hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多環状ポリマーの新規精密合成法の開発

本研究では、これまで合成が困難であった多環状ポリマーの簡便かつ精密に合成する手法を確立した。さらに、得られた各種多環状ポリマーの物性を系統的に評価することで、多環状構造とポリマー物性の相関関係を明らかにした。具体的には、リビング重合と分子内クリック反応を巧妙に組み合わせることで多彩な構造を持った多環状ホモポリマーならびにブロックコポリマーを精密合成で出来ることを見出した。この手法をもとに合成した一連の多環状ポリマーを用いることで、多環状構造とポリマー物性の相関関係を系統的に評価することが可能となった。本研究はこれまで合成が困難であった8の字型やカテナン型を含む多環状ポリマーを簡便かつ精密に合成する手法の確立を目的としている。平成25年度はエポキシドモノマーのリビングアニオン開環重合を基盤として、ポリエーテルからなる大環状ならびに8の字型ポリマーの精密合成法を確立した。具体的には、t-Bu-P4/アルコール開始系を用いたブチレンオキシドのリビング重合によって、望みの位置にアジド基とエチニル基を有する前駆体ポリエーテルの精密合成を行った。続いて、これを大希釈条件下でクリック反応を行うことでアジド基とエチニル基を分子内カップリングさせ、目的の大環状ならびに8の字型ポリエーテルを合成した。適切なリビング重合法との組み合わせによって、本手法は大環状および8の字型のポリステルの合成にも適応可能であることを確認した。さらに、上記の合成手法をもとに、大環状、8の字型などのジブロックコポリマーの合成にも着手した。t-Bu-P4/アルコール開始系により親水性と疎水性のエポキシドモノマーをブロック共重合し、適切な位置にアジド基とエチニル基を導入したブロックコポリマー前駆体を合成した。これらの分子内クリック反応によって目的の多環状ジブロックコポリマーの精密合成を達成した。このようにして得られた多環状ジブロックコポリマーの溶液物性を検討した結果、環状構造の違いが水中でのミセル形成に影響を与えることを見出した。本研究は、これまで合成が困難であった多環状ポリマーを簡便かつ精密に合成する手法の確立を目的としている。さらに、得られた各種多環状ポリマーの物性を系統的に評価することで、多環状構造とポリマー物性の相関関係を明らかにすることを目指している。平成26年度は、前年度までに達成できなかったクローバー型ポリマーの合成を行った。具体的には、3つのアジド基を有するトリオール開始剤を用い、エポキシドモノマーをt-Bu-P4触媒存在下でリビング重合し、続く末端修飾と分子内クリック環化により目的のクローバー型のホモポリマーならびにブロックコポリマーを得た。加えて、これまでに合成した各種多環状ポリマーの比較対象とするため、同等の化学組成を持った星型ポリマーの合成も行った。さらに、これまでに合成した各種両親媒性多環状ブロックコポリマーについて小角X線散乱を用いて水溶液中ならびにフィルム中における自己組織化構造の解析を行った。その結果、多環状ブロックコポリマーは対応する直鎖状ブロックコポリマーとは異なるナノ構造を形成することを明らかにした。また、環状構造や親水/疎水部の配列に応じて自己組織化構造が異なることも見出した。以上のように、本研究ではリビング重合と分子内クリック反応を巧妙に組み合わせることで多彩な構造を持った多環状ホモポリマーならびにブロックコポリマーを精密合成で出来ることを見出した。この手法をもとに合成した一連の多環状ポリマーを用いることで、多環状構造とポリマー物性の相関関係を系統的に評価することが初めて可能となった。高分子化学多環状ポリマーを合成する手法はおおむね確立できている。さらに、その手法の普遍性についても確認できつつあり、研究はおおむね順調に進行している。しかし、平成25年度に行うべきクローバー型およびカテナン型ポリマーの合成は現在のところ検討中の段階にある。基盤となる多環状ポリマーの合成手法は既に確立されているので、平成26年度中に本課題は十分達成可能であると考えられる。一方、多環状ジブロックコポリマーの合成ならびに物性評価は平成26年度に行う予定であったが、上記のとおり、合成手法が順調に確立できたことから前倒しで平成25年度に実施することができた。以上より、研究はおおむね順調に進行している。これまでのところ、ポリエーテル系の多環状ポリマーの合成に終始しているため、今後はポリステルやビニル系ポリマーにおいても多環状ポリマーの合成が可能か検討を進める。また、未だ達成できていないクローバー型およびカテナン型ポリマーの合成を今後、迅速に進める予定である。多環状ジブロックコポリマーの合成ならびに物性評価は平成25年度に前倒しで実施したが、平成26年度ではさらに詳細な測定実験を行い、多環状構造と自己組織化の相関関係をより明確なものとするための検討を進める予定である。当該助成金が生じた状況は年度末の購入に関する経理上の問題と物品の納品遅れがある。また、研究の性質上、試薬やガラス器具の購入が多く、実験の進行により購入時期が変動することから次年度への繰り越しとなった。
海洋における微量金属を介した窒素固定生物の栄養制限に関する研究

