hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
抗子宮頚部腺癌モノクローナル抗体1C5の認識抗原の解析と臨床応用法の確立

昨年度までの研究で、抗子宮頸部腺癌モリクローナル抗体1C5の有用性について発表し、1C5がB-カゼインの1-28番のアミノ酸と共通抗原決定基を認識する事を証明した。本年度は臨床上での症例数を増加させ細胞診断上での有用性についてさらなる検討を加えた。これは平成7年の日本臨床細胞学会春期総会のシンポジウムで発表予定である。また、認識抗原の解析と血清診断での応用を目的として、B-カゼインでウサギを免疫して得られた抗B-カゼイン抗体を作製し、ヒト婦人科領域の正常臓器・悪性腫瘍でのその応性を検討した。尿素存在下での電気泳動後のイムノブロットでは抗B-カゼイン抗体はB-カゼインと子宮頸部腺癌細胞株で異なる分子量での反応を認めた。免疫組織学的には子宮頸部腺癌7例中6例、子宮頸部扁平上皮癌6例中4例、子宮内膜癌5例中4例に反応を認めた。さらに子宮頚部での扁平上皮癌と腺癌の共通発生母地と考えられているreserve cellでの反応が認められた。これらより、1C5認識抗原はB-カゼインと共通抗原決定基を持つが、腫瘍組織にはその他にもB-カゼインと共通する抗原性が存在すると考えられる。(第53回日本癌学会総会で発表)この事はβ-カゼインの抗原性の解析が、癌化における細胞内物質の変化の解析に結びつき、さらには新しい腫瘍マーカーの確立をもたらす可能性を示唆する。現在、この他の抗原性を解析するために、ペプチドを合成し解析するとともに、B-カゼインに対するモノクローナル抗体を作製中である。
紫外線による(6-4)光産物の生物作用

紫外線による主なDNA損傷としてピリミヂンダイマーと(6-4)光産物が知られている。(6-4)光産物の突然変異誘発能はピリミヂンダイマーに比べ格段に強く、生成量は少ないものの、紫外線の生物影響を考えるうえで重要な損傷であると考えられている。生物が紫外線によるDNA損傷を修復する機構の一つに光回復がある。光回復は、可視光のエネルギーを利用して紫外線損傷を修復するもので、間違いが無いうえに効率が良く優れたDNA修復機構である。バクテリアから有袋類まで幅広くその存在が知られている。光回復により修復されるのはピリミヂンダイマーのみであると信じられてきたが、我々は(6-4)光産物に特異的に働く光回復酸素がショウジョウバエ細胞に存在する事を世界に先駆けて見い出し、その遺伝子を単離した。更に脊椎動物であるXenopusからも同様の活性を持つ遺伝子を単離すると同時にヒトからもそっくりのアミノ酸配列を持つ遺伝子を単離し、この酵素遺伝子が現存生物に幅広く分布しでいる事、さらにピリミジンダイマー光回復酵素、植物のblue light photoreceptor等とともに青色光を利用する蛋白としておおきな蛋白ファミリーを形成していることをあきらかにしていた。本年度は、(6-4)光回復酸素が紫外線DNA損傷を全く正常なピリミジンにまで修復することを証明し、この酵素を用いて、ヒト細胞内での紫外線誘発突然変異における(6-4)光産物の寄与を明らかにした。ピリミジンダイマーと同じレベルの突然変異誘発力を持つことが明かになった。
クローン受胎牛の分娩遅延と分娩誘起法の研究:胎子性コルチゾルからのアプローチ

体細胞クローン胎子の過大化や受胎牛における分娩遅延は、体細胞クローンの生産効率を低下させる要因となっている。本研究では、体細胞クローン受胎牛における妊娠末期の血中グルコース濃度の上昇が少なく、胎盤節におけるグルコース輸送体のmRNA発現が高いことを明らかにした。これらのことから、妊娠末期の体細胞クローン胎子におけるコルチゾール生産能が不十分であることが示唆された。デキサメサゾンを用いた分娩誘起では、体細胞クローン受胎牛および体内受精卵の移植による受胎牛のいずれにおいても胎盤節のアポトーシスが十分に誘起されないことが明らかとなった。持続型コルチゾール製剤を用いて、体細胞クローン受胎牛の分娩誘起が可能であった。本研究の成果は、体細胞クローン受胎牛だけでなく、一般の妊娠牛の分娩誘起技術の改良にも有用な知見となると考えられた。体細胞クローンを受胎した牛にみられる微弱な分娩兆候の要因を解明するため、分娩前の体細胞クローン胎子におけるコルチゾール生産能力を評価した。本年度は、胎子性コルチゾールによって分娩前に上昇する母体血漿グルコース(Glu)濃度と、同じく低下する胎盤グルコース輸送体(GLUT)mRNA発現を解析した。クローン受胎牛のGlu濃度は、分娩予定日の257および271日前、分娩直前のいずれの時期も対照牛に比較して有意に低く、妊娠257日に対する分娩前の上昇も有意に低かった。分娩直後の子牛の血漿Glu濃度は正常であった。クローン受胎牛のGlu濃度は子牛の生時体重と負の相関を示した。クローン受胎牛におけるGlu濃度の低下は、過大化したクローン胎子によるGlu要求量の増加が原因であり、生時体重の大まかな推定に利用できると考えられた。また、クローン受胎牛では分娩時のGlu濃度の上昇が少ないことから、胎子のコルチゾール分泌が不十分で、コルチゾールによるインスリン拮抗作用が亢進していないごとが示唆された。分娩時の母胎盤におけるGLUT発現量は自然分娩した対照牛で最も低く、次いでデキサメサゾン(DEX)、プロスタグランジン(PG)F_<2α>およびエストリオール(E3)を用いて分娩誘起した対照牛で低かった。DEX、PGおよびE3を用いて分娩誘起したクローン受胎牛のGLUT発現量は高く、PGF_<2α>とE3のみで分娩誘起した対照牛と同様の値を示した。胎子胎盤ではGLUT発現量に差はなかった。これらから、自然分娩における胎子性コルチゾールの分泌亢進およびDEXの投与は胎盤を介した胎子へのGlu輸送を抑制すると考えられた。しかし、クローン受胎牛ではGLUT発現が高く、胎子からのコルチゾニルの分泌が不足していることが示唆された。本研究では、分娩誘起方法の違いが分娩時の胎盤のアポトーシスに及ぼす影響を検討した。アポトーシスに対して抑制的に作用するBCL2A1 mRNAの分娩時胎盤における発現量は、プロスタグランジンF_<2α>(PG)による誘起分娩に比較して自然分娩で有意に低下しており、デキサメサゾン(DEX)の投与による分娩誘起では変化しなかった。In situ hybridization解析の結果、BCL2A1 mRNAは胎子胎盤の二核細胞で強く発現しており、母体側の子宮小丘上皮細胞でも部分的に発現が認められた。自然分娩時には二核細胞数が有意に低下しており、このことがBCL2A1 mRNA発現量の低下の要因のひとつと考えられた。TUNEL陽性細胞は、PGによる誘起分娩時に比較して、自然分娩時およびDEXによる誘起分娩時に増加しており、アポトーシスが亢進していた。自然分娩では胎盤停滞の治療はなかった(0/4頭)のに対し、分娩誘起を行った牛では治療牛が多かった(DEX;1/4頭、PG;3/4頭)。以上より、通常分娩誘起に用いられている量のデキサメサゾンの投与は胎盤節のアポトーシスを誘導するが、二核細胞数の減少やBCL2A1遺伝子の発現抑制は引き起こさないことが示唆された。持続型コルチゾール製剤(トリアムシノロンアセトニド)を投与したクローン受胎牛のうち1頭は帝王切開により分娩し、残りの2頭は経膣で分娩した。

