hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発光ダイオード検出系を用いた特定細菌群集計数の自動化

バイオプローラーで特定細菌の検出を行う場合、総菌数計数のために細菌体の対比染色を行う。これまで、対比染色用栄光色素としてDAPIを用いてきた。今回、より多種の蛍光色素を利用する目的で、新たにプロピディウムアイオダイド(PI)の使用を考えた。培養細菌(大腸菌)を用いた蛍光顕微鏡観察により、PI染色濃度を決定した。その結果、10μg/mlのPI染色により、細菌体は充分に染色され、顕微鏡像も鮮明であった。これまでの実験結果から、バイオプローラーによるFluorescence in situ hybridizationでは、通常のCy3未端標識の蛍光オリゴヌクレオチドプローブでは、検出に充分な蛍光強度を得られない。そこで、本年は、CARD-FISH法による蛍光強度の増感を試みた。TSA増感システムに利用できる、ビオチン標識したオリゴヌクレオチドプローブを新たに合成した。プローブはそれぞれ、真正細菌共通のEUB338-biotin、プローブの非特異吸着を検定するための、NON338=blotin、大腸菌検出用のEc637-biotin、さらには、コレラ菌検出用のCH01-biotin, CH02-biotinである。コレラ菌の検出実験を行うため、東京湾からコレラ近縁細菌の分離を行った。東京湾晴海ふ頭より採取した海水100mlを0.2μm孔径のヌクルポアフィルターによりろ過した。ろ過フィルターは、TCBS寒天培地に貼り付け、35°Cで3日間培養した。緑色、黄色の多数の細菌コロニーを確認した。このうち、コレラ近縁と思われる黄色コロニーを計50株分離した。これら分離株は、さらにクロモアガー寒天培地による形成コロニー色の判別を行い。現在までに3株のコレラ近縁と推定される菌株を得ている。通常、細菌の高感度検出に用いられる蛍光in situ hybridization(FISH)法では、化学合成したオリゴヌクレオチド5'-末端に、Cy-3蛍光色素を付加したものが使用される。本研究課題で使用する蛍光標識プローブも、同様の方法により合成されたものを使用することを当初考えていたが、これらCy-3末端標識の蛍光標識遺伝子プローブでは、細菌迅速検出装置(Bioplorer)で検出できるだけの充分な蛍光強度を得られないということが判明した。そこで、現在市販されている細菌検出用のキットを使用することを考えた。大腸菌の検出実験:大腸菌(Escherichia coli)の蛍光顕微鏡によるFISH法のために作られたRibo Technologies Corp.の検出キットは、大腸菌16SrRNAの特異的塩基配列を識別して、in situ hybridizationを行うが、蛍光色素の詳細に関しては公表されていない。本研究では、このキットを用いて、大腸菌のin situ hybtridizationを行い、Bioplorerによる検出を試みたところ、極めて良好な結果を得た。すなわち、固定した大腸菌をこのキットによりハイブリダイゼーションを行った場合、あらかじめ対比染色用に染めた4',6-diamidino-2-phenylindole(DAPI)により得られる計数値と、FISH法によりプローブ蛍光標識した細菌計数値との問に、高い相関性が確認された。また、この大腸菌検出用プローブが他菌種(黄色ブドウ球菌)との非特異的分子交雑(クロスハイブリダイゼーション)を起こさないことも確認された。酵母の検出実験:バイオプローラーで特定細菌の検出を行う場合、総菌数計数のために細菌体の対比染色を行う。
国土計画における交流・連携効果の計測に関する理論と実証

わが国の国土計画をめぐる議論の中で、国土軸と地域連携軸の問題が重要なテーマとして注目されている。国土軸と地域連携軸は、一極集中型の国土を是正し、多極分散型国土を形成し、一軸集中型の高速交通体系から多軸・多層型のリダンダンシーをもったネットワークを形成し、さらに経済効率重視型の国土から、生活・安全・ゆとり重視の国土形成へと、国土計画の基本方向を転換しようとする哲学を背景にして生まれた戦略である。しかし、新しい戦略であるために、これらの軸形成の効果は従来型の経済効果、あるいは費用便益分析手法などでは測定できない。そこで、本研究では、国土軸に関する基礎調査に基づいて、国土計画における新しい戦略の効果測定のための研究を展開し,以下に示すようにその成果をまとめた。1.交流・連携の概念の具体化のために、理論的な考察による交流・連携の効果の定義と内容を明らかにした。そして、地域空間内での都市機能サービスの需要構造に及ぼす影響に関する理論的解明を行った。2.地域間の交流の程度の指標化のために、訪問した都市での滞在時間に着目した交流指標を提案した。そして、この交流指標について理論的な考察を行った後、高速道路の整備が地域間交流に及ぼす影響の実証分析を行った。3.国土計画や交通網整備による長期にわたる地域の変化を定量的にとらえる手法をいくつか示し、地域構造の変化を長期的・全国的な観点から実証的に明らかにした。4.都市間高速交通施設整備による利便性の向上を期待所要時間を用いることにより計測し、利便性の向上による便益計測から高速交通施設の整備効果の実証を行った。5.道路ネットワークの簡便でかつ実用的なリダンダンシー評価のために、ODパフォーマンス関数を用いたリダンダンシーの簡便評価法を構築し、現状のネットワークの評価だけでなく、事前・事後の対策による効果も評価できる手法を構築した。<都市施設整備計画に関する交流・連携の理論モデルの構築>次期全国総合開発のキーワードである「交流・連携」について、文献レビューとモデル構築、さらにはモデルによる検証を試みた。文献レビューにおいては、交流・連携という概念がどのように生まれ、変遷してきたかについてまとめ、地域づくりにおける交流・連携の捉えられ方と現在の議論における問題点を整理した。モデルの構築においては、今後の交流・連携施策で重視される都市施設整備計画に関して、一般均衡理論に基づくモデルを構築し、理論的考察を行った。また、シミュレーション計算を行うことで、都市施設整備における交流・連携について地域システム、人口、施設など様々な角度から検討を加えた。モデルは、私的財的な施設と公共財的な施設の2つのカテゴリーで、都市施設整備計画に関する供給者と利用者の関係を表す一般均衡モデルを構築し、シミュレーション計算を行った。その結果、交流状態における都市施設整備は、料金低下や他地域からの需要によって、中低次レベルの施設利用の便益は中小地域の方で大きくなること、高次施設の便益については大地域と中小地域の間で大きな格差が生じることがわかった。また、公共財的な施設においては、競争によって生じる無駄な予算の配分の仕方によって、連携方策を考慮する必要性を示した。地域間に人口の差がある場合は、異なるレベルの施設間で予算を分配し直すことで無駄をなくし、より大きな規模の施設の効率的な形成が可能となる。人口に差がない場合は、施設レベル間での予算配分変更では、大規模な高次施設の形成が達成されないが、各地域で幾種類かの高次施設を分担整備するという連携方策で、これを達成することが可能となることがわかる。