本研究は、窒素・リン・鉄・亜鉛という4つの要素が植物プランクトン、とりわけ生物地球化学的に重要な窒素固定生物に与える影響評価を核にして、一次生産の共制限メカニズムについて解明することを目的とした。本年度は、前年度に参加した研究航海にて採集したサンプルの分析・解析を行うとともに、博士論文の執筆に専念した。北太平洋亜熱帯海域の横断観測ラインにおける研究結果からは、主に次の2点が明らかになった。1点目は窒素固定活性および窒素固定群集組成についての広域的な分布であり、前者はハワイ諸島周辺を中心に最大値を示す山形の分布を示した。主要な窒素固定生物は東から順に珪藻に共生するRichelia属、群体性のTrichodesmium属、単細胞性シアノバクテリアなどと遷移し、それぞれが地理的に明瞭なニッチを形成することが示唆された。このとき、窒素固定生物にとって好適な環境においては、易分解性のリン酸モノエステル(ME)濃度が窒素固定活性の分布指標の一つとなることが明らかとなり、窒素固定生物にとってMEが重要なリン源である、あるいは窒素固定生物自身がMEの主要な生産者であることが示唆された。2点目は、西部北太平洋における栄養制限に関して、上述と同じ航海中に行った添加培養実験では、微量金属である鉄や亜鉛の添加によりアルカリフォスファターゼ活性が顕著に促進された一方、植物プランクトン群集組成やクロロフィルa濃度には有意な変化が認められなかった。その要因としては、設定した培養期間が不十分であった可能性、もしくは鉄や亜鉛が微生物群集のリン獲得における律速要因であった一方、その直接的な増殖律速要因ではなかった可能性が考えられた。本結果をふまえ、今後は分析結果のさらなる解析に加え、培養時間や添加系列を再検討するなどして、栄養制限メカニズムの解明に尽力したい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は研究航海に2度参加し、主にフィールド調査の観点から研究計画を遂行した。1新青丸KS-16-9航海:小笠原諸島沖の1定点における4日間の観測期間中、表層で常時高いアルカリフォスファターゼ(AP)活性が検出され、成層した貧栄養な環境が推察された。初日および最終日に測定した0.2, 0.8umろ過画分における活性を全画分のそれと比較した結果、モノエステラーゼ活性(MEA)は両日共約60%が0.2-0.8um画分、約30%が溶存画分由来であった。一方、ジエステラーゼ活性(DEA)については初日の溶存画分活性は全画分の35%に留まっていたが、最終日ではほぼ100%を占めた。MEA,DEAの溶存画分活性の割合は既報値で29または38%である(Sato et al. 2013)ため、特筆すべき最終日の溶存画分DEAの高まりを手掛かりに、当該海域のリン化合物の動態について知見が深まると考えられる。2白鳳丸KH-16-7航海:APは微量金属を反応中心に持つ酵素であるという背景から、北緯23度線上の2点で現場海水への鉄または亜鉛の添加培養実験を行った。東側の測点では、どちらの微量金属の添加もDEAにのみ負の影響を及ぼしていた(p<0.01)。一方西側の測点では、微量金属の添加の影響はどちらの活性にもみられなかった。これらの結果は、当該海域におけるリン利用が微量金属による律速を受けておらず、むしろ過剰な供給はその阻害になりうることを示唆している。また、その影響は東側測点においてのみ観察されたことから、微量金属の供給源となる大陸起源ダストの降下量がより少ない海域で影響が大きく出る可能性がある。大西洋における同様の先行研究においては、本結果とは反対にMEAが大幅に上昇していたことから(Mahaffey et al. 2014)、微量金属添加の影響は海盆スケールでも異なることが示された。参加予定の研究航海が計画申請時には不確定であったため、当初の初年度研究計画とは異なるものとなったものの、概ね研究課題に沿って順調に進捗したと判断する。本年度の活動として特筆されるのは2度の研究航海乗船により、プランクトン群集の栄養摂取における共制限に関して、現場群集を使った実験的解析を実施し興味深い現象を捉えたことである。特に、ジエステラーゼ活性が経時的に変化する様態を捉えることができたこと、および、リン利用における微量金属の影響に東西勾配を認めた点は新規性が高く、未処理試料の分析を加えた今後の解析が期待される。予定していなかった航海乗船のために当初予定されていた室内培養実験を次年度に繰り越すことになったが、初年度に得た成果を踏まえて実験計画を見直すことが可能になり、当初予定の計画に組み込むことにより、研究内容の幅が広がり、解析が深まりうる状況になったと考えられる。1白鳳丸KH-17-4次航海に参加し、北緯23度観測ラインに沿って現場海水への微量金属の添加培養実験を行い、生物のリン利用に関する律速状況を明らかにした。実験を行った4測点のうち、東経160度上の1測点において鉄および亜鉛添加区のアルカリフォスファターゼ活性が有意に上昇し、対照区の活性に対し最大1.5または2.5倍の値を示した。このとき、リン酸添加区の活性は大幅に減少しており、リン・鉄・亜鉛のいずれもが生物の増殖制限要因となっていることが明らかになった。

また、亜鉛添加区での活性の上昇は太平洋中部(西経170度)でもみられた一方、鉄添加区での活性の上昇は東経160度以西でのみ観測された。このことから、大陸からの距離、すなわちダスト降下量の勾配がこのようなアルカリフォスファターゼの発現特性の違いを生み出している可能性が考えられる。2昨年7月に父島沖観測点において、4日間にわたり12時間毎に表層200mから海水を採取し、試料中のリン酸塩および易分解性リン酸モノエステル濃度の測定を行った。このとき、リン酸塩躍層上部(<100m)におけるリン酸塩およびリン酸モノエステル濃度は平均で5および9nMであった。両者の水柱積算値は互いの山と谷が一致するような逆位相の周期的変動を示し、またその変動幅も同程度であった。時差相関の結果その周期はおよそ48-60時間であると考えられた。よって、この周期的変動はリン酸モノエステルを介したリンの再生生産に伴う現象であると示唆された。この仮定のもと算出したリン酸塩の回転速度はおよそ0.2nM/hであった。このようなリン酸塩とリン酸モノエステルの時系列変動は、同期間中の基礎生産速度の変動とも同期する傾向を示したことから、両者の速やかな消費・再生が基礎生産の維持に一定の役割を果たしていると考えられる。昨年度予定していた研究計画とは一部異なるものとなったものの、本年度は概ね研究課題に沿って順調に進展したと判断する。特筆すべき事項としては、研究航海に参加し北太平洋亜熱帯海域の広範囲において、リンおよび微量金属の共制限環境について興味深い事象を捉えたことである。リン酸枯渇海域にて、アルカリフォスファターゼ活性が亜鉛や鉄によって制限されていることを明らかにした点は新規性が高く、今後未解析試料の分析することでさらなる成果が期待される。加えて、父島周辺海域においてリン酸およびリン酸モノエステルが同じオーダーで経時的に増減する様態を捉えた点も評価に値する。この結果は、既存のスナップショット的観測では枯渇したように見えていた栄養塩と、その一方で季節的変動を示す基礎生産とをつなぐミッシングリンクの解明に貢献するものである。本研究は、窒素・リン・鉄・亜鉛という4つの要素が植物プランクトン、とりわけ生物地球化学的に重要な窒素固定生物に与える影響評価を核にして、一次生産の共制限メカニズムについて解明することを目的とした。本年度は、前年度に参加した研究航海にて採集したサンプルの分析・解析を行うとともに、博士論文の執筆に専念した。北太平洋亜熱帯海域の横断観測ラインにおける研究結果からは、主に次の2点が明らかになった。1点目は窒素固定活性および窒素固定群集組成についての広域的な分布であり、前者はハワイ諸島周辺を中心に最大値を示す山形の分布を示した。主要な窒素固定生物は東から順に珪藻に共生するRichelia属、群体性のTrichodesmium属、単細胞性シアノバクテリアなどと遷移し、それぞれが地理的に明瞭なニッチを形成することが示唆された。このとき、窒素固定生物にとって好適な環境においては、易分解性のリン酸モノエステル(ME)濃度が窒素固定活性の分布指標の一つとなることが明らかとなり、窒素固定生物にとってMEが重要なリン源である、あるいは窒素固定生物自身がMEの主要な生産者であることが示唆された。
微小電子源により生成した電子ビームの計測と応用

