hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
不純物を添加した高2次電子放出金属酸化物薄膜に関する研究

アークプラズマガン(APG)を用いてCo微粒子を基板上に島状に成膜した。その後、大気中での成膜が可能な有機金属塗布熱分解(MOD)法を用いてMgO薄膜を作製することで2層構造とした。その結果、APGの放電パルス数500pulsesにおいて作製したCo微粒子上MgO薄膜の結晶性が向上し、光電子放出量が3倍以上となった。また、基板表面にCo微粒子のみを500パルス成膜した試料の透過率が30%以下であったが、MgO薄膜を堆積後、熱処理900度にてCo微粒子をMgO薄膜内に拡散させることで、透過率が90%を超える高透明膜に変化することも確認した。有機金属塗布熱分解法(MOD法)は、製膜時に真空環境を必要としない。MOD法を用いて金属酸化物を製膜することで環境に優しい高品質・省エネルギー電子デバイスを作製することを提案している。低放電開始電圧(高2次電子放出薄膜)とするためには、エネルギーギャップ内に準位を形成する必要がある。準位の形成には不純物を注入する手法が一般的であるが、新準位を持つための不純物注入で低温結晶化ができることもわかってきた。新準位の機能を合わせ持った高機能性薄膜は、プラズマディスプレイパネルの放電開始電圧を低くすることが可能である。PDPの高輝度・高効率化を実現するため、放電混合ガス中のキセノンガス比(現行:10%)を、ネオンガスに対して上げると、放電の真空紫外光が増え輝度が上がることが一般的に知られている。しかし放電開始電圧が上がり、放電遅れが生じやすくなる。保護膜(2次電子放出材料)の物性/放電ガス種の状態と、放電・発光特性を関係づけるデータをより多く集積して、詳細な発光メカニズムの知見を得ることを最終の目的としている。MOD法を用いて作製したMgO保護膜は1μm以下の薄い膜であり、精密に膜厚を制御することが可能である。平成22年度は、MgO薄膜に不純物を注入する前段階として、薄膜内の不純物をリセットする最適条件を確立した。不純物をリセットした状態を精密に確認するために、Kelvin Probe Force Microscopy (KPFM)で評価する手法を明らかにした。本手法を用いることで、MgO薄膜内に存在するH_2OやCO_2が300°C以上で除去されることを可視化した。MOD法を用いて金属酸化物を製膜することで、環境に優しい高品質・省エネルギー電子デバイスを作製することを提案する。低放電開始電圧(高2次電子放出薄膜)とするためにはエネルギーギャップ内に準位を形成する必要がある。準位の形成には不純物を注入する手法が一般的であるが、新準位を持つための不純物注入で、低温結晶化できることもわかってきた。また、この金属酸化物は無機エレクトロルミネッセンスの蛍光層を挟む絶縁体層に用いることもできる。気相成長法の1つにアークプラズマガン(APG)がある。APGとは、アーク放電によりプラズマを発生させてイオン化された金属微粒子を基板上に堆積させて成膜する方法である。アーク放電は、高温度の陰極から熱電子から放出されることで維持される種類の放電であり、グロー放電に比べて陰極での電圧降下が少ない特徴がある。Fe微粒子を使用して薄膜にすることでより特性が向上する可能性を考え、気相成長法の1つのアークプラズマガン(APG)を用いてFe微粒子を基板上に堆積させた後に、MgO薄膜の作製を行った。APGは、アーク放電によりイオン化された金属微粒子を基板上に堆積させて成膜する。MgO/Fe微粒子薄膜を作製し評価を行った結果、MgO/Fe微粒子(50、100shot)薄膜においてMgOの結晶性がMgO薄膜と比べて向上することが確認できた。また、500shot以上になるとFe微粒子が薄膜を形成することから、MgOと反応しMgOの特性に影響を及ぼすことが分かった。Fe微粒子を微量堆積させた後に、MgOを成膜することで特性を向上させることが可能であることが明らかとなった。有機金属塗布熱分解法の作製方法は、MgO微粒子を均一に分散させた溶液を使用し、MgO微粒子の含有率を20 %とした。粒子を分散した基板を炉に入れ、300度で加熱乾燥させ、微粒子のみを基板上に堆積させた。

基板上に微粒子を二次元配列させた後、微粒子を堆積させた基板上にMgO溶液を滴下し、スピンコーティングによって薄膜を成膜した。さらに、成膜した基板を300度で加熱乾燥(仮焼成)させ、MgO薄膜を700度で加熱(本焼成)することで結晶化を行った。焼成温度は、XRD測定でMgO薄膜の面方位(200)が結晶成長し始める700 °Cに設定した。実験に用いた微粒子は、面方位(200)のMgO微粒子である。試料はMgO微粒子を基板上に堆積させた後、300 °Cで10分間焼成を行った後、焼成条件が700 °C1時間のP+MgO薄膜(I)・微粒子のみ(II)・MgO薄膜(III)のXRD測定を行った。MgO薄膜のみではピークは低いが、微粒子を用いることで、MgO微粒子のみの試料よりもピーク値が約1.5倍程度大きくなっていることがわかった。またMgO薄膜のみでは半値幅が大きく、積分面積がひじょうに小さいことも確認できた。さらに粒子を入れることで積分面積は20倍以上増大させることが出来た。EBSD法による解析結果を行った。この結果より、MgO薄膜だけでは膜表面の結晶性は良くないことがわかった。しかし微粒子を用いることで薄膜表面の結晶粒径が成長していることが確認された。焼成時間を長くすることで、MgOの面配向(200)部の面積が増大し、MgO薄膜が配向していることを確認した。MgO微粒子を用いることで、MgO薄膜の結晶性が向上することが明らかとなった。また、基板上の微粒子の割合を変化させることで、MgO薄膜の表面近傍の結晶性の変化が確認できた。保護膜中にカーボンナノチューブ(CNT)を微量注入することで、単結晶成長することがわかってきた。CNTがMgO薄膜へ与える高結晶化度への影響を調べてきた。CNTは薄膜の耐エッチング強度を増すだけでなく、高アスペクト比を持つことから電界強度が高く、2次電子放出を上げる働きもある。24年度が最終年度であるため、記入しない。添加物の一種であるカーボンナノチューブ(CNT)、カーボンナノコイル(CNC)、MgOナノ粒子等を入れたMgO薄膜の利点は、より2次電子放出係数が高くなり、電子を空間内に効率よく放出可能であることである。よって環境・エネルギー変換ナノ構造マテリアル薄膜が作製可能となる。例えば、光電子放出された電子の放出が放電空間内の場合、プラズマディスプレイパネル(PDP)の駆動電圧を低電圧にすることが可能となることで、スパッタされない(削れない)保護膜を作製することが出来る。また、より高効率にすることで、省エネ効果や産業ニーズに応えることができる。これらの研究成果を早急に見極めることにより、次世代PDPに必要な研究技術を確立する。
時間平均されたカレントゆらぎに対する統計力学的理論形式の実践的展開

