hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
酸素センサーの解明とその細胞工学への応用

そこで、この性質を利用した遺伝子治療系に着手した。まず、低酸素誘導性を持つエリスロポエチンのプロモーター・エンハンサー(EpoPE)にジフテリア毒素を接続した。その際、野生型と、変異を入れた弱毒型毒素発現ベクターの2種類を作成した。本実験では(1)通常酸素圧下では毒性が発揮されないこと(2)低酸素条件下で毒性が発揮されることの2点が重要である。上記の毒素発現ベクターをCMVプロモーターにルシフェラーゼ遺伝子を接続したレポータープラスミドと同時に肝ガン細胞Hep3Bにトランスフエクションした。毒素発現による細胞死によってレポーター遺伝子の発現が低下することを指標にして、この毒素発現系を評価した。その結果、弱毒化毒素を用いるとEpoPEにより、いずれの酸素条件下でも毒性が発揮されず、逆に野生型毒素では毒性が発揮された。このことから、EpoPE-弱毒化ジフテリア毒素発現系は上記(1)の条件は満たすが、(2)の条件は満たさないことが分かった。低酸素応答性を有する乳酸脱水素酵素A(LDHA)のプロモーターにエリスロポエチンcDNAを接続した発現ベクターを構築し、チャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞に導入して、安定形質導入細胞株を得た。その結果、明らかな低酸素誘導性(約10倍以上)のエリスロポエチン産生が見られた。なお、前もってLDHAプロモーターの低酸素応答領域に変異を入れておくと低酸素誘導性のエリスロポエチン発現は見られなかったことから、確かにこの低酸素応答領域が機能していることが分かった。さらに、低酸素刺激をミミックするコバルトによっても同様な結果が得られたことからも低酸素応答領域が機能していることが示された。なお、今回作成したLDHAプロモーターは通常酸素圧下でも強力なプロモーターとして機能し、さらに低酸素で誘導がかけられることから、動物培養細胞を用いた物質生産にとって有用な発現プロモーターであることが示唆された。赤血球造血因子エリスロポエチンは糖蛋白質であり、糖鎖はin vivoの活性に重要である。今年度は、低酸素条件下で発現を誘導し、大量生産させたエリスロポエチンが、通常酸素条件下と同様の糖鎖構造を持ち、活性を有するかについて検討した。低酸素応答性を有する乳酸脱水素酵素A(LDHA)のプロモーターにエリスロポエチンcDNAを接続した発現ベクターを安定導入したチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞を通常酸素条件下、低酸素条件下で培養し、その培養上清中からエリスロポエチンをアフィニティー精製し、糖鎖の構造と、生物活性を比較した。その結果、低酸素で培養しても糖鎖構造に大きな変化はなく、in vitro、in vivoの活性にも殆ど差が見られないことが分かった。この結果、今回我々が確立した強力なLDHプロモーターを用いた低酸素誘導性の動物培養細胞での物質生産系は、糖鎖が重要な機能を持っている物質でも問題なく利用でき、非常に有効であると考えられた。ところで、低酸素応答にはHIF-1という転写因子が低酸素エンハンサーに結合する事が重要である。また、この低酸素応答にはAKTキナーゼが関与することが報告された。そこで、AKTキナーゼ活性が低酸素誘導現象に必要十分であるかを検討するために、膜結合型で活性型のAKTを強制発現させた。
片面ラッピングによる次世代超薄型水晶振動子の開発

本研究は水晶振動子の薄型化に対して有利な片面ラッピングにより最終厚さ5μmを有する移動体通信用次世代超薄型水晶振動子の開発を行った.研究期間に5μmまでの加工が安定して得られることを確認しているが、基本周波数は150MHzの水晶振動子が得られた。本研究で開発した片面ラッピング法は大きく分けて2段階から成り、粗ラッピングと仕上げポリシングで区別した。以下にその方法を簡単に示す。なお、供試段階での水晶素板の厚さは100μmであり、すず定盤を用いた粗ラッピングにより30μmまで薄くし、その後仕上げポリシングを行っている。加工物である水晶素板の厚さが非常に小さいため、10μm以下の厚さになると表面と裏面の加工ひずみが異なると反りが発生する。このため、加工の途中に仕上げポリシングを行い、その後水晶素板を裏返して接着して加工した。ポリシングにおいては工具としてのポリッシャやパッドに多くの種類があり、選択基準をどこに選ぶかが最大の課題であった。ここでは硬さと通気性(保水性)を基準として選択し、最終的に不織布により所期の目的を満足させる水晶素板に加工することができた。砥粒はポリシングではスラリーとなるが、不織布では0.5μmのSiO_2が最も良い結果を示した。これらの加工法における削除率(加工レート)は0.08μm/minであり、一次ラッピングに比較すると1桁近く低下している。これらの値の改善と削除率機構の詳細な考察がこれからの課題と考えている。なお、これらのポリシングにおいて、水晶素板の面だれ防止にリング状保護膜を形成することにより目的が達成できた。本研究は水晶振動子の薄型化に対して有利な片面ラッピングにより最終厚さ12μmを有する移動体通信用次世代超薄型水晶振動子の開発を行っている.現在10μmまでの加工が安定して得られることを確認している.本研究で開発した片面ラッピング法は大きく分けて2段階から成り,粗加工と仕上げ加工で区別した.以下にその方法を簡単に示す.なお,供試段階での水晶発振子の厚さは100μmであり,すず定盤を用いた一次ラッピングを粗加工法として30μmまで薄くし,その後二次加工(仕上げ加工)としてポリシングを行っている.ポリシングにおいては工具としてのポリッシャやパッドに多くの種類があり,選択基準をどこに選ぶかが最大の課題である.ここでは硬さと通気性(保水性)を基準として選択し,2種類が最終的に残った.1.不織布2.高分子パッド砥粒はポリシングではスラリーとなるが,不織布では0.5μmのSiO_2が,高分子パッドには0.7μmのCeO_2の組合せがもっとも良い結果を示した.これらの加工法における削除率(加工レート)は前者の組合せが0.08μm/min,後者が0.3μm/minであり,一次ラッピングに比較すると1桁近く低下している.これらの値の改善と削除率機構の詳細な考察がこれからの課題と考えている.なお,これらのポリシングにおいて用いた不織布やパッドは,使用前はもちろん加工中も平坦度を維持することがポイントであり,いかに加工を止めずに平坦度を計測して数値として表示させることが今後の大きな課題と思われる.なお,加工時間の増加による削除率の低下は不織布において顕著に認められが,高分子パッドの方はほとんど低下せず,現場的に好都合の工具であることがわかった.本研究は水晶振動子の薄型化に対して有利な片面ラッピングにより最終厚さ5μmを有する移動体通信用次世代超薄型水晶振動子の開発を行った.研究期間に5μmまでの加工が安定して得られることを確認しているが、基本周波数は150MHzの水晶振動子が得られた。
レドックス活性高分子薄膜の電子移動制御と機能発現

