hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
クローズドスキルスポーツにおける心理的ストレスと内臓知覚に関する研究

本研究の特色は、従来実験室内でのみで行われてきた内臓知覚課題を、実際の競技場面に適用したことにある。採用した内臓知覚課題は、一定時間中、混乱せずに継続して心拍の知覚が可能である単位時間内心拍数の見積もりと実際を比較するMental trackingtask(Katkin, 1985; Ring & Brener, 1996; Schandry, 1981)である。また、運動競技課題には代謝要求による自律神経系への影響の少ないクローズドスキルスポーツのなかから、バスケットのフリースロー・シューティグを採用し、成功志向に起因する心理的ストレスを採点方法により操作した。さらに、実際の競技場面での他者との社会的状況を考慮し、自分自身の記録と競い合う単独条件、他者と競う対戦条件、他者と協同して他の組と競う協同条件を設定することにより、ストレス事態下である運動パフォーマンス直前の心理的状態と内臓知覚をそれぞれ質問紙とポリグラフにより測定し、課題の運動パフォーマンスにどのように関連するのかを検討した。被験者には、予備実験により内臓知覚とフリースローの精度の高い者が選ばれた。結果、内臓知覚課題中心拍数は、試行はじめでは条件間に差がなかったが、試行を重ねるにつれ、安静時には心拍数が減少し、他方、競技課題時の心拍数は下がることがなかった。安静時における内的方向への注意集中により、高覚醒に導かれ心拍数が増加する場合も多いが、本結果では逆結果が示され、座禅などに代表される自己の身体感覚への意識の方向づけによる結果で、かつ本課題が被験者にとって容易なものであったことが示された。一方、競技前ではどの条件でも試行につれ内臓知覚課題への馴化はみられなかった。このことから、競技前のストレス下では覚醒水準を低下させる作用はもたらされなかったといえる。また、社会的競技条件間の心臓知覚精度得点については、協同条件における課題成功時に最も高かった。実際の心臓知覚課題中心拍も協同条件時が最も高かった。内観報告から、対人条件で「あきらめ」、「不安」が高く、協同条件で「目標達成」、「勝ちたい」、「協力」尺度に肯定的な報告を得た。これらから、社会的状況は個人の主観によって受け止め方が異なってくるものであるため、競争性への積極的な取組みとの関係が重要であることが示唆された。また、協同条件では協力するもの同士の親近性が、競争性に作用する点については今後詳細を検討する必要がある。以上より、内臓知覚能力はパフォーマンス成績を直接予測するものではないが、この能力がパフォーマンス上昇と心理的状態の双方に肯定的に関与することが明らかとなった。この研究成果は日本生理心理学会学術大会で一部発表し、日本バイオフィードバック学会大会においても報告する予定である。本研究では,従来実験室でしか行われてこなかった内臓知覚課題を実際の競技場面に適用した.まず,様々な評価法を実施したところ,多くの被験者からある一定時間を継続して心拍知覚が可能である評価方法はMental tacking taskであることを得た.そこで,代謝要因による自律神経系へ影響がほとんどないクローズドスキルスポーツを課題として,ストレス事態下での内臓知覚評価を行った.実験計画は,被験者に特性不安の顕著に高いもの8名と同じく低いもの8名を採用し,各被験者が異なる相手と4試合実施し合計32試合を行った.生理指標は心電図および呼吸を,質問紙ではPOMSによる気分状態とSTAIおよびMPIによる不安傾向について測定した.ダーツを用いた標的競技時のストレス条件を操作することで,運動直前におけるMental trackingtaskによる内臓知覚能力および特性不安,気分状態とパフォーマンスの関係について検討された.その結果,Mental trackingtask精度に個人差はあるものの,特性不安および気分状態の緊張とMental trackingtaskとの間に正の相関がみられた.また,勝負を分けるストレス事態下での緊張およびMental trackingtaskの精度が高かったことが明らかとなった.詳細については平成15年度の日本心理学会大会および日本生理心理学会学術大会において発表予定である.本研究の特色は、従来実験室内でのみで行われてきた内臓知覚課題を、実際の競技場面に適用したことにある。安静時における内的方向への注意集中により、高覚醒に導かれ心拍数が増加する場合も多いが、本結果では逆結果が示され、座禅などに代表される自己の身体感覚への意識の方向

づけによる結果で、かつ本課題が被験者にとって容易なものであったことが示された。一方、競技前ではどの条件でも試行につれ内臓知覚課題への馴化はみられなかった。このことから、競技前のストレス下では覚醒水準を低下させる作用はもたらされなかったといえる。また、社会的競技条件間の心臓知覚精度得点については、協同条件における課題成功時に最も高かった。実際の心臓知覚課題中心拍も協同条件時が最も高かった。内観報告から、対人条件で「あきらめ」、「不安」が高く、協同条件で「目標達成」、「勝ちたい」、「協力」尺度に肯定的な報告を得た。これらから、社会的状況は個人の主観によって受け止め方が異なってくるものであるため、競争性への積極的な取組みとの関係が重要であることが示唆された。また、協同条件では協力するもの同士の親近性が、競争性に作用する点については今後詳細を検討する必要がある。以上より、内臓知覚能力はパフォーマンス成績を直接予測するものではないが、この能力がパフォーマンス上昇と心理的状態の双方に肯定的に関与することが明らかとなった。この研究成果は日本生理心理学会学術大会で一部発表し、日本バイオフィードバック学会大会においても報告する予定である。
古典文献学および翻訳の問題と文化接触