本年度は採用期間の最後ということもあり、今までに得られていた結果を論文にまとめると同時に、海外を含めた様々な場所へ出張して研究成果の発表を行った。実際に研究実施計画に書かれていたように、2014年6月に3週間、2014年10月から2ヶ月間、そして2015年2月14日から3週間ヨーロッパを出張した。それら訪問の中で、パリ第7大学のFrederic van Wijland教授とVivien Lecomte博士との共同研究を続け、それに関連した論文が論文誌J. Stat. Mech.に受理された[J. Stat. Mech. P10001 (2014)]。論文の主な内容は、動的拘束模型における動的一次転移点上の有限サイズスケーリングである。技術的な内容ではあるが、時間平均量ゆらぎに対する統計力学的理論形式をガラス転移に応用する上で、不可欠な研究であると考えている。研究成果の発表についても、6月10日からイギリスのWarwick大学で、9月17日から京都で開催された国際会議で招待講演を行い、また、10月20日からイスラエルで開催された国際会議に参加し、ポスター発表を行った。国内でもその仕事は評価され、2015年3月21日に日本物理学会第9回若手奨励賞を『定常確率過程に関する大偏差関数の"測定"と"操作"にもとづいた評価法の開発』の研究により受賞し、その受賞記念講演を行った。また本研究内容をまとめた申請者の博士論文は、その独創性よりSpringer Thesesとして選ばれ、本として出版されることが決定している。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、時系列上で定義される大偏差関数について主に次の2つの研究を行った。(a)小さい系の熱流のまれに起こるゆらぎに着目した研究、及び(b)ガラス化を示すとされる格子模型の解析研究である。これら(a)、(b)の研究は交付申請書の「研究の目的」欄に記載した(i)、(ii)の研究計画に沿ったものとなる。(a)の研究内容については、2012年6月に雑誌Physical Review Eに掲載された。また申請書の「研究実施計画」に記載したように、実際に2012年6月にはイタリアのジリオ島で行われた研究会に出席し、(a)の内容についての研究発表を行った。以下、(a)の内容について簡単に説明する。熱力学的極限を取ることが出来ないほど小さい系においては、ゆらぎが大きな役割を持つ。特にエントロピー生成のゆらぎについて、ゆらぎ定理と呼ばれる性質が1993年に発見された。この性質は広く成り立ち、非平衡系の様々な知見(例えば線形応答理論と呼ばれる結果など)がここから再現されるとして注目を集めた。ところが2004年、van ZonとCohenは簡単なブラウン粒子の系を解析し、この性質は破れうると指摘した。我々は本研究の申請書に記載した手法(以前の研究で見出した手法)を用いて、この破れを物理的に理解しようと試みた。実際に周期境界上のブラウン粒子を考え、そこから粒子をトラップする極限を取り、そのときの粒子の振る舞いを調べる。するとその粒子はまれなゆらぎによってポテンシャルを駆け上がるような運動を示し、そしてその運動によってゆらぎ定理が破綻することを突き止めた。この研究成果は、上で述べた研究会の他に、2012年12月に九州で、2013年3月にスウェーデンのストックホルムで行われた国際学会においても発表された。研究実施計画にあるように、本年度は次の3つの研究を行った:(i)ガラス化を示すとされる格子模型、(ii)多体系における変分原理、(iii)乱流現象における大偏差関数。このうち(i)と(ii)について、いくつかの成果を挙げることが出来たので以下それを報告する。(i).我々は、KCMに対して得られていた公式を、量子相転移を示すp-spin平均場イジング模型に適用し、量子相転移とガラス転移の間の共通の構造を探る目標を立てた。実際に、我々の方法を適用することで、Bapst-Semerjianが得ていたスケーリングの公式[V. Bapst and Semerjian, J. Stat. Mech. 2012, PO6007]を再導出した。また、KCMsに対して得ていたスケーリング関数の表現が、この量子相転移の場合にも適用出来ることを発見した。本年度も、Frederic van Wijland教授のもとを2013年11,12月、及び2014年2,3月に訪問して共同研究を行った。現在、結果を論文にまとめている段階である。またこの研究内容は、二つの国際会議(学会発表の欄の下二つの発表)において発表された。(ii).我々の既に得ていた変分原理は、数値実験や実際の実験で用いる際には有用とは言えなかった。計算の手数が多くなり過ぎてしまうという問題を抱えていたためである。変分原理を用いると、時間平均量に共役な外場hに物理的意味を持たせることが出来る。問題は、このh軸上の変化をどのように行えば良いかを知るためには、高次のゆらぎが必要となる点である。これを解決するために我々は、h軸上の測定とフィードバアックからなるダイナミクスを提案した。これにより、少しずつの変化で目的のレアイベントサンプリングを示す系に到達することが出来る。

この手法をまとめた論文は、Phys. Rev. Lett.誌に掲載された[雑誌論文の一番上]。また、いくつかの会議において成果を発表している(学会発表の1,2,3)。本年度は採用期間の最後ということもあり、今までに得られていた結果を論文にまとめると同時に、海外を含めた様々な場所へ出張して研究成果の発表を行った。実際に研究実施計画に書かれていたように、2014年6月に3週間、2014年10月から2ヶ月間、そして2015年2月14日から3週間ヨーロッパを出張した。それら訪問の中で、パリ第7大学のFrederic van Wijland教授とVivien Lecomte博士との共同研究を続け、それに関連した論文が論文誌J. Stat. Mech.に受理された[J. Stat. Mech. P10001 (2014)]。論文の主な内容は、動的拘束模型における動的一次転移点上の有限サイズスケーリングである。技術的な内容ではあるが、時間平均量ゆらぎに対する統計力学的理論形式をガラス転移に応用する上で、不可欠な研究であると考えている。研究成果の発表についても、6月10日からイギリスのWarwick大学で、9月17日から京都で開催された国際会議で招待講演を行い、また、10月20日からイスラエルで開催された国際会議に参加し、ポスター発表を行った。国内でもその仕事は評価され、2015年3月21日に日本物理学会第9回若手奨励賞を『定常確率過程に関する大偏差関数の"測定"と"操作"にもとづいた評価法の開発』の研究により受賞し、その受賞記念講演を行った。また本研究内容をまとめた申請者の博士論文は、その独創性よりSpringer Thesesとして選ばれ、本として出版されることが決定している。26年度が最終年度であるため、記入しない。交付申請書に記載した目的に沿って、9で述べたように(a),(b)二つの研究を行った。その成果は雑誌PhaysicalReviewEに掲載され、また様々な国際会議においてその内容を発表した。従って本研究の現在までの達成度は、「(2)おおむね順調に進展している」と言える。当初の目的であった(i)DKCMで得ていた結果の量子相転移へ対する応用を実現した。この最低限の目標をクリアし、さらに、(ii)多体系への応用についても、h軸上の測定とフィードバックからなるダイナミクスを提出し、その結果はPhys. Rev. Lett.に受理された。このことから、計画はおおむね順調に進展していると言える。上記9で述べた研究(b)は現在も進行中である。この研究はフランスのパリ第7大学教授F.van Wijland等との共同研究となる。交付申請書にも記載したように、本申請書の研究と関連した研究は主にヨーロッパの研究者によって行われている。従って今後もこのような共同研究が増えていくことが期待される。今後の推進方策として、まずF.van Wijland教授等との共同研究を発展させ、その成果を論文の形で残し、それを足掛かりに更なる進展を、パリの研究者(例えばESPCIのJorge KurchanやKen Sekimotoなど)と議論していくことを考えている。研究計画の(ii)で得られた結果は一般のマルコフ過程について成り立つ方法である。しかし一方で、カオス力学系などには適用することが出来ない。
分光分子検出の新機軸：多色多光子光熱変換分光法の開拓

