hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高出力レーザーを用いた高分子材料表面改質による新規導電性付与技術の開発

本研究では高強度レーザー照射による加熱で高分子材料表面を直接熱処理し,局所的に電気伝導性を有する領域の形成手法を開発することを目的とした.レーザー照射条件による熱処理状況と得られる電気伝導性の関係を伝熱計算モデルにより評価し,適正な熱処理条件を提示した.また,樹脂基材上に塗布された銀ナノインクにレーザー照射を行うことで,導電性パターンが描画できることを確認し,その適正条件を明らかにした.本研究では高強度レーザー照射による加熱で高分子材料表面を直接熱処理し,局所的に電気伝導性を有する領域の形成手法を開発することを目的とした.レーザー照射条件による熱処理状況と得られる電気伝導性の関係を伝熱計算モデルにより評価し,適正な熱処理条件を提示した.また,樹脂基材上に塗布された銀ナノインクにレーザー照射を行うことで,導電性パターンが描画できることを確認し,その適正条件を明らかにした.各種センサーパッケージの小型化に際し,一定の大きさと形状を持つセンサー類や集積回路自体を効率的に配置・結線するために,樹脂製のハウジングなどに電気回路を形成するMID (Molded Interconnect Device)技術が存在する.しかし一般的なMIDでは,樹脂成形プロセスが複雑化することに加え,エッチングというウェットプロセスが含まれる.一方,高分子系複合材料の強化材として使用される炭素繊維は六員環が連結したグラファイト構造を持ち,単一層内ではπ電子が自由に移動できる.このため電気伝導率は,1500°C程度で熱処理した炭素繊維で5.0×10^2S/cm, 20003000°Cで熱処理した単結晶グラファイトで2.5×10^4S/cmとなる.そこで本研究では,高強度の赤外線レーザーを高分子材料表面に照射することで直接炭化し,局所的に電気伝導性を有する領域を形成する手法の開発を行う.平成21年度は,分子構造中に占める炭素の割合が高い熱可塑性樹脂のポリアクリロニトリル(以下PAN)を供試材料に選択した.グラファイト構造を得るには,PANに耐炎化(空気雰囲気)と炭化(真空中または不活性ガス中)の二段階の熱処理を行うが,熱処理条件の比較検討のため,炭酸ガスレーザー(最大出力30W)の照射による加熱に加え,赤外線加熱炉による熱処理も行った.炭化処理状況の評価は,四探針法(探針距離間隔1.5mm)により電気伝導率を測定することで行った.PAN製の円柱状試料表面に対し,耐炎化処理条件:レーザー強度8.6W/cm^2,照射時間5min,ならびに炭化処理条件:レーザー強度34W/cm^2,照射時間10sを適用したところ,11.4S/cmの電気伝導率を付与できた.引き続き,もう一桁大きな電気伝導率を得るべく検討を進めるが,特に次年度は炭化プロセスのシミュレーションに資するモデル構築を中心に研究を行う予定である.平成22年度は,レーザー照射による直接炭化処理の最適化を図るため,材料の物性変化を熱分析装置により明らかにすると共に,レーザー照射時の材料表面近傍の温度分布に関する数値シミュレーションを行った.また,得られた結果より高分子材料表面に対するレーザー照射条件を定め,導電パターン形成を試みた.供試材料は前年度に引き続きポリアクリロニトリル(PAN)を用い,炭酸ガスレーザーによる導電部形成実験には,粉末状のPANを加熱プレスにより直径30mmのディスクに成形して使用した.実験では,DSC(示差走査熱量測定)およびTG-DTA(示差熱・熱重量同時測定)を行い,熱処理による材料物性および構造の変化を捉えた.具体的には,DSCにより耐炎化反応における反応ピークと耐炎化時に発生する発熱量に与える加熱速度の影響を検討した.また,TG-DTAにより高温領域で生じる炭化反応の分析を行った.典型的な条件として,260°Cの空気雰囲気で90分保ち耐炎化を完了させた後,Arガス雰囲気で1500°Cまで加熱速度500°C/minで加熱した.測定された発熱ピークから,供試材料の脱水素反応(590°C)と脱窒素反応(1150°C)の開始温度を決定した.レーザー照射時の材料表面の温度分布シミュレーション結果と,熱分析実験で求められた最適温度を突き合わせ,適正なレーザー照射条件を定めた.決定されたレーザー照射条件に基づき,自動ステージ上に設置されたPANディスクにレーザー照射を行い,その表面に導電パターンを形成することを試みた.その結果,赤外線加熱炉を用いて予め耐炎化処理を行った試料について7.56S/cmの電気伝導率を有する線状のパターンを形成した。しかし,耐炎化処理をもレーザー照射で行った場合,材料表面のアブレーションを避けることが出来ず,結果として電気伝導性を付与することが出来なかった.平成23年度は,当初計画に基づいて導電性フィラーを含有する高分子系複合材料に対する導電性付与の検討を進めた.しかし,炭酸ガスレーザー照射により発生する分解ガスのために材料表面が多孔質となり,平滑な表面を得ることは困難であった.本研究ではバルク成形体の表面に導電領域を形成することを目指しており,この問題は導電領域のパターン化に際して大きな障害となる.そこで,年度後半に付加的に検討予定であった「金属ナノ粒子インク」を利用した導電層を高分子材料基材上に形成することを中心に検討を進めた.検討では金属ナノ粒子インクとして,銀ナノコロイド水分散液(銀20 wt.%,水80 wt,%)と銀ナノコロイド導電膜形成用インク(銀10 wt.%,水30 wt,%,エタノール54 wt,%,メタノール6 wt.%)を用いた.

また,樹脂基板として厚さ1mmのアクリル樹脂を採用し,基板へのインクの塗布はスピンコートにより行った。ただし,アクリル板にインクを塗布する際,表面の濡れ性を向上させるためにコロナ放電装置による前処理を行った。得られた試料を直動ステージに固定し,炭酸ガスレーザーを走査することで直線状のパターン形成を試みた.また,形成された膜の状態を電子顕微鏡により詳細に観察した.比較のため,ガラス基板に塗布した銀ナノ粒子インクについても同様の検討を行った.アクリル基板の場合には,その耐熱性がガラス基板より低いため,形成された導電層も不均一となり得られた電気伝導率も相対的に低くなった.検討した範囲では,アクリル基板に対するレーザー照射による導電パターンの形成条件として,走査速度20mm/s,ふく射強度240W/cm^2において36×10^<-8>Ωm(銀バルク体の約23倍)の電気伝導率を有する直線状のパターンを基板表面に形成することができた.
衝撃固体圧縮によるダイオキシン類等難分解性有害有機化合物分解技術の開発基礎研究