本基盤研究では、新規電子伝導体およびイオン伝導体の作製及び特性評価を行い、リチウム二次電池やバイオセンサへの適用を検討した。主な研究成果の概要を以下に記す。(1)レドックス活性ポリアニリンと有機硫黄化合物間の電子移動反応の解析を行い、ポリアニリンへのプロトン付加およびスルフォニル基(-SO_3^-)の導入により電子移動反応速度が加速化されることを見い出した。(2)スルフォン化ポリアニリンと銅イオンとの複合化、レドックス活性フェロセン誘導体のポリアニリン主鎖への導入および含硫黄官能基のポリピロール主鎖への導入により、導入したレドックス活性種と導電性高分子主鎖との間で速やかな電子移動反応が起こる新規レドックス活性導電性高分子を作製した。(3)ピリジン基を有する相転位性イソプロピルポリマーゲル中に酵素活性中心であるヘミンを配位結合により導入することにより新規レドックス活性イオン伝導体を作製し、ポリマーゲルを相転位させることにより過酸化水素の還元に対するヘミンの触媒活性をコントロールすることに成功した。また、ゲルにルテニウム錯体を配位させることにより、その酸化還元活性の制御も行った。(4)イオン伝導体におけるイオン移動に対して、メチルメタクリレートおよびアクリロニトリル系ポリマーゲルの開発に関して、共重合体の作製、架橋構造および架橋度を制御することにより、10^<-3>S/cm以上の高イオン伝導度を有するリチウム二次電池用ポリマーゲル電解質を開発した。(5)メチルメタクリレート系ポリマーゲル電解質へのエチレンオキシドユニットの導入により、金属リチウム負極/ポリマーゲル電解質界面におけるリチウムデンドライトの生成を抑制することに成功し、金属リチウム電極を使用する高エネルギー密度二次電池用電解質として高イオン伝導性を有する高機能性ポリマーゲルの作製に成功した。本研究では、電子伝導性を示す導電性高分子化合物およびイオン伝導性を有する有機溶媒含有高分子ゲル化合物について、電子あるいはイオンの移動反応の制御と促進に焦点を置き、研究を行った。1.新規導電性高分子の合成と電子移動触媒作用の評価主鎖上にスルフォルニ基(-SO_3^-)や電気化学的に活性なチオール基(-SH)を有するスルホン化ポリアニリンの合成を行った。得られた有機イオウ含有ポリアニリンの、有機イオウ化合物の酸化還元反応に対する触媒作用を調べたところ、スルフォニル基の導入により、2.5-ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール(DMcT)の酸化反応に対する触媒作用が高められることがわかった。また、水晶振動子マイクロバランス法を用いた測定により、スルフォン化ポリアニリンの酸化還元反応にともない、電解質溶液中のカチオンが移動することが確認された。また、本研究では、スルフォン化ポリアニリンと銅イオン等の金属イオンの複合化および電子移動反応についても評価を行った。2.高分子ゲル化合物の合成およびイオン移動反応の解析本研究では、アクリロニトリル系およびメタクリレート系の高分子ゲル電解質の合成に行い、高分子ゲルの構造や架橋度、濃度、電解質の組成等が、ゲル中におけるイオン移動反応に及ぼす影響について評価を行った。交流インピーダンス法を用いて高分子ゲルの抵抗を測定した結果より、高分子濃度の増加および架橋構造の導入により、イオンの移動反応が遅くなることがわかった。また、電解質イオンの大きさを変えることにより、イオンの輸率を制御することができた。1.導電性高分子と金属イオンとの複合化:アニオン性のスルフオニル基を導入したスルフォン化ポリアニリン(PMAS)と銅イオンとの複合化(錯体形成)および得られた複合体の電子移動反応特性について評価を行った。ラマン分光法により、PMASの窒素原子が銅(II)イオンに配位した金属錯体の形成が示唆された。

また、PMASと銅イオン間に作用する静電的相互作用により、未修飾のポリアニリン(PAn)-銅イオン錯体と比較して、より安定な複合体を得ることができた。さらに、銅イオンとPMAS間の電子移動反応について検討を行った結果、PMASの還元体とCu(II)イオンおよびPMASの酸化体とCu(1)イオン間で電子移動が起きることが見いだされ、PMASと銅イオン間では両方向に電子移動反応が進行することがわかった。これらの結果より、金属イオンが導電性高分子の酸化還元反応を促進化する可能性が示された。2.高イオン伝導性高分子ゲルイオン伝導体の開発:アクリロニトリル(PAN)系およびメチルメタクリレート(PMMA)系高分子ゲルイオン伝導体の開発を行った。PANゲルの場合、メチルメタクリレートやビニルアセテート等と共重合体化することによりイオン伝導度を2倍以上に高めることに成功した。PMMAゲルの場合、架橋構造(架橋度、架橋鎖長)を制御することにより、10^<-3>S/cm以上の高いイオン伝導度が得られた。さらに、リチウム二次電池の電解質としての応用を考慮し、リチウム金属電極界面におけるリチウムの還元析出にともなうリチウムデンドライト生成に対する抑制効果について検討を行った結果、デンドライト生成を抑制するには高分子ゲルの機械的強度を調節する必要があり、それにはPMMAゲルの架橋構造のコントロールが有効であることが見いだされた。平成12年度は、レドックス活性な種々の含硫黄官能基を導入した新規導電性高分子の作製とその電気化学的挙動について検討を行った。例えば、新規含硫黄ピロール誘導体の合成を行い、それらのピロールモノマーを化学的あるいは電気化学的に酸化・重合することにより新規含硫黄ポリピロール誘導体薄膜を電極表面上に作製した。サイクリックボルタンメトリーおよび電気化学水晶振動子マイクロバランス法、ラマン分光法を用いた実験より、導入した含硫黄官能基とポリピロール主鎖との間で電子移動反応が起きることが示唆され、分子内に新たな電子移動系を有する新規導電性高分子を作製することに成功した。このような新規導電性高分子材料は、高エネルギー密度正極材料として有用であると期待される。本研究では、イオン伝導体として、高イオン伝導性メチルメタクリレート系ポリマーゲルについても検討を行った。エチレンオキシドユニット(-CH_2-CH_2-O-)を有するアクリレートモノマーおよびジアクリレートモノマーを共重合させることにより新規化学架橋型メチルメタクリレート系ポリマーゲルを作製し、リチウム電池用電解質としての特性評価を行った。それらのポリマーゲル電解質のイオン伝導度およびリチウムイオンの輸率は、架橋度および架橋長、そしてエチレンオキシドユニットの数に依存した。それらのパラメーターを制御することにより、10^<-3>S/cm以上のイオン伝導度を有するメチルメタクリレート系ポリマーゲル電解質が得られた。また、金属リチウム/ポリマーゲル電解質界面におけるリチウムデンドライトの生成に対して抑制作用を示す高機能性ポリマーゲル電解質の作製にも成功した。
固体飛跡検出器CR-39を用いたレーザー加速イオンの価数評価手法の開発