1.微小電子源により生成される電子ビームの特性シリコンを基盤とする微小電子源陰極から生成した電子ビームの性質を、蛍光像の画像処理を通して調べた。2段ゲート型微小電子源のティップから出る各ビームレットの規格化エミッタンスは10^<-9>πmrad台と測定された。半径0.1mmの陰極から出たビームは、半径約0.1mmのスポットに絞られた。2,エネルギー120keVまでのビーム加速微小電子源を陰極をする3極構造の小型電子銃を製作し、先ず安定化直流電源を用いて45keVまでの電子ビームを生成した。次いで公称出力350kV10μAの小型ヴァンデグラフ静電発生器によって更に高エネルギーへの加速を行った。陰極柄を通す絶縁管として定格30kVのセラミック製絶縁管4本を用い、またコンピュータによるヴァンデグラフ静電発生器の出力電圧安定化を施した結果、目標とした100keVを超えるエネルギー120keV(電流値3μA)までの安定な電子ビームを生成した。3.スミス-パセル放射実験回折格子表面に沿って電子ビームを伝搬させ、放射されるスミス-パセル光を格子上方80度の向きで調べた。広範な電子ビームパラメタについてデータを得る為に、パソコンの指令によって分光器を走査し、各波長の光の強度を加速電圧及びビーム電流とともに取り込んで処理する、自動走査分光系を開発した。これを用いて、15-60keVの電子エネルギーと350-750nmの可視全波長領域を網羅する形で測定を行った結果、スミス-パセル理論と良く一致する光を放射次数-2から-5に亘って検出した。電子ビームの電流値を10μA、更に1μAに低くしても、スペクトルのピークが明瞭に観測された。本実験で見出された主な問題点は、回折格子が電子衝撃によって損傷を被ることであって、微小電子源並びにそれを陰極として生成される電子ビームは電磁波発生等への応用可能性を有すると結論される。4.微小電子源のレーザー光照射100mWのYAG2倍波レーザーで微小電子源を照射し、電界放出電流値が増加することを確認した。微小電子源を陰極とする電子銃により最高100keVまでのビームを生成し、その収束限界を調べるとともに、スミスーパセル光放射の実験に着手することを目標とした。製作した電子銃は陽極・陰極間距離が50mmの3極型であって、電子ビームは陽極板に設けた幅1mmのスリットを通して取り出される。加速電圧の上昇に関しては、まず安定化直流電源を用いて40kVまで、次いで小型のヴァンデグラフ静電発生器により100kVまでの電圧を電子銃に印加した。高い加速電圧においては往々にして印加開始時の放電による微小電子源の破損が生じた為に、現在は主に80kV以下の電圧で運転を行っている。ビームの収束状況は、CCDカメラを介して蛍光板の発光像をコンピューターに取り込み、画像処理することによって把握した。

640個の電子放出ティップが直径0.2mmの円内に分布している微小電子源を用いた場合、加速・収束された数μAのビームの直径も0.2mm程度であった。この値は電子軌道のシミュレーション結果と一致している。ティップ数が少ない小面積の微小電子源を用いればビームは更に細くなる筈であるが、測定結果は矢張り0.2mm程度であった。これは陰極形状の軸非対称性に帰因される。陽極スリットの直ぐ下流に1,800本/mmの回折格子を置き、電子ビームがその表面を掠めるようにすると、そこで可視光が発生した。回折格子上方で観測された光の波長は、電子エネルギー35keV-45keVに対して740nm-650nmと変化した。これはスミスーパセル放射の理論と極めて良く合致する結果であって、電磁波発生の分野における微小電子源の実用可能性を示唆している。1.エネルギー120keVまでのビーム加速微小電子源を陰極とする3極構造の小型電子銃を製作し、先ず安定化直流電源を用いて45keVまでの電子ビームを生成した。次いで公称出力350kV10μAの小型ヴァンデグラフ静電発生器によって更に高エネエルギーへの加速を試みた。陰極柄を通す絶縁管として当初、長さ30cmのパイレックスを使用したところ、90kVまでを印加できたが耐圧は短時間で30-40kVに低下した。そこで定格30kVのセラミック製絶縁管4本を連結して用い、加速電圧を120kVに高めた。また小型ヴァンデグラフ静電発生器は出力電圧は変動し易いので、コンピュータによる安定化を施した。これらの結果、目標とした100keVを超えるエネルギー120keV(電流値3μA)までの安定な電子ビームを生成した。2.スミスーパセル放射実験の拡充平成11年度には35-45keV25μAの電子ビームを用いて、回折格子面の上方80度の向きに放射される650-750nmの波長のスミス-パセル光を検出した。その際、分光器とチョッパーを組み合わせた微弱光検出法を採用したが、手動による分光は時間と手間とを要した。広範な電子ビームパラメタについてデータを得る為に、本年度は先ず分光の自動化を行った。パソコンからの指令によって分光器を走査し、各波長におる光の強度を加速電圧及びビーム電流とともにパソコンに取り込んで処理するものである。この迅速化に基づき、15-60keVの電子エネルギーと350-750nmの可視全波長領域を網羅する形で測定を行った結果、スミス-パセル理論と良く一致する光が放射次数-2から-5に亘って検出された。電子ビームの電流値を10μA、更に1μAに低くしても、スペクトルのピークが明瞭に観測された。本実験で見出された問題点は、回折格子が電子衝撃によって損傷を被ることのみで、微小電子源並びに生成される電子ビームは十分な実用可能性を有すると結論される。
M期サイクリン,サイクリンAとBの細胞分裂進行における機能分担に関する研究

がん細胞の特徴はその際限のない増殖性にある。細胞増殖の進行は細胞周期促進因子である一連のサイクリン依存性キナーゼ群(cdks)によって制御されている。細胞周期のG1/S期とG2/M期には特定のサイクリンが蓄積し、対応するcdkj結合し、それらのキナーゼ活性を活性化する。サイクリンはcdkの活性化に加えて、cdkの局在や基質特異性も決めていると考えれられている。しかし、異なるサイクリンと結合したcdkにどのような機能的違いがあるかは明らかではない。本研究の目的はサイクリンA/cdc2とサイクリンB/cdc2という二つのM期サイクリン/cdkに注目して、そのM期進行における役割分担を明らかにすることである。本年度ではcdc2キナーゼに対する特異的阻害剤(butyrolactone I,BL-1)を用いて、cdc2キナーゼの分裂期における役割を再確認した。BL-1を同調したG2期のHeLa細胞に与えると、細胞周期がG2期で停止し、細胞分裂が阻害された。このとき、cdc2キナーゼの活性化のみではなく、cdc2キナーゼの活性化をするフォスファターゼのcdc25の活性化も見られなかった。また、活性化が起こらないと、cdc2キナーゼの核移行も起こらないことが確認された。蛍光抗体法で細胞内構造を調べたところ、核の構造も細胞骨格もG2期に特徴的な分布を示し、cdc2キナーゼはかなり初期からM期の変化に関与していることが確認された。しかし、この方法ではサイクリンAとBの区別がつけられなかった。現在は、それぞれのサイクリンのアンチセンスをHeLa細胞へ導入し、M期進行への影響を検討しているところである。今後はサイクリンAまたはB/cdc2キナーゼを特異的に阻害し、M期のどの現象が阻害されるか検討する予定である。
英文学におけるオリエンタリズムの系譜