自然災害等によって道路ネットワークが被害を受けた場合に、ネットワークにおけるリンクの代替性の視点から計画された道路リンクの整備効果を計量する方法を提案し、事例分析を行った。計量方法は、計画リンクが存在しないときの被害額に対し、そのリンクが存在することによって軽減される被害額を算出するもので、消費者余剰を計量指標として用いた。事例分析の対象地域として、大阪府、兵庫県、奈良県、和歌山県の近畿地方の4府県、及び徳島県、香川県、愛媛県、高知県の四国地方の4県、合計8府県からなる地域を設定した。ゾーンは市町村を単位とし、移動におけるゾーンの起終点は市役所、町村役場所在地とした。ケーススタディとして、神戸-鳴門ルートの神戸市と淡路島の間か通行できなくなったときの紀淡海峡ルートのリダンダンシー効果を算出した。その結果、神戸市と淡路島間が通行できなくなったときに受ける消費者余剰の減少額は、紀淡海峡ルートが未整備の場合、整備済の場合とも大きく、これらの値の差として算出されるリダンダンシー効果は4府県中最大となった。大阪府と徳島県においては消費者余剰の減少額は、兵庫県に比して小さいが、それに対するリダンダンシー効果は兵庫県に比べて比率的に大きいことがわかった。地理的に見て最も関連のある和歌山県においてはリダンダンシー効果は小さいものの比率としては大きい傾向にあることが示された。わが国の国土計画をめぐる議論の中で、国土軸と地域連携軸の問題が重要なテーマとして注目されている。国土軸と地域連携軸は、一極集中型の国土を是正し、多極分散型国土を形成し、一軸集中型の高速交通体系から多軸・多層型のリダンダンシーをもったネットワークを形成し、さらに経済効率重視型の国土から、生活・安全・ゆとり重視の国土形成へと、国土計画の基本方向を転換しようとする哲学を背景にして生まれた戦略である。しかし、新しい戦略であるために、これらの軸形成の効果は従来型の経済効果、あるいは費用便益分析手法などでは測定できない。そこで、本研究では、国土軸に関する基礎調査に基づいて、国土計画における新しい戦略の効果測定のための研究を展開し,以下に示すようにその成果をまとめた。(1)交流・連携の概念の具体化のために、理論的な考察による交流・連携の効果の定義と内容を明らかにした。そして、地域空間内での都市機能サービスの需要構造に及ぼす影響に関する理論的解明を行った。(2)地域間の交流の程度の指標化のために、訪問した都市での滞在時間に着目した交流指標を提案した。そして、この交流指標について理論的な考察を行った後、高速道路の整備が地域間交流に及ぼす影響の実証分析を行った。(3)国土計画や交通網整備による長期にわたる地域の変化を定量的にとらえる手法をいくつか示し、地域構造の変化を長期的・全国的な観点から実証的に明らかにした。(4)都市間高速交通施設整備による利便性の向上を期待所要時間を用いることにより計測し、利便性の向上による便益計測から高速交通施設の整備効果の実証を行った。(5)道路ネットワークの簡便でかつ実用的なりダンダンシー評価のために、ODパフォーマンス関数を用いたリダンダンシーの簡便評価法を構築し、現状のネットワークの評価だけでなく、事前・事後の対策による効果も評価できる手法を構築した。
ヤコウタケ生物発光機構解明と標識材料の開発研究

初年度の研究により、「ヤコウタケ生物発光は酸素要求性」であることを確認した。すなわちヤコウタケ数個を縦に吊るし、系に不活性ガスを満たすと発光を一旦停止する。次いで不活性ガスを徐々に空気と置換すると、空気に触れた順に発光を再開した。一方、凍結乾燥したヤコウタケ(発光活性は消失)に水を添加すると、再び生物発光と同じ約525nmの蛍光を発することも判明した。これらからヤコウタケ生物発光には、「酸素と水」が必要であることが確認された。またヤコウタケ凍結乾燥体を粉末状にし、不活性ガス中で保存すれば「発光材料」として活用できることがわかった。ヤコウタケの発光形態は不明であるが、月夜茸はルシフェリンールシフェラーゼ反応(L-L反応)により発光するとの報告がある。これを参考に、ヤコウタケの生物発光もL-L反応であると仮定し、ヤコウタケ発光物質の単離・抽出を試みることとした。他の発光生物と同様にヤコウタケ子実体を破砕し、各種緩衝溶液等で発光関連タンパク(酵素)の抽出を試みたが、タンパクの可溶化には至らなかった。ところが本実験の過程で、沈殿物である破砕断片に発光が確認された。そこで、ヤコウタケ子実体の細胞壁を酵素消化によって除去・プロトプラスト化した後、酵素タンパクの可溶化を試みた。各種実験条件を詳細に検討したところ、酵素消化条件での加熱(約50度)により、ヤコウタケの発光活性が消失することが確認された。また界面活性剤による可溶化も試みた。市販のDetergent Test Kitを用いたところ、数種の界面活性剤で、ヤコウタケ子実体タンパクの可溶化に成功した。現在、低温での酵素消化によるプロトプラスト化とタンパク可溶化、および界面活性剤による可溶化物からの発光関連物質の抽出を行っている。またメタノール等による発光基質(低分子有機化合物を想定)も並行して行っている。発光キノコ「ヤコウタケ」の生物発光に関わる物質を探索すべく,発光に必要な条件を探究した.1.ヤコウタケ生物発光の酸素要求性について申請者らは,ヤコウタケ生物発光が酸素要求性であることの明確な実証がなかった.今回,発光しているヤコウタケ子実体を採取し,密閉した容器にアルゴンを満たして56個のヤコウタケを縦に吊るし,ヤコウタケの生物発光が停止することを確認した.この容器の上部から徐々に空気を送り込み,下部からアルゴンを徐々に排出したところ,上から順々にヤコウタケの発光が回復することを確認した.本実験は複数回行なうことで再現性を確認し,ヤコウタケに空気(酸素)が必要であることを確認した.すなわち,一旦発光が停止した後でも発光が回復できることが明らかとなった.このことから,酸素によってヤコウタケ生物発光をON/OFFできることが判明した.しかし,長時間無酸素状態で放置すると,ヤコウタケが窒息し,生物発光が回復しなくなることも判明した.2.ヤコウタケ生物発光の材料化への可能性について申請者らは,生物発光系を材料として活用する方法に付いて模索している.すなわち「発光材料」として保存可能であり,簡便かつ容易に発光させられるような製材(光のモト)を創製したいと考えている.今回,発光しているヤコウタケを採取,フリーズドライして粉末化し,このヤコウタケ粉末に空気中で水をかけると,発光が回復することを見い出した.つまりフリーズドライで発光を一時的に停止・保存させ,水を添加することで再び発光を開始させることに成功した.しかしこの方法ではヤコウタケの持続発光を再現することはできず,生物発光と生命活動との関係が示唆された.転ずることで,生命活動により供給される物質を人工的に補うことで,発光を人為的に持続できる可能性が想起された.初年度の研究により、「ヤコウタケ生物発光は酸素要求性」であることを確認した。市販のDetergent Test Kitを用いたところ、数種の界面活性剤で、ヤコウタケ子

