hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
植物油脂を用いたFRPの循環型分別リサイクルの研究

本研究では、植物油脂中で高分子(廃プラスチック)を熱分解(300°C程度)すると、非常に短時間(5-10分)で数10万の分子量が、2万-数千という中分子量になり溶媒との親和性の増すことからこれをFRPに適用した。その結果、FRPに油脂(大豆油)とグリセリン類、フェノール類等を小量入れると両末端がグリセリンやフェノールで置換したオリゴマーを得ることができる事がわかった。これにより、ガラス繊維の分離も容易に行えることもわかった。今年度の成果として、1.油脂を用いた分解過程で、ガラス繊維の強度がほとんど変化しない。2.不飽和ポリエステルは、油脂分解で、まずポリスチレン部の切断ののちエステルの分解が起こる。3.無水マレインの添加により、官能基を再構築可能である。成果論文については、現在投稿中である。繊維強化プラスチック(FRP)は堅牢・耐蝕性を特徴とし、船、建築内装材、スポーツ用品等に利用されているが、これらの特徴ゆえ廃棄処理が非常に困難な材料となっている。特に小型船の廃棄については大きな社会問題になっている。現在のところ1)焼却または埋立、2)セメント原料、3)粉砕によるマテリアルリサイクルのいずれかの処理が行われている。しかしながら運搬コストが大きく、また焼却やセメント原料による回収では、最終的には炭酸ガスの発生となり、温暖化規制およびコストの関係から実行性に欠ける。この2年間で1)油脂を用いた分解過程で、ガラス繊維の強度がほとんど変化しない。2)不飽和ポリエステルは、油脂分解で、まずポリスチレン部の切断ののちエステル分解が起こる。3)無水マレインの添加により、官能基を再構築可能である。4)エステル部は320°C以上で交換反応により低分子・高分子と交換し特性を変化させることができ、油脂の添加で加速される。以上のことが明らかになった。これらの結果に基づき、架橋型の高分子も、分解を制御することで熱可塑性樹脂としての用途、再構築のためのオリゴマーやアスファルト状オリゴマーと各種に変化させることができる。
異方性氷の生成を目的とした結晶方向変化速度に関する研究

金属箔ベルト製氷装置において生成された氷の結晶状態の観察および結晶方向の測定を行った結果,氷の結晶状態が二つの安定結晶状態に移行することを確認し,それぞれ基底面が冷却面に対し垂直又は平行であることを明らかにした.不安定成長からの垂直結晶成長への移行確率はベルト速度が11 mm/分近傍で最大となるが,平行結晶成長への移行確率はベルト速度の増加に伴い上昇することを確認した.また,周期的不安定成長について調べたところ,成長速度の増加に伴い成長距離当たりの結晶方向変化量は大きくなることを示し,結晶方向変化と冷却面および成長方向の幾何関係を明らかにした.氷結晶の異方性を活用することで様々な製氷プロセスに革新をもたらす可能性がある.しかし,既存の製氷システムでは結晶方向を特定の方向に制御し,それを保持することが困難であるため,異方性を利用することは実用段階に至っていない.研究代表者は,これまでに実施した結晶方向制御技術に関する研究,および,独自に提案する製氷方式に関する研究で得られた成果から,任意の結晶方向を持つ単結晶または単一方向を有する板状結晶群の氷を高速かつ連続的に生成するシステムが確立可能であるとの考えに至った.本研究では,成長中の氷結晶方向の維持を阻害すると想定される結晶方向変化現象を定量的に解明することで,異方性氷の安定生成条件を明確にすること目的とする.本年は,本研究のために最適化された金属箔ベルト製氷システムを構築し,製氷性能などを検証した後,以下の結果を得た.本システムにより生成した板状氷の結晶状態を観察し,各結晶粒界の結晶方向の測定を行った.その結果,氷の結晶状態を二つの安定状態と不安定状態の三つに分類できることを確認した.さらに,その二つの安定状態においては,明確な結晶粒界は,ほぼ消失し,条件によっては徐々に結晶方向が変化するような結晶ではあるが単結晶に近い状態であった.この安定な結晶状態の一つは,c軸方向が排出方向にほぼ垂直かつ製氷面にほぼ平行であった.もう一方は,製氷面にほぼ垂直であった.不安定状態からこれら安定状態への移行頻度を評価し,ベルト速度に大きく依存することを明らかにした.異方性氷の安定生成条件を明確にするという目的の一部を達成したと言える.ただし,現象の定量的評価に重要な,比較的高精度,かつ,高効率な結晶方向測定の確立にやや時間を要し,当初進捗に若干の遅れが生じているが,挽回する目途が立っているため,順調であると判断した.独自に開発した金属箔ベルト製氷装置は,板状氷を一定速度で連続的に生成可能である.この装置によって生成される板状氷の結晶状態を観察し,任意箇所の結晶方向を測定する実験を行った結果,以下の結論を得た.過冷却を伴う初期の生成過程では多数の結晶粒を有するが,成長に伴ってその数は減少し,隣接する結晶粒の結晶方向がほぼ等しい状態,つまり,単結晶に近い多結晶状態になる.この結晶状態が維持される成長様相に二種類あることを確認し,一つは板に対し結晶の基底面が平行,もう一方は基底面が板に対し垂直かつ成長方向に平行となることを明らかにした.以降,前者を平行成長,後者を垂直成長,それ以外を不安定成長と呼ぶ.不安定成長から平行または垂直成長へは不規則に移行するが,同条件で複数回の実験を行うことで両安定状態への移行確率を求めた.その結果から,垂直成長への移行確率は,ベルト速度が11 mm/min近傍で最大となる一方,平行成長への移行確率はベルト速度の増加に伴い上昇し,その値が18 mm/minにおいて垂直成長への移行確率と同程度となることを確認した.不安定成長においては,稀に,結晶粒界が波状の様相を示す周期的な結晶状態が観察される.この周期的不安定成長の結晶方向について,基底面の角度を測定した.その結果,結晶方向変化は二種類のモードに分けられ,徐々に基底面が平行になる変化と,それとは反対の方向に変化するモードがあることを明らかにした.前者の変化は,平行成長に移行する直前にも観察されることを確認している.これらのモードいずれが発生するかは,成長方向およびベルト面との基底面の角度によって決定し,これらのモードが周期的に切り替わることにより,周期的不安定成長が発生することを示した.さらに,ベルト速度の増加によって,この結晶方向変化速度が増加することを明らかにした.金属箔ベルト製氷装置において生成された氷の結晶状態の観察および結晶方向の測定を行った結果,氷の結晶状態が二つの安定結晶状態に移行することを確認し,それぞれ基底面が冷却面に対し垂直又は平行であることを明らかにした.不安定成長からの垂直結晶成長への移行確率はベルト速度が11 mm/分近傍で最大となるが,平行結晶成長への移行確率はベルト速度の増加に伴い上昇することを確認した.また,周期的不安定成長について調べたところ,成長速度の増加に伴い成長距離当たりの結晶方向変化量は大きくなることを示し,結晶方向変化と冷却面および成長方向の幾何関係を明らかにした.比較的高精度,かつ,高効率な結晶方向測定を実施しすることで,結晶方向変化現象を定量的に評価する.また,試料を水溶液に変更し,この現象に与える溶質の影響についても議論する.伝熱学次年度予定している水溶液実験の準備が当初の予定より若干遅れているため使用額が減っているものの,研究計画に変更はなく,当初予定通りに計画を進める.水溶液実験に必要な測定装置,および,引き続き実験に必要な消耗品購入に充てる.
ジャンボファージによる青枯病菌の持続的制圧