レーザー駆動イオン加速では、高エネルギーかつ高品質なイオンビーム発生が課題とされているが、そのためには、加速メカニズムを明らかにすることが重要である。本研究では、イオンの加速メカニズム解明に貢献するため、高強度レーザーと物質の相互作用によって形成されるレーザープラズマの状態を現す一つの指標となるイオンの価数分布を、固体飛跡検出器CR-39によって明らかにすることを目的としている。2018年度は、神戸大学大学院海事科学研究科のタンデムバンデグラフ加速器において、前年度に構築したイオン照射体系を利用し、CR-39に対して水素及び酸素イオンの照射を行った。具体的には、加速器の0度方向のビームラインに、電場と磁場によってイオンを分光するトムソンパラボラシステムを設置し、その検出部にCR-39を用い、様々なエネルギーと価数の酸素イオンの照射を行った。また、参照のため水素イオンの照射も同マシンタイムにて行った。トムソンパラボラシステムでは、質量電荷比に応じて検出部でのイオンの入射位置が異なるため、あらかじめ軌道計算によって水素及び酸素イオンの価数ごとに入射する位置を求め、エッチング後のCR-39上に形成されたエッチピットの位置と比較した。また、エッチピット開口部を、光学顕微鏡を用いて観察し、エネルギーと価数に応じた形状の違いについて調べた。水素クラスターターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速実験では、CR-39に加えて原子核乾板を使用したエネルギースペクトル計測を行い、両者の結果がおよそ一致したことにより、CR-39によるイオン計測の精度が十分であることを見出した。タンデム加速器を用いた照射実験は、2018年度に構築した加速器0度方向のビームラインにおける照射体系を利用した。具体的には、タンデム加速器から加速された様々な価数の酸素イオン及び中性粒子をトムソンパラボラシステム内に同時入射させることによって、1枚のCR-39サンプル上に形成されるエッチピットを観察する。これにより、サンプル間の個体差やエッチング処理におけるわずかなパラメータの違いを考慮せずに、高精度な解析を行うことができる。当初、10日間のマシンタイムを取得する予定であったが、実際には5日間のみとなった。前年度の照射実験では、トムソンパラボラシステムのアライメントの不具合により、中性粒子を検出することができず、イオンの質量電荷比によって形成される二次曲線の原点が不明であったため、エッチピット位置から正確な価数とエネルギーを算出することが困難であった。そこで、今年度はアライメント手法を見直し、中性粒子の検出に成功した。これにより、入射位置からエネルギーと価数を判別することが可能となり、13価の酸素イオンが検出された。観察可能なエッチピットに対して、エッチピット径のエネルギーに対する校正曲線を得ることができた。価数の違いによるエッチピット径の違いについては、現在も解析を継続中である。一方で、量子科学技術研究開発機構関西光科学研究所において行う予定としていた、二酸化炭素クラスターターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速実験は、水素クラスターターゲットを用いた実験となったため、本研究で開発するイオンの価数弁別手法は適用できなかった。そこで、今年度は、固体飛跡検出器CR-39に加え、原子核乾板を用いてレーザー加速プロトンの詳細なエネルギースペクトルを計測し、両者の結果がほぼ一致することから、これまでのCR-39を用いたイオン計測の精度を保証することができた。2019年度は、タンデム加速器のマシンタイムを計15日間取得し、アライメント及びビーム電流量をコントロールすることで、CR-39上に形成される観察可能なエッチピット数を増やし、統計量を稼ぐことでより誤差の少ないデータを取得したいと考えている。また、加速器のターミナル電圧を細かく調整し、様々なエネルギーの酸素イオンを照射し、データベースの充実を図る。また、酸素イオンのみではなく、炭素イオンや金イオン等の他のイオン種についても同様の実験を行う。レーザー駆動イオン加速実験では、量子科学技術研究開発機構関西光科学研究所において行われる水素クラスターをターゲットとした実験に加え、グラフェンをターゲットとしたイオン加速実験に本手法を適用し、グラフェンに由来する炭素イオンと表面に付着している水に由来する酸素イオンのエネルギースペクトルを計測すると同時に、イオンの価数判別も行いたいと考えている。2018年度に、CR-39に対するレーザー光の影響を調べたところ、レーザー光が直接入射した際、イオンでは作り得ないいびつな形状をしたくぼみが現れ、エッチピットの解析に影響を及ぼすことが分かった。しかしながら、価数を特定するためには、電荷交換が起こるのを避けるため、CR-39の前面にフィルターを設置することができない。そこでCR-39の設置場所を工夫し、レーザー光やその散乱光が入射しにくい位置を選択し実験を行う。CR-39を用いてイオンの価数を明らかにするためには、あらかじめ、加速器においてエネルギーが既知で価数の異なるイオンを照射し、その後のエッチング処理によって生成されるエッチピットの形状の違いを明らかにする必要がある。平成29年度は、神戸大学大学院海事科学研究科のタンデムバンデグラフ加速器において、イオン照射体系を構築し、CR-39に対して酸素イオンの照射を行った。