本研究は、溶液系における溶質分子の光学的検出法に新基軸をもたらそうとするものである。重要性が高く微量な生体・環境関連の溶液中化学種の多くは、紫外域にのみ光吸収を持ち、かつ、非蛍光性(低蛍光量子収率)である。それらを無修飾のままで単一分子検出レベルで高感度検出できる汎用的な手法は未だ存在しない。そこで、非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出法として申請者らが開発してきた深紫外光励起光熱変換ヘテロダイン計測法を発展させ、汎用性・高感度性・化学種選択性を併せ持つ非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出技術開発に挑んでいる。技術的キーポイントは、多色多光子吸収を利用した深紫外吸収帯の光励起・検出の実現である。(i)多色多光子励起光熱変換現象の詳細検討、(ii)顕微ヘテロダイン検出装置としての開発、(iii)分離分析応用を進めるため、主に次の3項目を検討する。(I) 2色2光子光熱変換現象の実証と基本特性把握。(II)フロー系・2色2光子光熱変換顕微ヘテロダイン検出装置の開発。(III)分離分析・検出装置としての開発、性能評価と応用。初年度である本年度から次年度にかけて、全固体レーザーを励起光源としつつ多色多光子吸収を利用した深紫外吸収帯の光励起・検出の実現を図っている。新規実験装置として、機種選定の上で部分的に設計変更を施して導入した高出力紫外可視近赤外波長可変レーザーシステムは、紫外光から可視光に渡る全波長用域の光とは別に、Nd:YAGレーザーの第2または第3高調波(532nm、355nm)を同期出力できる。これを用いて2色2光子励起光熱変換検出系を試作し、本格的な検討の準備を進めた。並行して、20192020年度の検討課題の一部であったフロー系装置の開発を前倒しして進めるためシリンジポンプを導入して、検出部流路のマイクロチップシースフロー化を試験した。本研究は、前述の3つの柱を掲げて研究を遂行している。5年計画の初年度であった平成30年度(2018年度)は、(I) 2色2光子光熱変換現象の実証と基本特性把握[当初計画2018・2019年度予定]を進めると共に、計画を前倒して、(II)フロー系・2色2光子光熱変換顕微ヘテロダイン検出装置の開発[当初計画2019・2020年度予定]の一部であるフロー系の検討も進めた。(I)に関しては、全固体レーザーを励起光源としつつ多色多光子吸収を利用しての"深紫外吸収帯"の光励起・検出の実現を検証中にある。機種選定の上で部分的に設計変更を施して導入した高出力紫外可視近赤外波長可変レーザーシステムは、紫外光から可視光に渡る全波長用域の光とは別に、Nd:YAGレーザーの第2または第3高調波(532nm、355nm)を同期出力できる。これを用いて2色2光子励起光熱変換検出系を試作済みである。次年度、改良を加えつつ感度特性を検討する準備が整っている。特に新規性の高い検討項目は、(1)信号検出自体、(2)溶液中ターゲット化学種の2色2光子遷移確率、(3)溶媒中の不純物であると推定される化学種と、ターゲット化学種とで選択性を向上する条件[波長、タイミング、偏光特性、出力比]である。(II)に関しては、先々、分離分析・検出装置とするために必須な検討であり、特に、バックグランド信号のレベルを下げつつターゲット化学種を漏らさず検出域に導くため、マイクロチップ流路とシースフローの実現を図り、条件設定に到った。これにより、高速液体クロマトグラフィーの検出器として用いる条件が整い、第(III)の柱に円滑に繋がる目処が立っている。これらとは別に、装置設計中の検討により、溶媒の光吸収バックグランドを抑制する手法を新規に着想しており、次年度以降に検討を予定している。光熱変換検出により非蛍光生化学種の分子カウンティング実現のためには、信号の増強、バックグラウンドの低減とともに発熱由来の屈折率変化の高精度計測が不可欠である。原理検証、基本特性把握とともに分離分析応用を念頭に、装置としての操作性・長期安定性を確保しつつ、性能向上を図り、分子カウンティングレベルの感度の実現に挑戦する。当初予定通り、本研究の中心課題となる、(I) 2色2光子光熱変換現象の実証と基本特性把握を中心に据えて、(1)信号検出自体、(2)溶液中ターゲット化学種の2色2光子遷移確率、(3)溶媒中の不純物であると推定される化学種と、ターゲット化学種とで選択性を向上する条件[波長、タイミング、偏光特性、出力比]の項目について検討を進める。(2)は、高い安定性と疑似連続光特性(80MHz帯の高い繰り返し周波数)を持つ故に分離分析用検出器用の光源として優れ、2020年以降用いる予定のTi:サファイヤレーザー第3高調波発生システム(モードロックレーザーのオシレータのみ、既存)を光源とする可能性の検証に不可欠なデータとなる。検出部流路のマイクロチップシースフロー化に目処が付いていることから、並行して、(III)分離分析・検出装置としての開発、性能評価と応用[当初計画2020・2022年度予定]へのアプローチを始める。

