC1活性にはGtr1-Gtr2複合体とRhb1が関与している。まず、前年度にGtr1-Gtr2と結合するタンパク質として4種同定したタンパク質について詳細な解析を行った。その結果、4つのタンパク質は複合体を形成し、いずれもTORC1が機能する液胞に局在していた。遺伝学的解析から、この複合体の変異株ではTORC1の活性が上昇していることが示唆された。顕微鏡観察から、この複合体の変異株ではTORC1が液胞上に局在するものの、液胞の形態に著しい異常が認められた。今後の解析で液胞形態とTORC1活性との因果関係を明らかにできると期待される。次に、前年度に確立したRhb1のプルダウンアッセイ系を用いてRhb1と相互作用する因子の探索を行った。その結果、GTP型あるいはGDP型Rhb1とそれぞれ特異的に結合する因子を同定することができた。特に、アミノ酸合成経路や糖の代謝に関わる酵素がGDP型Rhb1と特異的に結合していたことから、TORC1経路とこれら代謝経路とのクロストークが示唆された。また、前年度の解析から、分裂酵母においてTORC2に含まれるBit61とはパラレルにTORC2の活性を制御する経路が存在することが明らかになっていた。そこで、ヒト培養細胞でBit61相同タンパク質であるPRR5をCRISPR-Cas9システムによりノックアウトしたところ、やはりTORC2の活性に影響が見られなかった。したがって、哺乳類細胞でも同様にパラレルな経路が機能している可能性が示唆された。当初の予定通り、分裂酵母を用いたスクリーニングによりTOR複合体経路の制御に関わる因子の候補を獲得することができている。また、遺伝子破壊株の表現型解析から、実際にTOR複合体経路の機能に関連した因子であることが確認されており、有意義なスクリーニングが行われたといえる。更に、スクリーンニングで獲得した因子や既知のTOR複合体経路関連因子について、今後の解析で使用する遺伝子欠損株やエピトープタグあるいは蛍光タンパク質を付加した株の作製を既に完了しており、順調に進展している。

細胞生物学今後は、スクリーングで獲得したTOR複合体の活性制御因子群と既知のTOR複合体関連因子群との関係を調べる。各因子間で二重遺伝子破壊株を作成して遺伝子欠損による効果が互いに付加的かどうかを確認し、各因子の機能が同一の経路かパラレルな経路かを決定する。また、それぞれの遺伝子破壊株の影響が他の因子の過剰発現によって抑圧されるかどうかを確認することで、因子間の上流、下流の関係を決定してゆく。更に、同一の経路ではたらく因子間の物理的相互作用を免疫沈降法やインビトロ結合アッセイで検討する。こうした解析により、制御因子間の分子ネットワークを明らかにしてゆく。次に、TOR複合体の上流因子群がどのようにしてTOR複合体の活性を制御するのかを明らかにする。各制御因子の局在観察を行い、刺激の有無で局在が変化するかどうかを検証する。また、TORキナーゼのリン酸化活性、TOR複合体の局在や標的分子との結合能等を刺激の有無で比較し、活性制御の作用点を探索する。更に、制御因子の中でも特徴的な細胞内局在や酵素活性、修飾、他因子との結合といった分子特性が同定されれば、そうした特性が刺激により変動するか、他の制御因子の欠損や過剰発現の影響を受けるかどうかを詳細に調べる。上記の解析によって分裂酵母で得られる知見が哺乳類細胞でも保存されているのかを明らかにする。哺乳類の相同タンパク質を、培養細胞においてノックダウンや過剰発現し、TORC1及びTORC2の標的タンパク質のリン酸化状態を評価することで活性への影響を調べる。研究の進捗に応じて当初想定していた予算執行計画の一部を変更したため、未使用額が生じた。これは主に、分裂酵母を用いたスクリーニングにおいて予想していた以上にポジティブな候補因子が獲得されたため、分裂酵母の遺伝子欠損株の作製や解析を優先的に行い、培養細胞を用いた解析の一部を次年度にシフトさせたことによる。未使用分を含めた予算執行計画を次年度には予定している。分裂酵母の解析のための培地と消耗品、タンパク質解析用試薬、酵素やオリゴヌクレオチドを含むDNA解析用の試薬に加えて、細胞培養に用いるピペットやディッシュを含む消耗品、培地や血清、遺伝子のノックダウンや過剰発現のためのトランスフェクション用試薬類の購入を計画している。また、成果を発表するために学会への参加費用を計上している。