本研究課題に関して、(1)現象の可視化、(2)分解率の飛行体衝突速度依存性の測定、を実施した。可視化実験では、白色拡散光を用いてターゲット背後より照明し、不透明物質あるいは不透明領域を影絵として観測した。高速現象を静止画として観測するため、カメラにはゲート付CCDカメラを用い、10nsの露光時間で実験を行った。また、ターゲット物質としては、透明度の高いアクリル樹脂を使用した。まず、衝撃波反射容器なしの状態でアクリル樹脂のブロックに高速飛行体を衝突させ、ターゲット物質内部を伝播する衝撃波を観測した。この実験において、ターゲット物質内部では飛行体衝突位置からほぼ球状に衝撃波が伝播することを観測し、その伝播速度は理論的な予測値にほぼ一致することを確認した。次に、アクリル樹脂のブロックを衝撃波反射容器(SUS304,厚さ1mm)内に格納して、高速飛行体を衝突させた。この実験により、衝撃波反射容器による超高圧物質閉じ込め時間が約10μsであることが明らかとなった。本実験は、本技術において極めて重要である衝撃波反射容器のタンパー効果を可視化によって明らかにしたものである。分解率測定実験では、飛行体の衝突速度を変化させて実験を行った。ターゲット物質には1,3,5-トリクロロベンゼン(TCB)を使用し、固体回収物質中に含まれるTCBの割合を定量することにより、TCB残存率を測定した。また、実験で使用した飛行体は、アルミニウム合金製で、その質量は2.2gおよび3.1gの2種であった。実験の結果、TCB残存率(分解率)は、衝突した高速飛行体の運動エネルギーによって決まっていることが明らかとなった。本研究は、固体の被分解物を高速飛行体の衝突により衝撃圧縮し、瞬時に化学的に分解する技術の開発基礎研究である。この分解技術のポイントは、被分解物を効率よく衝撃圧縮し、そして最大圧縮時に同期させて封入容器から外部へ急速に断熱膨張させることである。本研究の目的は、この分解技術の過程を可視化し、技術最適化のための基礎データを得ることであり、特に平成12年度は、分解過程の可視化技術の確立を最重要課題として設定し、研究を進めた。可視化実験では、実験チェンバーに設けた一対の光学窓を使用して(バックライト)照明と(影絵)観察を行った。チェンバー内部では激しい固体衝突が起こり、光学窓は激しいブラストに曝される。そこで、光学窓をガラス窓(外側)とアクリル窓(内側)との二重構造とし、アクリル窓はブラストシールドとして適宜交換しながら可視化実験を遂行した。可視化技術確立における要点は、バックライト照明の最適化であった。二段式軽ガス銃で飛行体を射出しているため、飛行体の直後には軽ガスが噴出してきており、バックライト照明光の平行度が高すぎると、チェンバー内部の固体構造物(ターゲットホルダー等)に衝突して複雑な流れとなった軽ガスが光を屈折させてしまい、ターゲット物質の噴出状態を可視化することが出来ない。軽ガスによる屈折の影響が小さくなるようにバックライト照明光の平行度を調整することによって、ターゲット物質の噴出状態を可視化することが可能となり、本年度の最重要課題は達成された。また、可視化実験では、分解実験で使用している被分解物質(1,3,5-トリクロロベンゼン)の代わりにアクリルのターゲットを使用した。実験では、衝撃波反射容器が変形しながらも10マイクロ秒程度閉じ込め壁の役目を果たしていることが可視化され、動作原理の最重要点である衝撃波反射容器のタンパー効果が検証された。
リチウムビームプローブの応用によるプラズマ圧力と回転および電流分布の同時計測

JT-60Uトカマク装置において周辺電流分布、密度分布、イオン温度分布、回転計測のためのリチウムビームプローブ・ゼーマン偏光計を開発した。空間分解能は約1cmで、プラズマ周辺部を20チャンネルの視線で見込む。狭帯域エタロン・干渉フィルター検出系と高効率CCD付きレンズ分光器の調整後、プラズマ計測を実施した。閉じ込め改善モードプラズマの周辺部圧力勾配に起因すると考えられる周辺電流の計測に成功した。高空間分解能でのプラズマ周辺部における電流分布、電子密度、密度揺動、イオン温度および回転の同時測定のためのリチウムビームプローブを開発し、JT-60へのビーム入射に成功するとともに初期的なデータを取得した。プローブビームとなるリチウム中性粒子ビームについては、テストスタンドでの引き出し試験を実施するとともに、当初の目的である10mA以上のビーム引出に成功した(50秒間)。また、ビーム輸送および収束試験とともにスペクトル測定等も実施し、成功裏に単体試験を終了させた後、JT-60装置に移設した。光学系および光ファイバーの敷設を終了し、光軸確認により高分解能計測が可能であることを確認するとともに、さらにデータ収集系等を整備して、実際のプラズマ入射によるビーム軸調整を開始したところである。またプラズマ周辺部のパラメータ同時計測用の複合偏光分離光学系を開発した。本計測において、特に周辺電流分測定において重要となるエタロンフィルターは、精密微動回転ステージによって波長チューニング可能であり、ツインエタロン方式による高精度偏光分離計測ができる見通しを得た。実際のJT-60実験において、1mA程度の低電流(低パワー)での診断用リチウムビームのプラズマ入射による電子密度に関する初期的結果が得られている。今後ビーム電流を増加させるとともに、偏光分離計測およびスペクトル計測を実施し、電流分布、電子密度、密度揺動、イオン温度および回転の同時測定からプラズマ周辺部における安定性解明のためのデータを取得する。本年度の研究では、検出部光学系の開発・調整、較正試験、プラズマ測定を行った。検出部光学系の開発・調整では、平成19年度に製作したエタロンおよびバンドパスフィルターを用いてゼーマン偏光分光を行う検出器の調整を実施した。入射光学系で集光した光をJT-60周辺室へ導き、プラズマからのビーム発光の波長スペクトルを分光器を用いて計測し、目的とするゼーマン偏光の成分(σ成分)を取り出すように検出器をチャンネル毎に調整し、調整した検出器をJT-60本体室(地下PIG室)に設置した中性子遮蔽用シールドボックス内に配置し、環境温度の変化への対応等、必要に応じてさらに調整を行った。較正試験ではトロイダル磁場コイルおよびポロイダル磁場コイルを通電してガスを封入したプラズマ真空容器中ヘビームを入射し、ビーム発光の観測によりビームライン角度の調整及び偏光計測の較正を実施した。実際のプラズマ測定では、オーム加熱プラズマおよび低閉じ込めプラズマにて測定値の妥当性を確認した後、閉じ込め改善モードにおける計測を行った。ビーム発光と背景光の強度比を確認しつつ、ビームの運転(モジュレーションなど)およびプラズマパラメータを調整し、高精度のデータを取得できた。測定値(磁場のピッチ角)から電流分布を求められるようプラズマ平衡コードを改造し、境界輸送障壁部における詳細な電流分布を評価した。合わせて、詳細な電子密度分布、電子密度揺動分布、イオン温度分布、および回転分布を計測した。空間分解能は約1cmで、プラズマ周辺部を20チャンネルの視線を見込む。引き出し電流5mA程度のリチウムビームのプラズマ入射に成功するとともに、狭帯域エタロン・干渉フィルター検出系および高効率CCD付きレンズ分光器の調整後、プラズマ計測を実施した。実際の測定値を用いたプラズマ周辺部の安定性解析に関しては今後の課題である。電子密度分布はELMy Hモードに形成されるペデスタル構造の形成と崩壊を精度良く観測できた。スペクトル測定によるイオン温度と回転構造の測定にはS/Nが不足し、能動的な荷電交換再結合法による評価は難しかったものの、受動的スペクトル分光法では、プラズマ周辺部のヘリウム線強度からイオン温度と回転を評価することができたが、S/N不足により当初目的であったプラズマ圧力と電流分布の同時測定には至らなかった。これらは、加熱用中性粒子ビームを用いる標準的な電交換再結合法と比べて、今回試みた診断用リチウム中性粒子ビームが、空間分解能の観点からは優れているもののビーム電流が圧倒的(100分の1以下)に小さいことに由来すると考えられるので、今後さらなる引き出し電流の増加が必要であることが示唆された。
表皮角化細胞の増殖能力と運動能力の相関性の解明とその制御