具体的には、加速器の0度方向のビームラインに、電場と磁場によってイオンを分光するトムソンパラボラシステムを設置し、様々な価数の酸素イオン及び中性粒子を検出部のCR-39に照射した。トムソンパラボラシステムでは、質量電荷比に応じて検出部でのイオンの入射位置が異なるため、あらかじめ軌道計算によって酸素イオンの価数ごとに入射する位置を求め、エッチング後のCR-39と比較した。CR-39上のエッチピットの位置を、高速画像取得顕微鏡によってマッピングすることで、13価の酸素イオンが入射していることが明らかとなった。また、エッチピット開口部のより詳細な形状について光学顕微鏡を用いて解析を行った。量子科学技術研究開発機構関西光科学研究所において行う予定としていた、二酸化炭素クラスターターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速実験は、水素クラスターターゲットを用いた実験となったため、本研究で開発するイオンの価数弁別手法は適用できなかったが、固体飛跡検出器CR-39を用いてプロトンのエネルギースペクトル等を明らかにした。そこで、平成29年度は、固体飛跡検出器CR-39に対するイオン照射体系の構築を主として行った。加速器におけるイオン照射実験では、当初、偏向磁石によってエネルギーと価数が限定されたイオンのみを照射可能なビームラインにおいてイオン照射を行う予定であった。しかしながら、本研究の目的であるイオンの価数弁別のためには、エネルギーが既知で、異なる価数のイオンが同時に照射されることが望ましい。この点に対して、これまでCR-39に対するイオン照射に利用していなかった加速器の0度方向のビームラインに対して、新たにトムソンパラボラシステムを設置することで解決した。これにより、1枚のCR-39上に、複数の価数のイオンが入射してエッチピットを形成するため、検出器のロットごとの感度のばらつきや、エッチング条件のわずかな違いによるエッチピットサイズの変化を考慮せずに解析を行うことが可能となり、より精度の高いデータベースを構築可能な環境を整えることができた。実際に酸素イオンを照射したCR-39上には、13価の酸素イオンと思われるエッチピットが形成されており、そのサイズがわずかに異なることが明らかとなった。レーザー駆動イオン加速では、高エネルギーかつ高品質なイオンビーム発生が課題とされているが、そのためには、加速メカニズムを明らかにすることが重要である。本研究では、イオンの加速メカニズム解明に貢献するため、高強度レーザーと物質の相互作用によって形成されるレーザープラズマの状態を現す一つの指標となるイオンの価数分布を、固体飛跡検出器CR-39によって明らかにすることを目的としている。2018年度は、神戸大学大学院海事科学研究科のタンデムバンデグラフ加速器において、前年度に構築したイオン照射体系を利用し、CR-39に対して水素及び酸素イオンの照射を行った。
居住環境老年学の視点による郊外住宅地の再構築－空き家・空き部屋の活用と多世代交流

高度経済成長期に大都市周辺に開発された郊外住宅地では一斉に高齢化が進み、とりわけ戸建て住宅地では、介護施設やサービス施設のための敷地条件に乏しく、空き家が増加している。高齢者自らが将来の地域社会や生活をデザインし、互いに支え合い多世代が住み続けられるまちの仕組みづくり、空き家・空き部屋を活用し再編を試みる。社会的孤立を解消する異世代共生、多世代交流型コミュニティを構築することを目的とし、その実現のための条件整備に関する調査研究をおこなう。3年目には、具体的空き家活用の試行・モデル化を目的として調査対象地の住民に具体的に呼びかけ、交渉をおこなった。調査対象地は、これまで各町内会と共同研究の協力関係にあるK市I住宅地とY市T地域(+同地域ケアプラザ)を主とし、Y市S団地における学生居住の試みを加えて考察をする。1)住民の組織による自主的なまちづくり組織、継続居住研究会を中心に定期的に地域内のケアシステムの課題を探った。とくに空き家予備軍としての単身世帯の様々な居住不安などが課題として浮かび上がった。すでに実施したアンケート調査の再集計により、単身高齢者の生活ニーズなどを分析し、引き続きワークショップの企画をおこなった。2)ホームシェアによる相互見守りシステムについては、説明会などを開催したが対象者がなかなか現れず、I地域においては学生による実験的居住として3ヶ月の試行をおこなった。この事例からルール作りのための具体的素材を得ることができた。3)住宅地完結型地域分散型ケアシステムのために、具体的に小規模多機能施設の利用者が空き部屋を提供する可能性があることから、具体的な建築の条件や運営の方法、介護施設(小規模多機能サテライト)としての転用を検討した。地域全体のケアシステム化に関しては、継続的に構想を提示し、働きかけをおこなった。具体的な空き家・空き部屋を提供してくれる協力者が未だに最終的には現れておらず、具体的な施設への転用改修は実現しておらず、実施試行が遅れている。改修工事をともなわない短期間の試行は実施して、一定の知見は得られているが、当初予定していた大規模な転用による効果の検証ができていない。引き続き、実例として自宅を提供してくれる居住者を探し、住宅の改築を実現したい。介護施設への転用については、新たに可能性が出てきたので、実現をはかる。また、多世代交流の新たな試みとして、高齢化した団地において学生の入居による交流と活性化を試み、その条件や効果などを考察するという展開も加えている。高度経済成長期に大都市周辺に開発された郊外住宅地では一斉に高齢化が進み、いわゆるNORC(自然発生的高齢者村)と呼ばれ、とりわけ戸建て住宅地では、介護施設やサービス施設のための敷地条件に乏しく、空き家が増加し、今後、多くの地域が直面することになる数々の問題が凝縮されている。すなわち、住宅団地内に既にある各種の地域資本(空き家や退職者など)を再発見し、それらを活用し、社会的孤立を解消する異世代共生のしくみに転化し多世代交流型コミュニティを構築することを目的とし、その実現のための条件整備に関する調査研究をおこなう。初年度は、基礎的な課題の検討と調査のための準備を行う。調査対象地は、K市I住宅地とY市T地域(+同地域ケアプラザ)を主とした。1)地域で住み続けたいとする高齢者自身が、老後の将来のビジョンを描きながら主体的に生活設計をするための勉強会とワークショップを開催し、生活リフォームの仕組みを地域内で確立するための条件を模索した。住民人材バンクなど自分たちで相互に助けあう仕組みづくり、将来の要介護への対応に関するワークショップなどを実施して検討した。2)空き家予備軍(高齢者単身世帯等)の空き部屋を活用し、見守りのために他者が共生するための居室作り(ホームシェア)の条件について基礎的な情報を集めた。環境整備などの具体的な試行にとりかかるための準備をおこなった。3)地域に点在する空き家やその予備軍の住宅をネットワーク化させ、住み続けるための介護拠点等の分散整備を提案、既存住宅を地域に必要な施設へと転用改修、また独居世帯同士のシェア・集住、二拠点居住などにより、地域全体で継続居住するシステムを提案し町内会で検討した。初年度では、調査実施のための準備等に注力し、その中で、ホームシェアなどの具体的可能性についての模索を進めたが、実際に自らの住宅を提供し実現のために動くところには至っていないので、引き続き実現の機会をねらう。現在のところ、地域住民の協力は良好で、空き家活用、介護を見据えた地域ケアシステム化への意識も高まってきている。