アルティモヴァ博士の研究目的は、全体として、新約聖書が成立した文化的背景と、現在、スロヴァキアで試みられている新約聖書のスロヴァキア語訳の背景となっている文化との差異をどのような方法で明らかにし、また、それを翻訳にどのように生かすかについての、研究である。文献学的であると同時に、文化接触研究でもあるという境界的な研究であるといえる。今回の外国人特別研究員としての北大文学研究科での研究は、すなわち、科学研究費の支援を受けてのものである研究は、近代日本がその聖書翻訳史の中でその問題をどのように取り組んで来たかを、理解することが主たる目的であったと言える。北大の学生たちと、聖書の日本語訳や、英語訳をつうじての勉強会を主催しつつ、日本語訳や、日本文化と古代地中海文化との差異の問題を理解し、日本語訳が抱えている問題を知り、かつ、そこで得た知識を自分の本来の研究の目的である、スロヴァキア語訳聖書の向上のために使おうとする、きわめて特異な試みであったと言える。日本語は欧州の言葉を基盤とする研究者にとって、それが言語の専門家であってもそれほど修得が容易な言語とは言えないので、成果はそれほど短時日で、直接の形で、現れることが期待はできないが、長い目で、かつ、彼女のスロヴァキア本国における研究成果の全体の中で、必ずや、この2年間の科学研究費補助金による研究が、間接的であろうとも、現れることを期待したい。古代地中海世界の医学が極めて発達したものであったことはよく知られている。アルティモヴァ博士は特に新約聖書に反映された古代ギリシアの医学的知識および医学用語の用法に現在興味を抱き、聖書に記述が残る病名や症状と、現代の医学的理解との関係の究明に努めている。この関係はもちろん、聖書の現代各国語訳の問題と密接に結びつく問題である。氏は、この補助金による研究がはじまる以前からも資料と、未発表の論考を温めていたが、本研究が始まったこともあり、ブルーノ(チェコ)で開かれた古代医学に関する国際学会で『聖書文献における狂気と癲癇』という題目で研究発表を行った。この方向で今後も続ける予定であるが、博士の妊娠・出産・育児で現在研究は中断中である。2010年10月に京都大学で開催された『フィロロギカ』(古典文献学研究会主催-事務局大妻女子大学)研究集会に於いて、"How many translations are Needed?"と題する研究発表を行った。これは、最近の翻訳論の潮流を、聖書翻訳という場に置き換えて再検討したものである。なお、本発表はその後、論文としてまとめられ、査読付き雑誌『フィロロギカ』第6号掲載に向けて投稿された。北海道大学の日本人学生を対象に「聖書の翻訳-日本語とスロヴァキア語」と題するセミナーを開催した。これは、古典文献学と新約聖書の翻訳という本研究の一環である。同セミナーは、2010年10月初旬から11月末の2カ月間実行された。この聖書の日本語訳に関する、聞き取り調査は、ヘレニズム古代と現代スロヴァキア語および、諸ヨーロッパ語の間の、聖書を介した関係の他に、非ヨーロッパ語における聖書訳の問題という、文化比較研究のための新しい基盤を獲得しようとする試みの一環であるアルティモヴァ博士の研究目的は、全体として、新約聖書が成立した文化的背景と、現在、スロヴァキアで試みられている新約聖書のスロヴァキア語訳の背景となっている文化との差異をどのような方法で明らかにし、また、それを翻訳にどのように生かすかについての、研究である。
衛星画像を基にした北太平洋上の陸起源エアロソルの分布と降下量の見積

1.NASAで制作されたニンバスー7のCZCSレベルー3のブロ-ズシステムをパ-ソナルコンピュ-タによって検索できるように整備した。NASAから送られてきた3枚の光ディスクを検討し、利用可能な観測期間と画像を選択した。2.北太平洋上の陸起源エアロソルの分布と降下量を見積るために洋上の島での6年間の実測値を基に流跡線解析を行ない、アジア大陸から北太平洋中央部までの黄砂通過頻度の分布図を得た、この分布パタ-ンはCZCSレベルー3画像のAerosol Radiance月別合成画像の4月、5月の分布と良い一致を示した。年によって、黄砂の発生頻度や偏西風の一や強さが変化することが予想されるが、衛星画像によってその経年変化を把握出来ることがわかった。3.日本海を挟んでソ連極東地域沿岸のウラジオストクと札幌の2地点でエアロソル捕集装置を設置し、同時連続観測を行なった。この観測結果を基に、春先に日本海上空を黄砂を含む気塊が良く通過するがその実体をひまわりやNOAAの衛星画像から確かめた。とくに1990年4月に札幌で観測された黄砂現象について現在、採取した積雪試料や粒子降下物試料の分析結果を含めて降下量の見積りを進めている。4.今後、得られた衛星画像から、黄砂を含む大気の広がりや移動速度を算出し、海洋に降下する陸起源粒子のフラックスを見積り、陸起源物質が海水とどう反応し、海洋の低次生産に必要な生物制限元素を供給したり、生産を阻止するのか、また海底堆積物経の影響をはじめとする地球環境への影響を定量的に明らかにしていきたい。
地域住民を対象とした緑茶飲用の高脂血症改善効果に関する研究

(背景)緑茶飲用は高コレステロール血症を改善する可能性を示唆する若干の疫学的研究報告があるが、その改善効果を示す明確なエビデンスはない。また、その改善効果のメカニズムについての実験的研究が若干行われているがいまだ明確にはなっていない。(目的)横断調査研究を用いて緑茶飲用と高コレステロール血症の間の関連性の有無を検討すること、また、普段は緑茶を飲むことの少ない地域において、無理なく緑茶を多く飲むようにできるかどうかを明らかにするために、高コレステロール血症をもつ地域住民を対象として、普段飲用する緑茶について介入を行い、緑茶飲用状況の変化を検討すること、および、緑茶ポリフェノールの総コレステロール低下作用を無作為化比較対照試験(介入研究)により評価することを目的とした。(結果と考察)1.横断研究においては、総コレステロール正常群では、高コレステロール血症とその予備軍に比較し、緑茶の摂取頻度が高い傾向がみられた。2.普段飲用する緑茶の多飲勧奨介入研究においては、緑茶の濃さは濃くなった者が約10%増加した。一年前と比較して緑茶摂取量が増えたと答えた者は28.6%であった。禁煙教育による禁煙の達成率に関する諸報告と比較しても、本研究における介入効果は大きいことがわかった。3.無作為化比較対照試験においては、緑茶錠摂取群において総コレステロールの平均値の低下がみられたが、プラセボ錠摂取群においても総コレステロールの平均値は低下し、両群の間に有意差はみられなかった。4.これまでに報告されている疫学的研究文献をみると、横断研究においても、また、無作為化比較試験においても、緑茶の高コレステロール血症の改善効果を認めた成績と見られなかった成績とがあり、更に、研究を重ねる必要があると考えられた。(はじめに)緑茶飲用は高コレステロール血症を改善する可能性を示唆する研究が若干報告されている。しかし,その改善可能性を示す明確なエビデンスは見当たらない。本年度は,地域住民を対象として緑茶飲用状況と高脂血症の間の関連性の有無について検討した。(対象と方法)平成14年7月に愛知県渥美郡赤羽根町の節目健診を受診した者は395名である。節目健診は35歳代を除き年齢の末尾が0と5の者を対象者としているので,また,生活要因の年齢による影響をできるだけ小さくするために,さらに,年齢別受診者数も考慮し,対象者は3539歳の者(137名)とした。このうち,高脂血症で治療中の者(1名),血清総コレステロールが260mg/dl以上の者(2名)を除く134名を分析対象者とした。分析対象者を総コレステロールにより3群(A群:200mg/dl未満,B群:200259mg/dlであり,健診で要医療に該当せず,C群:200259mg/dlであり,健診で要医療に該当)に分け,最近1か月の緑茶摂取頻度と総コレステロール区分との間の関連についてクロス集計を行った。(結果)A群(97名)では,緑茶を飲まない者は28%,週に16杯の者は40%,毎日15杯の者は30%,毎日6杯以上の者は2%であった。B群(24名)およびC群(13名)では,それぞれ,33%,38%,29%,0%,および31%,54%,15%,0%であった。(結論)血清総コレステロール正常群では,他の2群(高コレステロール血症・その予備軍からなる)よりも緑茶の摂取頻度が高かった。地域住民の高コレステロール血症者を対象として、普段飲用する緑茶について介入を行い、緑茶飲用状況の変化を検討した。