子牛の体重は場内の黒毛和種の平均生時体重(35kg、20042008年)よりも重く(4151kg)、経膣で分娩した1頭で筋肉水腫がみられたが、そのほかにはクローン牛に特徴的な異常は認められなかった。これらの牛の分娩時に採取した胎盤の解析はH23年度に実施する。本研究では、分娩誘起方法の違いが分娩時の胎盤のアポトーシスに及ぼす影響を検討した。本年度は、体細胞クローン胚の移植により受胎した牛において、持続型コルチゾール製剤(トリアムシノロンアセトニド:TA)を用いて分娩誘起した際の分娩時胎盤節のアポトーシスを解析した。TAはデキサメサゾン(DEX)等のコルチゾール製剤に比較して血中に存在する時間が長い。これにより、TAを用いた分娩誘起は、分娩の開始前に胎子から分泌されるコルチゾールの分泌パターンを模倣できると考えられている。胎盤節は、体内受精胚の移植により受胎した牛における自然分娩時(対照)、体細胞クローン受胎牛のDEXあるいはTAによる誘起分娩時に採取した。DEX(5例、193±22/mm^2)に比較して対照(4例、26±8/mm^2)では胎盤節における二核細胞数が有意に減少した。TA(2例、236、169/mm^2)はDEXと同様の二核細胞数を示した。胎盤節におけるTUNEL陽性細胞の面積は、DEX(0.006±0.002/mm^2)に比較して対照(0.018±0.012/mm^2)で多い傾向を示した。TA(0.005、0.016/mm^2)はDEXと同様のTUNEL陽性細胞面積を示した。以上の結果から、体細胞クローン受胎牛における分娩誘起による分娩時胎盤節では、TAの投与による二核細胞数の減少やアポトーシス細胞の増加はみられなかった。今後、TAの投与量や投与時期等についても検討する必要がると考えられた。
所得格差のダイナミクスの実験的研究―個人内・個人間・世代間過程の視角から―

ここ数十年来,世界的に見て,国家間,国内での所得格差は拡大してきている.社会に大きな影響を及ぼしうる所得格差のダイナミクスー発生・拡大・縮小ーをミクロレベルから説明する理論モデルは管見ながら非常に少なく,そのモデルに基づいた実証研究はほとんどない.本研究の目的は,所得格差のダイナミクスを,標準的な経済理論のみならず社会心理学・行動経済学の知見を応用しつつ,個人内・個人間・世代間過程としてミクロレベルから明らかにすることである.この研究を推進することができれば重要な社会経済現象の実証研究に資するだけではなく,社会を安定化し,効率的な経済を構築することにも役立つと思われる.ここ数十年来,世界的に見て,国家間,国内での所得格差は拡大してきている.社会に大きな影響を及ぼしうる所得格差のダイナミクスー発生・拡大・縮小ーをミクロレベルから説明する理論モデルは管見ながら非常に少なく,そのモデルに基づいた実証研究はほとんどない.本研究の目的は,所得格差のダイナミクスを,標準的な経済理論のみならず社会心理学・行動経済学の知見を応用しつつ,個人内・個人間・世代間過程としてミクロレベルから明らかにすることである.この研究を推進することができれば重要な社会経済現象の実証研究に資するだけではなく,社会を安定化し,効率的な経済を構築することにも役立つと思われる.
米糠由来植物性ステロールフェルラ酸エステルの大腸癌治療への応用

最近我が国における大腸癌の発生率は急激に増加している。特に、潰瘍性大腸炎やクローン病などの炎症性腸疾患の患者における大腸癌の発症リスクは極めて高く、その対策が求められているが、慢性炎症からどのように癌化へと病態が進行するかは不明な点が多い。一方、細胞の癌化と生体内酸化ストレスの関係はよく知られているが、抗酸化作用を持つ物質が必ずしも抗癌作用を持つわけではない。本研究で着目するのは、抗酸化作用に加えNFκB抑制作用やERK活性阻害を基盤とする強力な抗炎症作用を持つYオリザノールが、炎症性腸疾患に付随する大腸癌発生に対しても著効を示すのではないかとの発想である。本年度は、初年度に引き続き、腸管の慢性炎症に深く関わるとされる筋線維芽細胞と細胞外マトリックス糖タンパク質のテネイシンCの役割に着目して研究を進めている。腸炎におけるテネイシンCの役割を確かとするために、テネイシンCノックアウトマウスと野生型を「同腹仔」で比較したところ、ノックアウトマウスで顕著に大腸炎(デキストラン硫酸)が悪化していることを見いだした。組織におけるテネイシンC発現を免疫染色で確認したところ、炎症部位に強く発現していた。テネイシンCの発現細胞は、粘膜上皮直下の筋線維芽細胞であり、また、この筋線維芽細胞はPDGFα型受容体を発現していた。一方、クローン病の自然発症モデルとされるSAMP1/Yitマウスにおいても、小腸炎症部位でテネイシンCの発現亢進が認められた。さらに、腸上皮細胞にTGFβを作用させて上皮間葉転換を起こさせたところ、テネイシンC発現が亢進していた。そして、筋線維芽細胞ならびに上皮間葉転換した細胞にPDGFを作用させるとテネイシンC発現はさらに亢進した。本研究により、筋線維芽細胞ならびに上皮系細胞が発現するテネイシンCが消化管炎症に深く関わることが明らかとなった。細胞外マトリックステネイシンCの腸炎における役割は全く明らかにされていない。本研究はテネイシンCが組織障害に対する保護因子であることを初めて明らかにしたものであり、学術上価値が高いと考えている。初年度は、腸管の慢性炎症に深く関わるとされる筋線維芽細胞と細胞外マトリックス糖タンパク質のテネイシンCの役割に特に注目して実施した。はじめに、デキストラン硫酸で誘起される腸炎モデルにおいて、テネイシンCノックアウトマウスを野生型と比較したところ、ノックアウトマウスで顕著に大腸炎が抑制されていることを見いだした。テネイシンCの発現部位は、粘膜上皮直下の筋線維芽細胞が分布する場所と一致し、さらに、免疫電顕で確認したところ、テネイシンCは筋線維芽細胞のみに特異的に発現していた。現在、テネイシンCがどの様なメカニズムで炎症に関わっているのかを、培養筋線維芽細胞を用いて検討を進めている。本研究で、筋線維芽細胞が発現するテネイシンCが消化管炎症に深く関わることがはじめて明らかにされた。