我々はヒト表皮角化幹細胞培養系を用いて、増殖能力の異なる角化細胞コロニー内での細胞移動速度を測定した。その結果、角化細胞の増殖能力と移動能力に正の相関性があることを見出した。さらにあるインテグリン分子が、増殖性の高い角化細胞の細胞移動に関与していること、および細胞集団内での活発な細胞移動の基盤となる細胞動態を明らかにすることに成功した。この成果は幹細胞や腫瘍細胞などの増殖性の高い細胞集団動態の理解に役立つ。本研究ではヒト表皮角化幹細胞培養系を用いて、表皮角化細胞の増殖能力と運動能力の相関性及びそれを担う分子メカニズムを明らかにし、表皮の形態形成や創傷治癒における幹細胞の動態を分子導入によって制御することを目的としている。本研究の成果は、表皮の創傷治癒促進や再生医療への応用、さらには腫瘍侵潤・転移抑制につながると考えられる。本年度は、マウス由来の線維芽細胞株3T3細胞をフィーダー細胞とし、さらにいくつかの細胞増殖因子などを培養液に添加することで、ヒト表皮角化幹細胞培養系を樹立することに成功した。このことによって市販のヒト表皮角化細胞を、非常に高い増殖活性を維持したまま、培養可能となった。また、タイムラプス観察およびクローン解析を組み合わせた実験の結果、ヒト表皮角化細胞において、増殖能力と運動能力の間に正の相関性を見出すことができた。この結果をもとに、角化細胞クローンが作るコロニーをある運動速度をもった粒子の集合体としての性質を、熱力学・統計力学的アプローチによって明らかにしようとしている。また、角化細胞と細胞外マトリックスを結ぶタンパク質であるインテグリンの発現量および細胞での発現パターンを解析した結果、角化細胞の運動能力を規定していることを示唆するデータが得られた。現在は、インテグリン分子に注目し、その動態や人為的な機能制御および発現制御実験を行って、ヒト表皮角化細胞の運動性への寄与を明らかにしようとしている。昨年度、タイムラプス観察およびクローン解析を組み合わせた実験を行い、ヒト表皮角化細胞コロニーにおいて、増殖能力と運動能力の間に正の相関性を見出した。本年度は、この現象の分子メカニズムを明らかにするため、細胞と細胞外基質との接着に関与するインテグリン分子の解析を行った。その結果、あるインテグリン分子の発現量と分布が角化細胞の運動性と相関を示すことを見出した。またこのインテグリン分子と発現量と角化細胞増殖の相関性も明らかにした。さらに角化細胞運動を詳細に解析した結果、コロニー内での細胞運動の素過程となりえる運動様式を見出した。この知見をもとに100個の角化細胞からなるコロニーでの幹細胞動態をシミュレーション実験で再現することに成功した。また少数の角化細胞からなるコロニーの動態解析から、そのコロニーの長期的な増殖活性を予測することにも成功した。これらの知見は、ヒト表皮角化細胞のみならず、増殖性の高い細胞集団、特に腫瘍細胞集団の理解にも大いに役立つと考えられる。現在、上記の研究成果を論文として投稿準備中である。
C型肝炎ウイルスの粒子形成を制御する分子機構の解析

C型肝炎ウイルス(HCV)の生活環は、ウイルス蛋白質同士あるいはウイルス蛋白質が様々な細胞性宿主因子と相互作用することによって維持されている。特に、生活環において最も重要なステップの一つである粒子形成には、非構造蛋白質5A(NS5A)とコア蛋白質(Core)間の相互作用が必須であること、また、NS5A-Core間相互作用には、NS5AのC末端領域に存在するセリン残基クラスターのリン酸化が必要である可能性が示されている。本研究目的は、HCV粒子形成に重要なNS5A-Core間相互作用を制御する分子機構を明らかにすることであり、(1)NS5A-Core間相互作用に関わる相互作用領域の同定、(2)NS5A-Core間相互作用に関与する細胞性宿主因子の同定、(3)NS5Aのリン酸化及び粒子形成を制御するプロテインキナーゼ(PK)の同定、を目指し解析を行った。(1)に関しては、精製Core、NS5A蛋白質を用いたpull-down解析により、相互作用領域としてCoreのaa117-173領域、NS5Aのdomain3領域を見出した。(2)に関しては、蛋白質間相互作用をハイスループットで解析可能なAlphaScreen法を用いて、NS5A及びCoreの両者に結合親和性の高い細胞性宿主因子であるCK2α2を同定した。(3)に関しては、AlphaScreen解析及びin vitroリン酸化アッセイを施行し、NS5Aと相互作用し、NS5Aをリン酸化するPKを9種類同定した。さらに、siRNAを用いたノックダウン実験により、これらの中からHCVの粒子形成過程に関与するPKを3種類(CK1α、CK1ε、CK2α2)取得した。本研究は、HCV粒子形成機構の解明に加え、新たな創薬標的の同定や創薬開発に道を拓く可能性を有する。C型肝炎ウイルス(HCV)の生活環は、ウイルス蛋白質同士あるいはウイルス蛋白質が様々な宿主因子と相互作用することによって維持されている。特に、生活環において最も重要なステップの一つである粒子形成には、非構造蛋白質5A(NS5A)とCore蛋白質間の相互作用が必須であること、また、NS5A-Core間相互作用には、NS5AのC末端領域に存在するセリン残基クラスターのリン酸化が必要である可能性が示されている。本研究目的は、HCV粒子形成に重要なNS5A-Core間相互作用を制御する分子機構を明らかにすることであり、当該年度では、(1)NS5A-Core間相互作用に関わる相互作用領域の同定、(2)NS5A-Core間相互作用に関与する宿主因子の同定、(3)NS5Aのリン酸化を制御するキナーゼの同定、を目指し解析を行った。(1)に関しては、精製Core、NS5A蛋白質を用いたpull-down解析により、相互作用領域としてCoreのaa 117-173領域、NS5Aのdomain 3領域が重要であることを見出した。(2)に関しては、野生型JFH-1、変異型JFH-1(NS5AのC末端領域に変異が導入されており、NS5A-Core間相互作用及びウイルス粒子形成効率が著しく障害されるもの)複製細胞を用いてNS5Aと共沈する蛋白質プロファイルを解析したところ、両者間に共沈蛋白質の相違がみられた。現在、これらの蛋白質の同定を行っている。(3)に関しては、ヒトキナーゼライブラリーを用いてNS5Aを基質とするキナーゼを9種類同定した。現在、同定されたキナーゼがウイルスゲノム複製、粒子形成に及ぼす影響をHCVサブゲノミックレプリコン細胞、HCV感染細胞を用いて解析している。本研究は、HCVゲノム複製、粒子形成機構の解明や粒子形成という新たな創薬ターゲットの同定に道を拓く可能性を有する。