遷移金属酸化物における光による格子歪みの制御と近赤外線光敏感機械機能の検出

クロムやマンガンなどの酸化物では、金属元素を取り囲んで酸素原子が構成する8面体配位によって、金属イオンは多彩な電子状態と磁気モーメントをもつ。この8面体ブロックを結晶構造として、どのように組ませるかによって、金属から誘電体、磁性体まで多様な材料を得ることが可能である。これに外部から光を照射することような光誘起による物性変化の検出には電子スピン共鳴法が適している。具体的には、スピネル型構造をとるマンガン酸化物、ペロブスカイト型をとるマンガンおよびクロムの酸化物を選び出すとともに、生体計測や環境計測に重要な、近赤外線領域波長1ミクロンの光に敏感に応答して応用の可能性を追究できる物質の探索を行った。実験方法は、Xバンド電子スピン共鳴装置を用いて共振器中の試料に半導体レーザーからの近赤外線を照射することにより光誘起磁性、スピン磁化の検出を試みた。この結果、変形ペロブスカイト型構造をもつLa-Pr-Cr-O系固溶体において顕著な近赤外線照射によるスピン磁化の増大が観測された。この特徴は、以下の通りである。[1]室温近傍の反強磁性体へ相転移するネール温度直上で顕著であること、[2]照射光強度に比例して可逆かつ比較的速い応答で光誘起磁化を示すこと、[3]光誘起磁化は、LaとPrの組成比に強く依存して、Prが微量固溶した組成で最大の磁化を示す。成果は、応用物理学会、低温物理学国際会議、酸化物エレクトロニクス国際会議、米国材料学会でポスター、口頭講演により公表された。このような発見にもとづき、光誘起磁化の起源が、単なる光励起キャリアによるのか、何らかの集団的なスピンの励起に関わるのか、また光による他の複次的効果なのかを明らかにする研究が必要である。また、応用的見地から近赤外線検出素子としての展開も可能と判断し、別記のような特許請求も行った。同様の現象は、他のクロム酸化物でも見出される可能性があり、光誘起磁化の発現機構の解明や応用基盤を目的とした次の段階の研究展開が必要である。光励起によってクロム酸化物薄膜に電子活性な状態が生じるとすれば、薄膜表面上に異種の物質薄膜や有機膜を作製し、接合界面での特異な電荷、スピンの移動効果などが期待できる。この可能性についても今後の探査が必要であり、本研究は、酸化物光エレクトロニクスの新たな一面を切り開く端緒をなりうる。近赤外線敏感な電磁気的また機械的機能を探索するために、まずニッケルとマンガンのスピネル型化合物について物質合成を行った。その結果、X線構造解析の結果からスピネル型の良質の試料を得た。この粉末試料について電子スピン共鳴によって磁性の研究を行った。その結果、低温で、フェリ磁性的振る舞いを観測した。これより、分子場近似のモデルによってニッケル、マンガンのサイトの熱力学的な磁化の期待値の温度変化を計算して実験とよく一致する結果を得た。この結果にもとづいて光照射による磁極の反転などなんらかの光照射による機能創出の可能性を検討した。ニッケルのスピンとマンガンのスピンの組み合わせからは、磁気相における光やなんらかの外場によって磁極の反転を引き起こすことは困難であることがわかった。実際に、光照射実験によってもこの結論は支持された。さらに物質探索を行って、ランタンとプラセオジウムからなるクロム化合物がペロブスカイト型化合物をとり、光敏感な磁性創出に適した傾角反強磁性転移を室温で示すという報告を見つけた。これの良質の試料を作成して、室温で近赤外線照射下で電子スピン共鳴を測定したところネール温度260K付近で非常に顕著な光照射下でのスピン吸収信号の増大を発見した。その特性は照射光強度に比例しており、実用材料となる可能性がある。この結果について次年度に詳細な研究と薄膜化による機能の尖鋭化を試みる予定である。