そして、筋線維芽細胞ならびに上皮間葉転換した細胞にPDGFを作用させるとテネイシンC発現はさらに亢進した。本研究により、筋線維芽細胞ならびに上皮系細胞が発現するテネイシンCが消化管炎症に深く関わることが明らかとなった。細胞外マトリックステネイシンCの腸炎における役割は全く明らかにされていない。本研究はテネイシンCが組織障害に対する保護因子であることを初めて明らかにしたものであり、学術上価値が高いと考えている。
組織形成過程のヘテロな細胞集団に対する分業組織の解明

ヒト組織再構築中に生じる環境的ヘテロ集団(不均一性),細胞的ヘテロ集団(不均質性)に対する分業組織の解明を目指し,細胞レベル(微視的レベル,μmオーダー)での増殖・分化の現象を局所把握かつ1細胞ごとに生じるイベント(分裂・遊走・物質生成)を生物的パラメータにて整理した.さらに空間的・時間的積分することにより,細胞間のコミュニケーションを加味した組織レベル(巨視的レベル,mm, cmオーダー)で集塊増殖,分化,シグナリング,力学的強度解析の方法論を構築することを目指した.平成18年度では,ウサギ硝子軟骨のゲル内包埋培養を対象に,硝子軟骨組織の再構築過程を検討した.特に,「ヘテロな集団内での分業組織の解明」の方法論構築を目指し,受動的集塊形成に含まれる硝子軟骨組織の再構築過程を対象とし,環境的ヘテロ集団が及ぼす影響を(1)細胞評価;細胞形態,遊走性,(2)増殖指標;細胞数や細胞集塊の形成能力,(3)分化指標;細胞外マトリックス生成,(4)組織の質的評価指標;細胞集塊の空間分布,マトリックス分布,さらには,細胞の機械的強度を評価する方法を構築した.特に,ウサギ軟骨細胞の播種密度が低いときには,細胞の紡錘形への形態変化,遊走がみられ,緩い集塊形成が促進されることを見出した.緩い集塊においては,II型コラーゲンの生成が見られなかった.一方,通常の播種密度においては,細胞の遊走は観察されず球形を呈し,分裂により,密な集塊を形成し,II型コラーゲンを生成することがわかった.さらに,細胞的ヘテロ集団が及ぼす影響を,分化細胞と脱分化細胞に分けて解析を実施し,混在する環境での分業組織の解明を行った.脱分化した細胞は,紡錘形を示していた.紡錘形の細胞は,II型コラーゲンを生成せず,球形の分化細胞のみが軟骨組織形成の上で有効な細胞であることがわかった.ヒト組織再構築中に生じる環境的ヘテロ集団(不均一性),細胞的ヘテロ集団(不均質性)に対する分業組織の解明を目指し,細胞レベル(微視的レベル,μmオーダー)での増殖・分化の現象を局所把握かつ1細胞ごとに生じるイベント(分裂・遊走・物質生成)を生物的パラメータにて整理した.さらに空間的・時間的積分することにより,細胞間のコミュニケーションを加味した組織レベル(巨視的レベル,mm, cmオーダー)で集塊増殖,分化,シグナリング,力学的強度解析の方法論を構築することを目指した.平成18年度では,ウサギ硝子軟骨のゲル内包埋培養を対象に,硝子軟骨組織の再構築過程を検討した.特に,「ヘテロな集団内での分業組織の解明」の方法論構築を目指し,受動的集塊形成に含まれる硝子軟骨組織の再構築過程を対象とし,環境的ヘテロ集団が及ぼす影響を(1)細胞評価;細胞形態,遊走性,(2)増殖指標;細胞数や細胞集塊の形成能力,(3)分化指標;細胞外マトリックス生成,(4)組織の質的評価指標;細胞集塊の空間分布,マトリックス分布,さらには,細胞の機械的強度を評価する方法を構築した.特に,ウサギ軟骨細胞の播種密度が低いときには,細胞の紡錘形への形態変化,遊走がみられ,緩い集塊形成が促進されることを見出した.緩い集塊においては,II型コラーゲンの生成が見られなかった.一方,通常の播種密度においては,細胞の遊走は観察されず球形を呈し,分裂により,密な集塊を形成し,II型コラーゲンを生成することがわかった.さらに,細胞的ヘテロ集団が及ぼす影響を,分化細胞と脱分化細胞に分けて解析を実施し,混在する環境での分業組織の解明を行った.脱分化した細胞は,紡錘形を示していた.紡錘形の細胞は,II型コラーゲンを生成せず,球形の分化細胞のみが軟骨組織形成の上で有効な細胞であることがわかった.
外国人看護・介護人材の職場におけるコミュニケーションの研究