実体タンパクの可溶化に成功した。現在、低温での酵素消化によるプロトプラスト化とタンパク可溶化、および界面活性剤による可溶化物からの発光関連物質の抽出を行っている。またメタノール等による発光基質(低分子有機化合物を想定)も並行して行っている。
地域居住の時代においてサービス付き高齢者住宅入居がもたらす社会的諸関係の変容

山形市内のサ高住でインタビュー調査を行うなかで、本調査を進めるなかでアクターネットワーク理論の方法論的有用性を見出し、事業者と居住者の翻訳過程に着目することになった。そして、以下の課題が浮かび上がってきた。すなわち、「サービス提供者と受給者の健全な対等性を実現させるための仕組み」をいかに構築するかである。そこで、この課題に対してさらに広い視点から質問紙調査を実施するために、福祉サービス運営適正化委員会、地域包括支援センターへのヒアリング等も行った。これらの調査から明らかになったのは、とりわけサ高住や有料老人ホームといった高齢者賃貸住宅でのトラブルの背景因子として最も多いのは、「契約内容の説明不足と理解不足」であることだ。苦情を出す利用者側においては契約内容をきちんと理解しないまま、苦情を受ける事業者側にあっては説明が不足した状態で契約を締結しているため、苦情を申し立てる側、受ける側それぞれの言い分があるものの、ふたつを媒介するコミュニケーションが生まれていないのである。他の因子としては、「地域差によって選択できるサービスの幅が狭い場合は、不本意なサービスを選ばざるを得ないことがある」ことであり、さらには「情報の非対称性」である。後者は、事業者の持つ情報と利用者が説明を受ける情報には格差があり、両者の対等性が担保されない原因となり、その結果、相談窓口では、匿名の苦情相談にとどまり、事業者とのコミュニケーションが生まれないのである。居住者と事業者のコミュニケーションを円滑化するためには、たとば、苦情をマイナスのイメージとして捉えるのではなく、むしろ「正直な事業者が、誠実な対応をしている」というプラスの査定に発展させる仕組みが必要である。国等においても、インターネット等を通したこれらの情報公開を促しているが、現場レベルでは積極的な取り組みはまだまだ見られない。研究代表者の勤務校が変わったことにより、フィールドワークの実施に際し、大きな地理的・時間的困難が生じた。そのため、当初予定していた、質問紙調査の実施を実施することができなかった。今年度で明らかになった上記の視点を踏まえつつ、新たな調査対象を新潟県内で設定し、当初予定していた質問紙調査を実施する。社会的諸関係=社会関係資本に焦点を当てて高齢者の生活を検討した国内外の先行研究の包括的レビューを行い、高齢者の社会的諸関係に関連する要素を同定(仮説設定)した。その結果、本研究では、就業・所得、健康・福祉、学習・社会参加、生活環境(家族構成を含む)と社会的包摂/排除の関係に焦点を当てることとした。また、社会関係資本に焦点を当てる本研究の社会学的知見の妥当性を裏付けるために、社会関係資本と健康格差の関連を実証した文献も渉猟して、妥当性を確認した(代表的には、近藤克則編(2007)『検証「健康格差社会」ー介護予防に向けた社会疫学的大規模調査』医学書院)。さらに、いっそうの高齢化と単身世帯化が進む高齢世帯のありようについて、内閣府による高齢社会対策に関する各種調査等を踏まえ、全国的な傾向と地域差も把握した。高齢者の生活問題を考える際には、医療、介護の面からの検討も必要になるため、行政機関(保健師、社会福祉士)、医療施設(山形市立病院済生館、日本海総合病院等)の退院調整看護師、医療ソーシャルワーカー、介護施設(とりわけ地域密着型の小規模多機能型施設)のケアマネジャー等の職員にもアプローチし、それぞれの専門職種から見た地域の高齢者の生活課題を析出するとともに、各地域のサ高住に対するインフォーマルな情報を収集した。その際には、上述のインタビュー調査を円滑に遂行するために、県内の行政機関や保健所を対象に人口、世帯、就業、健康、経済、医療・介護・福祉資源にかかわる基礎資料(最新版)の収集、整理にも当たった。当初予定していた、先行文献の包括的レビューによる高齢者の生活の実態把握、地域社会におけるインタビュー調査による高齢者の社会的諸関係の把握、高齢者の生活とサ高住に関する基礎統計資料の収集を概ね実行した。サービス付き高齢者住宅に居住する高齢者の生活について考えるべき論点として何よりも重要なのは、いうまでもなく心身の問題である。しかしながら、家族、経済、社会関係、死生観に関する問題も同じように重要である。そこで、今年度は、サービス付き高齢者住宅でのインタビューに加えて、内閣府「高齢者の日常生活に関する意識調査2014年」の個票データ(東京大学社会科学研究所附属社会調査・データアーカイブ研究センターSSJデータアーカイブより提供)を用いて、以上の論点について高齢者全般の特性も確認した。その結果、80歳以上になっても、要支援・要介護状態にならない限りは、衰退と喪失を重ねて、生きがいを感じなくなっているわけではく、多くは不自由を感じながらも自律した生活を過ごしていることが明らかになった。自立した超高齢者も数多く見られた。ただし、要支援・要介護状態になると、移動の自由が制限されるために、趣味や旅行などの活動が制限され、生きがいを感じづらくなっていくが、それは超高齢者に限ったことではない(移動の格差こそが今日の不平等の要の一端をなしていると言ってよい)。もちろん、80歳以上では、要支援・要介護状態になる者の割合が増えていた。自立せず自律できず生きがいを感じることなく生活する人びとが増えていくのである。しかし、80歳以上であろうと、要支援・要介護者の半数近くは、身近な家族関係・社会関係のなかで自らの役割を見出し、生きがいを感じながら暮らしていることが明らかとなった。高齢者の生活実態について定量的に把握したことで、ケース数が限られているサービス付き高齢者住宅居住者の生活を相対的に捉える視座を得ることができた。