愛知県渥美郡赤羽根町の平成14年度生活習慣病予防特別健診を受診し、高コレステロール血症を有するかその予備軍で、同意が得られた者を対象者として、緑茶の効用に関する説明(緑茶のもつ高コレステロール血症改善作用・がん予防・むし歯予防・お茶の成分・高脂血症などについてカラーパンフレットを渡して説明)を行うとともに、普段飲用する緑茶を一日5杯程度まで多飲するように説明し、平成15年春に緑茶飲用状況に関する質問票調査を行った。35名の該当者についてみると、緑茶の濃さは、薄い・やや薄い者は14.3%から8.6%に減少、普通は不変、やや濃い・濃いは20.0%から31.5%に増加した。一年前と比較して緑茶摂取量が増えたと答えた者は28.6%であった。禁煙教育による禁煙の達成率に関する諸報告と比較しても本研究における介入効果は大きいことがわかった。また、このうちの9名について血清脂質の変化をみると、平成14年度生活習慣病予防特別健診時の総コレステロールの平均値は224mg/dlであり、平成15年度の平均値は234mg/dlとなり、HDL-コレステロールは、71.7mg/dlより73.7mg/dlへと増加した。血清脂質に対する緑茶飲用の真の効果を評価するためには、次年度に予定している緑茶と総コレステロールに関する無作為化比較対照試験の成績を検討する必要がある。なお、本研究は、浜松医科大学倫理審査委員会の承認を得て実施した。本年度の研究は、二重盲検無作為化比較対照試験により、緑茶ポリフェノールの総コレステロール低下作用を確証することを目的とした。実施期間:平成16年4月10月。対象者:愛知厚生連渥美病院人間ドック受診者(現田原市、旧田原町+旧赤羽根町)のうち、血清総コレステロール軽度高値(200239mg/dl)の3560歳の男女で、一定の除外基準(高脂血症・糖尿病等で服薬治療中の者など)に該当しない50名。無作為化比較対照試験:人間ドックの受診当日に判明する血液検査結果に基づいて対象者を選出し、研究参加を希望する者を対象者として本無作為化比較対照試験を行った。対象者を緑茶群(脱カフェイン緑茶糖衣錠で一日カテキン約720mg摂取する群)または対照群(プラセボ糖衣錠摂取群)に無作為に割り付け、人間ドック説明会までの期間(23週間)介入し、説明会時に採血を行った。浜松医科大学倫理審査委員会の承認を得て実施した。研究結果:緑茶群では総コレステロールの平均値は、介入前の219.8mg/dlより介入後217.4mg/dlに低下した。対照群では221.3mg/dlより217.2mlg/dlに低下.した。しかし、これらの変化はいずれも統計学的に有意ではなかった。旅行予定者を除外基準としなかったために、その影響がみられた可能性が考えられた。今後、更に対象者を増やすとともに、新しい除外基準を設けて研究を進めることが望まれる。
共同意図に基づいた協力行動に関する発達心理学的研究

私たちは他者を援助し、物を分け与え、悲しんでいる人がいれば慰め、何か目標を達成するために協力し合う。このような向社会的行動はごく身近な人に対してだけではなく、それほど親しくない人に対してもみられる。互いに助け合う社会を大規模な集団で形成するのは、他の動物種と比べてヒトの社会の大きな特徴である。このような協力的な社会を形成・維持するためには、相手の特徴や相手の状況に応じた向社会的行動が不可欠である。本研究では幼児が相手の共同意図に基づいた協力行動を示すのかを検討した。自己と他者の間に共同意図(joint intention)が形成されているということは、他者と目標を共有し、目標を共有していることを理解していることを意味する。幼児同士のやり取りにおいて共同意図に基づいた協力関係がいかに構築されていくのか、また相手に共同意図がない状況での抑制的協力行動がどのように発達するのかを明らかにすることを目的とした。4・5歳児69名を対象に、相手の意図を考慮した抑制的協力行動の理解を測る課題を行った結果、相手の「一人で作りたい」という意図が明示されていても「見守る」という抑制的協力行動を選択した児はわずかであった。抑制的協力行動と他者の信念理解との関連を分析すると、他者の信念理解が抑制的協力行動の選択に影響していた。これらの結果から、相手の意図を考慮して抑制的協力行動を選択する傾向は4・5歳頃から徐々に発達し始めること、その発達には「心の理論」が影響している可能性が考えられた。大規模な集団で互いに助け合う社会を形成するのは、人社会の大きな特徴である。相手の置かれた状況要因の一つとして、「相手が向社会的行動を必要としているのか」が挙げられる。例えば日常場面では、必ずしも周りからの援助を必要としておらず、一人でやりきりたいと懸命に取り組んでいる状況も多々あるだろう。そのような状況では「あえて助けない」ことが重要となり、援助は余計なおせっかいになってしまう。向社会的行動の一つである協力行動に関しては、共同意図(joint intention)に基づいて協力関係を構築するのが、人と他の動物種との大きな違いであることが示唆されている。本研究では幼児が共同意図に基づいて協力行動を示すのかに着目した。共同意図に基づいて協力するためには、相手が共通目標を目指していることを意識して共に助け合う必要がある。本研究では、相手が共通目標を目指していない状況で「あえて助けない」行動がどのように発達するのかを検討した。具体的には、紙芝居を用いた仮想場面において相手との間に共同意図がある状況、ない状況を提示し、それぞれの状況で幼児がどのように行動するべきだと思っているのか、またその行動の理由を聞き取ることによって、幼児が共同意図に基づいた協力行動の必要性をいかに認識しているのかを調べた。その結果、4-5歳齢頃から徐々に相手に共同意図がない状況では援助を控える傾向が表れ始めることが明らかとなった。仲間関係の広がりとともに、共同意図に基づいた協力行動が発達してくる可能性が考えられた。計画していた実験を行い、データの収集が進んだため。その結果、4-5歳齢児では相手の共同意図がないことが明確に示された状況であっても、援助を控える傾向はあまり見られなかった。また、相手の共同意図に応じて協力するかどうかには誤信念課題の得点が影響することがわかった。つまり他者の心的状態を理解できる児ほど、相手の共同意図に基づいた協力行動を示すようになる可能性が考えられた。年度前半に育児休業を取得したため、計画に遅れが生じた。