本研究では生体関連アミノ酸(20種類)、5種類の核酸塩基、および多環芳香族塩素化物、ニトロ化物をターゲット化学種としている。多種類の化学種を対象とした検討を行うのに、この前倒し検討が有効である。ただし、次年度は、原理検証と基礎データ収集を優先し、開発に半年以上要すると推定される顕微ヘテロダイン検出装置では無く、光学系を簡素にできる顕微熱レンズ検出系を用いて検討を進める。また、新たに着想した溶媒の光吸収バックグランドを抑制する手法を検討項目として加え、早々に実施する。本研究は、溶液系における溶質分子の光学的検出法に新基軸をもたらそうとするものである。重要性が高く微量な生体・環境関連の溶液中化学種の多くは、紫外域にのみ光吸収を持ち、かつ、非蛍光性(低蛍光量子収率)である。それらを無修飾のままで単一分子検出レベルで高感度検出できる汎用的な手法は未だ存在しない。そこで、非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出法として申請者らが開発してきた深紫外光励起光熱変換ヘテロダイン計測法を発展させ、汎用性・高感度性・化学種選択性を併せ持つ非蛍光性化学種の無標識・超高感度検出技術開発に挑んでいる。技術的キーポイントは、多色多光子吸収を利用した深紫外吸収帯の光励起・検出の実現である。(i)多色多光子励起光熱変換現象の詳細検討、(ii)顕微ヘテロダイン検出装置としての開発、(iii)分離分析応用を進めるため、主に次の3項目を検討する。(I) 2色2光子光熱変換現象の実証と基本特性把握。(II)フロー系・2色2光子光熱変換顕微ヘテロダイン検出装置の開発。(III)分離分析・検出装置としての開発、性能評価と応用。初年度である本年度から次年度にかけて、全固体レーザーを励起光源としつつ多色多光子吸収を利用した深紫外吸収帯の光励起・検出の実現を図っている。新規実験装置として、機種選定の上で部分的に設計変更を施して導入した高出力紫外可視近赤外波長可変レーザーシステムは、紫外光から可視光に渡る全波長用域の光とは別に、Nd:YAGレーザーの第2または第3高調波(532nm、355nm)を同期出力できる。これを用いて2色2光子励起光熱変換検出系を試作し、本格的な検討の準備を進めた。並行して、20192020年度の検討課題の一部であったフロー系装置の開発を前倒しして進めるためシリンジポンプを導入して、検出部流路のマイクロチップシースフロー化を試験した。本研究は、前述の3つの柱を掲げて研究を遂行している。5年計画の初年度であった平成30年度(2018年度)は、(I) 2色2光子光熱変換現象の実証と基本特性把握[当初計画2018・2019年度予定]を進めると共に、計画を前倒して、(II)フロー系・2色2光子光熱変換顕微ヘテロダイン検出装置の開発[当初計画2019・2020年度予定]の一部であるフロー系の検討も進めた。(I)に関しては、全固体レーザーを励起光源としつつ多色多光子吸収を利用しての"深紫外吸収帯"の光励起・検出の実現を検証中にある。機種選定の上で部分的に設計変更を施して導入した高出力紫外可視近赤外波長可変レーザーシステムは、紫外光から可視光に渡る全波長用域の光とは別に、Nd:YAGレーザーの第2または第3高調波(532nm、355nm)を同期出力できる。これを用いて2色2光子励起光熱変換検出系を試作済みである。次年度、改良を加えつつ感度特性を検討する準備が整っている。特に新規性の高い検討項目は、(1)信号検出自体、(2)溶液中ターゲット化学種の2色2光子遷移確率、
精密宇宙観測に基づいたインフレーション及び再加熱の研究

本年度は、初期宇宙における重力波生成、及び再加熱期の粒子生成の二点を軸に研究を進めた。前者に関しては以下の二本の論文を公表した(arXiv:1604.05035,1605.01403)。(1)素粒子模型に古典共形という性質がある場合に、初期宇宙に強い相転移及び高強度重力波生成が起こる可能性を指摘し、これが将来観測に適した強度・周波数を持つ事を示した。本研究は重力波による素粒子理論の解明可能性を与える点で重要である。(2)初期宇宙に強い相転移及びバブル生成(専門的にはrunaway)が起こる一般の場合に、生成重力波の理論的予言を確定させることは、将来観測の計画上重要である。私は、エネルギー運動量の2点関数を評価することで、従来の数値計算と同じ近似(専門的にはthin-wall・envelope)の下で重力波スペクトルが解析的に得られる事を示した。Envelope近似の妥当性に関しては議論があるが、上記方法はこれを用いない場合に拡張できるため、より精密な予言を与える改良が可能である。後者に関しては以下の二本を公表した(arXiv:1604.08898,1609.05209)。(1)重力セクターと結合するスカラー場の宇宙論的帰結を議論した。現在の宇宙を再現するためには、このような場に強い制限がかかる事が示された。本研究は素粒子模型構築に強い制限を要求する点で重要である。(2)初期宇宙の加速膨張を引き起こした場(インフラトン)が重力と結合する場合の粒子生成を議論した。この結合は、近年LHCで発見されたヒッグス場で加速膨張を可能にする結合として研究されている。本論文では、この模型のインフラトン崩壊過程において、エネルギー移行の最重要プロセスが従来見落とされていた事を指摘した。このプロセスは元の理論に補完を要求する(専門的にはUV補完)ため、一貫した素粒子模型構築の観点から非常に重要である。以上の論文のうち、1604.08898については雑誌掲載済、他3本はプレプリントサーバarXivに公表され、査読中である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
海馬神経回路におけるnon-LTP型シナプス可塑性の光学的測定法を用いた解析