ジャンボファージRSL1による青枯病防除機構として以下のものを見いだした。(1)制菌時における宿主菌のtwitching運動性の低下、病原性の低下を明らかにした。(2)制菌時に高発現する12個のファージ遺伝子のうちorf105, orf106, orf121, orf133, orf134, orf137, orf209を宿主菌内で高発現させ、前3者が増殖促進効果、後2者(特にorf137)が増殖抑制効果を示す事を見いだした。(3)制菌時にRSL1が宿主菌溶原化RSSファージの誘導をおこす事を見いだした。(4)RSL1に対する宿主抵抗性はLPS変化に起因し、これにより宿主病原性は低下する。病原菌に高い特異性を示す、安全かつ持続的な代替農薬・防除技術の開発が強く望まれている。その有力候補として、青枯病菌特異的ジャンボバクテリオファージ(RSL1)の利用に着目した。この特殊なファージについて(1)制菌時における宿主菌の生理的変化(運動性、多糖生産、病原性、増殖性等)、(2)制菌時に高発現する12個のファージ遺伝子の個々の発現特性、宿主への影響、(3)制菌時に宿主菌に検出されるプラスミド様因子(検出済)の由来と構造、宿主への影響、(4)宿主菌の一般ファージ耐性機構とファージの耐性解除機構等を実験計画に従って明らかにする。これにより、ジャンボファージ(未知な部分が多い)と宿主菌の相互作用に関する学術的新知見を得て、持続的な病原菌の制圧モデルとして特徴付ける事を目的とした。当初計画に従い、(1)制菌時における宿主菌のtwitching運動性の低下、病原性の低下を明らかにした。また、(2)制菌時に高発現する12個のファージ遺伝子のうちorf105, orf106, orf121, orf133, orf134, orf137, orf209を宿主菌内で高発現させ、前3者が増殖促進効果、後2者(特にorf137)が増殖抑制効果を示す事を見いだした。さらに、(3)制菌時に宿主菌に検出されるプラスミド様因子が溶原化RSSファージの誘導に由来する事を見いだした。RSS原型ファージは宿主菌病原遺伝子(phcA, phcB, hrpB,egl,pilTetc)の抑制制御を行うことが判明し、ファージによる青枯病原菌制圧の重要な機構の一環が明らかとなった。EZ-Tn5^<TM><KAN-2>Tnp Transposome^<TM>Kitによるトランスポゾン変異株のうち3種がRSL1耐性を示した。何れもLPS合成系の変異株であり,耐性と同時に病原性を失っていた。青枯病菌特異的ジャンボファージRSL1(未知な部分が多い)と宿主菌の相互作用に関する学術的新知見を得て、持続的な病原菌の制圧モデルとして特徴付けることを目的とした。当初計画に従い以下の成果を得た。(1)制菌時に高発現する12個の遺伝子をプラスミドpRSS-TGに結合し、lacプロモータ下流で発現させた結果、orf105, orf106, orf121が宿主菌の増殖を促進し、orf137, orf209が増殖抑制した。(2)共存状態で誘導されるプラスミド様因子が溶原化RSSファージ由来であることが判明し、塩基配列決定によりプラスミド切り出し部位(attL/attR:attB)が宿主dif部位である事を確定した。これにより、RSSファージの宿主組込み機構がXerC,D系による事が明らかとなった。(3)RSL1のh-変異株(耐性株にsuper infective)をUV照射法,ニトロソグアニジン処理によって試み,いくつかの候補を得たが、容易に戻り変異をすることが判明した。この機構に興味が持たれる。(4)EZ-Tn5TM<Kan-2>Tnp TransposomeTMKitを用いたノックアウトライブラリーを作成し、3種の耐性変異株を得た。いずれもLPS合成系に変異点を有し、RSL1の宿主吸着性が大きく低下していた。このことからLPSがRSL1受容体として作用し、LPS構造変化が耐性機構の一つであると判明した。ファージ側因子特定のため粒子高次構造解析を行った。頭部は少なくとも5種のタンパク質から成り,尾部はT4のものと似ておりVI型分泌装置との密接な関係を示した。

ファージ共存状態で繊維状RSSファージが誘導され、宿主菌の病原性遺伝子phcA, phcB, hrpB, egl, pilT etc.の発現が一斉に抑制されていた。RSSファージにコードされた転写抑制因子ORF13によるものと思われる。ジャンボファージRSL1による青枯病防除機構として以下のものを見いだした。(1)制菌時における宿主菌のtwitching運動性の低下、病原性の低下を明らかにした。(2)制菌時に高発現する12個の遺伝子のうちorf105, orf106, orf121, orf133, orf134, orf137, orf209を宿主菌内で高発現させ、前3者が増殖促進効果.後2者(特にorf137)が増殖抑制効果を示す事を見いだした。(3)制菌時にRSL1が宿主菌溶原化RSSファージの誘導を起こす事をみいだした。(4)RSL1に対する宿主抵抗性はLPS変化に起因し、これにより宿主病原性は低下する。これらによりジャンボファージRSL1は青枯病菌の病原性を抑制し安定した病害防除効果を発揮する事が明らかとなった。平成26年度が最終年度であるため、記入しない。応用微生物学平成26年度が最終年度であるため、記入しない。設定した4つの課題について計画に従っての実験を行い,一定の成果を得た。RSL1感染により溶原化ファージ(RSS)が誘導される事、RSL1耐性菌が病原性を失う事の発見の意義は大きい。研究の目的達成のため設定した4つの課題のうち(1)、(2)、(3)の3つについて当初計画通り成果を得た。さらに、宿主RSL1体制機構の一環を明らかにし、耐性菌が病原性を失うという重要な発見をした。(4)宿主菌のファージ耐性、耐性解除機構についてさらに研究を進める。(1)宿主菌の生理的変化のうちバイオフィルム形成能と宿主相互作用の変化をさらに定量化する。(2)特異的変動遺伝子の残り5個について特徴づけるとともに、増殖抑制効果の高いorf137,orf209についてその機能を解明する。(3)誘導RSSによる病原性遺伝子抑制機構を詳細に調べる。(4)ファージ耐性、耐性解除の動的機構をさらに詳細に調べる。ファージ処理青枯病菌と植物との相互作用を細胞学的に調べる。ジャンボファージ(未知な部分が多い)と宿主菌の相互作用に関する学術的新知見を得て、持続的な病原菌の制圧モデルとして特徴付ける最終目標達成のために、(1)RSL1のh-変異株(耐性株にsuper infective)を分離し,変異点を特定する、(2)特にRSL1高次構造の変化(尾繊毛配列変化)との関係を明らかにし、有効ファージデザインの基礎とする。また、細菌、ファージ相互作用における動的因子を特定し、最適制圧条件を決定する。24年度には、青枯病菌における分子レベルでのデータが蓄積しその解明に精力を集中した。そのため植物を用いた病理学的研究分(植物栽培、組織化学、蛍光染色、電顕観察費分255万円が次年度繰り越しとなっている。25年度はこれを遂行するとともに、補助金270万円のうち、消耗品190万円(うち30万円ずつ分担者藤江と川崎に配分)、旅費20万円(植物病理学会、日本農芸化学会)、その他60万円(機器使用料、論文投稿料等)に使用する。また、基金として120万円消耗品に使用する。実験計画遂行中に定量PCR装置が故障し、更新が必要となった。次年度に更新する予定(経費計画に含まれていない)で繰越金が生じた。
予習の効果とその影響プロセスの検討