具体的には、紙芝居を用いた仮想場面において相手との間に共同意図がある状況、ない状況を提示し、それぞれの状況で幼児がどのように行動するべきだと思っているのか、またその行動の理由を聞き取ることによって、幼児が共同意図に基づいた協力行動の必要性をいかに認識しているのかを調べた。さらに集団保育場面において行動観察を行い、児同士の近接関係から中心性指標を算出し、共同意図に基づいた協力行動に関する理解との関連を検討した。その結果、4-5歳齢児では相手の共同意図がないことが明確に示された状況であっても、援助を控えるという理解はあまり見られなかった。また、相手の共同意図に応じて協力するかどうかには誤信念課題の得点が影響することがわかった。つまり他者の心的状態を理解できる児ほど、相手との共同意図に基づいた協力行動をするべきであると理解している可能性が考えられた。共同意図に基づいた協力行動に関する理解と中心性指標との間には有意な関連は見られなかった。4-5歳齢児では、共同意図に基づいた協力行動に関する理解が児の仲間関係に影響を及ぼす段階ではない可能性が考えられた。紙芝居を用いた個別課題、集団保育場面での行動観察、ともに順調にデータ収集が進んでいる。私たちは他者を援助し、物を分け与え、悲しんでいる人がいれば慰め、何か目標を達成するために協力し合う。このような向社会的行動はごく身近な人に対してだけではなく、それほど親しくない人に対してもみられる。互いに助け合う社会を大規模な集団で形成するのは、他の動物種と比べてヒトの社会の大きな特徴である。このような協力的な社会を形成・維持するためには、相手の特徴や相手の状況に応じた向社会的行動が不可欠である。本研究では幼児が相手の共同意図に基づいた協力行動を示すのかを検討した。自己と他者の間に共同意図(joint intention)が形成されているということは、他者と目標を共有し、目標を共有していることを理解していることを意味する。幼児同士のやり取りにおいて共同意図に基づいた協力関係がいかに構築されていくのか、また相手に共同意図がない状況での抑制的協力行動がどのように発達するのかを明らかにすることを目的とした。4・5歳児69名を対象に、相手の意図を考慮した抑制的協力行動の理解を測る課題を行った結果、相手の「一人で作りたい」という意図が明示されていても「見守る」という抑制的協力行動を選択した児はわずかであった。抑制的協力行動と他者の信念理解との関連を分析すると、他者の信念理解が抑制的協力行動の選択に影響していた。これらの結果から、相手の意図を考慮して抑制的協力行動を選択する傾向は4・5歳頃から徐々に発達し始めること、その発達には「心の理論」が影響している可能性が考えられた。さらに対象年齢を広げて実験を行うと同時に、相手に共同意図がある状況、ない状況においてどのようなやり取りが見られるのかを自然場面において行動観察を行い、詳細に調べる。共同意図に基づいて協力行動が取れるかどうかが、児の仲間関係に影響するのかを分析する。児の仲間関係については、保育園において行動観察を行い、それぞれの児ごとに中心性指標を算出し検討を行う。分析結果を取りまとめて、投稿論文の執筆を行う。参加予定であった国際学会に参加しなかったため。
膀胱癌におけるCyclinAのbiomarkerとしての有用性としての有用性の検討。

膀胱癌におけるcell cycle proteinの発現を検討し、バイオマーカーとしての有用性を検討した。cyclinA,cyclinB1,cyclinD1,Ki67の発現について検討を施行した。cyclinAはhigh grade,high stageな症例ほど有意に発現が亢進しており、cyclinD1はhigh grade,high stageな症例ほど有意に発現が低下していた。cyclinB1,Ki67においてもcyclinAとほぼ同様な傾向が認められた。予後解析を施行したところ、cyclinAおよびKi67の発現が高い症例は有意に予後不良であり、その高い発現は細胞増殖の高い腫瘍細胞の特徴を示しており、同じ表在性腫瘍においてもこの2つの因子の発現が高い症例は早期に膀胱筋層へ浸潤を呈したり、また再発時に転移を来す症例が多く認められた。cyclinAが予後因子となることは現在、大腸癌、肺癌、乳癌にて報告されており、今回の我々の検討した膀胱癌における結果とほぼ同様である。膀胱癌患者においてcyclinAの発現を検討することは治療法の選択、また膀胱を温存しうるか否かとゆう、重要な選択に大きく寄与すると考える。尿中遊離細胞でのcyclinAの発現についても検討を施行したが症例数が少なく未だ満足いく結果が得られていない。今後尿中遊離細胞においてRT-PCRを用いた迅速診断が可能となれば、再発の経過観察スクリーニングにも有用な検査になりうると考える結果であった。膀胱癌におけるBiomarkerとしてのCyclinAの有用性について検討した。Cell cycle proteinは細胞周期および細胞増殖能を調節するタンパクとして重要であり、G1 cyclinであるcyclinD1は膀胱癌において、表在性膀胱癌の40-60%に過剰発現しているとの報告がなされている。今回われわれは膀胱癌手術標本を用い、cyclinA,cyclinB1,cyclinD1,Ki67の膀胱癌における発現を検討し、腫瘍の病理学的悪性度、予後、再発回数といった因子との関連を検討し、Biomarkerとしての有用性を検討した。CyclinAは表在性膀胱癌、進行性膀胱癌いずれにおいても過剰発現が認められ,特に進行性膀胱癌においては優位にその発現が亢進していた。また腫瘍の病理学的悪性度、予後とも相関が認められ、膀胱癌におけるBiomarkerとして有用と考えられた。Ki67,cyclinB1についてもある程度の相関は認めるも、CyclinAがもっとも優れた相関を示した。肺癌、大腸癌においてもCyclinAのBiomarkerとしての有用性が報告されており、同様の結果であった。マウスを用いた、膀胱癌実験的発癌モデルを用いた、CyclinAの発現についての検討は、In vivoの系においてBBNによる膀胱癌発生においてのCyclinAの発現を検討するものであり現在、BBNによる発癌モデルを作成中であり、腫瘍発生過程におけるCyclinAの発現については検討中である。
環境調和型大気圧非平衡プラズマ流による難処理有害物質の無害化