成果は、応用物理学会、低温物理学国際会議、酸化物エレクトロニクス国際会議、米国材料学会でポスター、口頭講演により公表された。このような発見にもとづき、光誘起磁化の起源が、単なる光励起キャリアによるのか、何らかの集団的なスピンの励起に関わるのか、また光による他の複次的効果なのかを明らかにする研究が必要である。また、応用的見地から近赤外線検出素子としての展開も可能と判断し、別記のような特許請求も行った。同様の現象は、他のクロム酸化物でも見出される可能性があり、光誘起磁化の発現機構の解明や応用基盤を目的とした次の段階の研究展開が必要である。光励起によってクロム酸化物薄膜に電子活性な状態が生じるとすれば、薄膜表面上に異種の物質薄膜や有機膜を作製し、接合界面での特異な電荷、スピンの移動効果などが期待できる。この可能性についても今後の探査が必要であり、本研究は、酸化物光エレクトロニクスの新たな一面を切り開く端緒をなりうる。
海底の位置と海水の3次元速度構造の同時決定-海底測位の飛躍的向上をめざして

GPS観測網は、気象観測におけるアメダスや気象衛星のように、日本の地震火山噴火監視にはなくてはならない観測手段となった。現在はミリメートル単位での変動も検出可能となり、さらに地震波までも検出しようとの試みもなされている。このように陸上観測の進展はめざましい。しかし、GPSの電波は水中では伝播しない。このため、海底下の動きは手つかずのままに残された。日本列島の主な変動は海底下で進行している。海底下の動きを捉えることなしに、日本列島の変動の真の解明はされないだろう。特に、東南侮・南海地震の発生が予測される南海トラフ沿いでの観測が急がれる。本研究では、駿河湾内に4カ所計12点設置しており、繰り返し観測を実施している。測定海域の水深は、駿河湾では約1000mである。本年度は、2002年に実施した駿河湾内で3ヵ月間に5回測定したデータの再解析を重点的に行った。1回の測定の測定回数は300点程度であり、位置決定精度は、水平で5cm、上下方向で10cm程度に収まっている。しかし、測定日を変えて、繰り返し観測を行うと測定値の差は1回の測定の誤差よりも大きくなる。中には30cmも平均から離れているものもある。各観測日では300点程度の測定数である。特に精度の悪い日は測定数が200点と少ない。音速構造の不均質性に起因する誤差が取り除けていない可能性が高い。現在名古屋大学が熊野海盆で実施している測定数は、1万点近くに上るため、精度は数倍改善されるものと期待される。本年度は、系統誤差を取り除くための補正などを組み込むことにより、海底位置決めの精度を向上させる方法も開発した。これらについては、あと23年程度で解決するものと考えられる。今後、成果は順次公表する予定である。12年度の基礎実験は,以下の期間・海域で行なった:実験1:2000年6月潮岬東方沖水深1100m実験2:2000年10月駿河湾内水深1450m実験3:2001年1月駿河湾内水深1450m海底局の位置決定精度を上げるための工夫として,船を流しながら連続的に海底局の両側数本の測線上で面的に測距を行なった.実験1では,海底局の水平方向位置決定誤差は20cmであった.その誤差が実験2では11cmに低下した.さらにGPS測位のエラーが約1m以内のデータだけを用いて再決定したところ,海底局位置決定誤差が5cmに改善した.これらの実験から,我々のシステムの精度は確実に上昇しているといえる.さらに我々は,2つのキネマティックGPS精度評価実験を行なった.最初の実験では,基地局を宇治市に設置し,約110km離れた名古屋に移動局を設置した.この実験の結果,基線長が100kmを越える場合でも,移動距離が短ければ12cmの精度があることが確認された.次に,アンテナを長距離移動させたときの精度評価のために,三河湾内で漁船による移動実験を行なった.基線長は1520kmである.この実験の結果,衛星配置が不安定な場合は,最初50100cmずれた位置に決まり,10分以上かけて真の座標に収束することが分かった.衛星配置が安定している場合は,精度1cm以内におさまった.本年度に行なった基礎実験により,キネマティックGPSの精度さえクリアできれば,我々のシステムは実用に耐えうるものであることが明らかになった.

