hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ空間内の次元制御固相重合反応：ひとつの粒子による有機分子の自由なナノ造形

さまざまに形を変えるポリマー中の「長い鎖」は、ポリマー材料の機械的強度や熱安定性、溶解・加工性など、ポリマーの特徴・優位性のほとんどを支配する。本研究では、ナノメートルスケールの大きさを有する高エネルギー荷電粒子の飛跡中のみにポリマーの重合反応を集約させ、さまざまな有機分子を汎用的に重合かつ同時にナノ構造化する手法を確立した。従来の微細加工法では決して達成できない超高アスペクト比を有する1次元ナノ構造体を、精密にサイズ制御して高密度形成し、荷電粒子の相互作用を「視覚化」するだけでなく、表面積を生かしたさまざまな光・電子・センシング素子としての展開を行った。近年、ナノエレクトロニクスの発展に伴い、有機半導体ナノワイヤーの研究・開発が盛んに行われている。本研究では考えうる最も細いビームとして単一粒子に着目し、材料に高エネルギー粒子を照射することで、飛跡に沿った円柱状空間のみでの架橋反応を起こし、トップダウン的にナノワイヤーを形成できる単一粒子ナノ加工法(SPNT)をもとにして、従来までSPNT法の有効なターゲットであった高分子材料から脱却し、あえて低分子をもとにしたより汎用性の高いナノ構造体形成手法の新しい研究を行っている。本年度、ナノ構造化に使用する分子の側鎖にアルキン置換基を導入すると、架橋効率が著しく向上することを見出した。実験は主に日本原子力研究開発機構・インド大学間加速器センターの各種イオンビームを使用して行った。ターゲットには主にポルフィリン誘導体を用い、高エネルギー加速粒子を照射後、有機溶媒に浸漬して現像を行った。その後、基板上に形成されたナノワイヤーを原子間力顕微鏡(AFM)により直接観測し、そのサイズ・形態の評価を行った。全て分子群においてナノワイヤーの形成をAFM観察により確認したが、アルキン置換基を持たない化合物ではワイヤー構造の崩壊も多数見られたのに対し、豊富にアルキン部位を含む分子では剛直性の高いナノワイヤーが得られた。反応点であるアルキン部位が三次元方向に多数配置された分子構造をもとに重合反応が進行した結果であると考えられる。アルキン基の粒子線照射に伴う消費を赤外分光測定で追跡することで確認した。同時にナノ構造化後、出発物質であるポルフィリン骨格由来の物性について、1)光吸収能の保持、2)ナノワイヤー形成後の中心金属の導入・置換、について紫外可視吸収スペクトル測定により確認し、π共役系一次元ナノ構造体の形成を示唆する結果を得た。架橋型の反応を示す高分子材料あるいは高い連鎖重合反応効率を示す低分子材料の薄膜に高エネルギー加速粒子を入射すると、付与されるエネルギーによりイオントラック内に架橋反応点が選択的に分布し、分子間架橋/重合反応といった不均一な反応を介してゲル化を誘起することをこれまで明らかにしてきた。特に、高エネルギー粒子による線形固相重合反応により、さまざまな機能性低分子材料を自由にナノ構造化することが本研究の最大の目的である。今年度は、(1)高効率で固相重合反応を示す低分子材料の分子設計指針の知見の拡大、(2)蛍光発光性を示すナノワイヤの創成とセンシング機能の実演、(3)クラスターイオンを用いたナノ構造体の創製、について研究を実施した。(1)について、これまで開拓してきたアルキン基の導入だけではなく、芳香環のハロゲン化が有効であることを見出した。この解釈として、ハロゲン化誘導体では高エネルギー重粒子イオンの照射によって解離性電子付着反応が優先進行し、多数のラジカル種が生成しているというモデルが提唱された。(2)について、凝集状態において高い量子収率で蛍光発光を示す分子骨格に適切な溶解性側鎖を導入した低分子材料を用いることで、本手法により鮮明なナノワイヤが単離され、元の低分子と同様のパターンの蛍光発光スペクトルが観測された。さらにこのナノワイヤは少量のニトロベンゼン存在下で蛍光クエンチを示し、センシング機能への展開が可能であることが見出された。(3)について、C60クラスターイオンの低分子材料薄膜への照射を実施したところ、現像操作をせずともイオン照射部位が隆起し飛跡検出が可能であることが明らかとなった。この薄膜の現像を行ったところ、C60イオンのクーロン爆発を示唆するナノ構造体が得られ、高次クラスターイオンと有機化合物との相互作用の可視化への足掛かりを得ることができた。平成27年度以降の予定として挙げていた、2金属錯体からなるナノワイヤー、3異種有機接合ナノワイヤー、4金属有機接合ナノワイヤー、のそれぞれの項目についてはすでにその実証を終了し、論文の発表、もしくは投稿準備の段階にまで達している。これらの当初予定に加え、さらにその光学特性を生かしたセンシング材料への展開にも着手しており、当初の研究計画を超えて大幅に研究が進捗していると考える。ある種の鍵構造を有する低分子有機化合物からなる薄膜試料に加速器から生成した高エネルギー荷電粒子を入射した際、付与されるエネルギーによりイオントラック内に架橋反応点が選択的に分布し、分子間架橋/重合反応といった不均一な反応を介してゲル化を誘起し、ナノワイヤとしてこれを単離できることをこれまで明らかにしてきた。今年度は、(1)蛍光発光性を示すナノワイヤと金属ナノ粒子との相互作用、(2)クラスターイオンを代表とする粒子線と有機化合物との相互作用の可視化、のトピックについて検討を行った。(1)について、蒸着によりシリコン基板上に、粒径を50 nm程度に制御した銀ナノ粒子の集合薄膜を作成し、その上に低分子色素からなるナノワイヤを作成した。