本研究は,高機能性プラズマ流による難処理有害物質の無害化に向けた新たな学問体系の構築を目的とする.本年度では,ラジカル種を多量に有する高反応流動場の詳細な解明を行うために,前年度の研究成果を基に,非平衡プラズマ流によるラジカル生成反応流路を新たに作製した.本装置は,電極間距離を1mm2mmに設定し,印加電圧は方形波で±12kV,印加電圧周波数20Hz,流路断面は円形と矩形とした.オゾンやNO, NO_2の濃度,流速,温度の計測が可能である.一方,有害物質の分解プロセスにおいて,OやNなどのラジカル反応流動場を明らかにすることは極めて重要であるが,計測が困難なため未だ十分に解明されていない.そこで,22の化学種,88の化学反応を考慮したラジカル混合プラズマ流の2次元数値モデルを新たに構築し,有限要素法を用い作製した反応流路形状に適用し,反応流動場を詳細に検討した.具体的には,(1)速度及び温度分布は実験結果と数値解析に良好な一致が得られた.(2)NOおよびNO_2濃度分布は,放電部下流で最大値を示しその後下流方向へ減少する.計算結果は,実験結果とNOに関しては定性的な一致を示すが,NO_2では一致しないため,入口条件等の最適化が重要である.また,電極間距離を狭くするとNO, NO_2濃度共に減少すること,矩形断面流路の方が円形断面流路より流速の影響が大きいこと等が明らかにされた.(3)実験結果と数値解析の統合により,N, O等のラジカル種の二次元分布等,活性種解析が可能であることが示された.本研究では,実験結果と数値解析を統合する手法を確立し,従来解明が困難であったラジカル反応流動場の解明や,反応流路形状やガス流量の影響を明らかにした.本手法を用いることで,有害物質無害化プロセス機構の解明や高効率な無害化システムの構築が進展することを確信している.本研究は,高機能性プラズマ流による難処理有害物質の無害化に向けた新たな学問体系の構築を目的とする.本年度では,複数種のガスや有害微粒子,イオンやラジカル種が混在した高反応性電磁熱流動場に関する詳細な解明を行うために,高電圧高周波電源を購入し環境調和型大気圧非平衡プラズマ流発生装置を新たに設計作製した.本装置は,電極間距離を0.01mm単位で可変,印加電圧波形は鋸波,正弦波,方形波の3種が可能で,方形波の印加時間比が可変,印加電圧周波数は最大25kHz,最大印加電圧10kV,電極形状の交換が容易,ガス流量が可変,ガス種の交換及び混合が可能,オゾンやNOx等の濃度測定が可能といった様々な特徴を持つ.本装置により,広範な作動条件と放電状態の相関を詳細かつ基礎的に検討することが可能となった.これより,放電状態がガスの流動場やラジカルにより大きな影響を受けることを示唆する新たな知見が得られた.具体的には以下の事が明らかにされた.1.電極に印加する電圧の掃引速度が0.1kV/s10kV/sの場合放電開始電圧はパッシェンの法則と一致するが,100kV/s10000kV/sでは一致せず大きく上昇する.一方,印加する電圧の周波数や波形を変化させた場合,いずれも放電開始電庄はパッシェンの法則と概ね一致する.2.ストリーマ理論を適用し,荷電粒子により発生する内部電界の解析を行った結果,外部電界の0.10.2倍程度である.3.静止雰囲気中での放電開始電圧は,測定直前に一定時間放電させることで低下する.これは,発生したラジカルの影響が要因であると考えられる.また,ガス流量がある一定以上になると放電開始電圧の再現性が良好となり,パッシェンの法則に概ね一致することが示された.4.反応場の支配因子となるラジカル濃度分布の解析を行うために,反応流動場の数値モデルを構築した.本研究は,高機能性プラズマ流による難処理有害物質の無害化に向けた新たな学問体系の構築を目的とする.本年度では,ラジカル種を多量に有する高反応流動場の詳細な解明を行うために,前年度の研究成果を基に,非平衡プラズマ流によるラジカル生成反応流路を新たに作製した.本装置は,電極間距離を1mm2mmに設定し,印加電圧は方形波で±12kV,印加電圧周波数20Hz,流路断面は円形と矩形とした.オゾンやNO, NO_2の濃度,流速,温度の計測が可能である.一方,有害物質の分解プロセスにおいて,OやNなどのラジカル反応流動場を明らかにすることは極めて重要であるが,計測が困難なため未だ十分に解明されていない.そこで,22の化学種,88の化学反応を考慮したラジカル混合プラズマ流の2次元数値モデルを新たに構築し,有限要素法を用い作製した反応流路形状に適用し,反応流動場を詳細に検討した.具体的には,(1)速度及び温度分布は実験結果と数値解析に良好な一致が得られた.(2)NOおよびNO_2濃度分布は,放電部下流で最大値を示しその後下流方向へ減少する.計算結果は,実験結果とNOに関しては定性的な一致を示すが,NO_2では一致しないため,入口条件等の最適化が重要である.

また,電極間距離を狭くするとNO, NO_2濃度共に減少すること,矩形断面流路の方が円形断面流路より流速の影響が大きいこと等が明らかにされた.(3)実験結果と数値解析の統合により,N, O等のラジカル種の二次元分布等,活性種解析が可能であることが示された.本研究では,実験結果と数値解析を統合する手法を確立し,従来解明が困難であったラジカル反応流動場の解明や,反応流路形状やガス流量の影響を明らかにした.本手法を用いることで,有害物質無害化プロセス機構の解明や高効率な無害化システムの構築が進展することを確信している.
数値流体力学的解析とMRマクロファージイメージングによる脳動脈瘤破裂のリスク予測