本プロジェクトでは、看護・介護分野における外国人人材受け入れに向けた基礎研究として、看護・介護の職場におけるコミュニケーションの特徴についての分析を行った。実際の会話データを用いて、看護・介護場面での会話、特に、職員間で行われている患者や利用者に関する情報の申し送りに注目し、そこで使用されている特徴的な語彙や表現を抽出した。また、日本人と外国人人材との間でのコミュニケーションに注目し、双方がどのような調整を行いながら職場でのやりとりを成立させているか分析した。本研究は、外国人看護・介護人材の職場におけるコミュニケーションの特徴や、職場での日本語習得過程を明らかにすることを目的としている。平成27年度は、主に(1)収録済みのデータの整理・分析と(2)データの収集を行った。(1)収録済みのデータの整理・分析過去に収録された関西地方の病院の急性期病棟及び療養期病棟における計10日分の看護師の申し送り場面の録音・録画データの文字化や整理を行い、分析用のデータ資料を作成した。これらを形態素解析にかけ、頻出度の高い語彙を抽出したり、看護師国家試験で出題されている語彙との比較などをしたりしながら、申し送りに特徴的な語彙の分析を進めた。また、過去に収録された関西地方の介護老人保健施設における申し送りの録画・録音データの文字化、整理を行った。こちらのデータ資料は会話分析という手法を用いて、どのように情報伝達が行われているかという視点から分析を行っている。(2)データの収集関西地方にある介護老人保健施設で(前述の施設とは別)、二週間にわたるフィールドワークを行い、介護士同士のやりとりや、介護士と認知症の入居者とのやりとり、医師や理学療法士など、他職種が参加するカンファレンスにおけるやりとりなどの録音・録画を行った。プライバシー保護のために、データ収集に入る前の事前準備(データ収集の依頼、全職員に対する説明、認知症患者本人及び家族への説明、コンセントフォームへのサイン)に十分に時間をかけた。また、過去に日本で働いていた4人のインドネシア人元EPA看護師候補者(既にインドネシアに帰国)について、彼らの現在の職場を訪ね、彼らの帰国の選択や日本での経験、現在の仕事への影響についてインタビュー調査を行った。また、可能な場合には、許可を取り、彼らの現在の職場での実際の仕事ぶりを観察した。平成27年度は、収録済みのデータの整理・分析と新規のデータ収集を行うことを目的とし計画を立てた。前者については、ほぼ当初の計画通りに進めることができた。後者については、過去にフィールドワークを行っていた施設でデータ収集を継続するつもりであったが、施設側の事情で今年度は外国人人材を採用しないということになり、予定を変更せざるを得なくなった。外国人人材が働く施設でのデータ収集については、新たに協力施設が見つかったため、現在はそちらでデータ収集が行えるように準備をしているところである。また、外国人人材は働いていないが、看護・介護現場での実際の言語使用に関するデータ収集について協力を得られた施設があったため、平成27年度は主にそちらの施設で申し送りや介護人材と入居者とのやりとりなど、看護・介護分野におけるインターアクションの場面の録音・録画を行った。過去に日本で働いていた元EPA看護師候補者についての調査については、予定通りインドネシアで行うことができた。以上を考えると、データを収集する施設や収録するインターアクションの内容に多少の変更は生じたものの、結果としてデータ収集自体は問題なく行うことができたため、平成27年度の計画はおおむね順調に進めることができたと言えるだろう。平成28年度は、主に(1)これまで行ってきた研究についての論文の発表・出版、(2)収録済みのデータの整理・分析、(3)データの収集を行った。(1)論文の発表・出版:日本人看護師の申し送り場面における頻出語彙や表現、申し送り場面における情報収集に関するインターアクションのパターンやプロセスについて分析した論文等を出版した。(2)収録済みのデータの整理・分析:過去にEPA看護師として来日し日本で就労していた4人の元インドネシア人看護師候補者に対して行った、インドネシア帰国後のフォローアップ調査について、インタビューの録音データの文字化やフィールドノートの整理を行い、分析用のデータ資料を作成した。現在はこれらのデータ資料をもとに、彼らの帰国後のキャリア構築のプロセスや、キャリア選択の動機についての分析を行っている。また、老健施設で収集した介護職員と利用者のインターアクション、介護職員とその他の職員とのインターアクションについても、録音・録画データの文字化を行い分析用のデータ資料を作成している。(3)データ収集:老健施設において、介護職員間や介護職員と他職種間のコミュニケーションや、介護職員と利用者のコミュニケーションなど、引き続きインターアクションデータの収集を行っている。平成28年度は、(1)データの収集、(2)データの整理・分析を行うことを中心課題として計画を立てた。データの収集については、予定していたフィリピンでのフィールドワークが実行できなかった。その理由としては、前年度に予定を上回るデータが収集できたこともあり、そのデータの文字化やデータ整理などにより多くの時間と予算を使用したことが挙げられる。しかしながら、フィリピンでのフィールドワークは実現できなかったものの、分析に向けたデータ資料の整理により多くの時間を割くことができた。また、収集量は少ないながらも、日本でのデータ収集は継続できているため、全体的には平成28年度の計画はおおむね順調に進展していると言えるだろう。本年度は、平成28年度までに収集されたデータの整理・分析や、発表、出版の準備を中心に行った。

特に、(1)日本の老健施設における、外国人介護従事者(フィリピン人、日本人)と日本人介護従事者間のコミュニケーション、(2)看護場面で使用される語彙の教材化の二点を中心に進めた。(1)は、会話分析の手法を用い、収集済みの音声、ビデオデータを詳細に分析し、日本人側、外国人側が業務に必要な情報共有のために、それぞれどのようなストラテジーを用いているか、また、日本語能力の限られている外国人であっても、インターラクションを通じ、職場の情報共有に貢献しているかという点について明らかにした。この分析結果は2018年3月に行われたアメリカ応用言語学学会で発表した。(2)については、平成27年度、28年度に分析を続けてきた、看護師間での申し送りで用いられる語彙の特徴をもとに、看護現場における日本語教育に使用できる教材の開発を行った。本プロジェクトでは、看護・介護分野における外国人人材受け入れに向けた基礎研究として、看護・介護の職場におけるコミュニケーションの特徴についての分析を行った。実際の会話データを用いて、看護・介護場面での会話、特に、職員間で行われている患者や利用者に関する情報の申し送りに注目し、そこで使用されている特徴的な語彙や表現を抽出した。また、日本人と外国人人材との間でのコミュニケーションに注目し、双方がどのような調整を行いながら職場でのやりとりを成立させているか分析した。平成28年度は、主に(1)文字化・整理されたデータの分析、(2)平成27年度に収集されたデータの文字化・整理・分析(3)データ収集、という3点を進めていく予定である。(1)については、申し送り時のデータを中心に、引き続き使用されている語彙や、情報伝達の仕方について分析を深める。(2)については、新たに申し送り場面でのインターアクションデータが収録できたこともあり、文字化等のデータ整理を行うことにより、過去の申し送り場面におけるインターアクションのデータの補充をすることが可能となり、データベースの拡大につなげることができる。また、平成27年度に収集した帰国後の元EPA候補生に対するインタビュー資料を整理し、過去のデータと合わせ、個人の縦断的変化を中心に整理・分析を行い、キャリアの変化と言語使用・言語学習との関係について分析を進める予定である。(3)のデータ収集については、外国人看護・介護人材が働く施設におけるインターアクションデータの収集の準備を進め、準備が整った段階で定期的に訪問しデータの録音・録画を行う。また、平成28年度は、すでに帰国したフィリピン人元EPA看護師候補生について、彼らの日本での経験や帰国の選択、現在の仕事と日本での経験の関係についてインタビュー調査を行う予定である。平成29年度は、基本的には新規のデータ収集は行わず、平成28年度までに収集されたデータの整理・分析を中心に進めていく計画である。
化合物半導体１次元ブラウンラチェットによる超低エネルギー電子輸送の検討