また、サービス付き高齢者住宅のインタビュー調査では、サービス付き高齢者住宅の事業者自体が、当地の地域社会とのつながりを重視しさまざまな取り組みを行っているケースに接することができ、広く「地域づくり」「まちづくり」におけるサービス付き高齢者住宅の役割についても研究対象を広げることができた。引き続き、サービス付き高齢者住宅でのインタビュー調査を実施した。調査対象となるサ高住は、国土交通省所管「サービス付き高齢者向け住宅情報提供システム」によって把握した。このシステムにより、高齢者生活支援サービスの提供内容(状況把握・生活相談、食事の提供、入浴等の介護、調理等の家事、健康の維持増進)などを事前に把握し、各サ高住のおおよその性格を把握した。ただし、社会関係資本に関する機能は把握できないため、インタビュー調査では、各種サービスの実施内容の詳細とともに、居住者の心身の状態(要介護度、医療必要度)、生活実態について、個人情報の保護に抵触しない範囲内で聞き取りを行った。こうして高齢者住宅の入居をめぐる意思決定を中心に調査を進めることで、生産主義的な言説を相対化する「高齢化」の多様な意味付けを明らかにしようとした。そして、インタビューを進めるなかで、その方法論としてアクターネットワーク理論を採用するに至った。つまり、個々人にとっての「高齢化」の意味は、自身の身体はもちろんのこと、周囲の人やモノとの関係によって大きく変わるのであり、したがって、特定の「構造的要因」を探るよりは、そうしたネットワークの耐用性に焦点を当てるべきであると考えるに至ったのである。アクターネットワーク理論による方法論を用いることで、国家レベルの医療政策、医療制度と個々の住宅での建物や設備の配置などをフラットに扱うことができるようになっている。インタビュー調査により、2018年度に予定している質問紙調査の調査項目の絞り込みも進んでおり、研究はおおむね順調に進展していると言える。山形市内のサ高住でインタビュー調査を行うなかで、本調査を進めるなかでアクターネットワーク理論の方法論的有用性を見出し、事業者と居住者の翻訳過程に着目することになった。そして、以下の課題が浮かび上がってきた。すなわち、「サービス提供者と受給者の健全な対等性を実現させるための仕組み」をいかに構築するかである。そこで、この課題に対してさらに広い視点から質問紙調査を実施するために、福祉サービス運営適正化委員会、地域包括支援センターへのヒアリング等も行った。これらの調査から明らかになったのは、とりわけサ高住や有料老人ホームといった高齢者賃貸住宅でのトラブルの背景因子として最も多いのは、「契約内容の説明不足と理解不足」であることだ。苦情を出す利用者側においては契約内容をきちんと理解しないまま、苦情を受ける事業者側にあっては説明が不足した状態で契約を締結しているため、苦情を申し立てる側、受ける側それぞれの言い分があるものの、ふたつを媒介するコミュニケーションが生まれていないのである。他の因子としては、「地域差によって選択できるサービスの幅が狭い場合は、不本意なサービスを選ばざるを得ないことがある」ことであり、さらには「情報の非対称性」である。
20世紀フランス宗教哲学における二元論的思潮の研究

本研究の目的は、1960年代を境に大きく変化したと言われる独創的なフランス現象学思想の一群(エマニュエル・レヴィナス、ミシェル・アンリ、ジャン=リュック・マリオンなど)を宗教哲学の高度な発展形態と捉えつつ、そこに顕著に表れた二元論的構成に着目することで、20世紀フランスを中心とした宗教哲学思想の見直しを図る点にある。最終年度となる今年度は、フランス宗教哲学との関連を意識しながらもドイツ哲学にまで考察の射程を広げ、二元論的思潮の奥行きを検証する年度となった。(1)日本ミシェル・アンリ哲学会で発表した「肉への二つのアプローチ」では、「肉」という内在的な身体概念を軸としてアンリとマリオンの現象学思想を比較し、とりわけこの二人の現象学者が肉の思考に基づいて展開しているエロス論の異同を論じた。そこでは、マリオンがアンリの現象学的方法から引き継いだ点を再確認すると同時に、現象概念の構成と性愛関係の捉え方に関してマリオンの思想には現象学的二元論を逸脱するような側面があることを示した。(2)『実存思想論集』上で公表した論文「意志の中の情感性」では、ショーペンハウアー哲学における「意志」と「表象」という世界の二元性の問題を、アンリの現象学的二元論に結びつけて再解釈することを試みた。アンリ自身が歴史上最も重要な哲学者の一人と目するショーペンハウアーの哲学を考察することは、生の現象学のもつ意義を検討する上で有益であるため、今後も継続的に両者の比較論に取り組んでゆく予定である。(3)昨年度の学会発表の内容をもとにした論文「反逆のメシア」では、エルンスト・ブロッホの宗教哲学におけるメシアニズム理解の二元論的構成を、ブーバーやショーレムとの対決を通して明らかにした。この論考は、ヴェイユのマルキオン主義に関する以前の研究を踏まえており、本研究のもっとも重要な成果であると考えられる。本研究の目的は、1960年代を境に大きく変化したと言われる独創的なフランス現象学思想の一群(エマニュエル・レヴィナス、ミシェル・アンリ、ジャン=リュック・マリオンなど)を「宗教哲学」の高度な発展形態と捉えつつ、そこに顕著に表れた二元論的構成に着目することで、20世紀フランスを中心とした哲学思想の見直しを図る点にある。今年度はまず、レヴィナスのヴェイユ論(1952年「シモーヌ・ヴェイユ、反聖書」)とブーバーのヴェイユ批判(1951年「沈黙の問い」)との類似性・並行性を意識しつつ、その限界点からヴェイユ宗教思想の二元論的思考がもつ意義を取り出すことに努めた。この理解にとって有効と思われる参照軸として導入したのが、正統派神学によって葬り去られた古代の異端者マルキオンである。学会発表「マルキオン的二元論をめぐる所見ーブーバーとヴェイユ」では、マルキオンやグノーシス主義をめぐる両者の見解の相違が、単に宗教的信条の問題というにとどまらず、政治的次元に深く関与していることを明らかにした。次に、論文「キリストの現象についてーミシェル・アンリとジャン=リュック・マリオン」では、アンリの現象学的二元論に基づくキリスト解釈が本人の意図にも関わらず、きわめてグノーシス的な傾向を帯びているという点、およびマリオンの現象理論がアンリ的な自己触発の議論を包括しながらも構成上の観点から決定的に断絶している点を示した。後者の構成上の鍵となる特異な概念として「出来事」の問題に注目し、その理論的な意義について論じたものが、学会発表「出来事の地位をめぐってーマリオン、ロマーノ、現象学の問い」である。当初の計画どおり、マルキオン評価との関連を軸にヴェイユ思想を見直す作業に着手することができた。また、もっぱら来年度の検討を予定していたアンリのキリスト論について、これまでの研究蓄積をもとに一定の成果を公表できたことは、意義ある進展であったと思われる。しかし、その作業の過程で、アンリから影響を受けつつ現象学の刷新を行っているマリオンの研究に取り組む必要が生じたため、マリオンのキリスト論、および彼の飽和現象論を見直す作業をあわせて実施することとなった。この限りにおいては当初の計画以上の進展があったともいえようが、逆に上記の枠組みでは、当初念頭に置いていたユダヤ思想史との連関に関する掘り下げが不十分なものとなったため、その点を差し引いて進捗状況を「おおむね順調に進展している」とした。今年度は第一に、以前からレヴィナスやヴェイユの研究を通じて考察してきた問題群に対して、ブーバーをはじめとするユダヤ思想の潮流を参照することで、より広い視野からのアプローチを試みた。その成果が、日本宗教学会で他の研究者たちと共に企画・実施したパネル『二〇世紀ユダヤ哲学再考ー政治と宗教のはざまで』である。この枠組みの中で実施した個人発表「エルンスト・ブロッホとユダヤ性の問い」においては、おもにショーレムやブーバーとの関連を中心としてエルンスト・ブロッホの宗教思想がもつ二元論的、あるいは異端思想的な構成を分析したが、本発表の内容を遅かれ早かれ論文に仕上げて公開したいと考えている。次に、マリオンの「与えの現象学」とロマーノの「出来事論的解釈学」を比較した論文「出来事の現象学