治療を前提として診療を開始した内頚動脈前壁動脈瘤、傍床状突起部内頚動脈瘤、ならびに内頚動脈後交通動脈分岐部動脈瘤の症例を追加して対象症例を追加蓄積した。脳動脈瘤の診断に用いた3DDSAまたは、3DCTAを基に流体力学的(CFD)解析を施行した。この際、流体力学的解析においてはWall shearstress(WSS)、血管壁圧力、圧力損失等を算出している。また、直達手術を施行した症例では、引き続き脳動脈瘤の安全な部位を採取し病理組織標本を作製し、免疫染色などの手法により炎症性マーカーの評価を進めた。これらのDataと、脳動脈瘤の種類や発生部位の違いによる破裂頻度の相違との関連を確認するためのデータベースを構築した。その結果、WSSは動脈瘤のいわゆるin flow zoneにおいて高値を示す傾向が認められた。そこで、さらに動脈瘤除去血管モデルも作成し、脳動脈瘤発生以前の母血管の部位にどのような流体力学的特徴が存在するのか検討を進めている。これにより脳動脈瘤の破裂機序に加え、脳動脈瘤の発生機序に関してもCFD解析と炎症性マーカーなどの因子の検討を行うことが可能となった。現在、症例数を増加する必要性の有無についても検討を進めているところである。CFD解析の結果と病理標本における炎症を代表とする因子との関連について、脳動脈瘤の違いによる破裂頻度に関連させて、統計的な検討を進め傾向を把握しているところである。未破裂脳動脈瘤症例において撮影した3DCTAならびに3DDSAより作成した血管モデルを用いて数値流体力学的解析を行い、症例を蓄積している。一方、MRIマクロファージイメージングも可及的に同一症例で施行し、データベース化を行っている。今後の症例数の増加と中長期の経過観察により、脳動脈瘤の増大や破裂に関与する数値流体力学的特徴やマクロファージの関与についての知見が得られると期待される。これにより、未破裂脳動脈瘤の治療方針の適正化や、ひいては、医療資源の適正配分による、多大な医療経済学的な貢献が期待できる。未破裂脳動脈瘤の数値流体力学的解析は順調に進んでいるものの、MRIマクロファージイメージングにおいては、施行症例数が少ない状況であり、このため集積の有無や程度についての判断基準の確率が遅れている状況である。これまで、治療を前提として診療を開始した内頚動脈前壁動脈瘤ならびに傍床状突起部内頚動脈瘤の症例を研究対象として蓄積してきた。この結果両動脈瘤を合わせて15例に対し研究を進めてきた。研究の方法に記したようにマクロファージイメージングの造影MRI検査ならびに3DDSAまたは、3DCTAを基に流体力学的解析を施行した。流体力学的解析においてはWall shear stress(WSS)、血管壁圧力、圧力損失等を算出している。これらのDataが動脈瘤の種類や発生部位の違いによる相違を確認するためのデータベースを構築している。また、プレリミナリーではあるが、WSSは動脈瘤のいわゆるin flow zoneにおいて高値を示す傾向が認められている。また、直達手術を施行した症例では、動脈瘤の安全な部位を採取し病理組織標本を作製し、免疫染色などの手法により炎症性マーカーの評価を進めている。MRIによるマクロファージイメージングは、マクロファージの造影剤の使用が難しく、全例で行うことが困難な状況がある。このため、今後は流体力学的解析の結果と病理標本における炎症を代表とする因子との関連について検討を進めているところである。現在のところ組み込み症例数が当初の予定に達しておらず、症例数を確保するため関連施設への紹介等の依頼を行った。これにより症例数の増加傾向がみられているが、目標を達成できるか見極めながら追加策を検討しているところである。MRIマクロファージイメージングに用いるフェルモキシトールの入手が困難な状況があり、このイメージングが施行できていない症例が多く存在している。このため、直達術により治療した場合には動脈瘤壁の組織標本を採取し、病理学的に炎症性変化の局在や程度をmacrophageや組織融解因子などを検出しすることにより評価している。昨年度に引き続き、治療を前提として診療を開始した内頚動脈前壁動脈瘤ならびに傍床状突起部内頚動脈瘤の症例を追加して対象症例を増加させた。また、さらに対象症例を増加させ、多角的に検討を進めるために、上記動脈瘤の近傍が発生部位である内頚動脈後交通動脈分岐部動脈瘤も研究対象として研究を進めている。症例の3DDSAまたは、3DCTAを基に流体力学的解析を施行した。そこで、さらに動脈瘤除去血管モデルも作成し、動脈瘤発生以前の母血管の部位にどのような流体力学的特徴が存在するのか検討を進めている。また、直達手術を施行した症例では、引き続き動脈瘤の安全な部位を採取し病理組織標本を作製しており、免疫染色などの手法により炎症性マーカーの評価を進めている。現在流体力学的解析の結果と病理標本における炎症を代表とする因子との関連について検討を進めている。近年脳動脈瘤治療が直達術から血管内治療にシフトしつつあり、このため、病理組織標本数が想定ほど増加していない現状がある。統計的な検討が可能か見極めながら検討を進めているところである。MRIマクロファージイメージングに用いるフェルモキシトールの入手が困難な状況があり、このイメージングが施行できていない症例が多い。

このため、直達術により治療した場合には動脈瘤壁の組織標本を採取し、病理学的に炎症性変化の局在や程度をmacrophageや組織融解因子などを検出することにより評価している。治療を前提として診療を開始した内頚動脈前壁動脈瘤、傍床状突起部内頚動脈瘤、ならびに内頚動脈後交通動脈分岐部動脈瘤の症例を追加して対象症例を追加蓄積した。脳動脈瘤の診断に用いた3DDSAまたは、3DCTAを基に流体力学的(CFD)解析を施行した。この際、流体力学的解析においてはWall shearstress(WSS)、血管壁圧力、圧力損失等を算出している。また、直達手術を施行した症例では、引き続き脳動脈瘤の安全な部位を採取し病理組織標本を作製し、免疫染色などの手法により炎症性マーカーの評価を進めた。これらのDataと、脳動脈瘤の種類や発生部位の違いによる破裂頻度の相違との関連を確認するためのデータベースを構築した。その結果、WSSは動脈瘤のいわゆるin flow zoneにおいて高値を示す傾向が認められた。そこで、さらに動脈瘤除去血管モデルも作成し、脳動脈瘤発生以前の母血管の部位にどのような流体力学的特徴が存在するのか検討を進めている。これにより脳動脈瘤の破裂機序に加え、脳動脈瘤の発生機序に関してもCFD解析と炎症性マーカーなどの因子の検討を行うことが可能となった。現在、症例数を増加する必要性の有無についても検討を進めているところである。CFD解析の結果と病理標本における炎症を代表とする因子との関連について、脳動脈瘤の違いによる破裂頻度に関連させて、統計的な検討を進め傾向を把握しているところである。症例数を増加させていく。また、今後対象症例において動脈瘤クリッピング術を施行した場合には、可能な限り動脈瘤の組織学的診断も行い、現在集積している数値流体力学的解析ならびにMRIマクロファージイメージングとの関連も評価していく。今後は病理組織標本における炎症性変化と数値流体力学的解析のデータを蓄積し、その関連について定量的評価を行っていく予定である。対象症例数の増加と多角的な検討のため、対象症例の選択基準を一部変更し症例数の確保の遅れを取り戻す方策をとっている。当年度は、症例登録数が当初予測を下回る結果となったため、経費も予測額を下回ることとなった。次年度においては、登録症例数を伸ばし、当年度の分も研究を進めることとする。研究対象症例数が予定通りに集まらなかった。このため使用した薬品等の購入金額が予定より少なかったために生じました。(理由)研究対象症例数が予定通りに集まらなかった。このため使用した薬品等の購入金額が予定より少なかったために生じた。(使用計画)次年度も研究対象症例を増加させる予定であり、これに必要な経費、薬品や備品の購入に充てる予定である。
ネフローゼ症候群発症に関わる糸球体上皮細胞内シグナル伝達系のプロテオミクス解析

1)スリット膜蛋白質Neph1のリン酸化とその意義プロテオミクスを用いたスリット膜複合体の機能解析として、まず主要なスリット膜タンパク質であるNeph1のリン酸化を解析し、糸球体上皮細胞傷害モデルであるPAN腎症、プロタミン硫酸還流モデルにおいてそのリン酸化が亢進している事をみいだした。次に、Neph1の細胞内領域のタンパク質を精製し、in vitroでリン酸化し、それを質量分析計で解析する事によりリン酸化するチロシン残基を同定した。またリン酸化に依存して結合する蛋白質をPull down法によって解析し、Grb2,Cskという蛋白質がリン酸化Neph1に特異的に結合する事、Grb2はNeph1のY637,Y638のリン酸化によって結合する事も判明した。Neph1のY637のリン酸化を特異的に認識する抗体の作成にも成功し、実際にin vivoでこのリン酸化がおこっている事を見いだした。さらにこれらの結合がどのような機能を担っているかについて解析をすすめ、FynによるGrb2結合部位であるY637のリン酸化がFynの下流でのERKの活性化を抑制する事を見いだした。これらの事から、Grb2の病態におけるリン酸化がGrb2を介して細胞内のシグナル伝達系を修飾する可能性が示された。この結果は2008年にJ Biol.Chemに投稿した。2)Nephrinのリン酸化の機能解析同様の方法によりスリット膜を構成する主成分であるNephrinのリン酸化について解析し、Nephrinの細胞内リン酸化チロシン残基の同定、そのリン酸基に特異的に結合する蛋白質を既知のNckの他に、PLC-gamma等、新規に4つ同定した。これらの成果は糸球体上皮細胞傷害時にスリット膜蛋白質がリン酸化を介して様々な蛋白質と相互作用する事、さらに細胞内シグナル伝達に直接関与する事をしめし、スリット膜の生理的および病理的な状態でのダイナミックな構造の変化を見いだした画期的な成果となった。現在これらのリン酸化が疾患発症にどうかかわっているか、さらにその他のスリット膜蛋白質のNephrinの動的構造につき検討を進めている。
リガンド活性型イオンチャネル集積化による、新規センサーシステムの開発