その結果、単純なシリコン基板上と比較し、銀ナノ粒子薄膜上では色素ナノワイヤの蛍光が10倍以上増強することが見出され、これが銀ナノ粒子の表面プラズモンによる励起光増強の結果であることが示唆された。(2)について、6.0 MeVのエネルギーを有するC60クラスターイオンを低分子材料薄膜への照射効果の膜厚依存性を調べた。その結果、膜厚を増やしても現像操作後に得られるナノワイヤ長は200 nm程度で飽和し、その位置で球状に広がったような特異なナノ構造体を与えた。この解釈として、C60+クラスターを構成する原子は入射直後に電離によって分離され固体中を進むにつれて徐々に平衡電荷へと近づくが、次第にエネルギーを失い失速し、最終的にクーロン爆発を起こし動径方向に広がりを持つ、という過程を推測することができた。その他の知見として、C60分子の真空蒸着により作成した薄膜に対して粒子線を照射し、その後に同様の加熱真空操作により未照射部位の昇華を試みたところ、適切な条件下において昇華現像に成功し、基板に直立したナノワイヤの様子を電子顕微鏡で捉えることができた。これまで進めて来た粒子線固相重合法に関する成果を複数の投稿論文にまとめることができた。新たな実験結果として、有機溶媒を用いない昇華過程を利用した現像手法の実演に成功し、低分子薄膜を出発とした機能性ナノワイヤの応用展開にさらなる可能性を見出すことができた。さらに、高エネルギーイオンの飛跡の可視化手法としての有用性についても検討した。特に、クラスターイオンの単一イオンとの差異について低分子化合物-イオンの相互作用(化学反応)を利用することで可視化したことは、本手法の新たな展開の芽を見出せたと考えている。機能性ナノワイヤへと展開するため、TPA低分子化合物のナノワイヤ形成を試みた。低分子の重合による溶解性の差の観点を鑑み、ヘキシル基を有する分子に高エネルギー粒子線を照射し、70 &ordm;Cのシクロヘキサンで現像操作を行った結果、ナノワイヤのバンドルを示した像が得られた。この基板上のナノワイヤは、元の低分子化合物と同様、540 nm付近に極大波長を持つ蛍光発光を示した。次に、この基板をごく少量のニトロベンゼンを共存させたシクロヘキサン中に漬けた状態で発光スペクトルを測定したところ、著しい蛍光クエンチが観測された。この基板をシクロヘキサンで洗浄し、再度発光スペクトル測定を行ったところ、蛍光発光の復活が見られ、ナノワイヤを用いた危険物質のセンシング機能としての展開への足掛かりとなった。さらに、フラーレン誘導体を初めとした重粒子線への高反応性を持ち昇華性も備えた化合物の蒸着薄膜を作成し、490 MeVの192Osイオンあるいは350 MeVの129Xeイオンを照射した後に昇華させることにより基板上に直立したナノワイヤが得られるという知見が得られた。数密度と長さの制御が可能である本手法を用いてこれが達成できた意義は大きい。これは、低分子化合物を出発原料としたことで初めて達成できたものであり、架橋のみでなく固相重合であるからこそ示すことのできた結果であると考えている。
新しい細胞-細胞接着蛋白質の分子細胞生物学的研究

1.ラット胎仔脳血管における細胞細胞接着蛋白質C-CAMの発現脳腫瘍細胞の増殖能及びその表現型の解析と共に、患者の治療上重要な要因は、脳腫瘍、外傷、血腫などによって惹起される脳浮腫を制御することである。このような病変により、内皮細胞が損傷を受けると、軽度の場合にはtight junctionの破綻が生じ、また強度の場合は内皮細胞それ自身の破綻を生じ、脳血液関門(BBB)が破綻されることにより血漿成分の血管外腔への漏出が生じ、これに伴って脳浮腫が生じると考えられる。C-CAMは、CEA familyに属するイムノグロブリンスーパーファミリーに属する110KDaの細胞膜蛋白質であり、本研究によって胎仔期および生後早期の脳血管に発現することがみいだされた。経時的にC-CAMの発現を検討すると、C-CAMは、E-12より脊髄及び脳の血管に認められ、E-15に最も強い発現がみられた。E-15の免疫電顕では、C-CAMは血管内皮のabluminal側と血管周囲の細胞の突起との間に存在した。さらに、生後1日目には内皮のabluminal側とpericyteの間、pericyteと周辺のgliaとの間にC-CAMが発現し、この蛋白質が細胞-細胞接着能を持つことを考えると、脳血管内皮とpericyte,gliaとの接着を制御することにより、脳血管内皮細胞の分化を促進し、脳血液関門形成への過程に深くかかわっている可能性が示唆された。さらに新たに、C-CAMに対する単クローン抗体の作製を行い、C-CAMに強く反応する2つの抗体を得た。この抗体を用いたラット各組織の免疫組織学的解析の結果、異なった分布様式を示し、isoformによる発現の違いが考えられる。2.cDNA K3クローンは脳血液関連蛋白質HT-7抗原、OX-47抗原、Basiginと類似のものであることが判明した。cDNA K3クローン(λgt 11)から、分子生物学的方法を用いて融合蛋白質を作製、それを免疫源として抗体を作製した。この抗体を用いてラット脳血管発生におけるK3蛋白質の発現をみると、P-8時に脳血管内皮細胞のtight junctionにあることから、この蛋白質も又BBB形成に重要な役割を果たしていると考えられ、現在その機能的役割について研究がすすめられている。ラット腎λgtll cDNAライブラリ-より単離されたcDNAクロ-ンK3は、immunoglobulin superfamilyに属する細胞細胞接着関連蛋白質であることが、その塩基配列の検索から明かとなってきた。この蛋白質全塩基配列を知るために新たにクロ-ニングを、当施設及びカロリンスカ研究所細胞生物学教室で並行して行っている。この蛋白質の局在を知るために、cDNAクロ-ンK3より作成したβーガラクトシデ-スとの融合蛋白質に対する抗体をもちいて、免疫組織化学染色及びイムノブロッティングにより検討した。脳では、脈絡叢上皮、星膠細胞、皮膚、舌、食道では、重層扁平上皮の基底細胞層、胃、小腸、大腸では、細胞細胞接着部位に存在した。これらのことから、この蛋白質が細胞相互の接着に関与することが推定された。