的地位ーマリオン、ロマーノ、還元の問題」を公開した。本論文は昨年度末に行った学会発表での原稿を元にしたものである。この比較検討により「与えの現象学」のもつ特徴・意義・問題性をかなり明らかにすることができたのではないかと思われる。第三に、次年度6月頃に公刊される予定の論文「意志の中の情感性」において、アンリのショーペンハウアー解釈を考察した。そこではショーペンハウアーによる「意志」と「表象」という世界の二元性をアンリの「現象学的二元論」に結び付けて再解釈することによって、本研究の枠組みからショーペンハウアー哲学に取り組む方途を探った。昨年度から計画していたとおり、本年度はドイツ哲学にまで視野を拡げつつ、それとの関連で本研究のメインテーマである「20世紀フランス宗教哲学における二元論的思潮」の意義を捉え直すことに専心した。一方で、20世紀ドイツ・ユダヤ思想(ショーレム・ブロッホ・ブーバー)、他方でショーペンハウアー哲学に新たな参照項を求めることで、二元論的問題設定の根深さと潜在的な創造性が従前よりもはっきりと見えてきた。前者の参照については、日本宗教学会の学術大会で組織したパネル『二〇世紀ユダヤ哲学再考ー政治と宗教のはざまで』内の発表「エルンスト・ブロッホとユダヤ性の問い」で、後者の参照については公表予定論文「意志の中の情感性」で明確にしてきたつもりである。これとは別に昨年度の課題として挙げられていたのが、マリオン現象学に関する研究の推進である。アンリから影響を受けつつ現象学の刷新を行ったマリオンの思想については、論文「出来事の現象学的地位ーマリオン、ロマーノ、還元の問題」を通して、その方法論(とくに「出来事」概念と「現象学的還元」への態度に基づく)を批判的に検討しつつ、考察をいっそう掘り下げることができた。以上のことから、進捗状況を「おおむね順調に進展している」とした。本研究の目的は、1960年代を境に大きく変化したと言われる独創的なフランス現象学思想の一群(エマニュエル・レヴィナス、ミシェル・アンリ、ジャン=リュック・マリオンなど)を宗教哲学の高度な発展形態と捉えつつ、そこに顕著に表れた二元論的構成に着目することで、20世紀フランスを中心とした宗教哲学思想の見直しを図る点にある。最終年度となる今年度は、フランス宗教哲学との関連を意識しながらもドイツ哲学にまで考察の射程を広げ、二元論的思潮の奥行きを検証する年度となった。(1)日本ミシェル・アンリ哲学会で発表した「肉への二つのアプローチ」では、「肉」という内在的な身体概念を軸としてアンリとマリオンの現象学思想を比較し、とりわけこの二人の現象学者が肉の思考に基づいて展開しているエロス論の異同を論じた。そこでは、マリオンがアンリの現象学的方法から引き継いだ点を再確認すると同時に、現象概念の構成と性愛関係の捉え方に関してマリオンの思想には現象学的二元論を逸脱するような側面があることを示した。(2)『実存思想論集』上で公表した論文「意志の中の情感性」では、ショーペンハウアー哲学における「意志」と「表象」という世界の二元性の問題を、アンリの現象学的二元論に結びつけて再解釈することを試みた。アンリ自身が歴史上最も重要な哲学者の一人と目するショーペンハウアーの哲学を考察することは、生の現象学のもつ意義を検討する上で有益であるため、今後も継続的に両者の比較論に取り組んでゆく予定である。
結合的言語処理モデルに基づく外国語教育教授法の研究

本研究では、人間の言語メカニズムの解明を通してそこで得られる知見を外国語教育に生かすことを目標としており、また、その研究手段としても、言語学、心理学、脳科学、計算機科学の学際的手法を採用している。本年は前年の研究によって得られた、語順が文の自然さに影響を及ぼすという心理実験の結果を踏まえ、処理時間の影響により作業記憶中から依存関係などの言語情報が減衰しているという仮説をもとに、文理解における情報想起について特有な神経基盤が存在するかどうかについてfMRI実験を行った。実験の結果、単語や文字といった、音韻情報処理に関しては時間的に先に覚えたものと、後に覚えたものとの間で有意な脳活動の差が見られなかったのに対して、文課題については、時間的に早く処理した項を想起するほうが、時間的に後に処理した項を想起する場合よりも反応時間上で長く時間がかかり、また、fMRIデータにおいても、左半球の中前頭回において有意な賦活がみられた。このことから、文処理における作業記憶の関わりは音韻情報とそれとの関わりとは異なり、音韻情報は処理時間経過による影響よりも、むしろ想起するまでの障壁に敏感であるのに大して、文処理過程では、処理時間経過が、依存関係をけじめとする言語情報の想起に影響するということが明らかになった。このことは6月に脳科学の国際学会であるOHBMにおいて発表し、現在論文化を進めているところである。一方、fMRI実験の前に行った心理実験結果については、学術誌「国際文化研究15巻(東北大学国際文化学会)」に掲載予定である。文理解中における言語情報の減衰が示唆されたことに基づき、未入力である言語情報がどのように予測されるのかについて着目した。予測処理は文処理上においても重要な役割を果たしていると考えられる。そこで、本研究において着目している作業記憶との関わりから、文処理中においてどの時点で予測処理が起こるのかを今後は脳波計測により明らかにすることが今後の課題として考えられる。本年は人間の言語処理メカニズムの解明に主に焦点をあてた。具体的には、文を理解する上で、文の意味が得られた場合、もしくは、文の処理時間の長さの影響によって、作業記憶中の言語情報が減衰(忘却)するのではないかという仮定の上に、まず英語母語話者を対象に文の自然さを測る心理物理実験を行った。その結果、英語においては語順が文の自然さに影響している結果が得られた(認知科学、および言語学の学会に発表応募中)。ここで得られた結果は人間の文処理の本質的な特徴であると考え、次に日本語において同様の実験を行った。その結果、英語に見られた効果と同様に、処理時間が文の自然さに影響を与える結果が得られた(言語処理学会第14回年次大会にて発表)。このことから、文を理解する上で、処理時間の影響により作業記憶中から依存関係などの言語情報が減衰しているという仮説を支持された。そして、文を理解するには作業記憶中からの情報抽出が必要となるが、文理解における情報抽出について特有な神経基盤が存在するかどうかについてfMRI実験を行い、現在も進行中である。一方、言語学習面においては、脳活動の言語学習への応用を模索し、研究室内の他研究者の協力も得てfMRIデータの機械学習を試験的に行った。その結果、日本語母語話者と中国人学習者の分類が約90%の精度で可能であるという結果を得た(言語処理学会第14回年次大会ワークショップにて共著者として発表)。現在ではSVM(Support Vector Machine, Vapnik 1994など)といった、他の機械学習器を採用し、本研究の目的である、外国語学習への応用についても平行的に行っている。
リモートセンシング画像と植生データベースを用いた森林流域内窒素固定能の広域的評価