記憶のシナプスメカニズムの一つとして、同一シナプスの高頻度刺激で誘発するシナプス伝達効率の長期増強(LTP)が見いだされて以来、その分子メカニズムが盛んに研究されてきた。しかし、物事を記憶するときには、激しい情動により突然目の前の光景が鮮明に記億に焼き付けられるような場合もある。このことは、単に同一シナプスを繰り返し使用してシナプスを強化するシステム以外にも、何らかの情動刺激によりスイッチが入るような記憶のシステムが存在する事を示唆している。3年間の本研究により、海馬内の主な情報伝播経路としてCA3-CA1経路の他に、CA3-CA2-CA1経路が存在する事を、光学測定法により確認した。これまでCA2領域は独立した機能を持つ領域とは見なされていなかったので、これは新しい発見であった。また我々は、CA2の神経活動がアデノシンA1受容体拮抗薬で賦活化される事を見いだした。したがって、CA3-CA2-CA1経路は内因性のアデノシンにより制御されている可能性が示唆された。ところが、アデノシン受容体の分布に関する従来の報告には、この研究結果を裏付けるものが無かったので、我々はラット脳より精製されたアデノシンA1受容体に対する抗体による免疫組織染色を行った。その結果、アデノシンA1受容体はCA2領域により高密度に存在することがわかった。これらの研究結果により、内因性アデノシンにより性御される回路の切り替えによるnon-LTP型の記憶メカニズムが存在する事を示唆する事ができた。海馬内情報処理に関する理論的アプローチは今日盛んになされている。しかし、それらの理論はこれまでの定説的回路(海馬歯状回-CA3-CA1)にもとづいたものであり、海馬CA2領域は考慮されていなかった。ラット海馬のスライス標本を用いて、歯状回からの出力線維(mossy fibers)を電気刺激して生ずる興奮伝播を膜電位感受性色素を用いた光学的測定法により解析した結果、CA2領域が海馬内ネットワークに重要な役割を果たすことを見いだした(J.Neurophysiol.1997発表)。従って、脳内の状態に応じてCA3-CA1経路とはまた別にCA3-CA2-CA1経路がスイッチされ機能している可能性が示唆された。また、抑制性アデノシンA1受容体がCA2領域に他の領域に比べて高い分布を示すことも明らかになった。さらに、CA3-CA2-CA1経路が海馬内ではCA3-CA1経路とは若干異なる投射方向を持つことを考え合わせると、CA2領域は、CA3からCA1への興奮伝播のゲート的役割をもち、状態に応じて海馬内の信号の流れを制御する役割をいていると思われる。記憶のシナプスメカニズムの一つに、繰り返し刺激による長期増強(LTP)型シナプス可塑性が重視されているが、回路の切り替えによるnon-LTP型の記憶メカニズムが存在することを、この研究は示唆している。海馬内シグナルフローの一般的概念は、歯状回-CA3-CA1という経路であり、CA2領域の関与は、考慮されていなかった。しかし、我々は、ラット海馬スライスでmossy fibersを刺激した後に興奮が伝わる様子を膜電位感受性色素を用いて光学的に観察し、CA3-CA2-CA1経路が存在することを確認し、発表した(Sekino et al,J.Neurophysiology 78:1662-1668,1997)。CA2を介する光学応答が記録される頻度が比較的少ないことから、CA2は何らかのゲート的役割を持つのではないかと考えた。海馬体からスライスを直角方向に切り出し、膜電位感受性色素により染色し、記録用チェンバーで、嗅内皮質から歯状回に入力する貫通線維束を電気的に刺激した。このとき、興奮性シナプス電位を示す光学応答は、歯状回分子層内にとどまり、CA3領域への興奮伝播はみられなかった。スライスをGABA拮抗薬を含む溶液で潅流すると、神経興奮はCA3へと伝播するが、この興奮はCA3内に留まった。

この状態にさらにアデノシンA1受容体拮抗薬を加えると、CA3-CA2-CA1経路が賦活化し、神経興奮はCA1へと到達する。歯状回とCA3の間のhilusにはGABA性介在ニューロンが存在する事が知られている。また、アデノシン受容体単一精製標本に対して作成したポリクロナール抗体は、とりわけ海馬のCA2領域に強い染色性を示した(Neuroscience;in press)。これらのデーターを合わせて考えると、GABAによる抑制は、歯状回-CA3間で、また、内因性アデノシンがCA3-CA1間で機能すると考えられる。記憶のシナプスメカニズムの一つに、繰り返し刺激による長期増強(LTP)型シナプス可塑性が重視されているが、本研究により、回路の切り替えによるnon-LTP型の記憶メカニズムが存在することを示唆する事ができた。海馬内情報処理の研究は今日盛んになされている。しかし、それらの理論はこれまでの定説的回路(海馬歯状回-CA3-CA1)にもとづいたものであり、海馬CA2領域は考慮されていなかった。ラット海馬のスライス標本を用いて、歯状回からの出力線維を電気刺激して生ずる興奮伝播を膜電位感受性色素を用いた光学的測定法により解析した結果、CA2領域が海馬内ネットワークに重要な役割を果たすことを見いだした(J.Neurophysiol.1997発表)。従って、脳内の状態に応じてCA3-CA1経路とはまた別にCA3-CA2-CA1経路がスイッチされ機能している可能性が示唆された。また、抑制性アデノシンA1受容体がCA2領域に他の領域に比べて高い分布を示すことも明らかになった(Neuroscience 1999)。光学的測定法のシステムが改良され、光学信号の検出感度を約4倍にすることに成功した。アデノシンA1アンタゴニストにより、サイレント領域だったCA2の活動が賦活化されCA3-CA2-CA1経路が作動する異が判明し、海馬内ではCA2領域は、CA3からCA1への興奮伝播のゲート的役割をもち、non-LTP型の記憶メカニズムに関与すると考えられる。
学術誌評価指標と日本の経済学研究の生産性

本研究では、3年間にわたり、5大学(東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学)の経済学研究科と経済・社会学系附置研究所、合計10部局(2015年度は上記10部局に北海道大学、東北大学、名古屋大学、九州大学の経済学研究科を加え、合計14部局)を日本の代表的な大学の経済系部局としてとりあげ、その研究の生産性を定量的に評価するためのデータを作成した。各部局の著作の被引用数と国際的な学術誌への論文掲載数を、平均値と中位値について計算した。東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学の5大学の経済・社会科学系の附置研究所と経済学研究科の研究業績データ(国際学術誌への論文掲載数や被引用回数等)を作成した。学術誌のリストとして、TOP20、TOP50、TOP100、TOP200を、トムソン・ロイターが公表している過去6年間(2007-2012年)のArticle Influence Scoreをもとに作成した。このリストの学術誌への論文掲載数を、個人ホームページ、大学ホームページ、Econlit、SSCI (Social Science Citation Index、トムソン・ロイター)から、データを収集した。それを、各大学の各部局(附置研究所、経済学研究科)ごとに、過去5年(2009-2013)、過去10年(2004-2013)、過去20年(1994-2013)の総論文数、教員一人当たり論文数、教員中位値を計算した。被引用回数についてはSSCIを用いて、各大学の各部局ごとに教員一人当たり論文数と教員中位値を計算した。今年度の業績比較作業の結果の中で、5大学の附置研究所の研究業績データを「大阪大学社会経済研究所活動報告2013」(p18ー23)に「経済・社会科学系附置研究所の研究業績比較(2013年)」として掲載し、インターネットで公開した。また、日本の経済学界で中心的に編集されている学術誌(Japanese Economic Review, Japan and World Economy, Journal of the Japanese and International Economies)と海外の学術誌と比較するデータを、日本経済学会2013年度秋季大会の「パネル討論I:日本の経済学術誌の将来性ー編集長の視点ー」の中で発表した。その内容は「現代経済学の潮流2014」(東洋経済)に掲載される予定である。近年、世界各国は学術的研究力向上に多額の資金を投じており、その効果として研究の生産性を定量的に測定することが重要な課題となっている。学術的研究生産性の代表的な定量的指標として、被引用数や重要な国際的学術誌への論文掲載数などがある。さらに、学術誌の重要度の指標として、インパクト・ファクターやAIS(Article Influence Score)がある。本研究では、5大学、すなわち、東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学の経済学研究科と経済・社会学系附置研究所、合計10部局の研究生産性を、これら指標で計測した。まず、次のデータ作成作業を行った。1)AISをもとに経済学との隣接分野の5つの重要学術誌リスト(TOP20、TOP50、TOP100、TO200、拡張リスト)を作成した。2)5つ学術誌リストのそれぞれについて、過去5年間、過去10年間、過去20年間の各部局の一人当たり論文数と中位値を計算した。3)各部局の一人当たり被引用数と中位値を計算した。次いで、作成したデータに基づいて、5大学の合計10部局の研究生産性を測定・比較した。その結果、以下の二点が明らかになった。第一に、著名国際学術誌への論文掲載数においても、著作の被引用数においても、東京大学経済研究科、京都大学経済研究所、大阪大学社会経済研究所が、上位3位を占め、他の7部局と比較して、大きな格差がある。第二に、どの部局においても、どちらの指標でも、中位値は一人当たりの統計値よりも低くなっており、研究成果は部局の一部の研究者に偏っている。日本では、一部の研究者が国際的に華々しい研究成果を出す一方で、多数の研究者が国際的な研究成果をほとんど出していないと言われている。本研究でも、それが裏付けられた。本研究では、3年間にわたり、5大学、すなわち、東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学の経済学研究科と経済・社会学系附置研究所、合計10部局の研究生産性を、これら指標で計測した。本研究の特徴の一つは、AISをもとに作成した経済学重要学術誌リスト(TOP20、TOP50、TOP100、TO200)に加えて、経済学との隣接分野(経営学、社会学、法学、歴史学、地域研究、統計学など)の学術誌を膨大に含む「拡張リスト」を使い、研究生産性を計測したことである。もう一つの特徴は、論文数や引用数の総数だけではなく、部局平均や中位値を計測したことである。従来の研究生産性の計測は、経済学の少数の学術誌を使い総数だけを比較していたので、経済学以外の研究や部局規模の差を無視していた。本研究の結果、i)