無秩序に動き回る電子集団から一方向性の流れ(=電流)を生み出す電子ブラウンラチェットは、生体の仕組みをとりいれた素子であり、低エネルギーでの電子輸送を可能にする。本研究の目的は、化合物半導体の1次元構造であるナノワイヤに非対称ゲートを周期的に設けることで電子ブラウンラチェットを実現し、動作実証することである。ラチェット動作の鍵となる鋸歯状ポテンシャルを内包する構造をGaAsナノワイヤにくさび形の金属ゲートを配置した構造で実現した。本素子によりブラウンラチェット動作モードの1つであるフラッシングラチェット動作に成功した。半導体フラッシングラチェットの室温動作は世界初の成果である。無秩序に振る舞う電子集団からコヒーレントな電子の流れを引き出す電子ブラウンラチェットは、生体機能に倣った有用な素子であり、将来のエレクトロニクスの低消費電力化において極めて重要な役割を果たすことが期待されている。本研究の目的は、雑音やゆらぎを活用した超低エネルギー電子輸送を目指し、化合物半導体ナノワイヤチャネルに非対称ゲートを周期的に設けた電子ブラウンラチェット素子を実現し、コヒーレント電子輸送の実験実証、その評価検討を通して室温動作の指針を得ることである。平成24年度の実績は次の通りである。(1)20組の多重非対称ゲートを有するGaAsナノワイヤ素子を試作した。これを用いブラウンラチェット動作の一つであるフラッシングラチェット動作を室温にて成功した。生成された直流電流はフラッシング周波数に依存しており、明らかに非線形整流作用ではない。ポテンシャル周期や電子密度より理論的に生成電流を導いて実験的評価ととの比較検討を行い、実験的に得られた結果がフラッシングラチェット機構に基づくものであることを示した。(2)次いで、上記素子を用いてランダムパルス列を用いたフラッシングを行い、室温にてコヒーレント電流の生成に成功した。ランダム信号を用いたフラッシング電流の実験的観測も世界初である。フラッシング動作においては信号の周期性が生成電流の大きさに反映されることを実験的に指摘した。無秩序に振る舞う電子集団からコヒーレントな流れを引き出す電子ブラウンラチェットは、生体機能に倣ったメカニズムで高効率かつ低エネルギーでの電流輸送を可能にする素子である。将来の低消費電力エレクトロニクスにおいて重要な役割を果たす素子としてと期待される。本研究の目的は、雑音やゆらぎを利用した超低エネルギー電子輸送を目指し、1次元的な化合物半導体ナノワイヤチャネルに非対称ゲートを周期的に設けた電子ブラウンラチェット素子を実現し、コヒーレント電子輸送の実験実証とその評価検討を通して室温動作の指針を得ることである。平成25年度は、半導体ナノワイヤ中に鋸歯状のポテンシャルを形成する素子構造を半導体GaAsナノワイヤに多重ショットキーゲートを設けた独自のブラウンラチェット素子の動作評価と高効率化に向けた検討を行い、以下の成果を得た。(1)ランダムなパルス列および帯域制限された白色雑音を用いて上記素子にてフラッシング動作(鋸歯状ポテンシャルのON/OFFを繰り返す動作モード)を行い、室温にてコヒーレント電流の生成に成功した。(2)フラッシング電流がゲートしきい値や素子構造に依存性することを実験的に確認した。フラッシング信号としきい値の関係に最適値がある。また、生成電流は非対称ゲートの数に依存し、ゲート数を増すと電流は増加する。10ゲート以上ではその変化は無くなり同一の特性を示す。非対称ポテンシャルが多いほどナノワイヤ中の電子運動のコヒーレンシが増大する結果より電荷転送量のばらつきを内部補償するメカニズムが存在するものと考えられる。無秩序に振る舞う電子集団からコヒーレントな電子の流れを引き出す電子ブラウンラチェット技術は、将来エレクトロニクスの低消費電力化において重要な役割を果たすと期待される。本研究の目的は、雑音を活用した超低エネルギー電子輸送技術を目指し、化合物半導体ナノワイヤチャネルに非対称ゲートを周期的に設けた電子ブラウンラチェット素子を実現し、コヒーレント電子輸送の実験実証、その評価検討を通して室温動作の指針を得ることである。平成23年度の実績は次の通りである。(1)GaAsナノワイヤにおいてキャリア進行方向に非対称ポテンシャルを形成するためのゲート設計を、3次元ポテンシャルシミュレーションを用いて行った。くさびを入れたゲート形状とすることでチャネルに数百nm周期で非対称ポテンシャルを導入できることがわかった。(2)上記の設計構造をもつ単一ゲートおよび周期ゲートGaAsナノワイヤ素子の試作を行い、所望の素子を実現した。単一ポテンシャル素子において電気的測定により非対称ポテンシャルの存在を確認するとともに、ポテンシャルの基礎情報を得た。本特性の温度依存性より得られるアレニウスプロットは熱電子放出型の特徴を示し、このときの障壁高さは12meVであった。また、低温においてソース端子とドレイン端子を入れ替えると伝達特性のしきい値シフトが見られ、本結果が非対称ポテンシャルに起因していることを定性的に説明した。

ポテンシャル周期と電子平均自由行程の整合条件より、ブラウンラチェット動作温度を40 100 Kと見積もった。(3)対称型多重ゲート周期ポテンシャル構造素子を試作し、決定論的信号入力による電荷転送を実現した。また、少数電子電荷転送においてはその効率は表面状態に強く依存することを見出した。試作した多重非対称ゲートGaAsナノワイヤ素子をもちいてブラウンラチェット動作の一つであるフラッシングラチェット動作に室温にて成功した。半導体素子による室温におけるブラウンラチェット動作は世界初である。生成直流電流のフラッシング周波数依存性などの実験的評価と理論との比較により、得られた結果がフラッシングラチェット動作が実現していることを示した。また、ランダムパルスフラッシングによるコヒーレント電流生成も実現した。素子設計と試作が完了し、非対称ポテンシャルの形成と基礎情報を実験的に得た。ほぼ当初の計画に沿って着実に進んでいる。試作した多重非対称ゲートGaAsナノワイヤ素子をもちい、非対称ポテンシャルをON/OFFするフラッシング信号の波形や周期性と生成コーヒレント電流の相関を明らかにする。また、生成電流の増大を目指し、素子構造の最適化を進める。非対称周期ゲート素子の試作が完了している。本研究の知見より得られた動作温度近傍での特性評価を進める。素子構造が最適化されていないため、現象発現が些細で電流特性に明瞭に反映されない可能性がある。対応として、評価系の低雑音化、および、平均自由行程の温度依存性を細かく評価し動作条件を詳細に決める。経費節減により生じた未使用額については次年度の実験部品の購入に充てる。主に電気的評価に必要な電子部品の購入、成果発表のための参加費・旅費に充てる。当該年度の未使用額の発生は、備品費を素子試作が効率的に進むよう当初予定の評価系備品から試作プロセス用備品に変更したためである。差額は上記の評価系改善に充てる。
海洋起源ハロカーボン類のフラックスと生成過程