流域全体での森林による窒素固定量および森林からの流出全窒素フラックスを推定するため,木曽川水系の飛騨川支川青屋川流域(45km^2),長良川全流域(2000km^2)および長良川支川吉田川流域(190km^2)を対象として,大気(降水および乾性沈着),植生,河川水それぞれの間の窒素フラックスを観測するとともに,森林簿によるグランドトゥルースデータ整備および人工衛星リモートセンシング画像情報解析から,次の研究成果を得た.1.大気から森林域への全窒素成分供給現象をモデル化すると同時に,雲粒凝結核への窒素成分取り込み現象(レインアウト)および降水時の大気中全窒素除去現象(ウォッシュアウト)をモデルと現地観測から検討した結果,山地森林域では,レインアウトおよびウォッシュアウトによる含有全窒素濃度がそれぞれ0.100.17および0.750.97t/km^2/yrとなり,森林での窒素収支において重要となることが明らかになった.2.水文・水質・気象に関する現地観測から森林域での窒素流出特性を検討した結果,森林内での窒素蓄積能力が樹種分類ごとの季節特性として評価できることが明らかとなった.3.Landsat/TM画像情報の輝度値確率分布を基礎として,より詳細な地物や植生特性(樹種,樹種別材積,樹種別成長率など)を判別する新しい方法を提案し,森林内年間窒素蓄積量や年間窒素流出量の推定に関するこの方法の適用性を現地観測結果により検証した.4.流域環境の良好度を判定するための指標として,流域内窒素移動に関する連続性パラメータを提案し,これにより総合的な流域環境評価が可能になることを示した.とくに,森林域では,樹種の多様性確保や植林と伐採の円滑な繰り返しなどの人為的な森林管理が重要になることを示した.流域全体での森林による窒素固定量および森林からの流出全窒素フラックスを推定するため,木曽川水系の飛騨川支川青屋川流域(45km^2),長良川全流域(2000km^2)および長良川支川吉田川流域(190km^2)を対象として,大気(降水および乾性沈着),植生,河川水それぞれの間の窒素フラックスを観測するとともに,森林簿によるグランドトゥルースデータ整備および人工衛星リモートセンシング画像情報解析から,次の研究成果を得た.1.大気から森林域への全窒素成分供給現象をモデル化すると同時に,雲粒凝結核への窒素成分取り込み現象(レインアウト)および降水時の大気中全窒素除去現象(ウォッシュアウト)をモデルと現地観測から検討した結果,山地森林域では,レインアウトおよびウォッシュアウトによる含有全窒素濃度がそれぞれ0.100.17および0.750.97t/km^2/yrとなり,森林での窒素収支において重要となることが明らかになった.2.水文・水質・気象に関する現地観測から森林域での窒素流出特性を検討した結果,森林内での窒素蓄積能力が樹種分類ごとの季節特性として評価できることが明らかとなった.3.Landsat/TM画像情報の輝度値確率分布を基礎として,より詳細な地物や植生特性(樹種,樹種別材積,樹種別成長率など)を判別する新しい方法を提案し,森林内年間窒素蓄積量や年間窒素流出量の推定に関するこの方法の適用性を現地観測結果により検証した.4.流域環境の良好度を判定するための指標として,流域内窒素移動に関する連続性パラメータを提案し,これにより総合的な流域環境評価が可能になることを示した.とくに,森林域では,樹種の多様性確保や植林と伐採の円滑な繰り返しなどの人為的な森林管理が重要になることを示した.流域全体での森林による窒素固定量を推定できる簡便な手法を確立するため,木曽川水系飛騨川支川青屋川流域(約4500ha)および木曽川水系長良川支川吉田川流域(約19000ha)を対象として,大気(降水および乾性沈着),土壌,植生,河川水それぞれの間の窒素フラックスを観測するとともに,対象流域内の森林簿によるグランドトゥルースデータ整備および人工衛星リモートセンシング画像情報解析から,森林内窒素固定現象を支配する要因の空間分布特性について検討した結果,次のような研究成果を得ることができた.・無降水時における大気中全窒素成分の時間変化過程および降水時における大気中全窒素成分の除去過程をコントロールボリュームに対する質量保存則として定式化することにより,大気から森林域への全窒素成分供給現象をモデル化すると同時に,その適用性検証およびこのモデルを用いた季節ごとの全窒素供給総量を推定した.・水文・水質・気象に関する現地観測より,融雪期における窒素流出特性を把握することができた.また,こうした各季節ごとの窒素収支を植生構成要素ごとの影響として解析することにより,森林内での窒素蓄積能力が,落葉樹と常緑樹などの樹種分類ごとの季節特性として評価できることが明らかとなってきた.・林野庁管理の森林簿および岐阜県森林調査課管理の森林簿を衛星画像と対応したメッシュデータとして整備し,樹種,材積,成長量,林齢などの植生特性の空間分布を把握することができた.・LANDSAT/TM画像情報を用いて,森林域での樹木材積や成長量を推定する方法を開発した.また,航空写真との対応関係を検討することによって,住宅,工場,学校,畜舎などの詳細な建物情報を衛星画像から抽出する方法も開発できた.

流域全体での森林による窒素固定量および森林からの流出全窒素フラックスを推定できる簡便な手法を確立するため,木曽川水系飛騨川支川青屋川流域(約4500ha)および木曽川水系長良川支川吉田川流域(約19000ha)を対象として,大気(降水および乾性沈着),土壌,植生,河川水それぞれの間の窒素フラックスを観測するとともに,対象流域内の森林簿によるグランドトゥルースデータ整備および人工衛星リモートセンシング画像情報解析から,森林内窒素固定現象を支配する要因の空間分布特性について検討した結果,次のような研究成果を得ることができた.・大気中の全窒素成分の動態を表すモデルを提案するとともに,雲粒凝結核への窒素成分取り込み現象(レインアウト)および降水時の大気中全窒素除去現象(ウォッシュアウト)をモデルおよび現地観測から検討した.その結果,山地森林域では,レインアウトおよびウォッシュアウトによる含有全窒素濃度がそれぞれ0.100.17および0.750.97t/km^2/yrとなり,森林での窒素収支において無視できないことが明らかになった.・Landsat/TM画像情報の輝度値確率分布を基礎として,より詳細な地物や植生特性を判別する新しい方法を提案した.とくに,この方法では,樹種,樹種別材積,樹種別成長率などの植生特性を高精度で判別することが可能となる.この結果を用いて推定される森林内全窒素固定(蓄積)速度と現地観測結果とを比較した結果,ほぼ妥当な精度で年間窒素蓄積量や年間窒素流出量を推定できることが明らかになった.・流域環境の良好度を判定するための指標として,流域内窒素移動の連続性を提案し,これにより総合的な流域環境評価が可能になることを示した.また,流域内全窒素移動の連続性確保のためには,樹種の多様性確保や植林と伐採の円滑な繰り返しなどの人為的な森林管理が重要になることも示唆することができた.
分子電子工学の基礎研究(タンパク質分子膜をもつソリッドステートバイオセンサの試み)