GPSに関しても,衛星配置などを見極めてデータを選択すれば,長基線および移動による精度の低下はないことが確認された.駿河湾において繰り返し行なった音響測距-キネマティックGPSの実験によって,海底局の位置決定誤差を56cmにまで軽減することに成功した.また,2002年2月から,駿河湾において長期繰り返し測定を行うための海底局の設置を行なった.システム全体の精度を評価するためには,キネマティックGPSの測位精度も議論しなければならない.GPSによる測位というと既に完成された技術のように思われがちだが,実はそうではない.キネマティックGPSの精度が保証されているのは,基線長がたかだか10km程度までである.したがって,南海トラフ等の陸から100km以上離れた海域での測距に使用する場合,どの程度の精度があるのかを充分に吟味しなければならない.この点を考慮して,「実験段階」においてキネマティックGPSの測位精度評価のためのGPS単独での実験も繰り返し行なってきた.基線長別の精度評価を行うために,以下のように基準局と移動局を設置し,「基線長別誤差評価実験」を行なった:・移動局京都府宇治市,10m間隔のピラーの間でアンテナを移動させた・基準局移動局から9261km離れた6点に設置実験の結果,以下の事柄が明らかになった:1)基線長が長くなるにつれて系統誤差が2次関数的に増加することが明らかになった.特に,100kmを越えるような基線長は設定するべきではないことが示唆される.したがって,南海トラフ等の海溝軸付近で測位を行う場合には,中継船やブイを間に浮かべて,基線長を短くする工夫が必要であろう.これに関しては今後の課題である.2)スタティック測位では,PDOP<56のデータのみを使用して測位を行うのが通例であるが,キネマティック測位では,さらに条件を厳しくして,PDOP<3のデータのみしか用いてはならない.このことは,音響測距結果と組み合わせて海底局位置を決定する際のデータ選別に大いに役立つ情報である.PDOPの善し悪しは衛星配置に関係してくるので,予報暦を用いてあらかじめ衛星配置を把握し,観測計画を立てる必要があろう.日本列島周辺には太平洋プレートやフィリピン海プレートが沈み込み、海溝沿いに巨大地震が発生する。近年、国土地理院によって日本列島上のGPS連続観測網(GEONET)が整備されたが、日本列島周辺のプレート境界はそのほとんどが海底下に存在するため、沈み込み帯での巨大地震の予知や研究には陸上の観測点だけでは不充分である。したがって、海底での地殻変動観測が不可欠である。本システムは、キネマティックGPS測位と、船と海底に設置した機器(以下、海底局)との距離を超音波信号によって測定する技術(音響測距)を組み合わせたものである。キネマティックGPS測位とサテライトコンパスによる船の姿勢データによって位置決定された船上のトランスデューサー(以下、船上局)からその信号を送信し、海底局が受信した場合、波形データを理論波形と相互相関処理により、船上局-海底局間の往復走時を求め、船上局の位置データと併せ、海底局の位置を測定するというシステムである。2002年8月1日、駿河湾内に2台の海底局を設置し、その後、8月2日、26日、9月2日、27日、10月16日と計6回の観測を行なった(10月17日に回収)。GPS陸上基準点は東海大学海洋学部(静岡県清水市)屋上に設置した。キネマティックGPS解析にはPinnacle、PNAVを用いた。
利得結合分布帰還型半導体レーザに基づく光集積回路の共同研究