イムノブッロティングでは、各組織で分量が異なり40ー70KDaの間にバンドがみとめられた。加えて、このKー3蛋白質と免疫学的類似性のあるCーCAM105についても、その抗体を入手して、ラットC6グリオ-マ細胞での発現を証明した。この蛋白質の存在は、グリオ-マ細胞ではいままで知られておらず、グリオ-マ細胞相互の接着にCーCAM105が関与している可能性が示唆された。CーCAM105の塩基配列は、昨年発表され、ラット肝細胞のectoーATPaseと同一蛋白質であり、ヒトのCEA familyと類似性を持つことが知られてきた。PCR法にて、上記に塩基配列より約1000bpのDNA断片を増幅し、Bluescript IIでサブクロ-ニング後、RNA、DNAプロ-ベを作成した。これらのプロ-ベを用いて、ラットC6グリオ-マに存在するCーCAM105のcDNAクロ-ニングを試みている。蛋白質レベルでも、本年当大学に納入されたABI社製ペプチドシンセサイザ-を用いて、K3,CーCAM105のN末端及びC末端のポリペプチドを化学合成し、ウサギ、モルモットに免疫し、抗体を作製中である。(1)C-CAM蛋白質は、CEAファミリーに属する細胞-細胞接着蛋白質であると考えられている。この分子が、胎生期ラット脳血管に特異的に発現していることを発見し、発現態度を、免疫組織学、免疫電顕、in situ hybridization等の方法を用いて検討し、次の結果を得た。1)C-CAMは胎生期比較的早期(E-13)より発現し、生後14日目には消失する。2)C-CAMの発現は、胎生期E-15では、中枢神経血管内皮のabluminal site及びpericyteの突起に限局し、P-1では、pericyteの細胞膜及びpericyteに接触している内皮細胞及び星膠細胞の突起に発現を認めるようになる。これらの形態学的結果から、C-CAMが発生時における脳血液関門(BBB)形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。BBB形成に関与するC-CAMの役割についての研究に加えて、C-CAM分子のクローニングに成功し、少なくとも2つのisoformのあることが判明した。新しく発見されたC-CAM2は、cytoplasmic domainが短いisoformであるが、このcDNAを、eukaryotic expression vectorに入れることができ、加えて、N末を欠損させたプラスミドの作成に成功した。さらに、これらのisoformsの種々のポリペプチドを合成し抗体を作成した。分子生物学的手法を用い、N末のcDNAをクローニングし、融合蛋白質発現システムに導入、N末特異的抗体を作成した。これらのプラスミドを用いたtransfectionと、部位特異的抗体とにより、C-CAMの生物学的役割を明らかにできると思われる。(2)cDNA K3クローンは、脳血液関門に関連する鳥のHT-7抗原のラットホモローグであることが判明した。cDNA K3クローンから融合蛋白質に対する作成し、その抗体を用いて、ラット脳血管発生時の発現を検討し次の結果を得た。
主架構の損傷を梁端下フランジの接合要素に限定する損傷制御構造

本研究課題は、柱・梁からなる主架構においても損傷制御を可能とする新しい構造システムを提案し、その力学挙動を明らかにするものである。提案する構造システムは、主架構の梁端下フランジ部分にダンパーを設置した制振構造の新しい形式の一つとして捉えることができる。昨年度までは提案した構造システムの力学挙動を明らかにすることに重点を置いてきたが、本年度は、従来の鋼構造建築物に蓄積される損傷過程に着目し、その評価方法を検討した。本研究で提案した構造システムは地震時の損傷部位が明確であることから、地震後も損傷部位を早期に補修でき、また、場合によっては損傷部位そのものを交換することが可能である。本年度の研究目的である、従来の鋼構造建築物における地震時の損傷過程を明らかにすることは、提案する構造システムが如何に優れているかを示すことにつながる。本年度は、まず、せん断力と軸方向力によって複合応力状態となる柱梁接合部パネル部材を対象とした繰り返し載荷実験を行い、複合応力下においても適用できるように拡張された鋼材の繰り返し履歴モデルを用いて、実験結果の追跡を試みた。拡張された鋼材の履歴モデルを用いることで、パネル部材について、全体挙動のみならず、局所的なひずみ履歴までを精度良く追跡できることが分かった。この鋼材レベルでの履歴モデルを用いて鋼部材と鋼材の損傷の関係を評価した。次いで軸力変動の大きな柱部材や、せん断スパンが短く、ウェブプレートにおいてせん断力の影響が大きくなる梁部材についても、繰り返し載荷実験を実施し、鋼材の繰り返し履歴モデルの適用性を確認した。これらの部材についても、この鋼材の繰り返し履歴モデルを用いることで、全体挙動ならびに局所挙動であるひずみ履歴を精度良く追跡できることを確認できた。最後にこれらの部材についても数値解析を行い、鋼部材と鋼材の損傷の関係を評価した。本研究課題は,柱・梁からなる主架構においても損傷制御を可能とする新しい構造システムを提案し,その力学挙動を明らかにするものである.