斉藤は19世紀イギリス小説に見られる西インドの奴隷の題材を取り上げ、「他者としてのオリエント」の視点から解読を試みた。有馬は西欧人T.S.エリオットの視点から見たインド思想とインド人や東洋人のインド思想との間の微妙な食い違いを指摘した。Robinsonは日本詩の伝統が英米の現代詩に与えた影響について検討し、本人を含めた20世紀の英国詩人による、日本の詩形式の受容とその西洋的再生を考察した。鈴木は18世紀英国の文壇を代表するDr.Johnsonを中心に、東洋の社会・文化に対する関心を論じ、古典主義の普遍的人間性探求が東洋文化の再発見にもつながった当時の状況を考察した。石幡はロマン派の詩作品の特徴の一つである異国情緒趣味や東洋への関心を、逆に東洋からの見直しという観点から解釈してみた。また、小沢はルネサンス期の芝居の東方への関心や日本への直接言及などを取り上げ、これまで看過されてきた東方の概念を探った。その成果として、小沢は平成5年度の日本英文学会全国大会のシンポジアムで「The TempestとシェイクスピアのPacifism」と題して発表した。これは加筆して、デラウェア大学出版局から出版されるシェイクスピア論集に掲載される予定である。また、石幡は本研究に基づき国際文化研究科での講義(「Keatsに見られる異教徒東洋」)を行った。以上のような具体的な研究成果の開陳と批評を通じて、従来の西洋的視点とは異なる、東洋的視点に立つ総合的なオリエンタリズム像の一面を解明できた。我々は不定期の研究会や合同研究室での討論の場で、共同研究者一人ずつのオリエンタリズム観について研究情報交換を行って来た。それぞれの研究者は、研究計画にほぼ従い次のようなテーマを扱った。斎藤は19世紀イギリス小説、Maria Edgeworth(1767-1849)の作品に見られる西インドの奴隷の題材を取り上げ、単なる奴隷問題に限らず、「他者としてのオリエント」という視点からイギリス小説におけるオリエンタリズムの解読を試みた。有馬はT.S.Eliotの文学におけるインド思想の影響を考察し、西欧人エリオットの視点から見たインド思想とインド人や東洋人のインド思想との間の微妙な食い違いを指摘した。Robinsonは日本の詩の伝統が英米の現代詩に与えた大きな影響について話し、本人を含めた20世紀の英国詩人による、日本の詩形式の受容と、その西洋的再生を考察した。鈴木は18世紀英国の文壇を代表するDr.Johnsonを中心に、The Ramblerに散見されるような、東洋の社会・文化に対する関心を論じ、古典主義の普遍的人間性探求が東洋文化の再発見にもつながった当時の状況を解説した。石幡はロマン派の詩作品の特徴の一つである異国情緒趣味の例をKeatsのEndymionやColeridgeのKubla Khanなどに拾い、これらの作品の東洋への関心を逆に東洋からの見直しという観点から解釈してみた。また、英国留学から帰国した小沢は英国で学んだ原典考証を生かして、ルネサンス期の芝居の東方への関心をBen JohnsonのThe Staple of Newsの日本への直接的言及などに見い出し、これまで看過されてきた東方の概念を探った。これらの成果は小沢の発表(予定)論文や、石幡の新設の国際文化研究科での来年度の講義(Keatsに見る異教と東洋)になろうとしている。また、本研究は2年計画であり科学研究費の継続申請も提出してある。今後は以上の知見を統合して従来の西洋からのものに対する、東洋からのオリエンタリズム像を構築したい。
圧縮センシング・スパースモデルを用いたBCIによるマルチコプターの飛行制御

脳波制御のため,基本的な脳波発生メカニズムを理論的な背景からの基礎研究とし,従来の神経細胞の電気信号発生の数学モデル,脳内の神経細胞のネットワーク的視点からのコネクトームとの関係を述べた基礎研究について調べた.その結果,巨大な数の神経細胞の共同現象として発生する脳波の頭蓋表皮での電気信号モデルの数値解法について色々な問題点があることを発見し学会で報告した.ドローン制御装置(コントローラ)に関する色々な機械的インターフェイスとそれに伴うソフトウエアの,現在での可能な導入技術を調べた.種々の航空法に触れない小型のマルチコプター(ドローン)の制御可能性が獲得でき今後の研究に結び付ける基礎知識と技術を得た.ドローンの基本制御技術を低電力かつ高精度に実行するため,FPGAを用いた飛行制御の実装に着手し,(1)SBUS規格で送信される制御情報の取得,(2)ジャイロ・地磁気センサからの情報の取得,(3) (1),(2)を用いてモーター出力を決定する、効率の良いPID回路,(4)(2)を補完するための、画像に写る水平線を用いて機体の絶対角を求める回路の実装を行った.また,(5)脳波で制御するドローンの安全性を担保するため,ドローンの位置情報を取得し,安全圏内から逸脱した際に自動的にドローンを着陸するためのシステムを開発,(6)脳波を用いて遠隔から意志決定をするための基本システムとして、車両を用いたプロトタイプの作成を行った.事前準備とし会津大学での研究会合・情報交換会を行い,続いて第2回脳波制御ドローン競技会を会津大学で開催した.脳波制御のため,基本的な脳波発生メカニズムを理論的な背景からの基礎研究を行い,脳波の頭蓋表皮での電気信号モデルの数値解法について色々な知見が得られた.ドローン制御装置に関する既存の色々な技術を調べた.種々の航空法に触れない小型のマルチコプター(ドローン)の制御可能性の知識と技術が獲得・蓄積でき,今後の研究に結び付けることができる.年度の初めに会津大学での研究会合・情報交換会を行った.また第2回脳波制御ドローン競技会を会津大学で開催した.参加大学は同志社大学,筑波大学,会津大学で本研究グループに加え,学生の参加があった.この競技会はあいにくの台風で,競技会の日程が短縮されたが,後半の研究発表では活発な研究発表と討論が行われた.1.脳波の詩論的な数理モデルのコネクトームと結びつけた協調系のシミュレーションに役立つ数値解法の研究開発を行う.またこの基礎理論を背景に,脳波データを効果的な制御信号として取り出すための基礎的な計測法と効果的なデータ処理法のソフト面からの開発を続けて行う.2.脳波による制御に適した飛行制御機能を備えたドローンのハード的側面からの開発を続ける.より自立性のある脳波制御に適したシステムの考案と実装実験を続ける.3.脳波制御が人の思考や実際の運動指定とどのような関係になっているかを,脳波データ分析により明確にする.4.脳波制御は個人個々の脳波に大きく依存するため,個人個々の脳波の特徴を効率よく学習し応用できるシステムの開発が望まれる.従い今後は機械学習などの技術も取り入れ脳波分析の手法の開発も推進する.4.第3回脳波制御ドローン競技会を関西地区(京都府内)で開催し,研究交流を進めまた,地域の中高学校などにも参加を促し科学技術の紹介啓蒙活動,普及と推進を推進し科学技術振興会からの研究資金の社会への還元を行う.脳波制御のため,基本的な脳波発生メカニズムを理論的な背景からの基礎研究とし,従来の神経細胞の電気信号発生の数学モデル,脳内の神経細胞のネットワーク的視点からのコネクトームとの関係を述べた基礎研究について調べた.その結果,巨大な数の神経細胞の共同現象として発生する脳波の頭蓋表皮での電気信号モデルの数値解法について色々な問題点があることを発見し学会で報告した.ドローン制御装置(コントローラ)に関する色々な機械的インターフェイスとそれに伴うソフトウエアの,現在での可能な導入技術を調べた.種々の航空法に触れない小型のマルチコプター(ドローン)の制御可能性が獲得でき今後の研究に結び付ける基礎知識と技術を得た.ドローンの基本制御技術を低電力かつ高精度に実行するため,FPGAを用いた飛行制御の実装に着手し,(1)SBUS規格で送信される制御情報の取得,(2)ジャイロ・地磁気センサからの情報の取得,(3) (1),(2)を用いてモーター出力を決定する、効率の良いPID回路,(4)(2)を補完するための、画像に写る水平線を用いて機体の絶対角を求める回路の実装を行った.また,(5)脳波で制御するドローンの安全性を担保するため,ドローンの位置情報を取得し,安全圏内から逸脱した際に自動的にドローンを着陸するためのシステムを開発,(6)脳波を用いて遠隔から意志決定をするための基本システムとして、車両を用いたプロトタイプの作成を行った.事前準備とし会津大学での研究会合・情報交換会を行い,続いて第2回脳波制御ドローン競技会を会津大学で開催した.脳波制御のため,基本的な脳波発生メカニズムを理論的な背景からの基礎研究を行い,脳波の頭蓋表皮での電気信号モデルの数値解法について色々な知見が得られた.ドローン制御装置に関する既存の色々な技術を調べた.