1.利得結合係数の測定抽出:発振閾値に達する前のASE(amplified spontaneous emission)スペクトラムに理論スペクトラムをフィッティングする新しいパラメータ抽出法を確立し,利得結合係数の測定抽出を世界で初めて可能にした.これを用いて,吸収回折格子型利得結合分布帰還型(GC DFB)レーザで,利得結合係数が注入電流とともに変化するという理論的予測を,初めて実験的に証明した.2.小信号直接変調特性:GC DFBレーザの小信号直接変調を行い,緩和振動周波数と緩和振動ダンピングファクタを抽出した.その結果,GC DFBレーザのダンピングファクタは通常と異なり,光出力とともに低下する領域の存在することが確認された.これを利用すれば,小信号変調帯域を,通常のDFBレーザに比べ拡大することができる.3.アナログ変調歪み解析と測定評価:GC DFBレーザのアナログ変調歪みを新たに開発した手法により数値解析した.その結果,二次高調波歪については,活性層の利得圧縮の効果と吸収格子の吸収圧縮の効果が相殺し,歪の小さくなることが明らかになった.これを検証すべく,変調歪の測定評価予備実験を行った.4.GC DFBレーザトライオードの試作:4段階有機金属気相エピタキシ-(MOVPE)によって,波長1.55μm帯のGC DFBレーザトライオードを作製することに,世界で初めて成功した.5.量子細線構造GC DFBレーザの試作:V溝基板上へのMOVPE成長を利用し,InGaAs歪み量子細線を活性層とするGC FDBレーザを世界で初めて試作した.6.MOVPE選択成長を利用したMMIカプラの試作・開発:MOVPE面積選択成長を応用して,多モード干渉(MMI)カプラの作製に初めて成功した.1.利得結合係数の測定抽出:発振閾値に達する前のASE(amplified spontaneous emission)スペクトラムに理論スペクトラムをフィッティングする新しいパラメータ抽出法を確立し,利得結合係数の測定抽出を世界で初めて可能にした.これを用いて,吸収回折格子型利得結合分布帰還型(GC DFB)レーザで,利得結合係数が注入電流とともに変化するという理論的予測を,初めて実験的に証明した.2.小信号直接変調特性:GC DFBレーザの小信号直接変調を行い,緩和振動周波数と緩和振動ダンピングファクタを抽出した.その結果,GC DFBレーザのダンピングファクタは通常と異なり,光出力とともに低下する領域の存在することが確認された.これを利用すれば,小信号変調帯域を,通常のDFBレーザに比べ拡大することができる.3.アナログ変調歪み解析と測定評価:GC DFBレーザのアナログ変調歪みを新たに開発した手法により数値解析した.その結果,二次高調波歪については,活性層の利得圧縮の効果と吸収格子の吸収圧縮の効果が相殺し,歪の小さくなることが明らかになった.これを検証すべく,変調歪の測定評価予備実験を行った.4.GC DFBレーザトライオードの試作:4段階有機金属気相エピタキシ-(MOVPE)によって,波長1.55μm帯のGC DFBレーザトライオードを作製することに,世界で初めて成功した.5.量子細線構造GC DFBレーザの試作:V溝基板上へのMOVPE成長を利用し,InGaAs歪み量子細線を活性層とするGC FDBレーザを世界で初めて試作した.6.MOVPE選択成長を利用したMMIカプラの試作・開発:MOVPE面積選択成長を応用して,多モード干渉(MMI)カプラの作製に初めて成功した.1.