提案する構造システムは,主架構の梁端下フランジ部分にダンパーを設置した制振構造の新たな形式と捉えることができる.本年度ではまず,鋼構造建築物の一般的な溶接接合部の塑性変形能力に悪影響を及ぼす梁上の床スラブに着目した.実大規模の部材を用いた繰り返し載荷実験から,本構造システムにおいては床スラブの設置は剛性・強度をともに上昇させるが,塑性変形能力にはほとんど影響を及ぼさないことが分かった.次いで,梁端下フランジに設置するダンパーの座屈に対する設計方法を検討するため,梁下ダンパー要素の繰り返し軸方向載荷実験を行った.この実験結果と座屈波形の簡易なモデル化により,ダンパーの塑性化部位で面外座屈を生じさせず,圧縮・引張荷重下で安定的にダンパーを機能させるために必要な補剛板の座屈補剛条件式を提示した.さらに接合部のせん断力に対する設計方法を検討するため,接合部の繰り返し曲げせん断載荷実験を行った.この実験から,接合部のせん断耐力が不足していると柱-梁間でのせん断ずれが顕著となり,ダンパーが設計どおりに機能しないことが分かった.したがって,柱-梁間で急激なせん断ずれを生じさせないせん断力を,ダンパーを安定的に機能させるために必要な接合部のせん断耐力であると考え,接合部の耐荷機構からせん断耐力評価式を導いた.以上の研究成果をそれぞれまとめ,日本建築学会構造系論文集に投稿した.その結果,本年度では3編の原著論文が採用されている.本研究課題は、柱・梁からなる主架構においても損傷制御を可能とする新しい構造システムを提案し、その力学挙動を明らかにするものである。
新しい発想による癌治療薬剤候補の探索と応用

悪性癌は腫瘍の進行に際し上皮ー間葉転換(EMT)を起こすことが明らかになった。癌幹細胞の性状の細胞ではFOXC2が高発現していた。EMT細胞と癌幹細胞の共通特徴は血小板由来成長因子受容体β(PDGFRβ)を発現していることを知った。そこで、申請者はPDGFRβの発現を制御しているのはFOXC2ではないかと考え検証した。FOXC2は標的遺伝子PDGFRβを介して乳癌のEMTに働くことが示された。PDGFRβの阻害剤であるSunitinibをFOXC2発現腫瘍細胞に添加すると、細胞増殖、転移を抑制し、腫瘍様塊形成を減少させた。当研究で用いたSunitinibは新しい乳癌治療の薬剤候補となり得る。FOXC2の発現を消失させるために、FOXC2 ShRNAをHNLER-TGFβ, NHLER-Snail, NHLER-Twist細胞に遺伝子導入したところ、FOXC2の発現が消失した。形態的には上皮様構造を示した。また、ウエスタンブロットで、E-cadherinが出現し、Vimentin, Fibronectin, N-cadherinは消失した。FOXC2発現をノックダウンさせた細胞株では、遊走能や浸潤能が低下した。さらに、FOXC2を高発現させた細胞は癌幹細胞の指標であるCD44high/CD24low細胞の頻度が増加し、mammoshere形成数が増加した。逆に、FOXC2 ShRNAでノックダウンするとCD44high/CD24low細胞の頻度が著減し、mammosher形成数が著減した。FACSにより分離されたCD44high/CD24low細胞やmammoshereを形成する細胞は乳癌の癌幹細胞の性質をもつことが知られている。そこで、CD44high/CD24low細胞がCD44low/CD24high細胞に比して、FOXC2の発現が高かった。またmammosphere形成により選択した細胞が選択前の細胞に比して、FOXC2の発現が著明に増加していた。さらに、HMLERにFOXC2発現ベクターを遺伝子導入により高発現させたHMLER-FOXC2細胞をFACS解析にかけて解析したところ、FOXC2遺伝子導入によりCD44high/CD24high細胞がCD44high/CD24low細胞にシフトすることが明らかになった。申請者はHNLER-TGFb、HNLER-Snail1、HNLER-Twist細胞にFOXC2 shRNAによりFOXC2の発現をノックダウンしたところ、形態的に上皮様構造を示しEMTが抑制された。これはウエスタンブロット解析による上皮マーカーの発現亢進、間葉マーカーの減少と、遊走能・浸潤能テストでも確認された。さらに、FOXC2ノックダウン細胞では癌肝細胞の指標であるCD44high/CD24lowの細胞の頻度、腫瘍様塊形成数が減少した。有糸分裂阻害剤paclitaxelに対する感受性も減少した。このことは、FOXC2が癌幹細胞形成に重要であることを示している。FACSにより分離されたCD44high/CD24low細胞や腫瘍様塊を形成する細胞は乳癌幹細胞の性質をもつことが知られている。そこで、CD44high/CD24low細胞ではCD44low/CD24high細胞に比較してFOXC2の発現は亢進していた。また腫瘍様塊形成により選択した細胞が選択前の細胞に比して、FOXC2の発現が著明に増加していた。FOXC2の発現をノックダウンしたところ、PDGFRβの発現が消失し、細胞遊走能が減少した。さらに、PDGFRβの阻害剤であるSunitinibをFOXC2発現腫瘍細胞に添加すると、細胞増殖、転移を抑制し、腫瘍様塊形成を減少させた。以上のことから、FOXC2は標的遺伝子PDGFRβを介して乳癌のEMTに働くことが示された。医歯薬学上皮ー間葉転換した細胞は幹細胞の性状をもつ傾向にあり、逆に、幹細胞の性状をもつ細胞はFOXC2発現レベルが高いことが明らかになった。申請者は、血管系で内皮細胞と平滑筋細胞がPDGF-B/PDGFRβ系でもって平滑筋をリクルートしている点に注目して、EMT細胞や癌幹細胞にもPDGFRβが発現しているのではないかという仮説を持った。以下の実験を行う。