夏休みに,大学に中学生を集めて歴史の実験授業を実施し,予習時の知識枠組みを提示することの影響について検討を行った。具体的には,授業前に予習を行う際,教科書を読まずに授業目標が提示される群と,教科書を読んだ上で授業目標が提示される群の2群を設定し,4回の授業の理解度を比較した。その結果,授業目標として提示された部分については群間に差は見られなかったが,目標として提示された部分以外の授業理解度においては,教科書を読んだ群が,読まなかった群に比べて高い得点を示した。授業の重要な点について理解を深めるためには,事前に目標を提示することが有効であると考えられるが,本研究の結果から,その部分以外の理解を深めるためには,授業全体に関する知識枠組みも併せて提示しておくことが必要であることが示唆された。また,高校生とその英語教師を対象として質問紙調査を実施し,予習時の学習方略と授業時の学習方略の関係について,教師の授業スタイルを考慮した検討を行った。その結果,授業で扱う英文について,予習時に自分なりに単語や文の意味を推測しておくことによって,授業ではメモが多く取れるようになることが示唆されたが,階層線形モデルによる分析の結果,そのような予習時の方略と授業時の方略の関係は,教師の解説量によって調整されることが示された。すなわち,教師が授業中に単語の成り立ちや文の訳し方について詳細な解説を行っているほど,予習時の推測方略が授業中のメモ方略に与える影響は大きく,逆に教師があまり解説を行わない授業の場合,そのような影響は小さくなることが示された。学習者の使用する方略間の関係が,教師の授業スタイルによって異なるという本研究の知見は,学習法研究と教授法研究に新たな接点をもたらす点で意義深いものであるといえる。1.中学生対象の実験授業により,予習の効果の生起プロセスについて,予習時の質問生成に着目した検討を行った。その結果,意味理解志向という信念の高い学習者ほど知識の関連を問う質問を予習時に生成することが示された。また,質問に対する理解度をモニターさせない場合,意味理解志向によって授業理解が異なることが示された。先行研究では,予習が授業理解に与える効果には意味理解志向による個人差が生じることが示されていたが,その影響プロセスについては明らかにされてこなかった。本研究では,予習の効果の生起プロセスにおいて,意味理解志向によって予習時に生成される質問の質が異なること,さらに,予習時の質問に対するモニターの実行が異なることが示唆された。こうした知見は単に教科書を読ませた場合の予習効果の個人差を克服する活動(問いを生成させる,問いについて理解度をモニターさせる)を提案する上でも有用であるといえる。2.高校生対象の調査により,英語学習における学習動機,予習方略,授業内方略の関係を検討した。その結果,予習時に単語や文の意味を推測する方略や,辞書を使って調べる方略を使用する学習者ほど,授業中には要点を絞る方略を多く使用していることが示された。また,予習時に単語や文の意味を調べておくと,授業では重要な情報のメモをとる方略の使用が促進されることも示唆された。さらに,そのような関係には学級間差が見られ,教師がどのような授業を行うかによって,予習時の方略の影響が異なることが示唆された。これまでの学習方略研究では,予習,授業のように学習場面を分けた検討は行われていなかったため,本研究の結果は有効な予習方略を把握する上で示唆に富むといえる。
腸炎ビブリオの 3 型分泌装置 2 の質的、量的分泌制御機構の解析