種々の航空法に触れない小型のマルチコプター(ドローン)の制御可能性の知識と技術が獲得・蓄積でき,今後の研究に結び付けることができる.年度の初めに会津大学での研究会合・情報交換会を行った.また第2回脳波制御ドローン競技会を会津大学で開催した.参加大学は同志社大学,筑波大学,会津大学で本研究グループに加え,学生の参加があった.この競技会はあいにくの台風で,競技会の日程が短縮されたが,後半の研究発表では活発な研究発表と討論が行われた.1.脳波の詩論的な数理モデルのコネクトームと結びつけた協調系のシミュレーションに役立つ数値解法の研究開発を行う.またこの基礎理論を背景に,脳波データを効果的な制御信号として取り出すための基礎的な計測法と効果的なデータ処理法のソフト面からの開発を続けて行う.2.脳波による制御に適した飛行制御機能を備えたドローンのハード的側面からの開発を続ける.より自立性のある脳波制御に適したシステムの考案と実装実験を続ける.3.脳波制御が人の思考や実際の運動指定とどのような関係になっているかを,脳波データ分析により明確にする.4.脳波制御は個人個々の脳波に大きく依存するため,個人個々の脳波の特徴を効率よく学習し応用できるシステムの開発が望まれる.従い今後は機械学習などの技術も取り入れ脳波分析の手法の開発も推進する.4.第3回脳波制御ドローン競技会を関西地区(京都府内)で開催し,研究交流を進めまた,地域の中高学校などにも参加を促し科学技術の紹介啓蒙活動,普及と推進を推進し科学技術振興会からの研究資金の社会への還元を行う.航空法に触れない小型のドローンを用いての開発に徐々に移行できるよう,ドローンとその周辺機器の交換・買い替えが必要になってきており,この購入費が必要である.またEEGのデータ測定には,測定ソフトウエアのレンタル維持費が必要となる.第3回脳波制御ドローン競技会を2019年度に関西地区で行う予定である.開催には多くの研究者に参加を呼びかける予定であり,そのためのWEBによる情報公開が必要であり,そのためのレンタル・サーバー利用費や,会場運営費・大会参加旅費などが必要になる.
円偏光可変スパイラルメタマテリアルによるTHz偏光変調フィルタ

本課題では、テラヘルツ光の偏光状態を右円偏光と左円偏光に切り替えられる円偏光スイッチング素子の実現に取り組んだ。偏光状態を動的に切り替えられれば、分光を行う際の測定精度が向上し、より細かな情報を得られると期待されている。しかしながら、これまではテラヘルツ光の偏光状態を切り替えられる簡便なデバイスが存在しておらず、それがテラヘルツ光の偏光を活用した技術の開発を妨げていた。そこで本研究では、直径150ミクロンの変形可能な金属の渦巻き構造を縦横に多数配列したメタマテリアルと呼ばれる人工材料を作り、テラヘルツ光の偏光状態を動的に切り替えられる光学デバイスを実現した。本研究は、これまでテラヘルツ帯に存在しなかった、動的な偏光変調フィルタの実現を目的とする。そのために、スパイラルの金属構造が右ネジ巻きか左ネジ巻きかのキラリティに応じて、左もしくは右円偏光との選択的な共鳴性を持つことを生かし、テラヘルツ(THz)帯円偏光メタマテリアルを提案する。平面スパイラルの上下の機械変形方向の選択により、立体構造のキラリティを左右切り替え可能なので、一つのデバイスで左右両方の円偏光と共鳴し、円偏光分光に適用できる偏光変調フィルタを実現可能となる。本年は、スパイラルメタマテリアルが左右どちらか一方向の円偏光だけでなく、両方の円偏光成分に応答するような駆動の実現に取り組んだ。静電気による駆動を利用した場合には、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)の加工の制約により、基板上側への駆動は可能だが、下側への駆動を行う場合には、基板による静電遮蔽のために電界がスパイラル構造に作用せず、変形が得られないという現象が見られた。そこで、空気圧に切り替えることにより、こうした駆動方向による応答特性の差を抑える取り組むを行った。メタマテリアルチップを三次元プリンタにより製作した空気圧チャンバ中に挟み込み、上側と下側の双方から圧力を印加できる構成とした。これにより、上下方向に対称的に変形する構造を得ることができた。平面スパイラルの上下の機械変形方向の選択により、立体構造のキラリティを左右切替可能なので、一つのデバイスで左右両方の円偏光と共鳴し、円偏光分光に適用できる偏光変調フィルタを実現可能となる。本年は、前年度までに空気圧を利用することで、スパイラル構造を上下方向に対称性よく駆動することができるようになったので、スパイラルのキラリティを空気圧の方向で変えた状態における偏光変調状態の変化をTHz時間領域分光装置により評価した。その結果、構造の変形方向が上方向か下方向かに応じて、透過したテラヘルツ波は右円偏光もしくは左円偏光となっていることが分かった。また、この構造を透過したテラヘルツ波の強度はこの構造の変形方向を変えてもほぼ一定であり、偏光だけが変わることが分かった。このような対称性のよい円偏光制御をテラヘルツ光で実現したデバイスはこれまでになく、本研究で初めて達成できた成果といえる。また、今回得られた偏光変化の大きさは、楕円率角で最大28度と、分光に適用可能な、十分な大きさのものであることが確認された。また、前年度までに整備していたCOMSOLによるシミュレーション環境を用いて、スパイラル構造の応答の計算による評価を行ったところ、実験で得られた透過スペクトルを精度よく再現できており、実験結果の妥当性の裏付けとなっている。上下方向のスパイラルの変形時のTHz偏光変調スペクトルが、非常に対称性がよく、また、実用可能なレベルの高い偏光変調応答が得られており、非常にオリジナリティの高い成果が得られ、ジャーナルでの成果発表につなげられたので、当初の計画以上に進展しているといえる。本年度は、昨年までに提案したスパイラル構造により、優れた偏光変調機能を実現できることが判明したので、スパイラル構造を変化させた場合にどのようにデバイス特性を向上させることができるかについて、計算的なアプローチから解析を進めた。前年度、スパイラルにテラヘルツ光を入射した際に励起された電流分布から、特定の周波数ごとでスパイラルの応答する部位が異なることが分かったので、巻き数を順次変化させたモデルの計算を行ったところ、特定の巻き数において、優れた偏光変調能力(高い偏光方位角回転と楕円率角)を得られることが分かり、今後の新たな設計指針を得ることができた。また、この解析から、片方の円偏光に対する位相変調度を、スパイラルの上方向変形の度合いによって、アナログ的に変化させることができることも判明した。これは、近年メタサーフェスとして知られる、平面型のレンズなどのビームステアリング応用などに利用可能な知見であり、今後の研究展開のうえで、重要な知見が得られたといえる。