まず、HMLER-Twist, HMLER-Snail, HMLER-TGFβ細胞にFOXC2 ShRNAを導入し、FOXC2をノックダウンさせた時、PDGFRβの発現が消失するかどうかを検討する。次に、HMLR-Snail, HMLER-TGFβ, HMLER-Snail, SUM159細胞にFOXC2 ShRNAを導入し、FOXC2をノックダウンさせた時、細胞遊走能が著明に減少するかどうか。さらに、PDGFRβには低分子の阻害剤Sunitinibが知られている。そこで、まずHMLER-FOXC2細胞にこの薬剤を添加した際の培養シャーレ内の増殖を阻害するかどうか、を見る。その後、HMLER-FOXC2細胞やHMLER-Snail細胞のmammosphere形成実験でこの薬剤を入れるとmammosphre数が著明に減少するかどうか、を検討する。最後に、Sunitinibを継続的に服用させたマウスでは、HMLER-FOXC2細胞をマウス乳腺の脂肪部注射して原発巣の腫瘍サイズの増殖が減少するか。また、この薬剤投与により細胞を移植された個体の生存が延長するかどうかを明らかにする。
加速器中性子利用９９Ｍｏ等医学用ＲＩ生成開発研究

放射性同位体(RI)を含む医薬品は核医学診断及び治療に重用されている。本研究では、加速器で得られる中性子を用い診断用99mTcの親核99Mo及び64Cu、がん治療用90Y及び67Cuを独自の方法で生成し、高品質の99mTc、64Cu、67Cu及び90Yを分離・精製する開発研究を成功裏に行った。実際、本製法による99mTcの医薬品は市販の99mTc医薬品と同等であることをマウスの画像撮影等により確認した。また高品質の67Cuを多量に生成する方法を初めて確立し、今後の67Cu医薬品の創薬へ向けた研究に目処を立てた。◆^<99>Mo:高価な濃縮MoO3標的を高密度で再利用可能な形状にすべく溶融法を開発。密度3.3g/cm3で約30gの溶融ペレット標的の安定製作に目処を立てた。MoO3は、石英との収縮率差で石英管に亀裂が生じるため容易に試験管から取出せ、標的損失は0.2%以下。電気炉内で昇華したMoO3標的を回収する2方法を開発。アンモニア水溶解法ではMoO3標的をほぼ100%回収。超音波剥離回収法では、回収率は99.1%。10g程度のMoO3標的の経験を基に、100g用の乾式昇華装置を設計。装置の主材料は石英とし、テストピースで900°Cまでの耐久試験を行い、十分使用に耐える事を確認。◆^<90>Y:^<90>Zr標的から^<90>Yを化学分離・精製する方法をテスト。原子力機構タンデム加速器で生成した^<88>Zr及び^<88>Yトレーサーを利用し化学分離手法を検討。分離には塩酸溶液を主体とした陽・陰イオン交換法を組み合わせ利用。現在まで、YフラクションからのZr標的の除去率を10^<-4>以下に確保。無担体Yの回収率は、樹脂の性能に大きく依存し30%70%。Yの回収率・Zrの除去率の向上と、その他の不純物の定量評価の更なる検討を行う。高価な濃縮^<90>Zr標的の回収率は、上記で最大99%。上記の化学分離系に最適な出発物質となる濃縮標的の調整法の検討を開始。◆^<64,67>Cu:標的Znから^<64>Cu,^<67>Cuを分離・精製する方法を検討、テストした。キレート樹脂カラム及び陰イオン交換樹脂カラムを用いてCu及びZnの挙動を放射性でないコールド実験で調べた。先ず、標的物質ZnOの濃塩酸での溶解を確認。半減期が短い^<64>Cu及び^<67>Cuの分離・精製を迅速に行うため、蒸発乾固過程のない手順を採用。高価な濃縮Zn標的を高効率で回収するため、水酸化物(Zn(OH)_2)沈殿法をテストし、95%以上の回収率を確認。'◆高崎研究所の加速器中性子を利用しRIを生成するための整備を完了。99Mo :1)原子力機構の加速器で得られる中性子を濃縮100Mo試料に照射して99Moを製造。この99Moから昇華法で分離・精製し抽出した99mTcの放射性核種純度を半導体検出器で、化学純度を質量分析器で、医薬品への標識率を薄膜クロマトグラフィで測定。これらの緒品質が市販のものと同等であることを確認。2)加速器中性子で得た99mTcを製剤メーカーに提供、医薬品に標識したものを小動物に注射しその画像を撮影。一方、市販の99mTcを含む医薬品を小動物に注射して画像をとり、両者を比較し同等であることを確認。この結果、加速器中性子で製造される99mTcが市販の放射性医薬品と同等の品質を持つことを示す世界初の結果。ところで、3)昇華法については、MoO3試料の量が増加(10g程度以上)したり、ミルキング回数が増えると99mTcの分離効率が激減するという30年来の未解決の課題があったが、本研究で独自の研究手法を用い詳細な研究を重ね上記2課題を解決。また、4)大量の髙品質99Moを製造する本方式の世界初のテストを、原子力機構のサイクロトロンで実施した。40MeVの重陽子を炭素標的に照射して生成される髙速中性子を濃縮100Mo試料に照射して99Moを製造し、この99Moの放射性核種純度の測定によりその髙純度性を初めて明確にした。