C型肝炎ウイルス(HCV)の生活環は、ウイルス蛋白質同士あるいはウイルス蛋白質が様々な宿主細胞性因子と相互作用することによって維持されている。特に、生活環において最も重要なステップの一つである粒子形成には、非構造蛋白質5A(NS5A)とコア蛋白質(Core)間の相互作用が必須であること、また、NS5A-Core間相互作用には、NS5AのC末端領域に存在するセリン残基クラスターのリン酸化が必要である可能性が示されている。本研究目的は、HCV粒子形成に重要なNS5A-Core間相互作用を制御する分子機構を明らかにすることであり、当該年度では、(1) NS5A-Core間相互作用に関わる相互作用領域の同定、(2) NS5A-Core間相互作用に関与する細胞性宿主因子の同定、(3) NS5Aのリン酸化及び粒子形成を制御するプロテインキナーゼの同定、を目指し解析を行った。(1)に関しては、HCV粒子形成に関与するNS5Aのdomain3領域のうちaa 2428、2430、2433がCoreとの相互作用に重要であることを見出した。(2)に関しては、蛋白質間相互作用をハイスループットで解析可能なAlphaScreen法を用いて、NS5A及びCoreの両者に結合親和性の高い細胞性宿主因子であるCK2α2を同定した。(3)に関しては、AlphaScreen解析及びin vitroリン酸化アッセイを施行し、NS5Aと相互作用し、NS5Aをリン酸化するプロテインキナーゼを9種類同定した。さらに、siRNAを用いたノックダウン実験により、これらの中からHCVの粒子形成過程に関与するプロテインキナーゼを3種類(CK1α、CK1ε、CK2α2)取得した。これらの同定プロテインキナーゼはHCVの粒子形成機構解明に道を拓く可能性を有するだけでなく、粒子形成過程を制御する新たな創薬標的としても期待される。
化学物質過敏症患者の生活上の困難と空気質分析による保健指導に関する研究

NPOより紹介された7名の対象者のうち6名が化学物質過敏症患者、女性40歳代で、一人を除き主婦であった。83%がアレルギーを有し、全員に頭痛・頭重感があり、3名は睡眠問題があり、有機リン系の被曝であった。アクティブ法の空気質分析では、TVOC[400μg/m^3]を以下の対象者宅は、<50μg/m^3、138μg/m^3の2対象のみで、他は5174260μg/m^3であった。対象者達は化学物質を避けて生活していたがMCS症状は継続していた。また屋外のTVOCが室内TVOCの2倍の1110μg/m^3を示した居住地域もあり、換気不可能で、引っ越しを促したが経済的に困難であった。空気質分析による室内外の空気質調整と、過剰な化学物質に囲まれる生活の見直しを含め、保健指導として化学物質過敏症の啓蒙活動が必要である。この研究課題に着手した経緯は、(1)誰しもMCSを発症するリスクを持っているという点、(2)既に発症し過酷な状況で苦しむMCS患者は、日常生活上の化学物質を極力回避し、解毒を実践しているが、それだけでは症状は抑制できない点、の2点からである。この課題に対し、看護の立場からの支援活動が僅かであり、空気質に着目した環境衛生的保健指導の必要性を感じた。MCS患者に聞き取り調査と居宅の空気質を分析することにより、原因物質を解明し、MCS患者が実行可能な範囲内での効果的な支援を明らかにすることを目的とした。これまでの成果として、対象者の聞き取りと精密空気質測定を通して予想以上に問題が複雑であることが明らかとなった。対象者は室内外の空気質いかんで、症状悪化だけでなく、行動半径まで制限され、食事・水などの制限も余儀なくされており、医学的問題と、社会生活困難の2つの軸で苦しんでいた。治療や食生活、生活必需品の見直し、リフォームなどの自己努力の範疇で調整している一方で、室外空気質は個人での調整は不可能であるという問題が明らかになった。劣悪な室外空気エリアに居住するMCS患者には、空気質測定結果をふまえて、リフォームで室内空気質を調整しても、外気が悪すぎる点を指摘し、引越しの検討を提案するが、経済的理由により実現できていない。発想転換すれば、外気を改善するのが、この患者のQOLを高め、一方、他の人々の健康障害のリスクを回避する点でも最重要であると言える。引き続き研究を進め、深めていきたい。この課題に対し、看護の立場からの支援活動が僅かであり、空気質に着目した環境衛生的健指導の必要性を感じた。これまでの成果として、対象者の聞き取りとコストがかかるがデータ信頼性が極めて高いアクティブ法による精密空気質測定を行い分析したところ、予想以上に問題が複雑であることが明らかとなった。劣悪な室外空気エリアに居住するMCS患者には、空気質測定結果をふまえて、リフォームで室内空気質を調整しても、外気が悪すぎる点を指摘し、引越しの検討提案するが、経済的理由により実現できていない。また、研究対象者たちは、社会のMCS認知、認識が低いことを指摘し苦しんでいた。保健医療従事者はこれらの温度差や溝を埋めるべく、啓蒙、指導を進めていく必要性がある。
アニオンリビング重合法による構造の規制された反応性高分子の合成