海洋から大気中に放出されるハロカーボンについてグローバルな大気観測および北西太平洋と南北インド洋における海水中ハロカーボン連続観測によってそれらの分布と変動を明らかにした。また、植物プランクトンの培養実験により、ハロカーボンがクリプト藻やラン藻の培養後期(減少期)に生成されることを示し、さらに、海産性微細藻類の生物学的なヨウ化メチルの生成機構がハライドイオン・チオールメチルトランスフェラーゼ(HTMT)反応に起因することを明らかにすると共に遺伝子の単離にも成功した。海洋から大気中には多くのハロカーボン類が放出されているが、海洋から大気へのフラックス量およびそれを左右する要因についてはほとんど何も分かっていない。本課題では大気・海水中ハロカーボン分圧の広域観測を行って地球規模・地域規模のハロカーボン発生量を求めると共に、藻類・遺伝子レベルの生成機構を解明することによって、生物起源ハロカーボン発生量を支配している要因を明らかにすることを目指す。そのために、以下の研究を実施する。(1)気液平衡器を利用した海水中ハロカーボン分圧の高精度自動測定法を開発する。いくつかの海域の多点において、大気および海水中ハロカーボン分圧を測定する。(2)南北両半球の広範囲の緯度帯において定期的な大気中ハロカーボン観測を行い、得られた緯度分布のモデル解析によって各成分の主要発生地域を特定する(3)藻類レベルのハロカーボン生成機構を解明する。(4)モノハロメタン類を生成する藻類のハロカーボン生成酵素を遺伝子レベルで明らかにする。1)北極熱帯海域南極において採取した大気中ヨウ化メチル(CH_3I)濃度の変動を解析した。CH_3I濃度は大きな変動を示し(<0.02ppt5ppt)、極域で低く、熱帯特に太平洋東部の沿岸域で高濃度となる傾向を示した。中緯度域におけるCH_3I濃度の変動は表面海水温とよい相関を示すが、極域では日射量と負の相関を示すことがわかった。2)気体透過膜チューブ(厚さ0.25mm,シリコン材質)を利用して水溶液中のハロカーボン類を自動で気相に抽出する実験を行った。気体の溶解度が小さいほど液-気相間で平衡に要する時間が長くなることを確認し、チューブ内を空気が通過する時間が100秒以上であれば、CH_3I,CH_2I_2,CH_2Br_2,CHBr_3,CHCl_3は平衡に達することがわかった。3)海洋に広く分布する珪藻の一種であるPhaeodactylum tricornutumを対象として、栄養塩や温度条件がハロカーボン等の揮発性有機化合物(VOCs)生成にどのように影響するのか検討を行った。その結果、培養温度が塩化メチルやイソプレンの生成量に影響する(10°Cと比較して15°Cでは、塩化メチルの濃度は約2倍になった)ことがわかった。また、海水試料中のハロカーボンをGC/MSへ自動導入するパージ&トラップシステムを検討し、船上での測定を踏まえた測定法の確立を行った。4)Pavlova pinguis(海洋性単藻類)によるモノハロメタンの生成分子メカニズムとこうした遺伝子が他の藻類に存在するかどうかを確認するために、P.pinguisから目的のハライドイオン:S-アデノシルメチオニン(SAM)メチル転移酵素(HTM)遺伝子のクローニングを試みた。P.pinguisをGuillard(F/2)で人工培養した藻体からcDNAライブラリーを作成するために、トータルRNAを取得した。同様に、CH_3Iの生産が認められているカイワレ大根(Raphanus sativus)の発芽体からもトータルRNAを取得した。また、微量モノハロメタンを定量するためのヘッドスペースオートサンプラーを導入し、GC-MSによる最適分析条件の検討に着手した。(1)シリコンメンブランチューブを利用した気液平衡器を製作し、自然水中のハロカーボン類を毎時間自動測定するシステムを開発した。これを利用して、2008年1月に西部北太平洋亜寒帯域におけるハロカーボン類のフラックス測定を行った。海洋生物生産の少ない冬季においても、ヨウ化メチル,ジブロモメタン,ブロモホルム,クロロホルム等が海洋から大気中へ放出されていることを明らかにした。(2)波照間島における大気中揮発性有機化合物の高頻度GC/MS測定によって得られたイソプレンとジメチルスルフィド濃度の解析を行った。春夏のイソプレン濃度については、島の植生による影響のほかに早朝に極大となる日変動が観測された。その極大値(25ppt)は風速と相関があり、周辺海域から大気中に放出されていることが示唆された。(3)植物プランクトンによるハロカーボンの生成を検討するための培養実験を行った。培養液中のハロカーボンを、自動パージ&トラップシステムGC/MSで測定した結果、クリプト藻Rhodomonas属の4株の植物プランクトンからヨウ素系ハロカーボン、CH_3IとCH_2ClIの生成が見られた。

その内の1株は、クロロフィルa濃度当たりの生成量が珪藻の一種であるPhaeodactylum tricornutumに比べて二桁ほど高いことが分かった。(4)モノハロメタン類を生成する海産性藻類(Pavlova sp.)から同反応を触媒する酵素遺伝子をクローニングするために、培養した藻体からcDNAライブラリーを作成し、保存性の高い配列情報を基にして目的酵素遺伝子のクローニングを行なったが、目的遺伝子は得られていない。他方、土壌のハロゲンイオン濃度に依存してヨウ化メチル等を生成するアブラナ科植物からは当該酵素遺伝子をクローニングすることができた。またイネ科植物にも当該酵素活性を発見した。2008年79月に西部北太平洋で大気中と海水中のハロカーボン分圧を連続測定した。生物生産の高い親潮-黒潮混合域では海水中の塩化メチル、ヨウ化メチル、臭化メチル、ジメチルサルファイド(DMS)の濃度が上昇した。植物プランクトンがハロカーボンやDMSを活発に生成していたことが考えられる。亜熱帯海域の表面海域の表面海水は栄養塩が枯渇して生物生産が非常に少なく、海水中の臭化メチルとDMSの濃度は低下した。しかし、塩化メチルとヨウ化メチルは水温の上昇とともに濃度が急激に上昇した。亜熱帯海域では光化学反応や求核置換反応など非生物課程によるハロカーボンの生成が関与していた可能性がある。2008年秋に波照間島における大気中揮発性有機化合物の高頻度GC/MS測定の対象化合物として、新たにジョードメタン、クロロヨードメタン、ヨウ化エチルを加えた。ヨウ化エチル濃度の変動はヨウ化メチルと類似し、両者に共通の発生源が示唆された。光分解性の高いジョードメタンとクロロヨードメタンの大気中濃度には顕著な日変化が観測された。パージ&トラップGC/MSを用いて、汽水湖におけるハロカーボン17化合物の定点観測を毎週行った。夏季から秋季にかけてブロモホルム、ジョードメタン、クロロヨードメタン等の濃度が高くなることを見出した。これらハロカーボン濃度はクロロフィルをはじめとする色素の濃度とは相関しなかった。生物相、生育環境の変化がハロカーボン濃度に影響していることが示唆された。モノハロメタン類を生成する海産性藻類として、Pavlova sp.以外にも遺伝子解析が進んでいる珪藻の一種であるPhaeodactylum tricornutumに強いヨウ化メチル生成能を確認した。同反応を触媒する酵素遺伝子をクローニングするために、培養した藻体からcDNAライブラリーを作成し、保存性の高い配列情報を基にして目的酵素遺伝子のクローニングを行い、当該遺伝子と推定される酵素遺伝子の取得・発現に成功した。現在、遺伝子の解析を進めている。(1)西部北太平洋混合域と南北インド洋で海洋観測を実施した。春季ブルーム時の西部北太平洋では、大気と海水中に高濃度のプロモホルムが存在し、海水中分圧より大気中分圧の方が高くなる傾向が見られた。このことは沿岸域の大型藻類に由来するプロモホルムが大気を経由して外洋に供給されている可能性を示す。夏期の南インド洋では大気より海水中のジクロロメタン分圧のほうが高く、亜表層にジクロロメタンと共にクロロフィルの濃度極大が見られた。
自閉症スペクトラム障害のある大学生の社会的認知能力検査バッテリーの開発