64Cu, 67Cu : 1)原子力機構の加速器で得られる中性子を濃縮及び天然のZn試料に照射し64Cu及び67Cuを生成。本研究用に製作したイオン交換分離用装置を用い、無担体の64Cu及び67Cuを抽出。64Cu, 67Cuの品質を99Moと同様の方法で調べ、放射性医薬品としての髙品質を有する事を確認。2)同機構のサイクロトロンで得た髙速中性子を濃縮68ZnO試料に照射し67Cuを製造、イオン交換法でZnOから67Cuを分離精製、抽出した67Cuの放射性核種純度、放射化学純度を測定、従来の陽子による製造法に比し極めて髙い核種純度の67Cuを製造できることを実証。3)64Cuを利用したがん診断薬開発のため、64CuHP誘導体を合成し、ヒト乳腺がん細胞等をヌードマウスに移植した結果、64CuHPを用いたがん診断の可能性が実証。4)64Cu標識用新規配位子として、ペプチド性キレーターの開発に成功。腫瘍微小環境に発現するCTLA-4および潰瘍性大腸炎で発現亢進する標的分子に対する抗体を64Cuで標識し、各標的に対するイメージングプローブとしての有効性を実証。90Y : 1)加速器中性子を濃縮90Zr試料に照射し90Yを生成。陰イオン及び陽イオン交換法で90Yを分離精製し、抽出した90Yの放射性核種及び放射化学純度を調、医薬品としての品質を確認。1) 99Moは、原子力機構の加速器で生成される14MeVの加速器中性子を天然及び濃縮MoO3試料に照射して製造した。この99Moを含む照射済MoO3試料から99mTcを分離精製する昇華実験を行った。MoO3試料を昇華装置内のルツボ内にセット後、電気炉ヒーターをオンし溶融させた。その際、溶融後のMoO3試料の条件を色々変えて99mTcの分離率を測定した。同時に個々の試料について、99mTcの分離率がミルキングの回数と共にどの様に変化するかも調べた。分離した99mTcを回収し、99mTcの放射核純度をGe検出器でガンマ線を測定して調べた。その結果、99Moの含有量は0.015%以下であり、99Mo以外の放射性同位元素の含有量は0.01%以下であった。これらの値は、市販されている99mTcの品質と同等である。更に、この99mTc溶液を市販の99mTc医薬品の標識キットと反応させて標識率を測定し、90%以上の標識率を得た。上記中性子で同時に製造される、ニオブ及びジルコニウムが昇華法によって99mTcとは完全に分離されることを確かめた。2) 90Yは、原子力機構タンデム加速器の陽子ビームで生成した88Zr及び88Yトレーサーを利用し化学分離を行った。分離には塩酸溶液を主体とした陽・陰イオン交換法を利用。無担体Yの回収率は、樹脂の性能に依存する事が分かった。用いるZr試料の化合物でできるだけZrの割合が高いものを更に調べている。3) 64Cu及び67Cuについては、上記加速器中性子を天然及び濃縮ZnO試料に照射して標的Znから64Cu, 67Cuを分離・精製する実験を行った。CuとZnの分離には、キレート樹脂カラム及び陰イオン交換樹脂カラムを用いた。分離過程でのCuの抽出率は95%以上。また、抽出したCuを用いて、DOTA等を用い標識実験を行い、高い標識率を得た。短半減期の放射性同位体(RI)を含む医薬品は核医学診断及び癌治療に利用。^<99m>Tc医薬品は我が国で年間7090万件利用。^<99m>Tcの親核^<99>Moは輸入されているが、海外の^<99>Mo製造用原子炉の計画外停止で^<99>Mo不足が生じ、加速器等による^<99>Moの代替生成法開発が世界の喫緊の課題。癌治療用^<90>Yも輸入。一方、診断治療用RIとして期待が高い^<67>Cuはその生成法の開発が30年来模索中。
南アジア社会におけるキリスト教と社会文化的変容に関する研究

本研究は、2年計画で行われた。この間、研究代表者・分担者4名全員により9回、のべ約10ヶ月にわたって現地調査を行った。調査地は、南インドのタミルナードゥ州、ケーララ州、スリランカ、およびモーリシャス、レユニオン、フランス本国のインド人社会に及んでいる。また、研究成果を持ちよっての研究会を3回開催し、成果の報告と討論を行った。その結果、南インドからスリランカ、インド洋西域におけるインド系住民の社会・文化にあたえたキリスト教の影響は、当然ながら決定的なものがありながら、一方で、当該社会における社会政治状況によって、それぞれ独自の展開を見せたことが実証的に明らかになった。とくに注目すべき点として、1)歴史的にキリスト教とカースト制との関係が極めて複雑であり、とくに理論上カースト制の存在を否定するキリスト教ミッションのがわが、現実にはカースト制を温存するかいなかをめぐって論争を繰り返していたこと、2)プロテスタント的キリスト教を媒介にして、仏教、ヒンドゥー教などの宗教的ナショナリズムがそれぞれの地域で独自の展開を見せたこと、3)宗教間相互の布置関係の中で、それぞれの宗教がたがいに影響を与え合い、きわめて複雑な様相を生み出していること、とくにマリア信仰が南アジア社会の女神信仰と親和的であり、宗教間の交流の有力な窓口になってきたこと、などが知見として明らかになった。これらの点は、本来のキリスト教文化が否定してきた側面をむしろ強化する結果となる逆説的な現象であるということができる。これによって、キリスト教を媒介とした「文明化のパラドックス」を鮮明に実証することができたものと考えている。本助成による研究の成果は、報告書としてまとめられたとともに、また単発の論文としても順次刊行される予定である。本年度は、川島をスリランカ、インド・ケーララ州(8-9月)、小林をインド・ケーララ州(2-3月)、杉本(星)をインド・タミルナードゥ州、モーリシャス、レユニオン(7-9月)、杉本(良)をインド・タミルナードゥ州に(7-8月)、それぞれ派遣した。また研究協力者サガヤラージは、おもに杉本(良)とともに、タミルナードゥ州での調査研究を行った。さらに、2月には調査研究の成果をもちよって研究会を行った。調査研究が行われた地域の南インド系社会の中では、キリスト教のとくにマリア信仰が、その普及に大きな役割をはたしていることがすでに知られている。