食中毒原因菌である腸炎ビブリオの3型分泌装置2は本菌の病原性に発揮に必須である。しかしながら、その分泌制御機構は明らかではなかった。本研究では、3型分泌装置2の分泌を制御する2つの新規遺伝子の同定に成功した。それらの遺伝子欠損株は3型分泌装置2から分泌される病原因子の分泌量のパターンを激減させた。よって、本研究で同定した新規遺伝子は3型分泌装置2の分泌タンパク質の質と量を制御している可能性が考えられた。腸炎ビブリオは主要な食中毒原因菌であるが、その下痢誘導機構については不明な点が多い。申請者はこれまでに小染色体上にコードされる3型分泌装置(T3SS2)が、本菌の下痢原性に必須であることを明らかにしてきた。しかしながら、T3SS2の分泌タンパク質の質的および量的分泌制御機構についてはまったく不明である。申請者はT3SS2の機能解析を行う過程で、遺伝子欠損によりエフェクターの分泌量が劇的に増大する一方で、transloconの分泌量が減少する表現型(T3SS2 switch phenotype)を示す機能未知のORF(T3SS2 switch molecule)を同定した。T3SSが分泌タンパク質の質や量(分泌のタイミング)を厳密に制御していると仮定すると、このORFがエフェクターを効率的に宿主細胞に注入するためのT3SS分泌スイッチとして機能している可能性が考えられた。そこで本研究ではこの機能未知のORFの機能解析することによって本菌のT3SS2分泌機構の詳細を明らかにすることを目的とした。前年度に作成したエフェクターの抗体を用いてT3SS2 switch phenotypeを確認したところ、検討したすべてのエフェクターの分泌が亢進していた。また解析の過程で、本研究で標的としているORFの下流に存在する機能未知のORFもまた遺伝子欠損することによってT3SS2 switch phenotypeを示すことを見いだした。そこで両タンパク質に対する抗体を作成し、局在解析を行ったところ新たに見いだしたORFがT3SS2依存的に分泌され、宿主細胞内に注入されていることが明らかとなった。これらのことから、本研究で同定した2種類の新規T3SS2 switch moleculeが機能的に相互作用することにより、T3SS2の分泌タンパク質の質および量を制御している可能性が示唆された。申請者はこれまでにウサギ腸管結紮ループ試験を用いて、小染色体上にコードされる3型分泌装置(T3SS2)が、本菌の下痢原性に必須であることを明らかにしてきた。申請者はT3SS2の機能解析を行う過程で、遺伝子欠損によりエフェクターの分泌量が劇的に増大する一方で、transloconの分泌量が減少する表現形(T3SS2 switch phenotype)を示す機能未知のORF(T3SS2 switch molecule)を同定した。本年度の実績として、T3SS2の病原性を評価する新たな実験系として幼若ウサギを用いた感染モデルを構築した。さらにT3SS2の下痢原性に必須である新規エフェクター、VopVを同定し、機能解析した。また、T3SS2の質的、量的な分泌を制御する遺伝子の機能解析を行うためにいくつかの5種類のT3SS2エフェクターに対する抗体およびのT3SS2 switch phenotypeに寄与するORFに対する抗体の作製に成功した。T3SS2 switch phenotypeが遺伝子発現の変化によって生じる可能性が考えられたので、DNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析を行った。これまで腸炎ビブリオの下痢原性(病原性)を評価するためにウサギ腸管結紮ループ試験を用いてきた。この系は下痢原性を評価するには有用であったが、腸管への定着性を評価することができなかった。本研究ではまず、ウサギ腸管結紮ループ試験の短所を克服する系として幼若ウサギを用いた感染モデルを構築し、T3SS2の病原性評価(定着性)に有用であることを報告した(PLoS pathogens, 2011)。また、T3SS2依存的な下痢原性に寄与する新規エフェクター、VopVを同定し、VopVがF-アクチンと結合し、この活性を介して下痢を誘導していることを報告した(Cell Host Microbe, 2011)。このようにT3SS2が本菌の下痢原性に極めて重要であることが考えられたが、この分泌を制御する因子(T3SS2 switch molecule)を同定し、機能解析を行うことを試みた。

機能解析を行う上で必要となるT3SS2エフェクターに対する抗体を5種類、およびT3SS2 switch moleculeに対する抗体の作製に成功した。また、このT3SS2 switch phenotypeが、遺伝子発現の変化によって生じる可能性が考えられたので、DNAマイクロアレイを用いたT3SS2 switch molecule欠損株の遺伝子発現解析を行った。しかしながら、遺伝し欠損によって顕著に発現量に差のある遺伝子は見つからず、この表現形が遺伝子発現の変化によるものではないことを確認した。(T3SS2 switch moleculeの局在解析)23年度に得られたT3SS2 switch moleculeに対する抗体を用いて、T3SS2 switch moleculeの局在(菌体内or菌体外)をウエスタンブロッティングによって解析する。この解析は、当初23年度に行う予定であったが、幼若ウサギを用いた感染モデルを構築や下痢原性に寄与する新規エフェクターVopVの機能解析といった当初の計画にないが本研究を進めるに当たり必要な知見を得るための解析を行う必要が生じたため、本年度に行うこととなった。(抗体を用いたT3SS2 switch phenotypeの検証)23年度に得られたT3SS2エフェクターに対する抗体を用いてT3SS2 switch phenotypeを確認する。コントロールとしてすでに当研究室にあるT3SS1関連分泌タンパク質についても検討を行い、T3SS1とT3SS2との関連性について検討する。さらにDNAマイクロアレイ解析結果と照らし合わせて機能を推測する。(T3SS2 switch moleculeと相互作用する分子の同定)これまで得られた情報(局在など)から、T3SS2 switch moleculeと相互作用する分子を同定する。(T3SS2 switch moleculeとの相互作用とT3SS switch phenotypeとの関連性についての解析)error-prone PCRを用いて、T3SS2 switch moleculeのランダム変異体を作製し、bacterial two-hybrid systemを用いて、相互作用部位を決定する。さらにこの変異が腸炎ビブリオのT3SS switch phenotypeに与える影響について解析する。幼若ウサギを用いた感染モデルの構築や下痢原性に寄与する新規エフェクターVopVの機能解析といった当初の計画にないが、本研究を進めるに当たり必要な知見を得るための解析を行ったため、当初23年度に執行する予定であったT3SS2 switch moleculeの局在解析を該当年度に行えず、次年度に行うこととなった。そのため、23年度の研究費に未使用額が生じたが、研究計画に大きな変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく予定である。
携帯電話による英語学習:学習者プロファイルと設問難易度を活用した学習個別化の研究