本研究は分子電子工学の具体的デバイスとして、タンパク質分子膜(LB膜)を使った固体化バイオセンサを開発することを目的とした。まず、タンパク質LB膜の成膜法の確立に努めた。LB成膜装置を使い脂質膜に酵素分子を吸着させ、それを基板上に累積する。その際、脂質膜の種類、酵素分子の比、活性、吸着時の表面圧、吸着・累積過程を変え、酵素LB膜の活性、分子数、膜構造(電子顕微鏡観察)、バイオセンサ感度などに与える影響を調べた。主に、GOD(グルコース酸化酵素)について検討したところ、脂質膜と酵素の荷電状態が逆極性になるように膜材料、水相のpHを選び吸着の静電力を高めること、酵素を吸着後に単分子膜を広げさらに再圧縮することが、特性の良いGOD・LB膜を得るために有効であることがわかった。また、LB膜を使った世界で初めてのバイオセンサとしてグルコースセンサを試作したところ、LB膜の層数を変えれば5ー5000mg/dlという広い測定濃度範囲をカバーできる、繰り返し使用回数は百回以上という実用的な性能を示した。次に、酵素分子の高次構造と膜特性の関係を調べたところ、高次構造がある程度変性した酵素の方が界面吸着しやすいため脂質膜に安定して取り込まれ、累積時の表面圧印可により高次構造もある程度復活するため、バイオセンサ用LB膜として優れていることがわかった。この結論は常識に反する結果であるが、LB法が界面現象を使っていることから妥当と思われる。最後に、タンパク質LB膜をさらに高度に利用するために、フェロセン誘導体の脂質膜にGOD分子を吸着させたミディエータ機能付きグルコースセンサ、およびインシュリン抗体を固定化したLB膜とアルコール脱水素酵素の化学増幅機能を使ったインシュリンセンサなどの試作に成功し、タンパク質分子膜を使った固体化バイオセンサの将来性を示した。本研究は分子電子工学の最初の具体的デバイスとして、タンパク質分子膜(LB膜)を使った固体化バイオセンサを開発しようとする。研究初年度に当り、タンパク質LB膜の作製方法の確立に努めた。まず、LB成膜装置を使い脂肪酸単分子膜にGOD(グルコース酸化酵素)を吸着させ、金蒸着膜を使った【H_2】【O_2】電極上にGOD・LB膜を付着させた。この構造はグルコースセンサとして機能し、LB膜でありながら水中で剥離せず安定であった。グルコースセンサの特性につき次の特徴が上げられる。すなわち、感度をLB膜の層数で制御することができる、55000mg/dlの範囲で任意に感度を設定できる、安定性と寿命は使用回数100回以上、16日間冷暗所乾燥零囲気中に保存しても特性の劣化が認められない。以上の結果は、LB膜を使い実用性の高いバイオセンサを製作した世界初の成果であるが、学術的に大きな問題を提起した。それはタンパク質分子膜の構造である。脂肪酸分子は長さ30【A!゚】,直径数【A!゚】,一方GOD分子は100【A!゚】位の直径をもつと考えられる。これらの分子が吸着し合い、固体デバイス上に付着したとき、どのような膜構造をしているのであろうか。両分子の大きさ,形状が大きく異なることから、膜内の分子配列は大きく乱れているはずである。乱れているから、グルコースや【H_2】【O_2】が膜を透過し、センサが動作すると考えられる。しかし、どの程度乱れているのか,乱れは制御できるのかを明らかにしない限り、センサの特性改善,製作再現性のチェックなどを行うことができない。今後、分子レベルの膜構造の解明,LB膜成膜条件と膜構造,センサ特性との関係などを解明していく予定である。

本研究は分子電子工学の最初の具体的デバイスとして,タンパク質分子膜(LB膜)を使った固体化バイオセンサを開発しようとする.具体的にはLB水槽を使い水面上の脂肪酸分子膜にGOD(グルコース酸化酵素)を吸着させ,薄膜を使った過酸化水素電極上にこれを累積し,グルコースセンサを製作した.本年度は,昨年度に続きGODの固定化状態の評価と酵素活性,センサ感度の関係を追求した.その結果, GODを吸着後単分子膜を広げ,さらに再圧縮することにより,膜の酵素活性,センサ感度が向上すること,また,単分子膜としては酵素と荷電状態が逆極性のステアリルトリメチルアンモニウムとアラキン酸メチルエステル1:4混合物の膜が一番優れていることを見出した.さらに,購入したGODの酵素活性については,公称酵素活性の低いもの程,グルコースセンサとして高い感度を示した.この原因については現在検討中であるが,酵素活性の低いGOD吸着膜は水面上の表面圧ー面積曲線がりん脂質膜と同様(液体凝縮膜的)であること,単分子膜に含まれるようにした吸着膜のセンサ特性が良いこと,などからGODが吸着される際脂質分子がGOD分子を包み込み,表面失活や膜からの脱離を防ぎ,センサ特性に好結果を与えたのではないがと考えている.今後,高純度のGODを手に入れ,脂質分子との会合状態を変え,最適の固定化LB膜を実現したい.また,グルコースセンサの防害物質信号を除去し,出力の酸素濃度依存性をなくすため,フェロセン分子をLB膜中に組み込む研究,および抗体分子をLB膜中に吸着させ免疫センサを実現する試み,なども行なっている.LB膜の分子設計を精密化し,より高い機能のセンサを実現する所存である.本研究は分子電子工学の具体的デバイスとして、タンパク質分子膜(LB膜)を使った固体化バイオセンサを開発することを目的とした。研究の最終年度にあたり、まず、LB膜中における酵素分子の状態を解明した。グルコースセンサに用いるグルコース酸化酵素(GOD)について主に検討したが、比活性の大小によりLB膜の状態とグルコースセンサの特性にかなりの差が見られた。すなわち、脂質膜吸着および累積過程において、比活性により最適表面圧に差があり、活性の高いものは単なる吸着、低いものは脂質膜に組み込まれるような状態が高いセンサ感度を示した。また、高活性GODのセンサは使用中に酵素の脱離が顕著であるのに対し、低活性GODのセンサは高く安定した感度を示した。さらに、電気泳動、化学分析などの結果、活性の低いGODには分子量6万7万の不純物タンパク質が含まれていること、その高次構造が変性していることがわかった。また、GODに故意にカタラーゼなどの不純物タンパク質を加えてグルコースセンサ特性を調べたところ、微量のカタラーゼはGOD反応に必要な酸素を生み出すためセンサ感度を高めることがわかった。この結果より、高次構造の変性したGODは界面吸着しやすいため脂質膜に安定して取り込まれ、累積時の表面圧印可により高次構造もある程度復活するため、バイオセンサ用LB膜として優れていること、微量の他酵素の添加によりセンサ感度上昇が期待できることなど、センサ製作に有意義な情報が得られた。最後に、タンパク質LB膜をさらに高度に利用するために、フェロセン誘導体の脂質膜にGOD分子を吸着させたミディエータ機能付きグルコースセンサ、およびインシュリン抗体を固定化したLB膜とアルコール脱水
がんミサイル療法を目的とするNeocarzinostatin型化合物の合成研究