昆虫の匂い受容体は、様々な揮発性有機化合物で活性化されるイオンチャネルを構成し、化学物質のシグナルを膜電流に変換する機能を持つ。本研究では、このイオンチャネルを利用した簡便なセンサーを開発し、新規の生体分子計測技術としての可能性を探索した。フォトリソグラフィーで作製したマイクロチェンバーで、匂い受容体を発現した細胞スフェロイドを作製し、ハイドロゲルマイクロチェンバーに設置した。膜電流を細胞外電位変化を指標に計測したところ、匂い依存的な電位変化が記録できた。また、その認識する化学物質の種類は気液界面の影響を受ける事が明らかになった。以上の成果はドイツ化学会誌国際版で報告した。昆虫のにおい受容体は、揮発性有機化合物を含む多種多様な化学物質のシグナルを電流変換する機能を持つ、イオンチャネルファミリーである。本研究では、生物工学とMEMS技術を利用して、これらのイオンチャネルを利用した簡便なセンサーを開発し、新規の生体分子計測技術としての可能性を探索した。におい受容体はバイオセンサーとして大きな注目を集めているが、いまだ生体が行う様な気体状分子を検知させる事には成功していない。そこで、イオンチャネルを発現した均質な細胞を集積化することで、においに対する微小な細胞内電位変化を増幅し、細胞外電位として容易に測定できるデバイスの開発を試みた。まず遺伝子発現条件を検討し、におい受容体遺伝子を導入したHEK293T細胞を、PDMSで作製したマイクロチェンバーで培養する事で、におい受容体を発現したスフェロイドを作製した。このスフェロイドをPDMSをモールドとして作製したアガロースのマイクロチェンバーに置いたところ、表面にマイクロスケールの液相が形成された。そこでイオンチャネル電流を細胞外電位として測定した結果、気体状匂い分子に対する反応が測定できた。この方法を用いて、ハマダラカのGPROR2という、生体では2-メチルフェノールに応答する受容体を測定した結果、気相匂い刺激では2-メチルフェノールにはほとんど応答せず、ベンズアルデヒドに強く応答することがわかった。この結果は本手法では再現できていない、生体の嗅覚器表面を構成する気液界面に含まれる成分が、におい受容体のにおい認識に影響を与える事を示している。本手法は、このようなにおい認識における気液界面の役割を明らかにする上で有用であると考えられた。以上の成果は応用化学分野の最高峰誌であるAngewandte Chemie International Editionで報告した。細胞計測工学
頭尾軸に沿って異なる体幹部組織を産み出す体軸幹細胞の制御

本研究では、体軸幹細胞から体幹部の神経系・中胚葉系細胞が産み出されるマウス初期胚(妊娠813日目胚)を研究対象としている。体軸幹細胞および神経板細胞・中胚葉細胞で特徴的に発現する遺伝子群を第一の研究対象として、これら遺伝子群をゲノム編集技術を活用して欠損させた。体軸幹細胞の維持・分化に関与しているWnt3a遺伝子、および、Tbx6遺伝子の機能欠損マウス胚で発現が変化した6遺伝子を欠失させたゲノム編集胚を作成・解析し、うち1つで体軸の発生に影響が見られた。並行して体軸幹細胞状態、および、分化状態における遺伝子制御状態の解析を行っている。それぞれの細胞状態で特徴的に発現している転写因子に注目して、その標的ゲノム、標的遺伝子の同定を計画している。少数細胞での遺伝子制御解析法としてChIP-seq法やChILT法を検討しているところである。体軸幹細胞の制御に関与していると考えられる新規因子をすくなくとも1つ同定できた。この因子についてはより詳細な解析を行なっている。さらに2-3因子についても、ゲノム編集マウスの解析を進めている。遺伝子制御状態の解析については、少数細胞での解析法の確立に時間がかかった。以上のことから、「やや遅れている。」とした。体軸幹細胞の制御に関する新規因子の同定をすすめつつ、ここの因子の作用機序を明らかにする。同定した転写因子の被制御遺伝子群をChIP-seqやChILT法を活用して同定する。体軸幹細胞をはじめとする「多分化能状態にある細胞系列」では遺伝子発現プロファイルでは規定できないゲノム制御状態が存在すると予想している。例えば、ある発生時間での体軸幹細胞のゲノム制御状態が、次の発生時間の分化細胞の遺伝子発現には必須であるといった、細胞内の記憶(メモリー)として使用されている可能性がある。こういった視点で解析を進める。脊椎動物の胚発生では、まず頭部の原基の形成につづいて、体幹部が前方から後方へ順次作られる。先行研究において、後者の過程が神経系と中胚葉への2つの分化能力をもつ「体軸幹細胞」が前駆体となって進行することを示した。この体軸幹細胞は、頸-胸-腰-尾部といった頭尾軸に沿って異なる性質を持つ分化細胞を供給する。本研究では、「体軸幹細胞」がどういった遺伝子制御ネットワークによって維持されるのか、また、発生の進行とともに、どういった遺伝子制御ネットワークの変化によって頭尾軸に沿って異なる神経板または中胚葉細胞を産み出すのかを明らかにする。本研究は、細胞分化の仕組みを核内ゲノム状態の変化としてとらえるという特徴がある。本研究によって、新しい細胞運命の制御機構を明らかにできると考えている。今年度は、胚を細かく解剖することで、体軸幹細胞が存在する領域(原条周辺のエピブラスト)と、そこから派生する細胞が存在する領域(神経板および中胚葉)とを分離してRNA-seqによって遺伝子発現プロファイルを解析した。それぞれの領域で特徴的に発現する遺伝子の抽出を行い、その発現を詳細に解析した。並行して、レーザーマイクロダイセクションおよびセルソーターを用いて、体軸幹細胞の指標であるSox2エンハンサーN1を活性化する細胞を分離して、発現解析を行なった。同定したいくつかの因子については、遺伝子欠損マウス胚を作成してその重要性を解析した。遺伝子発現解析の対象とするサンプル調整法の確立に予定以上の時間を要した。具体的には、詳細な解剖技術の確立や、セルソーターやレーザーマイクロダイセクションを用いて行う特定細胞の単離技術の確立に時間を要した。このため、遺伝子発現解析の完了も予定より遅れた。結果として、当初予定していた、体軸幹細胞に特徴的な遺伝子(候補)の解析に若干の遅れが見られる。」とした。今年度の研究で同定した遺伝子群のうち、体軸幹細胞の維持や分化を制御する遺伝子制御ネットワークの解析を行う。まず、候補遺伝子の欠損マウス胚を作製して、体軸の伸長に影響を与える因子を同定する。同定された遺伝子群のうち転写因子に特に注目して研究を進める。同定した主要な転写因子の標的遺伝子をChIP-seq等を用いて解析すると共に、標的遺伝子の発現解析を行う。