携帯電話端末上で語彙学習を行うため、インターフェースについて携帯電話の特性を考慮したプロトタイプを作成した。語彙学習に付いて、語彙の難易度に関する検討を行い、約10,000語の語彙について辞書や難易度データーが公表されている指標に基づいて難易度分類を行った。また、学習個別化のために項目応答理論に基づいた出題の自動化に関する検討を行った。「問題や課題の困難度」および「学習者の習熟度」を定義するためにプロトタイプシステムを用いて基礎的な情報を収集するためのシステム開発を行った.特に,携帯電話を対象とするシステムであるため,問題の提示方法をより工夫するなど,できるだけ多くの被験者の情報を取得できるような学習履歴情報収集機能を実装した.システムの稼動確認ならびに学習実験のためのコンテンツ株式会社国際電気通信基礎技術研究所による英語音声学習システム「ATR CALL」(http://www.atr.jp/TLC/product/05/pro_05.html)のために開発されたコンテンツや,あらかじめ難易度が定義されているデータとして英辞郎(http://www.eijiro.jp/)のデータの利用可能性などについて検討した.早稲田大学の学生を調査対象とする場合,語彙レベルが低すぎても高すぎても意義のある調査結果を得ることができない.語彙が簡単すぎても学習にならないし、難しすぎても同じためである.そのため,どのような語彙集合を選択すべきかという検討を行った.語彙の難易度は,それだけで高度な検討を要するため,ここではあらかじめ定義済みのものを利用することとしている.一方で,携帯電話での学習システム開発も並行して進行し,JAVAベースでの学習システムのプロトタイプが完成している.次年度は,これを用いて具体的な学習のためのデータを流し込み,学生の学習の用に提供することで学習データの収集を行い,分析する予定である.携帯電話を利用した語彙学習・試験システムのプロトタイプを、主に携帯電話上で動作するFlash形式のアプリケーションとして作成した。携帯電話であることから、インターフェース上の問題があるため、スペリングをすべて記入させるのではなく、Multiple Choice Single Answer型の回答システムとした。また、学習者の回答によって次の出題を変更するシステムとしての実装を検討した。問題の出題にあたってまずは作題を行わなければならないが、問題のプールを作っておくのではなく、出題をある程度「賢く」自動化することを検討した。選択肢となる語彙は、正解である語彙と不正解の語彙からなるが、語彙間で大きく難易度に差があってはならない。また、意味が一致していても、逆に完全に違いすぎても選択肢としては不適切である。英単語の難易度にはいくつかの尺度がある。特に日本人英語学習者用に作成された語彙集としてはJACET 8000やSLV 12000などがある。これらに加えて、Ordinate社の口頭英語能力自動測定試験(SET-10)による受験者データに基づいて算出された語彙難易度(=項目難易度)を交えて、問題作成アルゴリズムの検討を行った。また、本研究は学習者のプロファイルに応じた学習の最適化を目指すものであるため、学習者プロファイルの設計に関して検討を行った。学習者プロファイルは学習者の過去における経験や現在の学習状況を反映するものであるため、プライバシー上、慎重に扱う必要があり、このような面からも検討を行った。本研究では、平成19年度から平成21年度にかけての研究期間を通じ、主に携帯電話を念頭においた、携帯端末による英語力の向上のための学習環境に関するものである。最終的な目標として、(1)「問題や課題の困難度」と「学習者の習熟度」のマッチングアルゴリズムの検討および試作(2)「学習履歴」から有効な情報を抽出するマイニング手法の検討と実施(3)「問題や課題の困難度」と「学習者の習熟度」のマッチングアルゴリズムの実装などがあるが、平成21年度は主に(2)と(3)について検討を行う他、携帯電話端末(Google社のAndroid Dev Phone 1)およびLMSとしてMoodleを用いて、プロトタイプの開発を行い、主に次の点について研究計画を実施した。1.語彙の難易度に関する定義とデーターの収集・流し込み:語彙データーの難易度の定義は様々なものがあるため、様々な辞書等から電子化されているデーターを中心に選定作業を行った。2.携帯電話端末における学習インターフェースの検討:市販されている携帯電話端末は、ハードウェアとしてもソフトウェア(OS等)としても多様である。このため平成20年度はAdobe Flashによる開発を行ったが、平成21年度はオープンソースであるところのGoogle An droidへと開発環境を切り替えて開発を進めた。3.サーバーソフトウェアの開発:クライアントである携帯電話端末へ課題データーを送信し、回答データーを収集・分析するソフトウェアについて開発を進めた。
風によるケーブル振動の屋外観測並びにその挙動評価に関する研究

本研究では,斜張橋ケーブルの高風速渦励振・レインバイブレーションの発生メカニズムの解明を目指すと共に,発散型振動であるギャロッピングについて,風洞実験ならびに大型ケーブル模型を用いた屋外観測実験によって検討を加えた.屋外観測結果からは,以下のような結果が得られた.●降雨時に振幅が大きくなる傾向が見られ,レインバイブレーションと考えられる振動現象が見られた.●台風の通過時に面外1次モードの大振幅振動が観測され,ギャロッピング振動の可能性が示唆された.本振動は強乱流下で観測されており,今後さらなる検討が必要と思われるが,実際の斜張橋においても,ギャロッピングの様な発散型の振動が生じる可能性があることに注意が必要である.各種の風洞実験結果から得られた成果を以下に述べる.●降雨によってケーブル上面に形成される水路及び自然風の乱れが,高風速渦励振の発生機構に極めて重要な意味を持つことが判明した.●傾斜ケーブルでは,カルマン渦放出周波数がケーブルスパン方向に変化することにより高風速渦励振が励起されている可能性があることが示唆された.更に,水路の形成位置が高風速渦励振の発生に関連していることも明らかとなった.模型スパン方向に水路位置を変化させることで2つのカルマン渦放出周波数が生じ,それらの周波数の差から無次元風速を算出すると,おおよそ風速限定型振動の発現風速域と一致することも判明した.●円柱模型後流域にスプリッタープレートを挿入し,その位置を変化させることで,傾斜ケーブルにおける軸方向流の形成位置の影響を加味し,更に水路位置の変化の効果も併せた傾斜ケーブルの静的空気力特性をある程度評価することが可能となった.●その結果,高風速渦励振が準定常解析では説明できない可能性を示唆された.本研究では,斜張橋ケーブルの高風速渦励振・レインバイブレーションの発生メカニズムの解明を目指すと共に,発散型振動であるギャロッピングについて,風洞実験ならびに大型ケーブル模型を用いた屋外観測実験によって検討を加えた.屋外観測結果からは,以下のような結果が得られた.●降雨時に振幅が大きくなる傾向が見られ,レインバイブレーションと考えられる振動現象が見られた.●台風の通過時に面外1次モードの大振幅振動が観測され,ギャロッピング振動の可能性が示唆された.本振動は強乱流下で観測されており,今後さらなる検討が必要と思われるが,実際の斜張橋においても,ギャロッピングの様な発散型の振動が生じる可能性があることに注意が必要である.各種の風洞実験結果から得られた成果を以下に述べる.●降雨によってケーブル上面に形成される水路及び自然風の乱れが,高風速渦励振の発生機構に極めて重要な意味を持つことが判明した.●傾斜ケーブルでは,カルマン渦放出周波数がケーブルスパン方向に変化することにより高風速渦励振が励起されている可能性があることが示唆された.更に,水路の形成位置が高風速渦励振の発生に関連していることも明らかとなった.模型スパン方向に水路位置を変化させることで2つのカルマン渦放出周波数が生じ,それらの周波数の差から無次元風速を算出すると,おおよそ風速限定型振動の発現風速域と一致することも判明した.●円柱模型後流域にスプリッタープレートを挿入し,その位置を変化させることで,傾斜ケーブルにおける軸方向流の形成位置の影響を加味し,更に水路位置の変化の効果も併せた傾斜ケーブルの静的空気力特性をある程度評価することが可能となった.●その結果,高風速渦励振が準定常解析では説明できない可能性を示唆された.本研究では当初の研究計画通り,強風地域である和歌山県潮岬の京都大学防災研究所潮岬風力実験所敷地内に,大縮尺の斜張橋ケーブルモデルを建設しケーブルの空力振動の観測を試みた.さらに,風洞実験により傾斜ケーブルにおける高風速渦励振の発生機構を考察した.まず,大縮尺斜張橋モデルの設計を行い,高さ約22mの鉄塔を建設した後,アルミパイプをポリエチレン管で被い,実際のケーブル表面を模擬した長さ30mのケーブル模型を塔先端に取り付け,反対側を地面に固定した.振動計測は加速時計,ロードセルを用いて,常時計測を行った.また風速については,風力実験所内の風速計データを参照している.その結果,カルマン渦励振による振動が常時観測されたほか,強風かつ降雨時には高風速渦励振と思われる振動が検出された.この振動は,実際の斜張橋ケーブルにおいて,レインバイブレーションが発生した無次元風速域とよく合致することが確認された.またJohns Hopkins大学と相互訪問行い,共同研究を行った.その結果,米国の斜張橋におけるケーブル振動観測データと,本実験における観測データとの比較検討も行った.更に,レインバイブレーションの発生メカニズムを解明するために,剛体傾斜ケーブル模型を用いた風洞実験も行った.静止時の後流域における変動風速測定実験,ロードセルによる非定常空気力測定実験,バネ支持状態における傾斜円柱の自由振動実験等を行った.その結果,降雨時にケーブル上面に形成される水路によって,高風速渦励振が極めて発生しやすくなることが判明した.さらに,乱流中においては,その水路の効果が極めて顕著に現れ,実際の斜張橋におけるレインバイブレーションの発生条件によく一致していると思われる.