本課題では、テラヘルツ光の偏光状態を右円偏光と左円偏光に切り替えられる円偏光スイッチング素子の実現に取り組んだ。偏光状態を動的に切り替えられれば、分光を行う際の測定精度が向上し、より細かな情報を得られると期待されている。しかしながら、これまではテラヘルツ光の偏光状態を切り替えられる簡便なデバイスが存在しておらず、それがテラヘルツ光の偏光を活用した技術の開発を妨げていた。そこで本研究では、直径150ミクロンの変形可能な金属の渦巻き構造を縦横に多数配列したメタマテリアルと呼ばれる人工材料を作り、テラヘルツ光の偏光状態を動的に切り替えられる光学デバイスを実現した。当初予定していた、上下方向のスパイラル構造の駆動に成功した。また、上下方向に変形した場合のTHz光偏光変調機能に関して、高い応答性が得られている。さらに、COMSOLなどで評価計算系が整備できた。以上により、順調に進展していると判断した。今後は、前年度の推進方策に引き続き、計算などによる応答メカニズムの解明を進めていく予定である。目標としては、広帯域化や透過特性の向上であるが、スパイラルの寸法などを変えて計算を進めることで、実用性の高い構造の探索のための指針を得たいと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、デバイスの応答周波数の広帯域化、および透過特性の向上に取り組む。これらは、当初予定に入れていた課題であったが、これら以外にも偏光フィルタとしての利用を考える上では、ビデオレートなどと同期した高速な駆動が必要となってくることがわかってきた。最終目標として、分光システムに組み込んだ場合の有効性の検証を行いたいと考えているので、このような研究の進展に伴い明らかとなってきた課題について、適宜取り組む予定である。本年度は、早期に評価用光学系を整備するために、基金分の前倒し支払い請求を行った。結果的に未使用額が922円生じたが、これは英文校正が為替レートなどで変動するため、安全を見て残していたものである。次年度以降の予算とあわせて有効に利用させていただく予定である。金額は僅少なので、全体計画に変更は必要ないと考えている。
税制が労働市場に与える影響に関する実証研究

本研究では、税制・社会保障制度が労働市場に与える影響について、実証的研究をおこなった。その成果をまとめた中心的論文として、「退職金税制と労働市場」がある。この論文では、時系列データを用いて、日本の実質退職金非課税枠の上昇が、転職率に有意にマイナスの影響を与えてきたことを明らかにした。さらに、クロスセクションデータを用いて、勤続年数の増加に伴う退職金の増加額が、転職率に有意にマイナスの影響を与えることも明らかにした。また、「年功賃金・退職金・景気循環が欠勤行動に与える影響と労働組合」という論文では、退職金制度が、労働者の欠勤率を引き下げる働きを持っていることを実証的に確認した。しかも、労働組合がある企業では解雇費用が高いため、退職金の欠勤率引き下げ効果が、労働組合がない企業よりも小さいことが示された。このことは、解雇権濫用法理という判例による解雇規制が、労働組合がある企業を中心として、機能しているが、組合がない企業では、解雇規制は緩いことを示している。日本の退職金・企業年金制度のポータビリティの欠如と税制のあり方が、転職を阻害することを実証的に示した。このこと自体は、企業特殊熟練やインセンティブ効果を考慮すると、望ましい機能であると判断できる。しかし、企業特殊熟練の生産性が技術革新のために予想より低下してしまった場合には、過剰な転職抑制制度として機能してしまう。構造的な高失業が生じた場合には、退職金・企業年金の転職抑制機能を緩める必要があり、税制もそれに応じて修正する必要があることを、「高失業時代における雇用政策」でまとめた。退職金制度は、労働者の労働意欲や転職行動に影響を与える。日本の税制は、所得税においては、退職金での受け取りを優遇しており、法人税においても退職金引当金などの優遇税制をもってきた。本研究では、特に所得税における退職金優遇制度の変更が、日本の転職率にどのような影響を与えたかを実証的に分析している。この研究の結果、退職金税制の優遇措置引き上げにより転職率が統計的に有意に低下していることを確認した。また、年齢別、勤続年数別の詳細な研究を進行中である。次に、退職金制度は、退職時の賃金に比例したり、懲戒解雇の際には払われないといった特徴をもつため、労働意欲に対してプラスの効果をもつとされている。労働意欲の代理変数として、欠勤率をとり、欠勤率が退職金制度とどのような関係にあるかを検証した(大竹(1998))。その結果、退職金が多いほど、欠勤率が低くなり、欠勤抑制に有効であることが示された。この点は、退職金制度が、不完全なモニタリングを補完する制度として機能していることを示唆している。この研究では、労働組合の有無で、欠勤抑制効果を比較している。興味深い結果は、労働組合が存在しない企業で、退職金の欠勤抑制効果がよりはっきりと観察できることである。配偶者(特別)控除制度は、パートタイム労働者の労働供給を阻害しているという指摘が、しばしばなされる。この点について、Abe and Ohtake(1997)は、多くのパートタイム労働者が、非課税限度のところに集中していることを示した。
音楽科教師の実践的力量形成に関する研究:演奏指導力を中心に