本研究では分子内の官能基を適当な保護基を用いて保護したスチレン及び1,3ーブタジエン誘導体のアニオン重合を行った。カルボン酸エステル型のモノマーIからはTHF中、-95°C、対カチオンとしてカリウムを用いると安定なリビングポリマーが生成し、また、保護基の除去も容易なことからカルボキシル基を持った分子量分布の狭い反応性ポリマーの有用な合成法になることがわかった。スルホン酸アミド、スルホン酸エステル型のモノマーII、IIIの重合では、モノマー中の置換基の種類によっては重合中に沈澱が生じるなどの現象がみられたが、THF中-78°Cで重合させることにより、いずれも設計通りの分子量と狭い分子量分布を持ったポリマーが定量的に得られた。IIIIまでのモノマーは二重結合のパラ位に強力な電子吸引性基を持ったスチレン誘導体である。その結果、二重結合の電子密度が下がり、アニオンの攻撃を受け易くなって通常はスチレン誘導体のアニオン重合を開始できないとされているMMAからも重合が進むなど、アニオン重合に対する高い反応性が明らかになった。分子内のホルミル基、水酸基をアセタール結合で保護した1,3ーブタジエン誘導体V,VIの重合ではTHF中、対カチオンとしてナトリウム、カリウムを用い、重合温度を-78°Cにすれば安定なリビングポリマーが生成し、スチレンやイソプレン等とのブロック共重合をも可能であった。得られたポリマーからの保護基の除去はジオキサン中、酸触媒を用いて行うことが出来たが、分子内にホルミル基を有するポリマーの場合は、反応中にゲル化が起こり易く今後更に検討が必要である。ポリマーのミクロ構造は、3,4ー構造が主であり、同条件下で重合したイソプレンの場合と大差無かった。本年度中に合成,重合を行ったモノマーIIVについてその結果をまとめる.分子内にエステル基を有するスチレン誘導体I, IIのアニオン重複においては,エステル部分の立体障害,重合温度及び時間,対カチオン等とモノマーの重合性の違いについて考察した.その結果,条件を選ぶことにより,モノマーIからは,安定なリビングポリマーが生成することが分かった.この場合,対カチオンの効果は著しく,対カチオンとしてカリウムを用いた場合は設計通りの分子量を持つポリマーを得ることが出来たが,リチウムの場合は全く重合物が得られなかった.また,重合温度-95°Cならば長時間放置後も活性末端アニオンは安定に存在するが, -78°Cではその安定性は低く,重合時間数分でも失活ののために生成ポリマーの分子量分布が広がる傾向が観察された.一方,分子内に電子吸引性のエステル基を有するためにモノマーのアニオン重合性そのものは高く,スチレン誘導対であるにもかかわらずMMAのリビングポリマーからも重合が開始可能であった.分子内のホルミル基,水酸基をアセタール結合で保護した1,3-ブタジエン誘導体III, IVの重合ではTHF中,対カチオンとしてナトリウム,カリウムを用い,重合温度を-78°Cにすれば安定なリビングポリマーが生成し,スチレンやイソプレン等とのブロック共重合をも可能であった.得られたポリマーからの保護基の除去はジオキサン中,酸触媒を用いて行うことが出来たが,分子内にホルミル基を有するポリマーの場合は,反応中にゲル化が起こり易く今後更に検討が必要である.ポリマーのミクロ構造は, 3,4-構造が主であり,同条件下で重合したイソプレンの場合と大差無かった.本年度中に合成、重合を行ったモノマーIIVについてその結果をまとめる。分子内にカルボン酸エステルを有するスチレン誘導体Iからは安定なリビングポリマーが生成し、設計通りの分子量と狭い分子量分布を持つホモポリマーやブロックコポリマーを得ることが出来ることが分かった。

さらに、重合後の加水分解を主鎖の切断などの副反応を伴うことなく定量的かつ選択的に行うことができ、容易にカルボキシル基を再生することができた。分子内にポリメタクリル酸メチルセグメントのようなエステル基が存在しても反応条件を選ぶことにより完全に化学選択的に加水分解が可能であった。カルボン酸エステルと同様な反応性が期待できる官能基としてスルホン酸のアミド及び、エステルを選び、これらを分子内にもつスチレン誘導体IIからIVのアニオン重合を行った。IIのTHF中の重合では反応中にポリマーの沈澱がみられ不均一系で重合が進行した。原因としては活性末端同志の会合が考えられる。生成ポリマーはDMFのみに可溶な非常に極性の高いものであった。同じスルホン酸アミドでもアルキル基をメチル基からエチル基に変えたIIIの重合では対カチオンの種類によらず重合は均一系で進行し、狭い分子量分布を持ったポリマーが定量的に得られた。また、モノマー添加実験から重合のリビング性を確認した。スルホン酸エステル型のモノマーIVの重合では、過去に報告された、類似モノマーの重合条件を参考にしたが、全くポリマーは得られなかった。そこで新たに重合条件を検討し直すことにより、分子量分布の狭いポリマーを得ることができた。また、酸または塩基性条件下での加水分解によりポリスチレンスルホン酸が得られた。
Phytoncideを利用した植物性プランクトン増殖抑制の試み

閉鎖性水域における富栄養化時の植物性プランクトンの過剰増殖を抑制するために、水生植物の持つアレロパシー効果を利用した技術開発を行うことを目指した。Allelopathyとは「異種生物間でお互いに影響を及ぼし合うこと」であり、ここでは、藍藻類や藻類に対する水生植物の忌避効果に期待した。植物が放出する物質であり、生態系に過剰な影響を及ぼすことのない技術である。供試植物としてシュロガヤツリ・ホテイアオイ・オランダガラシ・コカナダモ・ボタンウキクサを用い、アオコの原因微生物であるMicrocystis aeruginosaを対象菌とした。従来、水域からの栄養塩除去による富栄養化防止の視点で研究の進められてきたこれらの植物(ボタンウキクサを除く)においてM.aeruginosaに対するアレロパシー効果が観察された。共存系実験あるいは抽出系実験(破砕後の水抽出物)では、ホテイアオイ、あるいは、シュロガヤツリに強い増殖抑制効果が観察され、M.aeruginosa細胞の溶菌が認められた。抽出系の実験に於いて、添加する抽出物量を変えたところ、その添加量に抑制効果が比例しており、少なくとも抽出物中にはM.aeruginosaの増殖を抑制する何らかのアレロ物質が含まれていることも分かった。また、その増殖抑制物質の効果保持期間は抽出後5日程度であることから、将来、抽出物を水域に散布する「植物製剤」(植物農薬)が工学的に可能であるとなれば、水域において他の生物に過剰な影響を及ぼすことなく、種特異的に、シアノバクテリアや藻類の過剰増殖を抑制できる可能性が示唆された。抽出物中の粗成分分析からは、カテキンないしは重合度の高い縮合型タンニンの存在が示唆された。茶葉およびワサビの抽出物についても同様な検討を行ったところ、おそらくカテキンやアリルイソチオシアネートによると思われる強いアレロパシー効果が確認され、有効な「植物製剤」(植物農薬)としての可能性が明らかとなった。閉鎖性水域における富栄養化時の植物性プランクトンの過剰増殖を抑制するために、(大型水生)植物の持つアレロパシー効果を利用した技術開発を行うことが本研究の目的である。Allelopathyとは「異種生物間でお互いに影響を及ぼし合うこと」であるが、ここでは、シアノバクテリアないしは藻類に対する水生植物の忌避効果に期待している。元々植物が生産・放出した物質であり、生態系に過剰な影響を及ぼすことのない技術であると期待される。供試植物としてはシュロガヤツリ・ホテイアオイ・オランダガラシ・コカナダモを用い、アオコの原因微生物の一つであるMicrocystis aeruginosaを対象とした。これまでの研究から、従来水域からの栄養塩除去による富栄養化防止の視点で研究の進められてきたこれらのいずれの植物においてもM. aeruginosaに対してアレロパシー(的な)効果が見られた。共存系実験(ただし、供試植物の湿潤重量を統一するために裁断した)あるいは抽出系実験(破砕後に水抽出したのものを培地に添加)では、ホテイアオイ、あるいは、シュロガヤツリの根部において強い増殖抑制効果が観察され、M. aeruginosa細胞の溶菌が認められた。抽出系の実験に於いて、添加する抽出物量を変えたところ、その添加量に抑制効果が比例しており、少なくとも抽出物中にはM. aeruginosaの増殖を抑制する何らかの物質が含まれていることも分かった。また、その増殖抑制物質の効果保持期間は抽出後5日程度であることから、将来において、抽出物を水域に散布する「植物製剤」の様なものが工学的に可能であるとなれば、水域において他の生物に過剰な影響を及ぼすことなく、一時的にシアノバクテリアや藻類の過剰増殖を抑制できる可能性が示唆された。抽出物中の成分分析からは、カテキンないしは縮合型タンニンの存在が示唆された。茶葉およびワサビの抽出物についても同様な検討を行ったところ、強いアレロパシー(的な)効果が確認された。