このことより,降雨によってケーブル上面に形成される水路及び自然風の乱れが,高風速渦励振の発生機構に極めて重要な意味を持つことが判明した.本研究では,カルマン渦の放出特性や水路,乱流の効果等に着目して,斜張橋ケーブルの高風速渦励振・レインバイブレーションの発生メカニズムの解明を目指すと共に,発散型振動であるギャロッピングについて,風洞実験ならびに大型ケーブル模型を用いた屋外観測実験によって検討を加えた.風洞実験から以下の成果を得た.傾斜ケーブルでは,カルマン渦放出周波数がケーブルスパン方向に変化することにより高風速渦励振が励起されている可能性があることが示唆された.また,実際の斜張橋ケーブルで降雨時に多く高風速渦励振(レインバイブレーション)が観測されているのは,ケーブル表面の水路形成位置がケーブルスパン方向に一様でないことにより,水路形成のないケーブル(晴天時)に比べてカルマン渦放出周波数のケーブルスパン方向変化が増幅しているためであると考えられる.さらに,カルマン渦がギャロッピングの発現を抑制している可能性があることが判明した.次ぎに,大型ケーブル模型の屋外観測で得られた成果を以下に述べる.●微風時においてカルマン渦励振と考えられる振動現象が観測された.さらにカルマン渦励振によると考えられるビート現象も確認され,うねりの周期から換算した無次元風速(V/fD=20.4)が名港西大橋で観測された高風速渦励振によるビート現象の無次元風速と近い値であることが判明した.●台風11号の強風により大振幅面外振動(最大倍振幅1.36m)が確認された.ウェーブレット解析,確率密度関数及び時刻歴応答解析による検討の結果,バッフェティングとして考えた振動応答よりも大きな振動振幅であった可能性が示唆された.しかし,高風速渦励振またはギャロッピングのいずれの振動現象であったのかについての特定は,今後の課題である.本研究では,斜張橋ケーブルの高風速渦励振・レインバイブレーションの発生メカニズムの解明を目指すと共に,発散型振動であるギャロッピングについて,風洞実験ならびに大型ケーブル模型を用いた屋外観測実験によって検討を加えた.屋外観測実験では,3種類の傾斜ケーブルモデルを用いて観測を行い以下の結果を得た.●降雨時に振幅が大きくなる傾斜が見られ,レインバイブレーションと考えられる振動現象が見られた.●台風の通過時に面外1次モードの大振幅振動が観測され,ギャロッピング振動の可能性が示唆された.風洞実験において得られた成果を以下に述べる.●傾斜なしケーブル模型後流域にスプリッタープレートを挿入し,その位置を変化させることで,傾斜ケーブルにおける軸方向流の形成位置の影響を加味し,水路位置の変化の効果とを併せて傾斜ケーブルにおける静的空気力特性を評価した.その結果,風洞実験と準定常解析の結果は符合せず,特に風洞実験においてV/fD=40付近で発生した高風速渦励振のような振動応答は準定常解析からは得られなかった.このことは,高風速渦励振が準定常解析では説明できない可能性を示唆している.●水路位置のケーブルスパン方向における非一様性,およびその特定の形成位置が高風速渦励振の発生に関連していることが示唆された.更に,模型スパン方向に水路位置を変化させることで2つのカルマン渦放出周波数が生じ,それらの周波数の差から無次元風速を算出すると,おおよそ風速限定型振動の発現風速域と一致することが判明した.
ポスト社会主義以後のモンゴル国におけるナショナリズムの概念と現実の研究

モンゴル国では2000年代から、「ナショナリズム」を掲げる排外主義団体の登場や、環境保護を謳う「エコ・ナショナリズム」、「資源ナショナリズム」等、「ナショナリズム」概念を付与された社会現象が続出している。本研究ではそれらの社会現象について、一次資料に基づく実態把握および、調査データを用いた一般市民の意識の分析を行い、それらの結果から「ナショナリズム」概念について検討する。そうすることで、既存研究において錯綜する「ナショナリズム」概念に対する社会の現実からの再定義や、非欧米諸国、特に東アジアと旧社会主義諸国における「ナショナリズム」への実証的な理解を目指す。
摂食により発現制御される脂肪細胞由来分子の生理的意義の解明と生活習慣病との関連