東京大学経済研究科以外は、京都大学経済研究所や大阪大学社会経済研究所といった小規模部局の方が研究生産性が高いこと、ii)どの部局でも、中位値が平均値よりも低く、部局内の生産性の偏りが大きいことが判明した。日本では、一部の研究者が国際的に華々しい研究成果を出す一方で、多数の研究者が国際的な研究成果をあまり出していないと言われている。本研究でもそれが裏付けられた。この結果は、セミナーの記事として発表した。本研究では、3年間にわたり、5大学(東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学)の経済学研究科と経済・社会学系附置研究所、合計10部局(2015年度は上記10部局に北海道大学、東北大学、名古屋大学、九州大学の経済学研究科を加え、合計14部局)を日本の代表的な大学の経済系部局としてとりあげ、その研究の生産性を定量的に評価するためのデータを作成した。各部局の著作の被引用数と国際的な学術誌への論文掲載数を、平均値と中位値について計算した。社会科学平成26年度には、東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学の5大学の経済・社会科学系の附置研究所と経済学研究科の研究業績データ(国際学術誌への論文掲載数や被引用回数等)を作成した。大学や部局により、規模や所属研究者の研究分野も異なる。そのような違いを考慮して、5大学の経済・社会科学系の附置研究所と経済学研究科の研究の生産性を分析し、Discussion Paperとして公開した。平成27年度には、この成果をより多くの一般的な読者に紹介するために、「経済セミナー」の記事として公刊する予定である。また、調査対象も、東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学の経済・社会科学系の附置研究所以外に、北海道大学、東北大学、名古屋大学、九州大学にも広げることを計画している。本研究の目的として、次の4項目がある。1)インパクト・ファクターとAISの利点・欠点の分析を進める。2)学術誌評価指標として解釈可能なインパクト・ファクターやAIS以外の統計量の研究も行う。3) AISを日本の経済学研究データに適用して、日本の経済学研究の生産性を分析する。4) AIS以外の学術誌評価指標により日本の経済学研究の生産性を分析し、3)の結果と比較する。このうち、今年度は主に項目3)を行った。経済学研究科はその大学の附置研究所よりも規模が大きいので、経済学研究科の研究業績データの作成には時間・労力がかかる。これを考慮し、当初計画では東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学の5大学の経済・社会科学系の附置研究所のみのデータを作成する予定であった。しかし、次年度以降の研究計画に余裕を持てるように、努力して今年度に5大学の経済学研究科のデータも作成した。以上のように、研究計画は順調に進んでいる。今年度は、東京大学、一橋大学、京都大学、大阪大学、神戸大学の5大学の経済・社会科学系の附置研究所と経済学研究科の研究業績データを測定・比較した。本研究成果について、多くの研究者から関心が寄せられ、調査対象を広げるように要請されている。そこで、来年度には、上記5大学以外にも、北海道大学や東北大学などの経済学研究科を対象に入れることを計画している。そのように対象を拡大すれば、それに応じて作業量も、必要経費も増加する。
新規結合相関系高分子の分子論的研究

従来、高分子ゲルは軟らかいもの、もろい材料として主に高吸水性樹脂、保水剤などを中心とした用途開発が成されてきた。しかし、近年、ゲルの「軟らかくもろい」という観念を打ち破る高強度材料や高延伸性材料としてのゲルの開発が相次いで行われている。これは、複数のゲルによる複合化や無機--有機コンポジット、可動架橋点ゲルなどに象徴されるように異なる性質の材料の複合化や全く新奇な概念に基づいて造られたものが多い。こうした材料を新規結合相関系高分子と名付け、小角中性子散乱と動的光散乱を駆使し、微視的構造解析の観点から新規結合相関系高分子の構造解析、結合相関や相互作用の研究を行うことで、高性能発現のメカニズムの解明、さらなる高性能材料の設計指針を得ることを目的として研究を行った。その対象は(1)クレイと有機高分子鎖から成るナノコンポジット(NC)ハイドロゲル、(2)環状架橋点を持つ環動ゲル、(3)感熱性ゲル、(4)両親媒性高分子ゲル、(5)オイルゲル化剤と有機溶媒からなるオイルゲルシステム、などである。こうした全く異なるタイプの高分子ゲルについて、幅広い時空間スケールの構造解析とダイナミクス研究、それに平行して行う力学、レオロジー、熱測定という、横断的、縦断的な物性研究により、ゲルの普遍性と高性能発現の個別性を分子論の立場から厳密に分類・整理した。そして、得られたデータを元に高性能高分子ゲルの分子間相互作用とそれによる高次構造の多様性についての推察・議論を行った。その結果、NCゲルの高延伸性の説明、環動ゲルのスライディングモードの確認、感熱性ゲルの高圧下での相転移などに関して多くの有用な知見が得られた。ダブルネットワークゲル(DNゲル)、ナノコンポジットゲル(NCゲル)、オイルゲル化剤、両親媒性ブロック共重合体水溶液など、異なる構造、ゲル化能をもつ系について、そのゲル構造・ゲル形成過程を小角中性子散乱(SANS)、および動的光散乱(DLS)により研究した。(1)DNゲルDLSによりDNゲルの非常に高い弾性率および破断強度という物性発現の意味づけを行った。(2)NCゲル無機板状粘土化合物クレイと温度敏感型高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)からなるナノコンポジットゲル(NCゲル)を調製し、その力学特性、ゲル構造の決定を行った。試料としては、(1)異なるクレイ濃度の重水溶液、(2)異なるクレイ濃度で調製したNCゲル、(3)PNIPA濃度を変えたNCゲル系列を調製し,それらのSANS、DLS実験を行った。その結果、板状クレイ微粒子が面架橋剤として働き、ゲルの物性を著しく向上させていることが分かった。(3)オルガノゲル酸と塩基の自己組織化・自己凝集により、ゲル化が起こると考えられるオルガノゲルについて、コンビナトリアル法によリゲル化に最適な組み合わせを探索した。これらはいずれも介した水素結合が可能であり自己凝集能を持つと考えられる。一方、複雑な構造ゆえに結晶化は難しいと考えられ、線状の凝集体を形成すると考えられる。この仮説を検証するため、SANSおよびDLS実験を行い、ゲル化の様式を散乱関数モデルとの比較により構造パラメーター(ゲル要素の形状、長さ、太さ、集合数など)の決定を行った。(4)ブロック共重合体SANSにより水誘起相分離、温度誘起相分離のメカニズムの比較を行った。環動ゲル、ナノコンポジットゲル(NCゲル)、両親媒性ブロック共重合体水溶液など、異なる構造、ゲル化能をもつ系について、そのゲル構造・ゲル形成過程を小角中性子散乱(SANS)、および動的光散乱(DLS)により研究し、以下に述べる学問的に重要な多くの知見を得た。