また、その増殖抑制物質の効果保持期間は抽出後5日程度であることから、将来、抽出物を水域に散布する「植物製剤」(植物農薬)が工学的に可能であるとなれば、水域において他の生物に過剰な影響を及ぼすことなく、種特異的に、シアノバクテリアや藻類の過剰増殖を抑制できる可能性が示唆された。抽出物中の粗成分分析からは、カテキンないしは重合度の高い縮合型タンニンの存在が示唆された。茶葉およびワサビの抽出物についても同様な検討を行ったところ、おそらくカテキンやアリルイソチオシアネートによると思われる強いアレロパシー効果が確認され、有効な「植物製剤」(植物農薬)としての可能性が明らかとなった。
剥離せん断層を刺激する周期的な憤流による空力振動制御に関する基礎的研究

昨年度の研究によって,辺長比2の長方形角柱の前縁スリットから脈動噴流によって剥離せん断流を刺激すると,角柱振動との位相を適切に選ぶことによって,きわめて効果的に振動を抑制できることが明らかになった.噴流を脈動させずに吹かせ続けたときよりも効果的に振動が収まること,位相によっては逆に振動振幅が増えることがあること,も重要な知見であると考えている.本年度は,脈動噴流が剥離せん断流に与える作用を明らかにすることを主目的にして,角柱周辺気流の測定と可視化実験を実施した.角柱周辺気流の測定は,角柱を固定した状態,空力振動をさせている状態,および脈動噴流で振動が抑制された状態について,後流内に熱線流速計プローブを設置して計測した.計測した流速変動をスペクトル解析した結果,角柱を固定した状態ではストローハル数成分が卓越し,空力振動させている状態では,角柱・支持系の固有振動数成分が卓越しているのに対し,脈動噴流で振動が抑制された状態では,変動のパワーが極めて小さく,また小さなピークの周波数はストローハル数成分とも固有振動数成分とも異なるものであった.この結果から,脈動噴流で振動を抑制した状態では,後流の変動がかなり少ない気流になっていることが分かった.角柱側方の剥離せん断流そのものの測定もこの知見に対応するものであった.可視化実験は,上流からドライアイスの白煙を風路内に流し込み,レーザーシートを鉛直に当てて,角柱側方および後流の状況を観測した.その結果,振動時の後流に見られる角柱背後の巻き込みが,振動抑制時には低減していることが認められた.本研究課題の初年度に当たる本年度は,本研究の着想に関する基本的な検討を行った.すなわち長方形断面角柱の上下の前縁から噴流を噴出させる模型を製作し,噴流が渦励振にどのような効果を与えるかを実験によって調べた.角柱の断面は偏長比1対2の長方形とした.噴流は上下の前縁に開けたスリットから噴出させた.その仕組みは,模型の内部に隔室を作り,模型側面に開けた穴から隔室内に小型のACサーボモータ風洞によって空気を送り込む,というものである.本研究で用いたACサーボモータ風洞はコンピュータから制御電圧変動を与えることにより定常気流や脈動気流を発生させることができる.本年度はまず,スリットから噴出する噴流が模型の軸方向にできるだけ一様に分布するように,模型の内部隔室構造を検討した.内部構造が異なる5種類の模型を作製して実験をした結果,ACサーボモータ風洞から内部に空気を注入する方の側面から軸に沿って遠ざかるにつれてだんだんと狭くなる方式がもっとも良い気流分布を生成できることが分かった.このような内部構造を有する長方形断面をバネつり状態にし,風洞の風路内に設置して渦励振を発生させ,風速や脈動噴流の周波数を変化させた種々の噴流を与えて渦励振が抑制される条件を調べた.その結果,(1)定常風速の噴流を与えた場合,噴流の風速がある閾値を越えると渦励振が抑制され,噴流の風速が大きいほど抑制効果が大きい.(2)脈動噴流の場合,周波数によっては定常噴流より渦励振の抑制効果が大きい場合がある.(3)脈動噴流の場合,上下のスリットから噴出させる噴流の位相が抑制効果に影響がある.等の知見を得た.これらの結果を踏まえ,次年度には渦励振抑制条件をより詳細に検討し,抑制のメカニズムを明らかにしていきたい.昨年度の基本的な検討によって,断面比2の長方形角柱模型前縁上下のスリットから噴出させる噴流の流量がもっとも大きくなる模型の内部構造を決定したが,本年度はその模型を使用して,前縁噴流による空力振動抑制実験を実施した.本年度の研究の主眼は,模型の振動変位波形を噴流の風速波形に反映させる実験システムの構築に置いた.角柱の変位は2台のレーザー変位計で測定し,上下の並進振動とねじれ振動を検知できるようにしている.この変位波形を,パソコンを経由して,リアルタイムで噴流を生成する2基のACサーボモータ風洞の制御電圧にフィードバックできるようにした.接近流の風速2.5m/sから3.5m/sで上下振動している長方形角柱に対し,次の2通りのフィードバック方法を検討した.(1)変位の振幅が所定の閾値以上のときに上下のスリットから同じ風速の噴流を連続的に噴出させる方法(2)測定した1周期の変位波形に比例する風速変化を有する脈動噴流を,後続の変位周期時に噴出させる方法方法(1)では,振動変位の閾値を小さくすればするほど,噴流は恒常的に噴出するようになる.この方法の実験結果は,閾値を0m/sにして常時噴流を噴出させるようにするほど振動抑制効果が大きいものの,接近流風速が高い3.5m/sの場合には抑制効果がなかった.方法(2)では,上下のスリットから噴出させる噴流の位相を半周期ずらし,さらに噴流速度が最大になるタイミングの位相を4分の1周期ずつ変化させて実験を行った.その結果,模型変位が上方に最大変位になるときに上縁スリットとから噴出される噴流速度が最大となるタイミングにすると最も抑制効果があった.