我々はヒトゲノムプロジェクトの一貫としてヒト脂肪組織発現遺伝子プロファイルを作成し、それに基づき新規の脂肪組織特異的遺伝子をクローニングしてきたが、脂肪組織で高発現し、摂食状態の変化に伴いその発現が大きく変化する遺伝子、つまり栄養制御を強く受ける遺伝子は肥満や生活習慣病の発症に深く関わっている可能性が推測される。アクアポリンアディポース(AQPap)ならびに今回クローニングした新規遺伝子、Fasting Induced Protein(FIP)の両分子は脂肪組織で高発現し、絶食により、それらの発現が著明に増加する。我々はAQPapが実際に脂肪細胞グリセロールチャネル分子として機能し、生体でのグリセロール代謝のKey分子の一つであることやAQPap欠損マウスが肥満を呈することを報告した。当該研究機関内において、我々は心臓でのAQPapの働きならびにグリセロール代謝の解明を試みた。AQPapは脂肪組織だけでなく心臓にも発現することや、AQPapノックアウトマウスが心肥大を呈することを確認した。さらに、同ノックアウトマウスにおいては心臓でのグリセロール取り込み低下が認められ、グリセロール代謝を介した何らかの代謝異常の存在することが推測された。次にもう一つの分子であるFIPについて、細胞ならびに動物実験においてFIPmRNA発現はインスリンにより負に制御されていることを見出し、FIPアデノウィルスを作成し、糖代謝に及ぼす影響を検討した。FIPアデノウィルスのマウス静脈内投与により、糖負荷後ならびに摂食後において血糖値の有意な低下が認められ、FIPが糖代謝において重要な役割を果たしている可能性が推測された。以上より両分子の研究成果はさらなる代謝学の進歩に貢献するものと考えられた。アクアポリンアディポース(AQPap)ならびに今回クローニングした新規遺伝子、Fasting Induced Protein(FIP)の両分子は脂肪組織で高発現し、絶食によりその発現が著明に増加する。前年度、我々はAQPapが実際に脂肪細胞グリセロールチャネル分子として機能し、生体でのグリセロール代謝のKey分子の一つであることやAQPap欠損マウスが肥満を呈することを報告している。本研究においてAQPapが心臓にも発現することが確認し得たので、心臓でのAQPapの働きならびにグリセロール代謝の解明を試みた。ノックアウトマウスを用いた検討によりAQPapノックアウトマウスは心肥大を呈し、グリセロール代謝を介した何らかの代謝異常が推測された。次にもう一つの分子であるFIPについて、その発現調節を検討した。3T3-L1脂肪細胞ならびに肝HepG2細胞においてインスリン投与により濃度ならびに時間依存的にFIPmRNA発現は低下した。またHepG2細胞ではPPARαリガンド投与によりFIP mRNA発現は増加を示した。動物実験については、STZ投与マウスにおいて脂肪組織のFIP mRNA発現増加が認められ、細胞実験同様にインスリンによる負の制御が考えられた。FIPアデノウィルスを作成し、そのマウス静脈内投与により血糖値の低下が認められ、FIPが糖代謝に影響を及ぼす分子であることが推測された。以上より両分子の研究成果はさらなる代謝学の進歩に貢献するものと考えられる。アクアポリンアディポース(AQPap)ならびに今回クローニングした新規遺伝子、Fasting Induced Protein (FIP)の両分子は脂肪組織で高発現し、絶食によりその発現が著明に増加する。

我々はAQPapが実際に脂肪細胞グリセロールチャネル分子として機能し、生体でのグリセロール代謝のKey分子の一つであることやAQPap欠損マウスが肥満を呈することを報告した。前年度AQPapが心臓にも発現することを確認し、さらにAQPapノックアウトマウスが心肥大を呈することを観察した。本年度、以上の結果を踏まえて、心臓でのAQPapの働きならびにグリセロール代謝の解明を試みた。AQPapノックアウトマウスはグリセロール取り込み低下を示し、同マウスにおいてはグリセロール代謝を介した何らかの代謝異常の存在が推測された。次にもう一つの分子であるFIPについて、前年度、細胞ならびに動物実験においてFIPmRNA発現はインスリンにより負に制御されていることを見出し、FIPアデノウィルスを作成し、糖代謝に及ぼす影響を検討してきた。本年度、FIPアデノウィルスのマウス静脈内投与により、糖負荷後ならびに摂食後において血糖値の有意な低下が認められ、FIPが糖代謝に影響を及ぼす分子であることが推測された。以上より両分子の研究成果はさらなる代謝学の進歩に貢献するものと考えられる。
スポーツ都市づくりと地域振興に関する社会学的研究

平成7年度は、まず、平成6年度に実施した「ふるさと創生一億円事業」に関する質問紙調査によって回収したデータ分析を行い、内容を検討した。その結果、ふるさと創生一億円事業の社会効果と経済効果が明らかになった。続いて、市町村における「体育の日」のスポーツ行事の実施状況および都道府県民「スポーツの日」の設定資料を文部省生涯スポーツ課から入手した。さらに、体力つくり優秀組織として表彰(内閣総理大臣賞、総務庁長官賞、体力つくり国民会議議長賞)を受けた自治体に関する資料を(財)健康・体力づくり事業財団から入手した。平成六年度に続き、スポーツ都市づくりを積極的に進めている都市に対して、現地調査とヒアリングを行い、関係資料を収集した。また、スポーツ都市宣言を行っている自治体に関する資料を集めた。この資料は、平成元年度までのデータであったため、47都道府県の教育委員会に対して「スポーツ・健康都市宣言」に関する質問紙調査を実施した。調査の結果、スポーツ・健康宣言都市は351市町村あり、全国の自治体の10.7%が宣言を行っていることが解明された。また、スポーツ・健康に関する自治体宣言の内容を分析し、それぞれ8つのタイプに分類した。これらのデータを総合的に分析し、スポーツ都市の類型化を行った。すなわち、1)イベント型、2)施設・キャンプ型、3)スポーツリゾート型、4)スポーツ種目型の4つのタイプである。これまでの研究成果をもとにして、4つのタイプに類型化される代表的な市町村を抽出し、一覧表を作成した。平成6年度と平成7年度の研究成果を総合して、研究報告書を発行し、関係団体・機関へ送付した。これらの研究成果は、学会発表をするべく準備を行った。本研究の目的は、スポーツのまちづくりを通して地域振興を図ろうとしている自治体の事業とその影響を調査・分析することにより、スポーツ都市の類型化を行い、スポーツのまちづくりと地域振興との関係を明らかにすることにある。具体的には、ヒアリング調査と質問紙調査および資料によるスポーツ都市づくりの計画内容を分析する。さらに、総合的な分析によりスポーツ都市の類型化(人口規模、種目、施設タイプ等)を行い、それぞれのモデル自治体に至るプロセスと成功要因を明らかにする。研究初年度は、スポーツ都市づくりを積極的に進めている自治体(広島市、山形市、出雲市、名古屋市等)に対して現地調査とヒアリングを行い、関連資料を収集することができた。さらに、体力つくり優秀表彰を受けた自治体の資料を分析し、スポーツ都市づくりの内容と歴史的変遷を検討した。次に、「ふるさと創生1億円データブック」において、スポーツ・レクリエーション関係に費やした自治体の情報を分析した結果、事業の内容は、スポーツイベント関係が第1位で、続いて施設整備事業であったことが明らかになった。これらの研究を基にして、「ふるさと創生1億円事業」によりスポーツ関連事業を実施した自治体の評価と影響に関する調査票を作成した。調査票は、特に社会効果(スポーツ人口、人材育成、スポーツ組織等)と経済効果(観光客、入場収入、建設業・観光業等)に関する期待と効果、およびその後の事業継続に関する項目から構成し作成した。完成した調査票により、スポーツ関連事業にふるさと創生1億円をあてた自治体に対して、郵送法による質問紙調査を実施した。回収された調査票のデータ入力を行い、分析を行った。その結果、スポーツ事業に対する社会経済的効果の期待の構造と影響が明らかになった。詳細なデータ分析は、現在進行中であり、平成7年度にスポーツ・レクリエーション関連学会において発表する予定である。平成7年度は、まず、平成6年度に実施した「ふるさと創世一億円事業」に関する質問紙調査によって回収したデータ分析を行い、内容を検討した。その結果、ふるさと創世一億円事業の社会効果と経済効果が明らかになった。