本研究の目的は,演奏指導力を構成する諸能力の構造とその熟達プロセスについての分析に基づき,音楽科教員養成における演奏指導力養成カリキュラム開発のための基礎的知見を得ることにある。指導場面等の分析の結果,経験年数が比較的短い指導者を特徴付ける要素は「正確な演奏の追求」であることが明らかとなった。これに対し経験年数の長い指導者は,楽曲構造についての演奏者の全体的理解を促進し,それに基づく自発的・積極的表現姿勢を引き出すことを重視していた。中学生による吹奏楽合奏VTRを5名の経験年数の異なる吹奏楽指導者に診断させ,視聴中の各指導者の内言発話を分析した。その結果,比較的指導経験の浅い指導者が,<音色・音質・アーティキュレーション><テンポ・リズムの正確さ>など,音楽の表層的な要素に関する指摘に偏っているのに対し,指導経験が比較的長い指導者では,相対的にこれらの内容についての発言は少なくなり,かわって表現解釈にかかわるより全体的・総合的内容について発話する傾向が見られた。次に各指導者自身による合奏指導の内容のカテゴリー分析とPAC分析に基づくインタビューを実施した。その結果,経験年数が比較的短い4名の指導者を特徴付ける要素として浮かび上がったのは「正確な演奏の追求」であった。彼らは個々のリズムや音程の修正を目的として短いパッセージの繰り返し練習に重点を置く傾向にあった。これに対し経験年数の長い指導者は,楽曲の各部分の分節点や変化と対比の関係,緊張感の推移など,楽曲構造についての演奏者の総合的な音楽理解を促進し,それに基づく自発的・積極的表現姿勢を引き出すことを重視していることが明らかとなった。また経験の浅い指導者の合奏練習では,<指示>が指導方法の中心となっていた。これは合奏指導における彼らの主要な関心が個々の音の「正確さ」に向けられているために,演奏を判定し修正方向を伝達することが指導者の役割の中心課題となりやすいためだと考えられる。これに対し,経験年数の長い指導者の合奏では,演奏者の自主的な調整作業を促したり,<モデリング><理論的説明><メタファー><質問>など多様な方法で演奏者の楽曲理解をはかり,そこから演奏者自身の主体的な音楽表現を引き出すことが意図されていた。大学のピアノ・声楽教員,および学外のフルート指導者のレッスン時の指導の様子を録画し,指導者の指導スタイル,指導の手段について分析を行った。その結果,指導スタイルは,教師の指示に生徒を従わせるコマンド型が圧倒的に多いこと,一部の場面で質問やモデル提示による「足場かけ」を行っていることが明らかとなった。各指導者には,PAC分析によるインタビューを実施し,指導の背後にある音楽観や教育観について分析を行った。各指導者に共通していることは,演奏者自身が楽曲の意図を理解することの重要性を強調していることであった。こうした指導観と指導スタイルとの関連について分析を進めていくと同時に,こうしたレッスン指導体験が学習者である学生の音楽観や音楽教育観にどのような影響を与えているかについて考察する予定である。またアメリカ合衆国インディアナ大学音楽科で行われている器楽指導法の授業に参加し,指導者養成のカリキュラムや授業内容について調査を行った。インディアナ大学の「器楽指導法」では,クラスルームのマネジメント,カリキュラムデザイン,リズム指導,音程指導,合奏中の指導方法など器楽指導をめぐる諸課題に焦点を当て,学生自身の経験を想起させながら望ましい指導の在り方について討論形式で学習が進められている。また同時に地域の高校のバンドやオーケストラにおける指導補助が課題として割り当てられている。このため学生は,教室での学習と指導体験における実践との統合的に学習を進めていくことができる。今後,日本の教員養成カリキュラムへの適用可能性について検討していく。本研究の目的は,吹奏楽,声楽,ピアノ,フルートの4名の熟練指導者の演奏指導について,特に演奏表現に関する指導に焦点を当て,その特徴を明らかにすることにある。吹奏楽,声楽,ピアノ,フルートの4名の熟練指導者に対して,演奏表現に関する指導に焦点を当て,PAC分析に基づくインタビューを実施するとともに,レッスンまたは合奏指導場面をVTRに録画し,指導内容及び指導方法についてカテゴリー分析を行った。インタビュー内容を分析した結果,フルート指導者と声楽指導者が美しい演奏の基礎として呼吸や発声などの正しい身体の使い方を重視しているのに対し,ピアノ指導者と吹奏楽指導者は演奏者自身の「楽曲の理解」を指導の根幹にあげていた。さらにレッスンまたは合奏指導場面を分析した結果,演奏表現指導において「適切な」あるいは「正しい」知識や技能を習得させることを重視するフルート指導者と声楽指導者は,単純な指示・評価または近似値型隠喩的指導によって人間やそれ以外の事物の運動との関連性によって演奏をコントロールする運動原理や演奏を通して喜びや悲しみなどの特定の感情イメージを聴手に対して与えることを意図する感情表現に焦点を当てた表現指導を行なっているのに対し,生徒自身の理解に基づく主体的な表現を重視するピアノ指導者と吹奏楽指導者は,想像型隠喩的指導により音楽的構造を明示を意図する生成規則に焦点を当てたを多く用いる傾向が見られた。
研究大学の学術研究システムに関する比較社会学的研究

本年度は本研究の最終年度として、以下に示すような調査・研究を進めた。(1)理論研究研究大学における学術研究に関して、科学社会学や高等教育社会学など関連文献を収集し、学術研究システムの理論的研究を行った。(2)資料収集日米の研究大学に関して、科学辞典、科学人名辞典、学会誌、大学人名録、学校基本調査、大学一覧、学校教員統計調査などの各種文献・統計資料を収集し、先行の関連研究に沿って、各種資料を整理した。(3)研究会の開催内外の学者(外国人研究者の場合は国内滞在者が中心)を招いて主題に関する研究会を開催し、日本の研究大学の課題や問題点を論議した。また、研究分担者による研究会も開き、研究成果を検討するとともに、報告書の執筆担当の割り振りを前年度に引き続き論議した。(4)参与観察の実施独創的な研究の遂行を目指している研究大学に長期滞在するなどして、インタビューを中心とする参与観察を行った。本年度は東京大学の先端科学技術研究センターにおいて長期滞在による参与観察を行う一方で、広島大学理学部・工学部でもインタビュー調査を実施した。以上の研究成果を、有本章編『大学院の研究-研究大学の構造と機能-』(広島大学大学教育研究センター発行、1994年3月)にまとめた。本年度は本研究の初年度として以下に示すような調査・研究を進めた。(2)資料収集日米の研究大学に関して、科学辞典、科学人名辞典、学会誌、大学人名録、学校基本調査、大学一覧、学校教員統計調査などの各種文献資料および統計資料を収集し、先行の関連研究に沿って、各種資料を整理した。(3)データベース作成各種資料より、研究大学の学術研究システムに関するデータベースの作成に着手した。(4)研究会の開催内外の学者(外国人研究者の場合は国内滞在者が中心)を招いて主題に関する研究会を開催し、日本の研究大学の課題や問題点を論議した。また、研究分担者による研究会も開き、研究成果を検討するとともに、次年度に作成される報告書の執筆担当の割振りを論議した。(5)国際共同質問紙調査の実施「大学教授職に関するカーネギー国際比較研究」プロジェクト(本研究代表者が実施中)を実施し、日本の大学教授職の意識と行動の実態を質問紙調査から明らかにして報告書『大学評価と大学教授職ー大学教授職国際調査〔1992年〕の中間報告ー』にまとめた。来年度は、日米英独の研究大学のシステム、組織体、教授団の特色を比較検討する。(6)参与観察の実施独創的な研究の遂行を設立の目的とする研究大学に長期滞在し、参与観察をするための日程等の交渉を始めた。以上の研究結果を、有本章編『大学院の研究-研究大学の構造と機能-』(広島大学大学教育研究センター発行、1994年3月)にまとめた。
内受容感覚の計算論モデルに基づいた身体症状症に対する評価指標の開発