利得結合計数の測定抽出:利得結合(GC)分布帰還型(DFB)半導体レーザの大きな問題点は,実素子における利得結合計数の測定法が欠如していたことである。本研究では,発振閾値に達する前のASE(amplified spontaneous emission)スペクトラムに理論スペクトラムをフィッティングする新しいパラメータ抽出法を確立し,利得結合係数の測定抽出を世界で始めて可能にした.これを用いて,吸収回折格子型GCDFBレーザで,利得結合係数が注入電流とともに変化するという理論的予測を,初めて実験的に証明した。2.小信号直接変調特性:GCDFBレーザの小信号高速直接変調特性は,吸収性回折格子の可飽和吸収に起因して,特異になることが予測される.本研究では,GCDFBレーザの小信号直接変調を実際に行い,緩和振動周波数と緩和振動ダンピングファクタを抽出した。その結果,GCDFBレーザのダンピングファクタは通常と異なり,光出力とともに低下する領域の存在することが確認された。これを利用すれば、小信号変調帯域を,通常のDFBレーザに比べ拡大することができる.3.アナログ変調歪み解析:サブキャリア多重(SCM)光ファイバ通信においては,変調特性に非常に厳しい線型性が要求される.本研究では,GCDFBレーザのアナログ変調歪みを理論解析し,同レーザでは空間ホールバーニングが小さいことに起因して,従来のDFBレーザに比べ2次高調波歪み,3次高調波歪みとも10dB程度低いことを明らかにした.4.その他の成果:上記以外に,1.55μm帯吸収性回折格子GCDFBレーザの開発,同レーザの反射戻り光誘起雑音の解析と評価,波長可変DFBC構造の検討,波長多重光通信に向けた発振波長トリミング概念の提案と実証,GCDFBレーザトライオードの試作,などを行って所期の成果を得た.

1.GCDFBレーザトライオードの試作:4段階有機金属気相エピタキシ-(MOVPE)によって,波長1.55μm帯のGCDFBレーザトライオードを作製することに,世界で初めて成功した.素子を測定評価した結果,第3端子に電圧を印加することで,吸収性回折格子の吸収係数が変化すること,共振条件が変化すること,結合係数が変化すること,などを実験的に観測・検証した.2.GCDFBレーザのアナログ変調歪の解析と測定評価:吸収性回折格子型GCDFBレーザのアナログ変調歪を,新たに開発した手法により数値解析した.その結果,二次高調波歪については,活性層の利得圧縮の効果と吸収格子の吸収圧縮の効果が相殺し,歪の小さくなることが明らかになった.これを検証すべく,変調歪の測定評価予備実験を行った.3.量子細線構造DCDFBレーザの試作:V溝基板上へのMOVPE成長を利用し,InGaAs歪み量子細線を活性層とするGCDFBレーザを世界で初めて試作した.同種の量子細線レーザで問題となる寄生量子井戸からの発光が,DFB効果によって抑圧された結果,量子細線からのDFB発振を得ることに初めて成功した.4.MOVPE選択成長を利用したMMIカプラの試作・開発:MOVPE面積選択成長を応用して,多モード干渉(MMI)カプラの作製に初めて成功した.1.25μm組成のInGaAsPをコア層とし,その上にInPクラッド層を選択成長により形成した.MMI部の膜厚のばらつきは,伝搬軸に垂直な方向で5%以内,伝搬軸方向で10%以内であり,出力のばらつきは無視できる程度であって,挿入損失はMMI部の長さが30μmの時に2dBであった.