続いて、市町村における「体育の日」のスポーツ行事の実施状況および都道府県民「スポーツの日」の設定資料を文部省生涯スポーツ課から入手した。さらに、体力つくり優秀組織として表彰(内閣総理大臣賞、総務庁長官賞、体力つくり国民会議議長賞)を受けた自治体に関する資料を(財)健康・体力づくり事業財団から入手した。平成六年度に続き、スポーツ都市づくりを積極的に進めている都市に対して、現地調査とヒアリングを行い、関係資料を収集した。また、スポーツ都市宣言を行っている自治体に関する資料を集めた。この資料は、平成元年度までのデータであったため、47都道府県の教育委員会に対して「スポーツ・健康都市宣言」に関する質問紙調査を実施した。調査の結果、スポーツ・健康宣言都市は351市町村あり、全国の自治体の10.7%が宣言を行っていることが解明された。また、スポーツ・健康に関する自治体宣言の内容を分析し、それぞれ8つのタイプに分類した。これらのデータを総合的に分析し、スポーツ都市の類型化を行った。すなわち、1)イベント型、2)施設・キャンプ型、3)スポーツリゾート型、4)スポーツ種目型の4つのタイプである。これまでの研究成果をもとにして、4つのタイプに類型化される代表的な市町村を抽出し、一覧表を作成した。平成6年度と平成7年度の研究成果を総合して、研究報告書を発行し、関係団体・機関へ送付した。これらの研究成果は、学会発表をするべく準備を行った。
表面増強ラマン分光を用いた次世代DNAシーケンシング基盤技術

本申請課題では,従来のナノポアなど電気的検出法による次世代DNAシーケンシング技術より高い信頼性を有する新規な技術として,分子識別能力に優れた表面増強ラマン分光(SERS:Surface Enhanced Raman Spectroscopy)によるDNAシーケンシングを提案し,その基盤技術の確立を目的としている。この研究により,メチル化など異常修飾を含めた塩基配列を識別可能なDNAシーケンシング技術が期待される。平成30年度では以下の項目を明らかにすることを目的としてSERSおよび電気的手法によるDNAオリゴマー検出実験を行った。(1)DNA断片における1塩基検出感度・1塩基空間分解能の実現と諸特性・現象の理解単一金ナノ粒子二量体を用いてDNAオリゴマーのSERS計測を行った。単一の金ナノ粒子二量体のナノギャップ部分は単一のDNAオリゴマーのみ侵入可能な空間であり,本実験でDNAオリゴマー内容物のラマンピークが観測されることで単一DNAオリゴマーの検出が確認できる。CCCCACCCのDNAオリゴマー内にある種類の塩基(アデニン)が1つのみ含まれる配列にてSERS計測を行った結果,アデニンの明確なラマンピークが検出された。これにより,DNAオリゴマー内の1分子塩基感度の検出・同定が可能であることを実証した。(2)巨大電磁場増強場におけるDNA断片挙動の理解とマニピュレーション技術の確立トップダウン加工でナノギャップ電極を形成し,ナノギャップ(巨大電磁場増強場)におけるDNA断片の挙動を電気的計測により調べた。レーザ照射による電磁場増強によって大きな電場勾配が発生するためDNAオリゴマーに誘電泳動力が働くと考えられる。これまでにレーザ照射することでナノギャップ間に電流シグナルが得られた。この結果によりレーザ照射により分子がナノギャップに引き寄せられていることが考えられる。1つ目の実験として,CCCCACCCのDNAオリゴマー内にある種類の塩基(アデニン(A))が1つのみ含まれる配列にてSERS計測を行った結果,アデニンの明確なラマンピークが検出された。このとき,シトシン(C)のピークのみおよびシトシンとアデニンのピークが観測される場合に加えてアデニンのピークのみの場合が観測されたことから,1塩基空間分解能の可能性を示すことができた。また,CCAAACCCとAAAAAAAAのDNAオリゴマーの計測を行い,アデニンラマンシフトのばらつきから高い空間分解能の可能性を示した。ナノギャップへのレーザ照射がない場合では電流ピークが確認できなかったが,レーザ照射によりピークが得られることを明らかにした。データ解析からナノギャップ間にDNAオリゴマーが進入頻度および滞留時間を電流値の変化から明らかにした。今後も引き続き以下の項目について研究を推進する。(1) DNA断片における1塩基検出感度・1塩基空間分解能の実現と諸特性・現象の理解単一金ナノ粒子二量体を用いてメチル化を含めた様々な塩基・配列のDNAオリゴマーのSERS計測を行う。単一の金ナノ粒子二量体のナノギャップ部分は単一のDNAオリゴマーのみ侵入可能な空間であるため,2018年度ではCCCCACCCの配列のDNAオリゴマーの計測を行い,アデニンのラマンピークを確認でき,アデニン1塩基感度を達成した。今後は,C,G,Tについて,DNAオリゴマー内にある種類の塩基が1つのみ含まれる配列にてSERS計測を行う。これにより,1分子感度の検出・同定が可能か,またそのラマン強度から金ナノ粒子二量体の電磁場増強度および塩基ごとのラマン散乱断面積を明らかにする。また,透過型電子顕微鏡やヘリウムイオン顕微鏡を用いて金ナノ粒子二量体構造の観察を行うことやナノギャップを制御することで高い増強度が得る。(2)巨大電磁場増強場におけるDNA断片挙動の理解とマニピュレーション技術の確立2018年度ではトップダウン加工でナノギャップ電極を形成し,ナノギャップ(巨大電磁場増強場)におけるDNA断片の挙動を電気的計測により調べた。レーザ照射による電磁場増強によって大きな電場勾配が発生するため,DNAオリゴマーに誘電泳動力が働くと考えられる。これまでにレーザ照射により電流シグナルが得られ,ナノギャップ間にDNAオリゴマーが進入頻度および滞留時間を電流値の変化から明らかにした。今後は前年度から進めている光学的1分子観察により,より広い範囲での詳細な挙動を明らかにする。また電気的な計測およびSERS計測により挙動を調べる。また,金ナノ粒子二量体配列に電極をアライメントして作製することで新しいナノギャップ電極作製を行う。