(1)環動ゲル:延伸下での環動ゲルのSANS実験により、環動ゲルでは不均一性が小さく延伸に伴い、ノーマルバタフライパターンが発現すること、架橋剤濃度を上昇させると、ノーマルバタフライパターンからアブノーマルパターンへ転移し、通常のゲルと類似の挙動を示すことなどが分かった。(2)NCゲル:無機板状粘土化合物クレイと温度敏感型高分子であるポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPA)からなるナノコンポジットゲル(NCゲル)を調製し、その力学特性、ゲル構造の決定を行った。特に、SANS測定用にコントラストマッチした試料を用い、延伸下でのNCゲルのSANS測定および構造解析を行った。その結果、板状クレイ微粒子が面架橋剤として働くこと、架橋面間分子量が巨大であることにより高延伸が可能となることなどの知見が得られた。(3)グラジエント共重合体:組成に傾斜構造をもつ共重合体の水溶液のミクロ相分離構造について、SANS解析を行い、ブロック共重合体にはみられないリールイン効果(相分離に伴うコロナ鎖の巻き取り効果)を発見した。(4)両親媒性ブロック共重合体水溶液の圧力・温度誘起相分離構造を詳細に研究し、高圧では疎水性相互作用の選択性が低下することを発見した。
異元素置換・欠損導入による固体高分子形燃料電池カソード用金属酸化物触媒の高性能化

固体高分子形燃料電池は、近年特に自動車用動力源として期待されている。本研究ではそのカソード(正極)における酸素還元触媒として、白金族金属を用いない金属酸窒化物の高性能化に取り組んだ。研究期間前半は特にハフニウム酸窒化物(HfO_xN_y)触媒における反応が進行しているサイトの解明に注力した。HfO_xN_y触媒においては、窒素原子の置換導入が性能の最大化に必要不可欠であること、Hf_2ON_2相の結晶化度と性能に正の相関があることを見出した。研究期間後半では、金属酸窒化物触媒表面への導電パスとなる炭素担体ならびにチタン酸窒化物触媒の開発にも取り組んだ。触媒性能の評価指標である反応開始電位は、最大で白金触媒のそれの9割を超えた。本年度は、固体高分子形燃料電池(PEMFC)カソード触媒として、研究代表者らが近年開発したハフニウム酸窒化物担持カーボン(HfOxNy-C)の高性能化を目的として、Hfサイトへの異元素置換に注力した。研究計画に基づき多数の元素をスクリーニングした結果、特にZrとTiをHfサイトへ置換した際に活性が向上することを見出した。Zrを置換導入する際には組成を、Tiを置換導入する際には開始材料と担体への担持量をパラメータとして、これらが結晶構造と活性に与える影響を重点的に探索・解明した。得られた主な知見は下記の二点である。・Zrを置換導入する場合、モル比をHf:Zr=1:1とすれば、酸化物の結晶構造が単斜晶から正方晶に変化し、活性が向上した。Hf:Zr=3:7もしくはHf:Zr=7:3とした場合には単斜晶となり、活性が低いことから、単一金属の酸化物ではなく、HfとZrが複合化した正方晶を有する酸化物の表面に活性点が発現したと考えられる。・Tiを置換導入する場合、塩化物系およびアルコキシド系いずれの開始材料を用いても、カーボン担体への担持量を低減することで、複合酸化物である斜方晶HfTiO4相が合成され、活性が向上した。本触媒の最適窒化温度は1223Kである。また、研究計画には含まれていなかったものの、・アンモニア雰囲気での熱処理に対するカーボン担体の高耐久化・PEMFCカソード触媒としてのチタン酸窒化物担持カーボンの合成を追加して実施した。前者に関してはホウ素と窒素を予め非活性雰囲気下で担体に置換導入することで、アンモニア雰囲気での気化率を低減させたのみならず、白金触媒の酸素還元反応開始電位に対し9割を超える性能が得られた。後者に関しては非アンモニア雰囲気で酸素サイトへ窒素原子を置換導入することに成功し、今後はより安価で環境への負荷が小さい合成方法として利用されることが期待される。2011年度は固体高分子形燃料電池におけるカソード触媒として、研究代表者らが近年開発したハフニウム酸窒化物担持カーボン(HfOxNy-C)触媒の活性点・反応機構解明に注力した。特にアルゴン・水素混合ガス中で熱処理することにより、酸素欠損を導入し、HfOxNy-C触媒の酸素還元反応(Oxygen Reduction Reaction, ORR)活性が酸素欠損と窒素の置換導入のいずれに起因するかを重点的に探索した。また、複数の合成ルートを検討し、ORR活性向上の指針を得た。おもな知見は以下の2点である。1.窒素フリー且つ酸素欠損を有するHfOx-C触媒における単斜晶HfOx相が活性を有することが初めてわかった。しかしながら窒素を置換導入することでより高活性なサイトが形成され、その表面では主に酸素が水に直接変換される四電子反応(O2 + 4H+ + 4e →2H2O)が支配的であることが解明された。HfOxNy-C触媒のORR活性を最大化するには、窒素原子が必要不可欠であることがわかった。2.三種類の含浸法ならびに一種類の錯体重合法を用いて合成した、いずれの触媒においてもナノメートルオーダーのHfOxNy粒子が担持された。しかしながら粒子サイズ、均一性ならびに結晶化度は熱処理温度や時間などの合成条件よりも合成ルートに依存した。Hf2ON2相の結晶化度の増加によりORR活性は増加することがわかった。硝酸中で還流したCと水の分散液中で四塩化ハフニウムを加水分解させることを利用した含浸法により、(1)約2-3 nm程度の最も小さくかつ均一な粒子径を有し、(2)立方晶Hf2ON2相の結晶化度が最も高く、(3)最高レベルのORR活性ならびに電流値を示すHfOxNy-Cが得られた。