高機能自閉症等がある大学生の社会的情報読みとり能力を測定することを目的として、他者の感情や意図を声の調子(プロソディ)と表情から判断する能力を測定するための課題を作成した。この課題は、言語内容と声の調子が一致しない音声刺激(不一致条件、例えば怒った声で「これおいしいね」と言う)、一致する音声刺激(一致条件)、言語内容に特定の感情要素を含まない刺激(感情分散条件と無感情条件)を呈示し、発話者の感情を言語内容に影響されないで回答できるかどうかを調べるものであった。この課題と自閉的傾向を測定する質問紙(自閉症スペクトラム指数:若林他,2004)を実施したところ、課題成績が低い被験者は自閉的傾向が高いことが示された。また、共感性を測定する質問紙(共感経験尺度改訂版:角田,1994)を実施したところ、課題成績が低いものの共有経験得点が低かった。性差に関しては、女性の方が課題得点が高く、これは先行研究と一致する結果となった。これらのことから、課題の妥当性が検証されたと言える。この課題を広汎性発達障害の診断を受けている3人の青年に実施したところ、一貫して不一致条件の得点が低かった。一方、他の条件については大学生の平均値と比べても高い得点を示す者がいた。広汎性発達障害の診断を受けていても、感情認知がまったくできないわけではなく、皮肉や冗談といった、字義と感情が一致しないような表現の理解において特に困難を示す可能性がある。高機能自閉症等がある大学生の社会的情報読みとり能力を測定することを目的として、他者の感情や意図を声の調子(プロソディ)から判断する能力を測定するための課題を作成した。この課題は、言語内容と声の調子が一致しない音声刺激(不一致条件、例えば怒った声で「いい子だね」と言う)、一致する音声刺激(一致条件)、言語内容に特定の感情要素を含まない刺激(感情分散条件と無感情条件)を呈示し、発話者の感情を言語内容に影響されないで回答できるかどうかを調べるものであった。この課題と自閉的傾向を測定する質問紙を実施したところ、自閉症スペクトラム指数と不一致条件、無感情条件の得点間に相関が見られ、自閉的傾向を示す大学生は、感情と言語内容が一致しないような発話の意図を正しく理解することが困難である傾向が示された。自閉症スペクトラム指数の中でも、不一致課題では「社会的スキル」、「想像性」との相関が見られ、字義通りの言葉の意味とは異なるような発話を理解するためには想像力が必要であり、それがうまくいかないと、社会的スキルの問題として現れるという可能性が示唆された。社会的認知能力に困難がある学生の精神的健康度を測定するために、大学生の精神的健康度を簡易に評価できる尺度の開発を試みた。学生相談領域で広く用いられているUPIを、4段階評定で回答するような形式に改良したUPI-RSをもとに、BDI-II、CES-Dとの相関が高い、10項目からなる尺度を開発した。その結果、内的整合性、再検査信頼性、構成概念妥当性が十分であることが示された。この尺度を「抑うつ状態尺度」と命名した。この課題は、言語内容と声の調子が一致しない音声刺激(不一致条件、例えば怒った声で「いい子だね」と言う)、一致する音声刺激(一致条件)、言語内容に特定の感情要素を含まない刺激(さまざまな感情を伴って使われうる言語材料による感情分散条件と、セリフ自体に感情的要素が含まれない無感情条件)を呈示し、発話者の感情を言語内容に影響されないで回答できるかどうかを調べるものであった。男性2名、女性2名の劇団員に、準備した言語材料と指定した感情のリストを呈示し、研究代表者と2名の研究協力者(大学院生)の演技指導のものとで演じてもらい、映像制作の専門家の協力を得て撮影を行った。撮影されたセリフのビデオクリップを研究代表者と数名の大学院生で検討して、より適切な演技が行われているビデオクリップを、各セリフに付き1つまたは2つ選び、試行版感情認知課題を作成した。この課題は映像のない音声課題と、映像付きの課題の2種類からなり、さらにそれぞれ、セリフと感情の組み合わせを代えた2つのバージョンが準備された。この刺激のうち、音声課題について、EQS、共感経験尺度、自閉症スペクトラム指数質問紙とともに実施した。現在、項目分析を行い、尺度の完成をめざすとともに、質問紙との相関から、妥当性を検討するための分析を進めている。

また、共感性を測定する質問紙(共感経験尺度改訂版:角田,1994)を実施したところ、課題成績が低いものの共有経験得点が低かった。性差に関しては、女性の方が課題得点が高く、これは先行研究と一致する結果となった。これらのことから、課題の妥当性が検証されたと言える。この課題を広汎性発達障害の診断を受けている3人の青年に実施したところ、一貫して不一致条件の得点が低かった。一方、他の条件については大学生の平均値と比べても高い得点を示す者がいた。広汎性発達障害の診断を受けていても、感情認知がまったくできないわけではなく、皮肉や冗談といった、字義と感情が一致しないような表現の理解において特に困難を示す可能性がある。
単離されたヒト脳腫瘍毛細血管における増殖因子受容体の発現とその機能的役割について