二年目の年度において、調査対象地は、前年度と同じK市I住宅地とY市T地域(+同地域ケアプラザ)を主とし、新たにY市S団地における学生居住の試みを加え、対象とした。1)地域で住み続けたいとする高齢者自身が、老後の将来のビジョンを描きながら主体的に生活設計をするための勉強会とワークショップを開催し、とくに空き部屋を活用した異世代ホームシェアのしくみづくりに向けた検討を進めた。また高齢者自らが老後生活を計画するための学習のしくみづくりについて検討を進めた。2)高齢単身化の傾向が進む中で、見守りのために他者が共生するための居室作り(ホームシェア)の条件等やIT機器やサービスによる対応について調査をおこない、そのための可能性について考察をした。また、高齢化の進む集合住宅地においては、空き住戸を学生に低家賃で貸し、高齢住民とともに地域活動をおこなっていく共生の仕方を試みた。3)地域に点在する空き家を活用して介護拠点等の整備を提案し、民間事業者による運営にむけての転用改修、そのための空き家確保のための情報収集を町内会で検討した。住民の意識は高まっているが、ホームシェアの具体的可能性についての模索をさらに進めたが、自宅を提供し実現のために動く家主はまだ現れず、試験的な体験入居にとどまっている。引き続き実現の機会をねらう。かわりに、学生の居住を集合団地に確保する異世代シェアの試みについては実施することができ、進捗状況の記録を進めている。高度経済成長期に大都市周辺に開発された郊外住宅地では一斉に高齢化が進み、とりわけ戸建て住宅地では、介護施設やサービス施設のための敷地条件に乏しく、空き家が増加している。高齢者自らが将来の地域社会や生活をデザインし、互いに支え合い多世代が住み続けられるまちの仕組みづくり、空き家・空き部屋を活用し再編を試みる。社会的孤立を解消する異世代共生、多世代交流型コミュニティを構築することを目的とし、その実現のための条件整備に関する調査研究をおこなう。3年目には、具体的空き家活用の試行・モデル化を目的として調査対象地の住民に具体的に呼びかけ、交渉をおこなった。調査対象地は、これまで各町内会と共同研究の協力関係にあるK市I住宅地とY市T地域(+同地域ケアプラザ)を主とし、Y市S団地における学生居住の試みを加えて考察をする。1)住民の組織による自主的なまちづくり組織、継続居住研究会を中心に定期的に地域内のケアシステムの課題を探った。とくに空き家予備軍としての単身世帯の様々な居住不安などが課題として浮かび上がった。すでに実施したアンケート調査の再集計により、単身高齢者の生活ニーズなどを分析し、引き続きワークショップの企画をおこなった。2)ホームシェアによる相互見守りシステムについては、説明会などを開催したが対象者がなかなか現れず、I地域においては学生による実験的居住として3ヶ月の試行をおこなった。この事例からルール作りのための具体的素材を得ることができた。3)住宅地完結型地域分散型ケアシステムのために、具体的に小規模多機能施設の利用者が空き部屋を提供する可能性があることから、具体的な建築の条件や運営の方法、介護施設(小規模多機能サテライト)としての転用を検討した。地域全体のケアシステム化に関しては、継続的に構想を提示し、働きかけをおこなった。
サンフランシスコ講和体制と都市町内会の復活過程に関する実証的研究-仙台,東京を中心として-

前年度における主要図書館における資料サーベイ、文献研究、そして今年度におけるヒヤリングによって、都市町内会の復活過程に関して、概ね次のような知見が得られた。仙台、東京(横浜)のいずれの場合も、サンフランシスコ講和条約の締結に伴う、町内会禁止を定めたポッダム政令第15号の失効によって、雨後の筍の如く町内会の叢生をみたが、その兆しはすでに講和締結のほぼ1年位前から観られた。すなわち、昭和26年頃から一部地域で福祉組織、防火・防犯組織、日赤奉仕団等の〈代替組織〉の町内会への切り替えがはじまり、またそれとともに、町内会禁止とともに設けられた、行政と住民を橋わたしする(実態としては行政の下請を担った)各種委員(象徴的には民生委員)の大幅な再編が行われるようになっている。つまりこの時期において、町内会復活に向けての、組織面、人的構成面(とりわけリーダー層の包絡という点)での「上から」の再編が進展しているのである。こうした動きは、講和締結を経て加速し、町内会の公然たる復活に加えて、連合組織化の動きとして顕著になった。こうした一連の動きにたいして、行政のフォーマル、インフォーマルの介入が大きく作用していることについては、前年度に述べた通りである。しかし同時に、町内会の復活を必然化せしめたいま一つの要因として、〈受苦〉の地域社会が存続していたことを忘れてはならない。そこには、地域生活の自存に向けた「共同生活」への模索が伏在していたのである。この点については、5年度から6年度にかけて実施されたヒヤリングによる知見に負うところが大きい。しかし未だ研究成果としてまとめ切れていない部分もあり、これらは別途発表する機会をもちたい、と考えている。東京市政専門図書館、東京都立中央図書館、国立国会図書館等の資料サーベイで、戦後改革期に関する文献・資料、都市町内会の“復活過程"に関する文献・資料を発掘・探索し、それらの一部を研究用資料として収集した。しかし、それらの大部分は未だマイクロ・フィッシュに収められたままで、現在、その複写作業を鋭意遂行中である。現時点までに得られた知見としては、サンフランシスコ講和条約締結以前のほぼ1年位前から、町内会禁止を定めたポツダム政令第15号が実質的に失効同然の状態となっており、それと符節を合わせるかのように一部地域で福祉組織、防火・防犯組織、日赤奉仕団等の〈代替組織〉の町内会への切り替えが観られることである。と同時に、町内会禁止とともに設けられた、行政と住民の間を媒介するリンクマンとしての各種委員の大々的な再編が行なわれるようになっている。つまりこの時期において、町内会復活に向けての、組織面、人的構成面(とりわけリーダー層の構成面で)で「上から」の再編が進展しているのである。こうした動きは、講和締結を経て加速し、町内会の公然たる復活に加えて、連合組織化の動きが顕著となっている。因みに、上述の一連の動きにたいして、行政の介入が大きく作用していることも明らかになった。ただし、こうした動きがマクロなレベルでの施策の体系とどうリンクしていたかは、未だ明らかにされていない。また地域権力構造の再編と具体的にどう切りむすばれるかも不明である。今後、こうした点の解明を行なうとともに、都市町内会の復活過程の全容を明らかにしていきたい。昨年度、東京市政専門図書館、東京都立中央図書館、国立国会図書館等で収集した資料と、今年度補足的に収集した資料を一定の理論的枠組の下で整理し、いくつかの知見を得た。特に今年度は、仙台市の占領期から講和体制締結時までの町内会の動向について重要な知見を得た。仙台市において戦時体制を支えた公会制はポツダム政令第15号によって廃止され、従来公会が行ってきた事務は1947年4月1日付で市に移管された。