以上より、Hf2ON2相の結晶化度を向上させることが本触媒のORR活性向上に必要不可欠であることがわかった。複数の熱処理工程を組み合わせることで、HfOxNy-C触媒におけるORR活性発現の原因が、置換導入された窒素か、熱処理時にアンモニアを用いているため還元雰囲気で導入された酸素欠損であるか切り分けることに成功した。さらにその反応機構も精査し、ORR活性向上の指針が得られており、概ね計画通りに進展している。窒素原子の置換導入がHfOxNy-C触媒のORR活性向上に必要不可欠であるという2011年度の知見を利用し、窒素フリーのHfOx-C触媒ではなく、窒素が置換導入されているHfOxNy-C触媒におけるHfサイトに異種金属元素Mを置換導入する。MOxNyのORR活性ならびに各種物理・化学特性と比較検討し、Mの置換導入効果を明確化するとともに、HfMOxNy-CにおけるMの置換導入量最適化を行う。触媒合成実験ならびに触媒のORR活性評価実験のための物品購入に、費用の大半を充てる。また、成果発信を目的とした対外発表のための旅費にも費用の一部を使用する。
トリコスポロン血流感染症の発生動向と病態の解析

これまで,酵母血流感染症のほとんどをカンジダ血症が占めると考えられていたが,近年トリコスポロン血流感染症の割合が増加している.カンジダ症に広く用いられているキャンディン系抗真菌薬がトリコスポロン属に感受性を有していないため両者の鑑別は極めて重要であるが,形態学的鑑別は事実上不可能である.経年的動向を含めた本邦における酵母血流感染症の詳細を明らかにするため,剖検症例を対象にFFPE切片を収集, C. albicansとTrichosporon属を標的としたPNA probeを用いてISH法を施行した.その結果, 13.3%にTrichosporon属のprobeで陽性シグナルを得た.これまで,酵母血流感染症のほとんどをカンジダ血症が占めると考えられていたが,近年トリコスポロン血流感染症の割合が増加している.カンジダ症に広く用いられているキャンディン系抗真菌薬がトリコスポロン属に感受性を有していないため両者の鑑別は極めて重要であるが,形態学的鑑別は事実上不可能である.経年的動向を含めた本邦における酵母血流感染症の詳細を明らかにするため,剖検症例を対象にFFPE切片を収集, C. albicansとTrichosporon属を標的としたPNA probeを用いてISH法を施行した.その結果, 13.3%にTrichosporon属のprobeで陽性シグナルを得た.トリコスポロン血流感染症は,免疫能の低下した患者に発症する致死率の高い深在性真菌感染症の起炎菌として注目されている.原因菌の大部分はTrichosporon asahiiで,最も一般的な酵母血流感染症の一つであるカンジダ血症の主な起炎菌, Candida albicanと同様に組織内では二形性を呈するため,病理組織学的所見のみでの鑑別はほぼ不可能である.カンジダ症として剖検記録に記されている症例の一部がトリコスポロン症である可能性があり,当講座で確立したISH法および古典的な形態診断を併用して,再度菌種の判定を試み,後ろ向きの発生動向調査を行うことが,本研究の目的である. [本研究は,病理検体を用いた分子生物学的解析法による酵母血流感染症の国内発生動向調査(承認番号: 24027)として東邦大学医学部倫理委員会承認済]これまで,複数施設から約150例の症例集積に成功し,うち28例についてISH法での解析を行っている.後述に問題点として挙げているが,核酸保存性の問題か,汎真菌で陽性となるはずのプローブでも陰性結果を示す症例が少なくないなど,当初予測した結果を得られていない部分もある.しかし,剖検時にはカンジダ感染症と報告されている症例中に, Trichosporon属を対象としたPNAプローブで陽性結果が得られている症例もあり,剖検例を用いた後方視的観察研究におけるISH法の有用性,発生動向・将来的な対策を構築するために有用な状況を提供し得る可能性が示唆される.トリコスポロン血流感染症は,免疫能の低下した患者に発症する致死率の高い深在性真菌感染症の起炎菌として注目されている.原因菌の大部分はTrichosporon asahiiで,最も一般的な酵母血流感染症の一つであるカンジダ血症の主な起炎菌, Candida albicanと同様に組織内では二形性を呈するため,病理組織学的所見のみでの鑑別はほぼ不可能である.カンジダ症として剖検記録に記されている症例の一部がトリコスポロン症である可能性があり,当講座で確立したISH法および古典的な形態診断を併用して,再度菌種の判定を試み,後ろ向きの発生動向調査行うことが,本研究の目的である.[病理検体を用いた分子生物学的解析法による酵母血流感染症の国内発生動向調査(承認番号: 24027)として東邦大学医学部倫理委員会承認済.]昨年の経過報告の段階で複数施設から約150例の症例集積に成功し,うち28例についてISH法での解析を行っていた.その後にさらに症例集積を重ね,最終的には351剖検例の組織切片を収集し得た.収集し得た組織切片に対してPAS反応を施行した結果, 95症例で二形成性酵母が確認された.これら95症例に,汎真菌, C. albicans, Trichosporon属を対象としたPNAプローブを用いISH法を施行している.現在まで53症例の解析を終了しており,うち30症例でC. albicansあるいはTrichosporon属に対する陽性シグナルが得られ, Trichosporon属を標的としたISH法での陽性シグナル発現は,その中の4例(13.3 %)であった.剖検材料での核酸保存性の問題もあり,当初の予定より検索症例が限られたものの,これまでの報告よりもトリコスポロン血流感染症の頻度が高い可能性が考えられた.一方,その後は自分自身の異動もあり,本研究項目のうち最も大きな柱である,剖検材料を用いた酵母血流感染症の発生動向調査に重きを置いて遂行している.これまでの症例集積については当院/共同施設を併せて150例程度である.プレパラート/ブロックの保存性の問題もあり,剖検報告に深在性真菌症として報告されている症例でも,保存されているプレパラート上で真菌を確認できない,もしくはごく微量で判断が難しい例があるなど,集積症例数は当初の計画より若干少なくなる可能性がある.集積したブロックに対するISH法の施行については,現在のところ28例まで進行している.