じっさい、いくつかのマリア教会などをみると、教会の形式、あるいは儀礼の形態などに、ヒンドゥー教の女神信仰との深い関連があることがわかり、同じマリア教会といっても、ヨーロッパのそれとはまたことなって、南インド系社会独自の展開があったことがうかがわれた。逆に、とくにモーリシャス、レユニオンなどでは、ヒンドゥー教の儀礼形態などにキリスト教会の影響も色濃く見られた。一方、これらの地域におけるヒンドゥー教、仏教を中心にした近代的宗教ナショナリズムの展開にとって、キリスト教ミッショナリーがはたした役割の重要性が、当初予測していたよりもはるかに大きくかつ決定的なものであったことがみてとれた。そして、これらの地域における宗教・政治状況をみるときに、従来以上にキリスト教ミッションとの関係を重視しなければならないとの認識を得た。したがって、来年度は、主にマリア信仰を中心にした南インド系社会のキリスト教信仰の独自性、そして宗教的ナショナリズムにおけるキリスト教ミッショナリーの役割、の2点にとくに注目して、比較の視点からさらに調査研究を進めていく予定である。そのために、できればヨーロッパ社会との比較のための調査も視野に入れておく必要があるとの認識で一致した。本年度は2年計画の最終年度に当たり、引き続きインド、スリランカ、レユニオン、および昨年度の経験からヨーロッパにおける調査・資料収集の必要性がでてきたために、フランスにも分担者を派遣し、資料の収集にあたった。さらに、年度末に研究会を開催し、これまでの収集資料のつきあわせ、および分析・考察の結果を持ち寄って報告しあった。

その結果、南インドからスリランカ、インド洋西域におけるインド系住民の社会・文化にあたえたキリスト教の影響は、当然ながら決定的なものがありながら、一方で、当該社会における社会政治状況によって、それぞれ独自の展開を見せたことが実証的に明らかになった。とくに注目すべき点として、1)歴史的にキリスト教とカースト制との関係が極めて複雑であり、とくに理論上カースト制の存在を否定するキリスト教ミッションのがわが、現実にはカースト制を温存するかいなかをめぐって論争を繰り返していたこと、2)プロテスタント的キリスト教を媒介にして、仏教、ヒンドゥー教などの宗教的ナショナリズムがそれぞれの地域で独自の展開を見せたこと、3)宗教間相互の布置関係の中で、それぞれの宗教がたがいに影響を与え合い、きわめて複雑な様相を生み出していること、とくにマリア信仰が南アジア社会の女神信仰と親和的であり、宗教間の交流の有力な窓口になってきたこと、などが知見として明らかになった。本助成による研究の成果は、報告書としてまとめられたとともに、また単発の論文としても順次刊行される予定である。
bFGFによる口蓋裂術後瘢痕形成の制御に関する基礎的研究

Push Back法による口蓋形成手術において、術直後のbFGFの局所投与により瘢痕形成の抑制と上顎骨の成長抑制の緩和をはかる新しい口蓋裂治療の確立のため、動物モデル実験により基礎データの蓄積を目指した。その結果、bFGFの筋線維芽細胞のアポトーシスの促進効果、コラーゲン線維成熟の抑制効果、歯列弓狭窄の緩和の効果、さらに弾性系線維形成の抑制効果を明らかにすることができた。以上のことから、術直後のbFGFの局所投与は有効であることが示唆された。本研究では、Push Back法による口蓋形成手術において、術直後のbFGFの局所投与により瘢痕形成の抑制と上顎骨の成長抑制の緩和をはかる新しい口蓋裂治療の確立のため、動物モデル実験により基礎データの蓄積を目指す。具体的には、ラット口蓋に粘膜骨膜剥離の骨露出創を形成し、フィブリングルー塗布後にbFGF水溶液の局所投与を行い、その創傷治癒過程の検索から、bFGFの筋線維芽細胞のアポトーシスの促進効果、コラーゲン線維成熟の抑制効果、血管新生の効果、さらに骨成長に与える影響を明らかにすることを目的とする。今年度は、bFGFの筋線維芽細胞のアポトーシス促進効果について観察することを優先し、その評価法を確立するための資料採得と手技の確立を行った。(実験方法)生後20日齢の雄性ウイスターラットの口蓋に粘膜骨膜剥離の骨露出創を作製してbFGFを投与後、前頭断連続切片を作成する。その後TUNEL染色を用いて筋線維芽細胞のアポトーシスを蛍光顕微鏡にて観察する。現在、ラットをコントロール(無処置のもの)、瘢痕形成群(口蓋に粘膜骨膜剥離の骨露出創を作製したもの)、bFGF投与群(瘢痕形成群にbFGF:20μg/10μ1投与したもの)、Sham群(瘢痕形成群に蒸留水のみ投与したもの)の4群に設定し、bFGF投与から3日、5日、1週、2週の各期間で屠殺し、通法に従い連続切片を作成している状態である。今後TUNEL染色キットを用いて染色し、蛍光顕微鏡にて観察、評価する予定である。予測では、川鍋ら(Orthodontic waves,細胞の減少時期が早くなっていることより、本実験のTUNEL陽性反応の著明な時期についても、bFGF投与群が瘢痕形成群と比較して早い期間で陽性反応を認めると考えられる。さらに陽性反応の強さについても、bFGF投与群で著明に認められると考えている。これらのことから、bFGFは筋線維芽細胞のアポトーシスを促進していることを証明する。今年度は、bFGFの筋線維芽細胞のアポトーシス促進効果についての観察結果をまとめて学会発表を行った。20日齢の雄性Wistarラットを24匹用い、対照群、粘膜骨膜を剥離した瘢痕形成群、剥離直後にbFGFを投与しフィブリン糊で被覆したbFGF投与群、Sham群を設定した。術後2日、5日、1週、2週に麻酔下に屠殺し前頭断連続切片を作製し、HE染色による病理組織学的検索と筋線維芽細胞に発現するα-SMAとアポトーシス細胞を染め分けるTUNEL法の蛍光二重染色を用いて免疫組織化学的検索を行った。