本研究は、予測的符号化に基づき身体症状症患者における内受容感覚の予測誤差に着目し、内受容感覚の「予測誤差の修正困難さ」を測定する課題を作成し、身体症状症の評価指標を開発することを目的とする。本研究課題では、健常若年者、健常高齢者、身体症状症患者を対象に計算論アプローチに基づき身体症状の内受容感覚モデルを解明し、本研究課題終了後には開発したモデルに基づいた身体症状症の査定方法や生理心理学的介入法を開発する。
化合物半導体ナノ粒子のプラズモン共鳴に基づく電荷分離現象の開拓

プラズモン誘起電荷分離(PICS)現象は、これまで主に貴金属ナノ粒子を用いた系で研究されてきた。一方、一部の化合物半導体ナノ粒子が近赤外領域にプラズモン共鳴を示すことが近年報告されており、貴金属ナノ粒子の代替材料として注目されている。そこで本研究では、化合物半導体ナノ粒子を用いたPICSを実現し、新しいPICS系の構築することを目指している。2018年度は、酸化チタン電極と近赤外領域でプラズモン共鳴を示す酸化インジウムスズ(ITO)ナノ粒子と銀対極で構成される固体セルを作製し、そこに近赤外光を照射することで、PICSに基づく光電流および光起電力を観測することに成功した。電流の極性や光電流作用スペクトルの形状などから、ITOナノ粒子内の電子がプラズモン共鳴によって励起され、酸化チタンの伝導帯へと注入される電子注入型のPICSが起こっていることが明らかとなった。一方で、化合物半導体ナノ粒子を用いたPICSにおける粒子サイズ依存性を検討する予備実験として、サイズの大きい金属ナノ粒子を用いた実験を行っていたところ、高次のプラズモン共鳴モードがPICSにおいて高い内部量子収率を示す可能性が示唆された。さらに、粒径約150ナノメートルの金ナノ粒子が、担持される誘電体層の膜厚に依存して指向性のある多色散乱を示すことが見出された。以上のように、化合物半導体ナノ粒子を用いたPICS系を実現できただけでなく、金属ナノ粒子を用いたPICSにおける高次のプラズモン共鳴モードの影響や、新しい金属ナノ粒子の応用を示すことができた。本研究の目的である化合物半導体ナノ粒子によるPICSを、ITOナノ粒子と酸化チタンを組み合わせた系で実現できた。他の化合物半導体ナノ粒子を用いた系についても現在検討を行っており、今後の展開が期待できる。また、研究を進めていく中で、金属ナノ粒子を用いたPICSにおける新しい知見や、同ナノ粒子の新しい応用も見出した。以上の点から、本研究は当初の計画以上に進展しているといえる。本研究の対象を拡張するため、ITOナノ粒子以外の化合物半導体ナノ粒子を用いたPICSの実現を目指す。特に、可視領域でプラズモン共鳴を示すことが明らかになっている化合物半導体ナノ粒子や、p型化合物半導体ナノ粒子を用いた系を中心に検討を行う。ナノ粒子と組み合わせる半導体についても、酸化チタン以外の材料をバンド構造を考慮しつつ検討する。その後、当初の予定通り、化合物半導体ナノ粒子と金属を組み合わせた系でPICSに基づく光電流および光起電力の観測を試みる。高次のプラズモンモードの影響については、金属ナノ粒子を用いた系で詳細に検討を行い、その知見を化合物半導体ナノ粒子を用いた系に適用することで、PICS効率の改善等に利用する。
高度に酸素官能基化されたジテルペン類の全合成

グラヤノトキシン類の合成研究を行い、グラヤノトキシンIII(1)の全合成に成功した。先に合成したCD-環部分(2)からアリルスルフィド(3)に導き、SmI_2によるケチルラジカル環化反応によりA環部分を立体選択的に作った。さらに、ケトアルデヒド(4)とし、SmI_2を用いて立体選択的ピナコール環化反応を行い、B環部分を構築、1の全合成を達成した。また、ビニグロール(5)の合成研究を行い、シスーデカリン骨格の構築方法を確立した。ジヒドロカルボン(6)よりケトエステル(7)に導き、SmI_2によるケチルラジカル環化反応を行い、目的のシスーデカリン(8)のみを得た。
造血幹細胞移植後の赤血球系造血不全と赤血球前駆細胞のキメリズムとの関連性の検討

【目的】ABO血液型主不適合の造血幹細胞移植では、患者の赤血球造血の回復が遅延する場合があるが、詳細なメカニズムはまだ解明されていない。一方、患者由来とドナー由来の細胞の混合比率を検出するキメリズム解析は、ドナー細胞の生着確認のために極めて有用な検査であるが、DNAが存在しない赤血球の生着評価は困難であった。そこで、有核細胞である未熟な赤血球前駆細胞を用いたキメリズム解析法を確立し、その方法を用いて、移植後の赤血球系造血不全の原因が、赤血球の産生抑制にあるのか、あるいは、産生はされているがドナー型赤血球に対する赤血球凝集素による破壊にあるのかを明らかにすることを目指した。【方法】まずは単核球から脱核前の未熟な赤血球前駆細胞を培養する条件を検討した。次に、STR-PCR法による白血球系細胞のキメリズム解析と同様に、赤血球前駆細胞も解析可能かどうか検討した後、移植後患者検体から赤血球前駆細胞を培養しキメリズム解析を行った。【成果】メチルセルロース培地lmLに対し、68×10^5個の単核球を添加した場合、2週間5%CO_2インキュベーターで培養後に1培養皿あたり5個程度のBFU-Eコロニーが得られ、これらから1μg以上のDNAを回収できた。STR部位に対する蛍光標識プライマーを用いてPCRを行い、キャピラリー電気泳動法でフラグメント解析を行った結果、白血球系細胞のキメリズム解析と同様に解析可能であり、赤血球系細胞のキメリズム解析法を確立できた。ABO一致同種骨髄移植後8年経過し造血は回復している患者のキメリズム解析を行った。T細胞は混合キメラが遷延している症例であったが、赤血球系細胞は完全ドナー型であることが明らかとなった。造血不全症例のキメリズム解析はできなかったため、今後、症例数を増やして検討する必要がある。