抑制状態の変位はほとんど無振動の状態になること,および風速3.5m/sの場合でも抑制効果があることが実験より明らかになった.昨年度の研究によって,辺長比2の長方形角柱の前縁スリットから脈動噴流によって剥離せん断流を刺激すると,角柱振動との位相を適切に選ぶことによって,きわめて効果的に振動を抑制できることが明らかになった.噴流を脈動させずに吹かせ続けたときよりも効果的に振動が収まること,位相によっては逆に振動振幅が増えることがあること,も重要な知見であると考えている.本年度は,脈動噴流が剥離せん断流に与える作用を明らかにすることを主目的にして,角柱周辺気流の測定と可視化実験を実施した.角柱周辺気流の測定は,角柱を固定した状態,空力振動をさせている状態,および脈動噴流で振動が抑制された状態について,後流内に熱線流速計プローブを設置して計測した.計測した流速変動をスペクトル解析した結果,角柱を固定した状態ではストローハル数成分が卓越し,空力振動させている状態では,角柱・支持系の固有振動数成分が卓越しているのに対し,脈動噴流で振動が抑制された状態では,変動のパワーが極めて小さく,また小さなピークの周波数はストローハル数成分とも固有振動数成分とも異なるものであった.この結果から,脈動噴流で振動を抑制した状態では,後流の変動がかなり少ない気流になっていることが分かった.角柱側方の剥離せん断流そのものの測定もこの知見に対応するものであった.可視化実験は,上流からドライアイスの白煙を風路内に流し込み,レーザーシートを鉛直に当てて,角柱側方および後流の状況を観測した.その結果,振動時の後流に見られる角柱背後の巻き込みが,振動抑制時には低減していることが認められた.
Ｘ線自由電子レーザー誘起スピン偏極状態の生成と超高速磁気ダイナミクスの研究

(1) X線励起スピン誘起現象の観測:X線自由電子レーザー施設SACLAの共同利用ビームタイムを取得し、H29年度に開発した偏光分離顕微光学系を用いたX線励起スピン偏極現象の観測を試みた。プローブレーザーとXFELとの照射位置の調整、およびフェムト秒の時間幅をもつ2つの光源のタイミング調整を完了し、ワンショットで磁区像を取得する測定系を構築した。ガドリニウム鉄ガーネット試料のガドリニウムL吸収端での、円偏光XFEL照射による可視光ファラデー回転角の変化を測定した。その結果、XFEL照射による超高速減磁過程とその緩和過程を示唆する信号が得られた。主要な観測結果として(1) XFEL照射直後400 fs以内に生じるファラデー回転角の急激な減少、(2) (1)の現象につづいて起こるファラデー回転角の回復と8 psの周期でのファラデー回転角の振動、が観察された。これらはそれぞれ、(1)XFEL照射による超高速な減磁過程、および(2)磁化が回復する過程でのスピン波励起に対応すると推察される。(2)ワンショットで可視光スペクトル観察を行うための分光光学系の開発:実験室での広バンド幅レーザーを用いた性能試験と予備実験を行った。波長800 nmのチタンサファイアフェムト秒レーザーをAl2O3結晶に照射することで、非線形光学効果により可視-近赤外領域の白色レーザーパルスを得た。このレーザー光源に対してファイバー分光器によるスペクトル測定を行い、600 nmから1000 nmの波長域で実験に利用可能なスペクトル強度と安定性が得られることを確認した。2019年度には、この光源を用いてガドリニウム鉄ガーネット試料等のバンド間遷移のワンショット吸収分光測定を行う計画である。H30年度に計画していた内容のうち、(1) X線励起スピン誘起現象の観測に関して、(1-1)偏光分離顕微光学系によるワンショット磁気像の取得、(1-2)XFELを用いたX線励起スピン偏極現象の観測を行った。その結果、(1-3)ガドリニウム鉄ガーネット試料に対する、ガドリニウムL吸収端での円偏光XFEL照射による可視光ファラデー回転角の変化を観測した。この結果から、XFEL照射による超高速な磁化変化と緩和過程を示唆するデータが得られた。ただし、観測された現象がX線によるスピン誘起によるものかどうかは、注意深く検討する必要がある。さらに、(2)ワンショットで可視光スペクトル観察を行うための分光光学系の開発に関して、実験室での広バンド幅レーザーを用いた性能試験と予備実験を行った。これにより、ワンショットスペクトル測定に十分な性能を有する白色パルスレーザー光源および光学系の開発が完了した。2019年度には、偏光分離顕微光学系を用いてSACLAでのビームタイム実験を再度行い、X線誘起磁化現象の詳細な観測を行う。データの再現性を確認するとともに、XFELの照射パワー、偏光状態、X線エネルギー等の様々な条件下での測定を行う。また、X線励起から数10ピコ秒以上の時間領域で観測される磁化の振動波形を詳細に調査する。ワンショット分光光学系による価電子帯ダイナミクス計測に関して、XFELを用いた実験を行う。さらに、上記の実験で得られた結果を論文として投稿するとともに学会発表を行う。本研究では、円偏光した超短パルスX線自由電子レーザー(XFEL)を磁性体に照射することによって、スピン偏極した励起状態、すなわち「X線誘起磁化」を瞬間的に生成し、その緩和過程のダイナミクスを解析することを目的とする。そのための実験手法として、XFELをポンプ光、可視光レーザーをプローブ光としたポンプ・プローブ法の開発を行う。H29年度には、ワンショットで磁気顕微観察を行うための偏光分離顕微光学系の構築を行った。試料位置決め用精密ステージ、顕微鏡用対物レンズ、ウォラストンププリズム、結像レンズ、およびCCDカメラから成る偏光分離顕微光学系を構築した。可視光レーザーを用いたオフラインでの調整を行い、直交する2つの直線偏光成分に対して磁気コントラストの反転した顕微画像が得られることを確認し、顕微光学系の空間分解能およびファラデー回転角の測定感度の評価を行った。この顕微光学系をSACLAに持ち込んで実験するための準備が完了した。円偏光XFELによる超高速磁気ダイナミクス観測のため、SACLAビームラインに設置されているX線円偏光素子と可視光ポンプレーザーを同時に用いるためのタイミング同期システムの高性能化を施設スタッフとともに行った。システムの性能評価の目的も兼ねて、FePt試料のフェムト秒磁気ダイナミクスの実験を行い、1ピコ秒よりも速い時間スケールでのPtの減磁過程の観測に成功した。H30年度には、われわれが開発した顕微光学系をSACLAに持ち込み、また高度化したタイミング同期システムも使用してXFEL利用実験を行う予定である。以上のように、H29年度には次年度以降のXFEL利用実験のための装置整備が完了した。H29年度に予定していた計画のうち、(1)ワンショットで磁気顕微観察を行うための偏光分離顕微光学系の構築を完了した。(2)偏光分離顕微光学系によるワンショット磁気像の取得までには至らなかったが、研究室に整備されているパルスレーザーを用いることで今後短期間のうちに確認が行える見込みである。