脳腫瘍の発育増殖における血管新生(angiogenesis、内皮細胞出芽による新血管網の形成)の過程での増殖因子の役割を探るために、ヒト脳腫瘍から単離された腫瘍微小血管における増殖因子受容体の存在の有無を検討した。正常脳組織と比較して組織構築が硬い腫瘍組織から効率よく微小血管を回収するために、我々の開発したポリトロンホモゲナイザーとテフロン-グラスホモゲナイザー、および2種類のナイロンメッシュ(450μmと150μm)を組み合わせた採取法を用い、所期の目的を達成した。また、生体組織からの回収量が少ない微小な検体の受容体検出法として、我々の定量的受容体オートラジオグラフィー-ペレット法に、輝尽性蛍光性BaFBr:Eu^<2+>による「輝尽発光現象」を利用したイメージング・プレート装置を組み合わせた実験システムを完成させた。増殖因子の1つであるend0thelin(ET)の放射性リガンドである^<125>I-ET-1と、2種類のETの受容体(ET_A型とET_B型)の選択的作動薬と拮抗薬を用いて5例のglioblastomaの微小血管に平均約7:3の比率でET_A型とET_B型受容体の発現を認めた。ETは、脳腫瘍から採決された微小血管標本に対して、イノシトールトリスフォスフェイト(IP_3)の著明な上昇作用があり、検出されたET受容体が機能的であることが確認された(投稿中)。本実験の結果、ETとVEGFは脳腫瘍における血管新生に受容体を介して、発育促進的に働くことが示唆された。平成6年度は、先に提出した研究計画に従って実験を展開し、以下の研究結果を得た。1)手術により摘出したヒト脳腫瘍(meningioma,glioblastoma)から高純度の微小血管を単離し、遠心後凍結して得たpelletから20μmの連続組織切片を作成し、検体とした。3)meningioma、glioblastoma並びにその周囲脳の微小血管には高濃度の高親和性ET特異受容体が存在した。腫瘍組織由来の微小血管における結合部位はET_A受容体優位であり、腫瘍血管新生におけるこのsubtypeの重要性が示唆された。4)両脳腫瘍の微小血管にはIGF-I受容体が存在したが、glioblastomaの方が約4倍の高密度であったのに対し、EGF受容体はmeningiomaの微小血管で優位に発現する傾向にあった。5)両脳腫瘍の組織切片並びにglioblastomaの微小血管に、高親和性の^<125>I-VEGF(165)特異結合部位が認められ、その詳細な特性については現在解析中である。このように、脳腫瘍のtypeにより作用による血管新生因子の種類やその受容体特性が異なる可能性が示唆される。次年度は主に、これら血管新生因子受容体の機能的意義について検討する予定である。平成7年度は、先に提出した研究計画に従って実験を展開し、以下の研究結果を得た。
レンズレスな新しい可搬型顕微鏡による血液細胞イメージング

本研究では,血液細胞の観測に用いる光学顕微鏡で大きな問題となるレンズ収差や合焦機構の振動ノイズによる計測誤差をディジタル補正で除去可能なディジタルホログラフィック顕微鏡を可搬性および実用性の高いファイバ光学系により構成し,血液細胞の3次元形状や空間分布および凝固機能を高精度に取得し,RGB半導体レーザにより顕微鏡画像をカラー化することで分光情報を取得可能なレンズレスで合焦不要なファイバ光学系カラーディジタルホログラフィック顕微鏡を新規に提案・構成し,可搬型装置の設計を行った.本研究では,血液細胞の観測に用いる光学顕微鏡で大きな問題となるレンズ収差や合焦機構の振動ノイズによる計測誤差をディジタル補正で除去可能なディジタルホログラフィック顕微鏡を可搬性および実用性の高いファイバ光学系により構成し,血液細胞の3次元形状や空間分布および凝固機能を高精度に取得し,RGB半導体レーザにより顕微鏡画像をカラー化することで分光情報を取得可能なレンズレスで合焦不要なファイバ光学系カラーディジタルホログラフィック顕微鏡を新規に提案・構成し,可搬型装置の設計を行った.本研究では,血液細胞の観測に使用される光学顕微鏡で大きな問題となるレンズ収差や合焦機構由来のノイズによる計測誤差をディジタル補正で完全に除去可能なディジタルホログラフィック顕微鏡を可搬性および実用性の高いファイバ光学系により構成し,血液細胞の3次元形状や空間分布および凝固機能を高精度に取得し,RGB半導体レーザにより顕微鏡画像をカラー化することで分光情報を取得可能なレンズレスで合焦不要なファイバ光学系カラーディジタルホログラフィック顕微鏡を新規に提案し,装置の可搬化および4情報による血液検査の高確度化を目的としている.平成25年度はファイバ光学系による簡素なディジタルホログラフィック顕微鏡の構成と,解析プログラムの開発といった基礎的な研究を行なった.当研究では光学系を簡素にするためにファイバ光学系を用いてレンズやミラー等の光学素子を極力使用しないようにする.また,当初は細胞からの散乱光と透過光により干渉縞が形成可能でレーザ光を分割する必要がないインライン型ホログラフィ光学系を採用する予定であったが,血液細胞の総数が多くなるにつれて再生像の品質が著しく劣化したため,オフアクシス型の光学系を採用するように変更した.そのため,若干光学系が複雑化したが,血液細胞の総数に依存せず再生像を取得する事が可能となった.また,血液細胞の再生像において,各画素における奥行方向の合焦距離を正確に求めるためのマルチフォーカス処理および再生像ノイズを低減するディジタル補正プログラムの開発を行った.これにより,各細胞におけるデフォーカスが解消され,3次元的な距離測定精度が向上した.本研究では,血液細胞の観測に使用される光学顕微鏡で大きな問題となるレンズ収差や合焦機構由来のノイズによる計測誤差をディジタル補正で完全に除去可能なディジタルホログラフィック顕微鏡を可搬性および実用性の高いファイバ光学系により構成し,血液細胞の3次元形状や空間分布および凝固機能を高精度に取得し,RGB半導体レーザにより顕微鏡画像をカラー化することで分光情報を取得可能なレンズレスで合焦不要なファイバ光学系カラーディジタルホログラフィック顕微鏡を新規に提案し,装置の可搬化および4情報による血液検査の高確度化を目的としている.平成26年度では,RGB半導体レーザを用いたカラーディジタルホログラフィック顕微鏡を構成し,被験物体にカラーフィルムを用いて顕微鏡により取得した画像のカラー化と分光情報を推定する方法の考案およびプログラムを開発した.また,このプログラムを血液細胞の赤血球に適用し,分光情報を推定した.その結果,推定された分光スペクトルと真値との誤差が非常に大きくなった.この誤差は,赤血球の分光スペクトルが複数のピークを持つため,RGBの3波長では推定が難しいことが原因と考えられる.これを改善する方法として,推定法の改良や,異なる波長のレーザの追加が考えられる.また,可搬型顕微鏡の開発については,特注でRGB光源を合波するコンバイナを購入し,概ね達成された.光計測予算申請時の計画では光学系の可搬設計を視野に入れ,より簡素にするためにレーザ光を分割する必要がないインライン型ホログラフィ光学系を採用する予定であったが,レーザ光を分轄するオフアクシス型の光学系に変更したこと以外はほぼ予定通りである.この変更により光学系が若干複雑になるが,2分岐ファイバと小型のビームスプリッタを追加することで実現されるため,可搬設計には十分対応可能であり大きな問題ではない.基本的に予算申請時の予定通りに進行する.カラーディジタルホログラフィック顕微鏡を構成するために,RGBレーザを1つのファイバに結合するRGBレーザコンバイナを購入し,実験を行なう.その後,実験データを解析するためのプログラムを作成する.作成するプログラムとしてはRGBの3つの画像の色を合成して分光反射率を推定と,血液凝固を解析するための再生像の画像間相関係数をリアルタイムに計算するプログラムが主にあげられる.その他にプログラムが必要な場合は適宜作成する.申請時の予算見積と,購入の際の差額分で若干の次年度使用額が生じた。額が小さいので,安価な光学素子や電子機器を購入する予定である.