固定化酵素充填化学発光センサーの開発

平成10年度13年度の研究期間に固定化酵素充填センサーを開発し、それを用いる実際試料への応用研究を行いその性能を評価した。まず、ルミノール化学発光反応を触媒するペルオキシダーゼ(EC 1.11.1.7)を各種固定化反応を用い各種固定化坦への固定化を検討した結果、親水性ポリマービーズヘトレシルクロライドによるトレシル化法が簡便で高活性な固定化酵素が得られることを見出したまた、ガラス製渦巻き型フローセルと半透明テフロン管フローセルを比較検討した結果、半透明テフロン管フローセルが操作性、耐久性、再現性とも優れていることを見出した。微生物由来と西洋ワサビ由来のペルオキシダーゼを比較した結果、微生物(Arthromyces ramosus)由来の標品が安定性、活性、固定化量において遙かに優れていることを見出した。このことは、これまで生体触媒である酵素を用いるセンサーは安定性に欠けるとの評価があったが、室温で安定な固定化酵素の調製により、約1ヶ月間の連続使用が可能であり、実用に十分耐えられる実例である。これらの知見に基づき、同時固定化ロイシン脱水素酵素/NAl)DH酸化酵素/ペルオキシダーゼを充填したセンサーを開発し、血漿中の分岐鎖アミノ酸を2週間にわたって、分析速度25/hで測定出来るシステムを構築した。また、アルデヒド脱水素酵素、尿酸酸化酵素(ウリカーゼ)、グルタミン酸酸化酵素、リジン酸化酵素の固定化条件等を検討し、その最適化を行った。さらに実用性を高めることを目的として妨害物質の影響の少ないセンサーの開発を試み、所期の成果を得た。これまでに開発された化学発光センサーの欠点は、試料中に含まれる酸化性又は還元性物質の影響を受けることである。ほとんどの実試料(食品、血清、血漿等)には酸化性物質が含まれることは希であり、アスコルビン酸などの還元性物質が含まれている。この影響を除去するため、フローセル内に固定化ウリカーゼと固定化ペルオキシダーゼを充填し、キャリア溶液中に尿酸を共存させ、固定化ウリカーゼ中で生成した過酸化水素とアスコルビン酸を反応させ、過剰な過醐酸化水素は固定化ペルオキシダーゼで分解できるセンサーを開発した。これを、血清中のL-グルタミン酸の定量に応用した。共存するアスコルビン酸と尿酸の影響なく、30/hの分析速度で、2000検体の測定が可能であった。アミノ酸分析計による測定値の相関は0.997であった。さらに適用範囲を広げる目的で、本センサーに適合可能な新規な酸化酵素の生産を試み、新規のヒスタミンオキシダーゼをArthrobacter crystallopietes KAIT-B-007から抽出・精製した。これとペルオキシダーゼを同時固定化し、フローセルに充填し、ヒスタミン定量用の固定化酵素充填化学発光センサーを開発した。このセンサーの精度は、50μMヒスタミンの115回の繰り返し注入によるピーク高の変動が1.25%以内であり、良好であった。実試料への応用研究として鯖肉中のヒスタミン濃度を測定した。本センサーと従来法であるHPLCとの相関は0.996でり、妨害無く測定が可能であった。下記のガラス製および半透明テフロン製の各種フローセルを作成し、その特性を研究した。特に、感度と安定性について詳細に検討した。1)固定化ペルオキシダーゼを充填したフローセルArthromyces ramous由来及びHorseradish由来のペルオキシダーゼをトレシル化法で親水性ビニルポリマービーズまたはセルロースビーズに固定化した。これを充填し、セルホルダーに取り付け、化学発光検出器に装着して使用した。いずれのビーズでも高い固定化収率を得られたが、セルロースビーズは高流速(2.0ml/min以上)での使用に適さなかった。いずれの由来の酵素も安定で、過酸化水素のセンサーへの使用が可能であった。ガラス製セルに比して半透明テフロン製セルの方が鋭敏さはやや劣るが、ノイズが小さく、実用に適していた。Arthromyces ramous由来のものを使用して、10nMレベルの過酸化水素の検出が可能であった。2)固定化脱水素酵素/NADH酸化酵素/ペルオキシダーゼを充填したフローセルフェニルアラニン脱水素酵素(EC.1.4.1.20)、アラニン脱水素酵素(EC1.4.1.1)、ロイシン脱水素酵素(EC1.4.1.9)とNADH酸化酵素(EC未定、旭化成製)とペルオキシダーゼをグルタルアルデヒド法およびトレシル化法で親水性ビニルポリマービーズに固定化した。いずれの方法でも3種類の酵素を安定に同時に固定化できたが、トレシル化法によりより高い固定化収率が得られた。上記3種類の脱水素酵素中で、ロイシン脱水素酵素が最も安定で、高い固定化収率であった。フローセルは2週間安定であった。これを組み込んだセンサーを作成した。300nM5μMの分岐鎖アミノ酸の測定が可能であった。