(3)ワンショットで可視光スペクトル観察を行うための分光光学系の構築に関して、グレーティング分光器の整備を行い、連続光を用いた光学系の調整を進めている。SACLAビームラインに偏光分離光学系を持ち込んでの、フェムト秒レーザーとXFEL光の同軸照射、時間同期試験は、申請ビームタイムが取得できなかったため未実施である。一方で、SACLAスタッフと共同で円偏光素子とタイミング同期システムの高性能化を行い、次年度以降の実験での時間分解能の精度向上が見込める成果を得ることができた。次年度の実験のためにSACLAでのビームタイムを再度申請し、H30年度前期には2日半の共同利用ビームタイムの配分が決定しており、最初の実験データが得られると期待できる。(1) X線励起スピン誘起現象の観測:X線自由電子レーザー施設SACLAの共同利用ビームタイムを取得し、H29年度に開発した偏光分離顕微光学系を用いたX線励起スピン偏極現象の観測を試みた。プローブレーザーとXFELとの照射位置の調整、およびフェムト秒の時間幅をもつ2つの光源のタイミング調整を完了し、ワンショットで磁区像を取得する測定系を構築した。ガドリニウム鉄ガーネット試料のガドリニウムL吸収端での、円偏光XFEL照射による可視光ファラデー回転角の変化を測定した。その結果、XFEL照射による超高速減磁過程とその緩和過程を示唆する信号が得られた。主要な観測結果として(1) XFEL照射直後400 fs以内に生じるファラデー回転角の急激な減少、(2) (1)の現象につづいて起こるファラデー回転角の回復と8 psの周期でのファラデー回転角の振動、が観察された。これらはそれぞれ、(1)XFEL照射による超高速な減磁過程、および(2)磁化が回復する過程でのスピン波励起に対応すると推察される。(2)ワンショットで可視光スペクトル観察を行うための分光光学系の開発:実験室での広バンド幅レーザーを用いた性能試験と予備実験を行った。波長800 nmのチタンサファイアフェムト秒レーザーをAl2O3結晶に照射することで、非線形光学効果により可視-近赤外領域の白色レーザーパルスを得た。このレーザー光源に対してファイバー分光器によるスペクトル測定を行い、600 nmから1000 nmの波長域で実験に利用可能なスペクトル強度と安定性が得られることを確認した。2019年度には、この光源を用いてガドリニウム鉄ガーネット試料等のバンド間遷移のワンショット吸収分光測定を行う計画である。H30年度に計画していた内容のうち、(1) X線励起スピン誘起現象の観測に関して、(1-1)偏光分離顕微光学系によるワンショット磁気像の取得、(1-2)XFELを用いたX線励起スピン偏極現象の観測を行った。その結果、(1-3)ガドリニウム鉄ガーネット試料に対する、ガドリニウムL吸収端での円偏光XFEL照射による可視光ファラデー回転角の変化を観測した。この結果から、XFEL照射による超高速な磁化変化と緩和過程を示唆するデータが得られた。ただし、観測された現象がX線によるスピン誘起によるものかどうかは、注意深く検討する必要がある。さらに、(2)ワンショットで可視光スペクトル観察を行うための分光光学系の開発に関して、実験室での広バンド幅レーザーを用いた性能試験と予備実験を行った。これにより、ワンショットスペクトル測定に十分な性能を有する白色パルスレーザー光源および光学系の開発が完了した。
活性酸素と蛋白尿の発生機構:我々の発見したアデノシン受容体の重要性

ピュ-ロマイシンのアミノヌクレオシド部分(PA)アデノシンと構造が類似しており、PAをラットに投与すると可逆性の多量の蛋白尿や多量では不可逆性の単状糸球体硬化を起す。我々はPAが体細胞である単離肝細胞での活性酸素の産生を12時間で著明に増加させることを世界で最初に報告し、さらにアデノシンやそのポテンシエ-タ-(蛋白尿を減少させる)は活性酸素を減少させることよりアデノシン受容体の重要性を示唆した。PAによる蛋白尿はSOD等の活性酸素スカベンジャ-で阻止されることや他臓器もPAで障害を受けることも判明してきた。臓器の活性酸素の産生の測定は困難であるが、我々は尿毒症起因物質とされるメチルグアニジン(MG)がクレアチニンから活性酸素と反応して産生されることを見出し、この反応を用いて活性酸素の産生を測定してきた。今回PAがどのような機序により活性酸素を増加させるかを細胞内小器官で検討した。フェノバルビタ-ル(pb)を投与しマイクロゾ-ムを誘導したラットから得た単離肝細胞は無処置のラットより得た細胞の約2.5倍のMG産生活性を有していた。マイクロゾ-ム分画(pb処置後)はNADHの存在下でMGを産生し、SOD、カタラ-ゼやDMSOはこのMG産生を約60%阻害した。しかし、PAの作用はpb処置により細胞レベルで認められなくなり、PAはマイクロゾ-ムのMG産生にも作用しなかった。pbにより増加するマイクロゾ-ムのMG産生は活性酸素によると考えられるが、PAはマイクロゾ-ムに作用しているのではないと考えられる。単離肝細胞での活性酸素の産生はトロンボキサンA_2合成酵素阻害剤として開発されたOKY-046で著明に抑制された。また活性酸素スカベンジ-CU3611によっても抑制され、これら両薬剤はPA腎症による蛋白尿を減少させることが報告された。本来の腎疾患治療薬剤のスクリ-ニングへの応用が可能であることがさらに拡がった。
鎌倉時代複合動詞語彙のデータベース作成および基礎的研究

前年度からの研究に引き続き、鎌倉時代成立の文献に認められる複合動詞語彙を蒐集してデータベースを構築し、そのデータに基づいて、平安時代の複合動詞語彙との共通性・差異性を明らかにすることを目的として研究を行った。本年度はまず、前年度に行った一次調査・入力データに基づいて、その確認を徹底した。また、複合動詞認定の問題について、文法・語彙の分野の先行研究を踏まえて課題の分類・整理を進めた。最終的には、鎌倉時代成立の文学作品の中から、現在までに索引・注釈書の存する文献18文献について入力を終了したところである。この作業は今後も引き続き行って行く予定である。また、平安時代和文における複合動詞との比較分析については、時代や文体・ジャンルの違いが複合動詞にどう反映しているかという通時的観点からの考察を行った。前年度に得られた1)平安時代和文独自の複合動詞群2)平安時代和文には見られない複合動詞群3)平安時代和文とは意味用法が異なると思われる複合動詞群の3種の分類結果に基づいて、具体的にそれらの複合動詞群にはどのようなものがあり、そこにはどのような問題が存するのかについて個別に考察を加えていった。さらに個別的な問題として、平安時代和文において、類義関係にある動詞のペアを取り上げ、その意味関係が平安鎌倉時代を通じてどのように変化するかといった問題について、複合動詞からの観点を取り入れつつ、具体的な意味分析を行った。鎌倉時代成立の文献に認められる複合動詞語彙を蒐集してデータベースを構築し、平安時代の複合動詞語彙との共通性・差異性を明らかにすることを目的として研究を行った。本年度は調査文献の選定と複合動詞の蒐集と入力作業を中心とした。また、データベース作成の過程で課題となる複合動詞認定の問題について、広く文法・語彙の分野の先行研究を踏まえて課題の分類・整理を行った。具体的には、接頭辞・接尾辞を構成要素に持つもの、構成要素間に敬譲の補助動詞や係助詞・副助詞を介在するものについて、また構成要素間の意味的関係による複合動詞の分類方法についての問題の整理を行った。調査対象文献の選定では、鎌倉時代成立の文学作品の中から、現在までに索引・注釈書の存する文献12文献について一次調査・入力を終了した。その過程において、平安時代和文における複合動詞との比較分析を行い、時代や文体・ジャンルの違いが複合動詞にどう反映しているかという通時的観点からの考察を行った結果、概観ではあるが(1)平安時代和文独自の複合動詞群(2)平安時代和文には見られない複合動詞群(3)平安時代和文とは意味用法が異なると思われる複合動詞群の3種に分類できることが明らかとなった。来年度はデータベースを完成させ、より具体的で詳細な意味用法の比較考察を行っていく予定である。