しかしその直後にインフォーマルな形での市民組織が続々と現われ、町内会・衛生組合などの団体が次々と結成された。こうして1948年までには123もの自治会が自主的に復活するに至った。だが、これらの組織も同年5月3日付でGHQ公衆衛生部(PHW)の覚書によって5月末までに全部解散を命じられるまでに至った。これ以降、公会-町内会はタテマエとしては存在しなかったわけであるが、農村地域の一部では「契約会」という名称で存続し、広く隣保組織としては「青年会」という形で残存することになった。すなわちこの青年会において町内会業務の大半が遂行されたのである。そして1952年のサンスランシスコ講和体制の締結と前後して自主的な町内会の結成の動きが公然化した。注目すべきは、ここで復活した町内会は文字通り公会の復活であって、事実、新たに登場した町内会のリーダー層のかなりの部分が公会時代の役員経験者であったことだ。こうした動向は前年度に観察した東京の動向と近似するものであり、講和期における地域権力構造の再編が町内会の復活と無関係でなかったことを示唆している。なお、前年度と今年度得た知見については、さらに理論的推敲をかさね、近々、その成果を学会発表するとともに、何らかの形で集約する予定である。
寄主免疫作用に対するヤドリバエの回避戦略：本当に柔術か

ヤドリバエDrino inconspicuoides幼虫が寄生に際し寄主に侵入すると、幼虫体の周囲に寄主免疫作用の結果と考えられる一種の膜状物質が形成される。調査により、この構造物の形成過程で、寄主の脂肪体がその構成要素の一つであることが明らかになった。そこで、「この脂肪体細胞は、ヤドリバエ幼虫が体外に分泌した成分の誘引によるものである」という仮説を立てて検討を行った。ヤドリバエ幼虫を寄主であるアワヨトウ幼虫に寄生させ、2時間後に寄主を解剖してハエ1齢幼虫を回収し、生理食塩水中に放置して幼虫が分泌すると考えられる物質を回収した。この分泌溶液にビーズを浸漬してコーティングし、アワヨトウ体腔内に移植したところ、ビーズに脂肪体細胞が付着することが確認された。このことから、分泌物に脂肪体誘引活性物質が含まれている可能性が示唆された。さらに、分泌溶液をプロテアーゼで処理し、その溶液をビーズに吸着させたところ、脂肪体の誘引活性が失われたことから、分泌溶液に含まれる脂肪体誘引物質はタンパク質性であることが示唆された。ヤドリバエ幼虫から分泌される生理活性物質を、ポリスチレン製のマイクロビーズへ吸着させることにより回収することに成功した。また、このビーズのアワヨトウ幼虫への移植実験系を確立し、寄生脂肪体誘引物質がタンパク質性であることを突き止めている。この系を応用することにより、PO活性をはじめとする様々な生理活性の測定ができる目処がたっている。ヤドリバエ幼虫が分泌する寄主脂肪体誘引物質についての情報が全くないため、まずは単離して、その構造を明らかにすることを目指す。そしてこの物質の合成および分泌器官、また分泌されるタイミングなどについて研究を進めていく。仮説の検証に際し、新規発見の可能性があり、これを確かめるのに予定外の時間を費やした。このため、消耗品などの使用経費が計画より少なくなり次年度使用額が生じた。次年度は実験を予定通り実施するため、分子生物学関連試薬、飼育関連飼料などの購入と、これまでの成果を国際学会で発表する。
野生遺伝子およびヒトDNA導入によるモデル動物の総合的開発システムの基礎的研究

本研究班の目的は、重点領域研究「遺伝子導入動物」を遂行するにあたって、森脇班「野生遺伝子導入動物」、勝木班「DNA導入動物」、および野村班「系統化システム」の各班の研究が円滑に、しかも重点的な成果があがるように運営することにある。本年度は、以上の目的に従い、次のことを行った。1)公開シンポジウム「遺伝子導入動物による癌およびヒト疾患の研究」を、昭和63年5月11日、12日の両日、東京・渋谷の東邦生命ホールで行った。参加者は、延べ約400名であり、本研究の重要性と、社会からの注目度の高さを知らされた。2)班会議の実施。各班の班会議を合同で行い、班員間の相互の協力体制を密にした。3)ニュースレターの発行。班員間の連絡を密にするため、ニュースレターを年2回発行した。班会議、各種シンポジウムなどの連絡の他に、文献サービスとして、トランスジェニックマウス関係のものを掲載した。4)研究成果報告書の発行。班員の原著論文、総説等を集め、本年度の研究成果の報告として班員および関係者に配付した。以上の活動を通して、3班の有機的連携を主体とした研究の遂行を促進し得たものと考えられる。また、総括班での評価にともない、今年度は各班長に重点的に研究費を配分した。班員が使用するマウスの系統の統一のために、米国ジャクソン研究所の近交系マウスを積極的に使用し、国際的に成果を比較できるように班員に推進した。今後は、国際規格の重要性とともに、国内の特殊性も考慮に入れながら、本研究の推進を行いたい。また本年度までに成果があがった遺伝子導入マウスのみならず、ショウジョウバエ、メダカ、ニワトリなどの動物種についても、遺伝子導入が成功し今後が期待された。2)班会議の実施。
免疫チェックポイントPD-1/PD-L1の阻害剤スクリーニング