体軸幹細胞をはじめとする「多分化能状態にある細胞系列」では遺伝子発現プロファイルでは規定できないゲノム制御状態が存在すると予想している。この点についても注意を払いつつ研究を進める。体軸幹細胞の制御に関する新規因子の同定をすすめつつ、ここの因子の作用機序を明らかにする。同定した転写因子の被制御遺伝子群をChIP-seqやChILT法を活用して同定する。例えば、ある発生時間での体軸幹細胞のゲノム制御状態が、次の発生時間の分化細胞の遺伝子発現には必須であるといった、細胞内の記憶(メモリー)として使用されている可能性がある。こういった視点で解析を進める。
色素増感太陽電池における電子移動機構の完全解明

色素増感太陽電池(DSC)は酸化物と有機色素と電解液から構成されており、光照射下の色素中で生成した励起電子とホールはそれぞれ半導体と電解質へ移動する。この電荷分離に必要なエネルギーが大きいことがDSCの問題であるが、本研究では電荷分離機構を解明し、主に低エネルギー損失色素の設計指針の提案を目的とした。そのために系統的に構造の異なる色素を合成し、それを用いたDSCの電子移動速度を測定したところ、色素のドナー部位の物理的な大きさ、共役の長さ、部分電荷の位置が大きく影響を与えることが分かった。また吸着角度に関しては直感とは異なる結果が得られた。これらの結果から高効率色素の構造について考察した。本研究では色素増感太陽電池中の電子移動過程の完全解明を目的とする。特に色素から酸化チタンへの注入と注入後の色素カチオンの還元に関する機構解明が必要である。平成26年度では主に既報の有機色素を用いた還元速度、色素の吸着角度の電子注入への影響、色素の吸着基の電子注入への影響について検討した。一般的な有機色素はドナーとパイ共役とアクセプター部位から構成される。既報の有機色素に関しては、パイ共役の長さが還元速度に与える影響を検討した。色素の還元は電解液中のレドックス対と酸化チタンに注入した電子によって起きるため、通常レドックス対を含まない電解液と含む電解液を用いたセルを作製し、還元速度を色素カチオンの過渡吸収によって測定する。しかしながら、パイ共役の長い色素ではレドックス対を含む色素の還元速度が遅い結果が得られた。そこでレドックス対を含まない電解液中の電解質の影響を検討したところ、ターシャルブチルピリジンの有無によって還元速度が変わることが分かった。色素の吸着角度の影響に関しては、新規に吸着角度が酸化チタンの表面に対して、垂直、約45度、平行となるような色素を設計、合成した。その結果、平行に吸着するような色素の量子効率が低い結果が得られた。またその様な色素を用いた太陽電池の電子寿命が短いことが分かり、いままでに私たちが提案した仮説を支持する結果が得られた。吸着基に関しては一般的にカルボン酸が用いられるが、ピリジンを吸着基に用いた色素を合成したところ、カルボン酸を用いた色素と同等の量子効率が得られた。量子化学計算を用いて酸化チタンに吸着した色素の電子軌道を計算したところ、カルボン酸を用いた色素よりも若干ではあるが、酸化チタンに電子軌道がしみ出していることが分かった。測定装置に関しては、過渡吸収に用いる励起パルス光の波長を変換する装置を導入し、過渡吸収を確認した。本研究では色素増感太陽電池の電子移動過程の完全解明を目的とする。特に色素から酸化チタンへの注入と注入後の色素カチオンの還元プロセスの機構解明が必要である。平成26年度では色素のパイ共役の長さと色素カチオンの還元速度の関係、電解質の色素への還元プロセスへの影響、色素の吸着角度と電子寿命の関係、色素の吸着基と注入効率への影響について検討を行った。平成27年度では、色素の部分電荷の影響を明らかにするための構造を設計し、新たな色素を合成した。また吸着角度の異なる有機色素の還元速度、構造の異なるルテニウム錯体色素の還元速度、ターシャルブチルピリジン(tBP)の色素還元への影響、色素の還元に必要な自由エネルギー差、酸化亜鉛と酸化スズ電極を用いた場合の電子寿命、電子寿命の温度依存性について検討した。吸着角度は酸化チタンに垂直に吸着する色素と比べて平行に吸着する色素の方が注入した電子による還元が遅く、またレドックス対による還元が速かった。ルテニウム錯体色素では電解液中に3ヨウ化物イオンを含む場合、ヨウ化物イオンの濃度に関係なく同じ還元速度が測定された。tBPの還元速度への効果はtBPが色素間のホールホッピングを抑制するためであると仮説を立てたが、ホールホッピングは抑制されていないことが分かった。還元に必要な自由エネルギー差は色素の構造によって異なるが、26年度の仮説では説明できない結果が得られた。酸化亜鉛と酸化スズを用いた太陽電池では酸化チタンよりも電子寿命が大幅に伸ばせる色素が見つかった。電子寿命の温度依存性は酸化チタンの粒径によって大きく変化することが分かった。27年度では仮説を検証する色素の合成に成功しており、また色素の物理的構造、自由エネルギー、色素間のホールホッピング、温度依存、電極依存と多くのパラメータの影響について検討することができ、28年度に検証する多くの仮説を準備することができた。また色素のHOMOの表面積の影響など、仮説の検証も進んでいるため。色素増感太陽電池は主にナノ多孔質状の酸化チタン電極、その表面に吸着した有機色素、レドックス対を含む電解液から構成されている。光照射下では色素中の電子が励起し、酸化チタンへ注入され、色素中に生成したホールは電解液中のレドックス対によって還元される。この過程における高効率太陽電池の条件は、酸化状態の色素と酸化チタンへ注入された電子の再結合速度がレドックス対による酸化状態の色素の還元速度よりも遅いことである。そこで色素の構造とこれら二つの電子移動速度の関係を明らかにすることが色素の設計に必要である。この電子移動機構を解明するために、H26年度とH27年度において、酸化チタンへの吸着角度が異なる3種類の色素と、酸化チタンと色素の間の電場に影響を与える4種類の色素を合成した。