Neocarzinostatinクロモフォアおよび関連中員環アセチレン誘導体を合成し抗腫瘍活性試験に供することを目的として検討を行った。すなわち生理活性の発現には分子の持つキラリティーが関与するという前提からneocarzinostatinクロモフォア部を構成する(1)シクロペンタン環部への置換基のキラリティー制御下の導入法の確立および(2)アセチレン結合に隣接する位置への酸素官能基のキラリティー制御下の導入法の確立を行い、ついでこれらの結果をもとに(3)neocarzinostatinを構成するキラル要素を備えた5/9環系を形成させるという基本方針のもとに研究を推進した。その結果、シクロペンタジエンダイマー誘導体を基質とするリパーゼによる不斉加水分解反応を経ることにより、高度の修飾を可能とする(+)-および(-)-シクロペンテノン誘導体それぞれの合成手法を確立した。さらにまた、D-マンニトールをキラル源とする同(+)-および(-)-シクロペンテノン誘導体の高エナンチオ選択的な合成法も開発し第(1)の課題を解決した。一方、アリルアルコール誘導体のシャープレス酸化によるエナンチオ選択的なキラルグリシドール誘導体を経て得たキラルなクロロエポキシド誘導体から一挙にキラルなα-ヒドロキシアセチレン誘導体への変換法を見出し、これにより第(2)の課題を解決した。今後これらの結果をもとに第(3)の課題の解決を検討し、目的を達成したいと考えている。
細胞・組織の診断と評価のための多次元顕微分子イメージングシステムの開発と応用

複雑系の中から所定の生体分子の形態・高次構造および変化をイメージングする手法の開発と応用を目指す。ここでは第二高調波発生光顕微鏡(SHG顕微鏡)とカソードルミネッセンス(CL)顕微鏡について研究した。SHG顕微鏡では人の皮膚をin vivo測定し、光老化におけるSHG光強度の変化を追跡した。また本方法を培養細胞のコロニー状況観測に利用し、さらにコラーゲンゲルと細胞との機械的な相互干渉を可視化した。CL顕微鏡では10 nmレベルの空間分解で観察できうるナノ蛍光体作製に成功した。また、ナノ蛍光体を細胞内に取り込ませ、細胞内においてもCLイメージングに成功した。複雑系の中から所定の生体分子を生きたまま、リアルタイムで認識し、その形態・高次構造および変化をイメージングする高機能「分子イメージング顕微鏡技術」を開発し、培養細胞の評価に応用する。23年度の主点は高空間分解顕微鏡の開発であり、SN比の向上、非侵襲性の向上、分解能向上、測定時間短縮などの性能向上に取り組んだ。そこで現有の電子顕微鏡(SEM)にカソードルミネッセンス(CL)装置を取り付けて、細胞のカソードルミネッセンスを用いた細胞の超解像イメージングを開始した。CLを得るためにはナノ蛍光体粒子が必要である。そこで高効率な発光を示し、かつ、それぞれ赤色、緑色、青色に光る三種類のナノ蛍光体の作製を行なった。また、それらのナノ蛍光体を、蛋白質を一つ一つ観察可能な10 nmレベルの空間分解でCLイメージングする事に成功した。さらに、上記ナノ蛍光体を細胞内に取り込ませ、細胞内においてもナノ蛍光体のCLイメージングに成功した。この作業は単年度ではなく、全期間にわたって行い、これまでに開発したラマン顕微装置へフィードバックすることで信頼性を高める。さらにSHG顕微鏡では人に対する皮膚のin vivoを実施して、光老化におけるSHG光強度の変化を追跡するなど、真皮のコラーゲン計測を軌道に乗せた。培養細胞系の観測においてはコラーゲンゲルと細胞との機械的な相互干渉を可視化するため、高速偏光分解システムを導入した第2高調波発生顕微鏡を開発した。本装置を用いてコラーゲン配向状態の定量評価を中心に研究を展開し、再生医療における培養細胞の品質制御につなげた。このような分子イメージング顕微鏡は,従来にない全く新しいものであり、理工学分野におけるポテンシャルが高まる。また本手法はライフサイエンス分野のみならず、高機能液晶開発、半導体の品質評価など他分野へも応用できるため波及効果がきわめて大きい。複雑系の中から所定の生体分子をリアルタイムで認識し、その形態・高次構造および経時変化を可視化するシステムを開発するとともに、組織診断や細胞研究への応用を目指している。具体的には第二高調波発生顕微鏡(SHG顕微鏡)とカソードルミネッセンス(CL)顕微鏡との開発を行ってきた。最終年度には前者についての応用を中心に研究を行い、後者についてはさらなる空間分解能向上についての研究を実施した。SHG顕微鏡の応用として、ヒト皮膚真皮の加齢によるコラーゲン分布の計測とその定量化に成功した。具体的には、加齢によってコラーゲン量の減少と細かい網目構造が減少することを確認し、これをフーリエスペクトルの変化として明示した。さらに日焼けによる光老化に関しても本手法で可視化した。次の応用として、火傷(熱傷)や切創治癒の評価にSHGを応用した。真皮は損傷によってコラーゲンの三重らせん構造が変化しSHG信号が減少し、治癒によって信号が復元することを確かめた。また同時にコラーゲン線維配向も検出することで、治癒過程に関するより正確な情報を得ることができる。そこで迅速にコラーゲン配向画像を取得できる計測システムを新たに開発した。またタイプIコラーゲン培地での細胞培養について、細胞評価に関する研究を行い、軟骨細胞培養をモデルにした実験を行った。軟骨コラーゲンはタイプIIであり、タイプIよりSHG発生効率が低い。これを利用して軟骨細胞周辺の軟骨コロニーがSHG像からは見かけ上空洞になることを確認して、軟骨生成の良否指標にSHG画像が有効であるとの結論を得た。培養成分や酸素濃度など、さらに詳しく培養条件を検定するためのマイクロ培養チェンバーをMEMSで作成して研究を継続している。CL顕微鏡については電子線ならびに近赤外光で励起可能な多機能無機蛍光ナノ粒子の安定作製に成功した。この粒子をマクロファージに貪食させ、応用性を評価した。複雑系の中から所定の生体分子を生きたまま、リアルタイムで認識し、その形態・高次構造および変化をイメージングする高機能の多次元「分子イメージング顕微鏡技術」を開発し、培養細胞評価や小動物のin vivo計測に応用する。昨年度には高空間分解顕微鏡の開発を目ざし、カソードルミネッセンス(CL)利用の超高分解イメージング計測システムの開発に着手した。