PD-1/PD-L1を阻害する免疫チェックポイント阻害剤は、近年、多くの癌種適応が認められ、新たながん治療法として注目されているが、抗体医薬品という特性から、薬価の高騰が問題視されはじめている。本研究ではより安価で同等の作用を有する低分子化合物の探索を目的として研究を推進した。はじめに、GPGPUを用いたインシリコスクリーニングで化合物を絞り込み、続いて、エフェクター細胞の腫瘍活性を定量できるアッセイ系を樹立し、スクリーニングを実施した。がん抗原に対する免疫応答の主役であるT細胞の活性化や抗原応答性は副刺激シグナル、すなわち刺激性及び抑制性シグナルのバランスにより決定される。抑制性共シグナル分子は免疫応答の恒常性を監視する機構でもあることから免疫チェックポイント分子と言われるが、がん細胞はこのチェックポイント分子を巧みに利用し、生体内の免疫から逃れている。この免疫チェックポイントを標的として開発されたものを免疫チェックポイント阻害剤であり、がん細胞の免疫からの逃避機構を遮断することで、免疫系のがん排除作用を復活させるものである。近年抗PD-1抗体が上市され、悪性黒色腫をはじめとして様々ながんで注目を集めているものの、抗体医薬使用による医療費の高騰が問題視され始め、同等の作用を持ち、より安価な低分子化合物開発を試みることは医療経済の観点からも非常に重要である。本研究ではこの低分子による免疫チェックポイント阻害剤の探索を目的とし、GP-GPU型PCによるin silicoスクリーニングを実施し、PD-1/PD-L1結合を阻害する有用化合物お絞り込みを実施した。一方、アッセイ系確立のため、キラー活性を持つヒトT細胞を増殖・活性化させるとともに、PD-1を高発現している同一ロットの細胞を大量に作製することに成功した。さらに、PD-L1を高発現させた細胞株を樹立し、上記T細胞による傷害活性を脱顆粒のマーカーであるCD107aの発現を指標にフローサイトメーターで確認したところ、PD-L1低発現細胞株との共培養ではCD107aの発現を認めるが、PD-L1高発現株ではその発現が低下することを示した。ここにPD-L1抗体を添加するとCD107aの発現が回復することから、このCD107aを指標としたアッセイ系がPD-1/PD-L1の阻害を効率的に検出できていることを明らかにした。in silicoスクリーニングではGP-GPU型のPCによる分子動力学シミュレーションやドッキングを行い、一次スクリーニングで用いるアッセイ系の構築では、実際にがん細胞による免疫細胞監視機構からの回避抑制による細胞傷害性を指標に系を確立している点で非常に特徴的であるものの、系の確立に時間がかかっており、やや遅れていると判断した。Programmed cell death 1 (PD-1)は負の補助刺激受容体で、近年がんの新たな治療法として注目されているがん免疫療法の標的分子である。この契機となったのは抗CTLA-4抗体ならびに抗PD-1抗体が、がん治療薬として承認されたことである。この阻害剤はがん細胞による免疫逃避機構を遮断することにより、免疫系のがん排除作用を再度活性化させる免疫チェックポイント阻害剤と呼ばれ、がん治療に新たな選択肢をもたらし、現在も多くの臨床試験が進んでいる。しかしながら、抗体医薬品は生産コストが大幅に高いため、従来の低分子化合物医薬品と比較すると、非常に高価となり、年間数百万もの医療費を要し、このことが日本の医療財政の圧迫につながっている。そのため、本研究課題PD-1/PD-L1相互作用を遮断する阻害剤探索のために、低分子化合物によるスクリーニングを実施した。これまでに公的データベースからin silicoスクリーニングを実施し、PD-1/PD-L1結合を阻害する化合物の絞り込みを行った。1次スクリーニングではPD-1を発現した活性型のT細胞とPD-L1を高発現させたバーキットリンパ腫細胞株を共培養し、そこに化合物を作用させることで阻害効果を検討した。このT細胞による傷害活性は脱顆粒マーカーであるCD107aの発現を指標とし、ポジティブコントロールにはPD-L1抗体を用いた。その結果1次スクリーニングではPD-L1抗体より傷害活性の高い化合物を数個認めたものの、再現性検討を含めたスクリーニングでは十分に活性を認めなかった。スクリーニングの系確立には成功したため、まずは1次スクリーニングを実施し、有用な化合物の探索を行う。CD107aの発現を亢進させる化合物を見いだせたら、再現性を確認した後、2次スクリーニングへと展開する予定である。一方、1次スクリーニングで有望な化合物を見出せなかった場合は、アッセイ系の再構築や既存のELISA等を用いることも考慮し、化合物についても生理活性物質ライブラリーなどの購入も視野に入れ、創薬に繋がる可能性のある物質の探索を試みる。分子腫瘍学実際のスクリーニングを実施できなかったことから、次年度使用額が生じた。研究打ち合わせは実施したが、先方による旅費支払いであったため、使用しなかった。実際のスクリーニングに使用する分子生物学試薬や消耗品などの購入に充てる。
C型肝炎ウイルスコアタンパク質によるNF-κB活性化機構の解析

C型肝炎ウイルス(HCV)感染による慢性肝炎、肝硬変、そして肝癌発症にはHCVの慢性持続感染が主要な原因であることが考えられる。そこでHCVの持続感染成立に深く関係すると考えられるHCVコアタンパク質(コア)による転写因子NF-κB活性化機構を明らかにすることを本研究の主たる目的とした。コアと相互作用する細胞性因子の同定ならびにその細胞性因子とNF-κB活性化との関連を明らかにするため、コアと結合する細胞性因子を酵母Two Hybrid法によってクローニングした。その結果得られた独立した候補遺伝子cDNAの中にレチノイン酸受容体(RAR)の転写コファクターSp110のスプライシング変異体であるSp110bが含まれていた。我々はコアがレチノイン酸による転写活性化を増幅することを認めており、また転写コファクターは転写因子間で共用されることが多く報告されていることから、この因子の機能解析をおこなった。その結果Sp110bは種々の組織や細胞においてSp110に比べて高度に発現されており、RARによる転写活性を負に制御する転写コファクターであることがわかった。コアが存在した場合Sp110bは本来の局在の場である核内からコアの存在する細胞質へ局在を変化させた。この局在の変化とコアによるRARによる転写活性化増幅はSp110b分子上のコア結合最小領域に相当するペプチドを過剰に発現させることで抑制されることから、これらの変化がSp110bとコアとの相互作用によって引き起こされることが考えられた。現在Sp110bと転写因子NF-κB活性化との関連を検討している。またこのコアの活性とHCVゲノム複製との関連を調べる目的でまずHCV構造タンパク質領域を含まないサブゲノムが培養細胞内で自己複製するサブゲノム複製系が完成し、これを基にコア領域を含むゲノム全長を有する培養細胞内HCVゲノム複製系を構築した。現在、Sp110bとHCVゲノム複製の関連について解析を進めている。コアがどのようなメカニズムでNF-κBを活性化するのかについて、コアと相互作用する細胞性因子の同定ならびにその細胞性因子とNF-κB活性化との関連を明らかにすることを目的とした。これまでに欠失変異体の解析からコアのアミノ末端側80残基がNF-κB活性化領域であることを明らかにしているため、まずこの領域に結合する細胞性因子の同定を目的として酵母Two Hybrid法によるクローニングをおこなった。LexAを融合させたcore(1-80)をbaitとして、human liver, leukemia, lymphocyte,そしてprostate cDNA libraryを用いてyeast two hybrid screeningをおこなった結果、最終的に17の独立した候補遺伝子cDNAを得た。これらの候補cDNAにコードされるタンパク質とGSTの融合タンパク質を大腸菌で発現、精製して、これらとin vitro転写翻訳系を用いて発現させたコアとの相互作用を検討した結果、最終的に11クローンがコアと相互作用する分子の候補として得られた。現在その候補分子の全長cDNAのクローニングならびにNF-κB活性化との関連の検討をおこなっている。またこのコアの活性とHCVゲノム複製との関連を調べる目的で組み換え体HCVゲノムが培養細胞内で複製する実験系の構築をはじめた。