まず、ルミノール化学発光反応を触媒するペルオキシダーゼ(EC 1.11.1.7)を各種固定化反応を用い各種固定化坦への固定化を検討した結果、親水性ポリマービーズヘトレシルクロライドによるトレシル化法が簡便で高活性な固定化酵素が得られることを見出したまた、ガラス製渦巻き型フローセルと半透明テフロン管フローセルを比較検討した結果、半透明テフロン管フローセルが操作性、耐久性、再現性とも優れていることを見出した。微生物由来と西洋ワサビ由来のペルオキシダーゼを比較した結果、微生物(Arthromyces ramosus)由来の標品が安定性、活性、固定化量において遙かに優れていることを見出した。このことは、これまで生体触媒である酵素を用いるセンサーは安定性に欠けるとの評価があったが、室温で安定な固定化酵素の調製により、約1ヶ月間の連続使用が可能であり、実用に十分耐えられる実例である。これらの知見に基づき、同時固定化ロイシン脱水素酵素/NAl)DH酸化酵素/ペルオキシダーゼを充填したセンサーを開発し、血漿中の分岐鎖アミノ酸を2週間にわたって、分析速度25/hで測定出来るシステムを構築した。また、アルデヒド脱水素酵素、尿酸酸化酵素(ウリカーゼ)、グルタミン酸酸化酵素、リジン酸化酵素の固定化条件等を検討し、その最適化を行った。さらに実用性を高めることを目的として妨害物質の影響の少ないセンサーの開発を試み、所期の成果を得た。これまでに開発された化学発光センサーの欠点は、試料中に含まれる酸化性又は還元性物質の影響を受けることである。ほとんどの実試料(食品、血清、血漿等)には酸化性物質が含まれることは希であり、アスコルビン酸などの還元性物質が含まれている。この影響を除去するため、フローセル内に固定化ウリカーゼと固定化ペルオキシダーゼを充填し、キャリア溶液中に尿酸を共存させ、固定化ウリカーゼ中で生成した過酸化水素とアスコルビン酸を反応させ、過剰な過醐酸化水素は固定化ペルオキシダーゼで分解できるセンサーを開発した。これを、血清中のL-グルタミン酸の定量に応用した。共存するアスコルビン酸と尿酸の影響なく、30/hの分析速度で、2000検体の測定が可能であった。アミノ酸分析計による測定値の相関は0.997であった。さらに適用範囲を広げる目的で、本センサーに適合可能な新規な酸化酵素の生産を試み、新規のヒスタミンオキシダーゼをArthrobacter crystallopietes KAIT-B-007から抽出・精製した。これとペルオキシダーゼを同時固定化し、フローセルに充填し、ヒスタミン定量用の固定化酵素充填化学発光センサーを開発した。このセンサーの精度は、50μMヒスタミンの115回の繰り返し注入によるピーク高の変動が1.25%以内であり、良好であった。実試料への応用研究として鯖肉中のヒスタミン濃度を測定した。本センサーと従来法であるHPLCとの相関は0.996でり、妨害無く測定が可能であった。下記のガラス製および半透明テフロン製の各種フローセルを作成し、その特性を研究した。特に、感度と安定性について詳細に検討した。1)固定化脱水素酵素/NADH酸化酵素/ペルオキシダーゼを充填したフローセルフェニルアラニン脱水素酵素(EC.1.4.1.20)、アラニン脱水素酵素(EC1.4.1.1)、ロイシン脱水素酵素(EC1.4.1.9)とNADH酸化酵素(EC未定、旭化成製)とペルオキシダーゼをグルタルアルデヒド法およびトレシル化法で親水性ビニルポリマービーズに固定化した。いずれの方法でも3種類の酵素を安定に同時に固定化できたが、トレシル化法によりより高い固定化収率が得られた。