現在のところHCV構造タンパク質領域を含まないサブゲノムを用いたゲノム複製系が完成しており、今後コア領域を含むゲノム全長を有する複製システムを構築する予定である。C型肝炎ウイルス(HCV)感染による慢性肝炎、肝硬変、そして肝癌発症にはHCVの慢性持続感染が主要な原因であることが考えられる。そこでHCVの持続感染成立に深く関係すると考えられるHCVコアタンパク質(コア)による転写因子NF-κB活性化機構を明らかにすることを本研究の主たる目的とした。コアと相互作用する細胞性因子の同定ならびにその細胞性因子とNF-κB活性化との関連を明らかにするため、コアと結合する細胞性因子を酵母Two Hybrid法によってクローニングした。その結果得られた独立した候補遺伝子cDNAの中にレチノイン酸受容体(RAR)の転写コファクターSp110のスプライシング変異体であるSp110bが含まれていた。我々はコアがレチノイン酸による転写活性化を増幅することを認めており、また転写コファクターは転写因子間で共用されることが多く報告されていることから、この因子の機能解析をおこなった。その結果Sp110bは種々の組織や細胞においてSp110に比べて高度に発現されており、RARによる転写活性を負に制御する転写コファクターであることがわかった。コアが存在した場合Sp110bは本来の局在の場である核内からコアの存在する細胞質へ局在を変化させた。この局在の変化とコアによるRARによる転写活性化増幅はSp110b分子上のコア結合最小領域に相当するペプチドを過剰に発現させることで抑制されることから、これらの変化がSp110bとコアとの相互作用によって引き起こされることが考えられた。現在Sp110bと転写因子NF-κB活性化との関連を検討している。またこのコアの活性とHCVゲノム複製との関連を調べる目的でまずHCV構造タンパク質領域を含まないサブゲノムが培養細胞内で自己複製するサブゲノム複製系が完成し、これを基にコア領域を含むゲノム全長を有する培養細胞内HCVゲノム複製系を構築した。現在、Sp110bとHCVゲノム複製の関連について解析を進めている。
高分子一色素ホストゲスト系の高次構造制御により発現する非線形光学解果に関する研究

近年、有機材料の光第二高調波発生(SHG)に関する研究が活発に行われている。SHGは非中心対称構造を有する結晶にのみ発現する。このような観点からホストーゲスト系材料に電界を印加してSHG活性を付与するポ-ルドポリマ-が注目を集めるようになった。しかしこの手法を用いると、配向したNLO分子が時間と共に緩和し、SHG活性が減衰してしまうという問題があった。そこで我々は高分子と色素の相互作用を利用して色素分子の配向を安定化させる手法を開発した。単独ではSHG活性を示さないパラニトロアニリン(pNA)と脂肪族ポリエステルを混合し、結晶化させるとpNAとポリマ-間に働く水素結合のため電界を印加することなしにSHG活性が発現することを見いだした。特にホストポリマ-がポリーεーカプロラクトン(PCL)の場合、pNAの組成比が25Wt%になると共晶構造を形成し、PCLの結晶成長方向を制御することによりSHG活性なpNAが一方向に配向したトランスクリスタルが作製できた。このpNA結晶薄膜の非線形光学定数はd_3=250pm/Vである。またこの系のSHG活性は1年以上に渡って減少しなかった。次にどのようなゲスト分子を用いるとポ-ルドポリマ-のSHG活性の緩和を防げるかについて検討した。配向ガスモデルを用いた解析の結果β_<xYY>などの非対角テンソル成分を持つ分子を用いると多少の配向緩和が起きても非線形光学定数は減衰しないことを見いだした。実際にβ_<xyy>テンソルが大きいpNAの2量体を合成してゲスト分子として用い、β_<xxx>しか持っていないド-パント分子と比較したところ、SHG活性の緩和が遅くなっていることが判明した。本研究で開発された材料を用いることにより安定な非線形光学デバイスが作製できるであろう。非線形光学効果は情報の高速処理、高密度記録を実現するため現在、非常に注目されている現象である。我々はポリオキシエチレン(POE)とパラニトロアニリン(pーNA)を電界結晶化することにより大きな非線形光学効果が発現することを見いだした。またポリーεーカプロラクトン(PCL)とpーNA複合膜では電界を印加せずとも自発的にSHG活性な構造ができることを見いだした。本年度はpーNA分子の配向状態、その構造、非線形光学定数の定量化等を行った。PCL/pーNAフィルムが結晶化する前にフィルムに傷を入れると核生成が制御できSHG活性なpーNAが一方向に配向したトランスクリスタルが作製できる。このトランスクリスタル及び電界結晶化したPOE/pーNA系でのpーNAの配向状態をFTーIRで測定したところ、どちらの系でもオ-ダ-パラメ-タ-が0.7程度であることがわかった。この値は通常のポ-ルドポリマ-系と比較すると極めて高い値である。このフィルムのX線を測定した所、SHG活性のないpーNAとその回折ピ-クの位置は変わらなかった。X線とFTーIR測定の結果から、SHG活性なpーNA結晶はSHG活性がないpーNA結晶と同じ格子定数を持ち、pーNA分子が全て同方向を向いている構造が推定された。またトランスクリスタルの非線形光学定数を測定した所、d_<33>=230pm/Vと2ーメチルー4ーニトロアニリンと同等のSHG活性を有していることが判明した。このトランスクリスタルをデバイス化することにより高効率の光偏向器が作製できると考えられる。

近年、有機材料の光第二高調波発生(SHG)に関する研究が活発に行われている。SHGは非中心対称構造を有する結晶にのみ発現する。このような観点からホストーゲスト系材料に電界を印加してSHG活性を付与するポ-ルドポリマ-が注目を集めるようになった。しかしこの手法を用いると、配向したNLO分子が時間と共に緩和し、SHG活性が減衰してしまうという問題があった。そこで我々は高分子と色素の相互作用を利用して色素分子の配向を安定化させる手法を開発した。単独ではSHG活性を示さないパラニトロアニリン(pNA)と脂肪族ポリエステルを混合し、結晶化させるとpNAとポリマ-間に働く水素結合のため電界を印加することなしにSHG活性が発現することを見いだした。特にホストポリマ-がポリーεーカプロラクトン(PCL)の場合、pNAの組成比が25Wt%になると共晶構造を形成し、PCLの結晶成長方向を制御することによりSHG活性なpNAが一方向に配向したトランスクリスタルが作製できた。このpNA結晶薄膜の非線形光学定数はd_<33>=250pm/Vである。またこの系のSHG活性は1年以上に渡って減少しなかった。次にどのようなゲスト分子を用いるとポ-ルドポリマ-のSHG活性の緩和を防げるかについて検討した。配向ガスモデルを用いた解析の結果β_<XYY>などの非対角テンソル成分を持つ分子を用いると多少の配向緩和が起きても非線形光学定数は減衰しないことを見いだした。実際にβxyyテンソルが大きいpNAの2量体を合成してゲスト分子として用い、βxxxしか持っていないド-パント分子と比較したところ、SHG活性の緩和が遅くなっていることが判明した。本研究で開発された材料を用いることにより安定な非線形光学デバイスが作製できるであろう。