結果として、病理組織学的検索では、bFGF投与群は、術後1週間で瘢痕形成群、Sham群と較べ明らかに対照群に類似した組織像を示した。このことから、フィブリン糊を用いた粘膜骨膜剥離直後のbFGF投与は、以前の術後1週間でbFGFを投与した研究と比べ創傷治癒過程が促進されていることが考えられた。α-SMAのアポトーシス陽性反応では、bFGF投与群は、術後5日で瘢痕形成群、Sham群とほぼ同様にα-SMAのアポトーシス像を呈したが、術後1週以降では対照群に類似した組織像を示した。一方、瘢痕形成群およびSham群は、術後5日、術後1週でどちらもアポトーシス像が見られたが、術後2週では、どちらもアポトーシス像が見られなかった。これらのことから、bFGF投与群は、瘢痕形成群およびSham群と比べ術後5日でアポトーシス反応が最も広範に認められアポトーシスが促進されていることが考えられた。今後は、データが定性的なため、定量的に評価してその結果を学会発表および論文にまとめる予定である。また現在、コラーゲン線維の動態と口蓋骨への嵌入様相の観察と架橋分析について実験を開始し、今後、結果をまとめていく予定である。今年度は、昨年度に行ったbFGFの筋線維芽細胞のアポトーシス促進効果について定量的に評価した結果をまとめて学会発表を行った。20日齢の雄性Wistarラットを80匹用い、対照群、粘膜骨膜を剥離した瘢痕形成群、剥離直後にbFGFを投与しフィブリン糊で被覆したbFGF投与群、Sham群を設定した。

昨年度の術後2日、5日、1週に術後2週を加え、各時点で麻酔下に屠殺し前頭断連続切片を作製し、HE染色による病理組織学的検索と筋線維芽細胞に発現するα-SMAとアポトーシス細胞を染め分けるTUNEL法の蛍光二重染色を用いて免疫組織化学的検索を行った。さらに今回、α-SMAがアポトーシスを起こした面積を画像処理ソフトウェアImageJにて定量し、Scheffe法にて多重比較検定を行った。結果は、α-SMAのアポトーシス陽性反応について、瘢痕形成群、Sham群において術後5日、1週で対照群と比較して有意に増加し、術後2週で減少を認めた。一方、bFGF投与群は、術後2日で対照群と比較して有意に増加し、術後5日以降で減少を認めた。このことから、bFGFを投与することにより、創傷治癒過程で現れる筋線維芽細胞のアポトーシスが促進されていることが考えられた。さらに、bFGF投与群は、HE染色像において術後2週で瘢痕形成群、Sham群と比較して線維性結合組織が疎であり対照群に類似した組織像を示し、二重免疫染色像において筋線維芽細胞と思われるα-SMAの陽性反応が減少していた。これらのことから、bFGFを投与することにより、筋線維芽細胞が減少し、瘢痕形成が緩和される可能性が考えられた。今後は、この結果を論文として公表するとともに、現在進めている、コラーゲン線維の動態と歯列幅に対するbFGFの効果について、実験結果を学会発表と論文投稿を行う。今年度は、(1)bFGFによるコラーゲン線維の蓄積と歯列幅径に与える効果を学会発表した。また、(2)弾性系線維に対するbFGFの効果について論文として公表した。(3)前年度に行つたbFGFによる筋線維芽細胞のアポトーシスの促進効果の定量的評価は、知見をまとめて論文にしている。(1)について、方法は20日齢のWistarラットを用い、対照群、瘢痕形成群、術直後bFGF投与群、Sham群、さらに、1週bFGF投与群を設定した。術後6週経過時に前頭断連続切片を作製し、切片はHE染色を行い画像計測ソフトで第一臼歯間距離計測を行った。また、抗コラーゲンタイプ1抗体で蛍光免疫染色を行った。その結果、術直後bFGF投与群は、第一臼歯間距離計測で、瘢痕形成群、Sham群および1週bFGF投与群と比較して大きな値を示し、対照群に近似していた。免疫染色では、粘膜下組織が瘢痕形成群、sham群および1週bFGF投与群と比較して弱く染色されていた。以上から、術直後のbFGF投与は、粘膜下組織におけるコラーゲンタイプ1の蓄積を阻止することで瘢痕形成を抑制し、歯列幅径の成長抑制を緩和する可能性が示唆された。(2)について、方法は20日齢のWistarラットを用い、対照群、瘢痕形成群、bFGF投与群およびSham群の4群を設定した。術後6週経過時に前頭断連続切片を作製した。弾性系線維の構成成分である微細線維の標識として抗fibrillin抗体で蛍光免疫染色を行い、陽性反応の面積を定量評価した。その結果、口蓋粘膜骨膜剥離後に形成された瘢痕組織中に微細線維の陽性反応を認めた。その陽性反応の面積の定量評価では、瘢痕形成群とSham群は対照群と比較して有意に大きかった。bFGF投与群は対照群より大きい値を示したが、瘢痕形成群およびSham群と比較して有意に小さかった。以上から、bFGF投与は弾性系線維の形成を抑制する可能性が考えられた。
就眠運動阻害剤を基盤としたアメリカツノクサネム特異的除草剤の開発

マメ科植物の多くは「夜に葉を閉じて眠り、朝に再び葉を開く」、日周性の就眠運動を行なう。この運動は就眠・覚醒の両活性物質の濃度バランス変化により制御されている。また、この運動を覚醒状態のまま停止させると水分蒸発量が上昇し枯死することから、就眠運動の阻害剤は従来にない除草剤のリード化合物となりうる。アメリカツノクサネムは米国の遺伝子組換えダイズ農業に用いられる除草剤「ラウンドアップ」の効果が低いために問題となっているマメ科の難防除雑草である。本研究では本植物の選択的除草剤の開発を目指して覚醒物質の探索を行なった。沖縄で採集したツノクサネムのメタノール抽出液に対し、独自の生物検定試験を指標として分離条件を検討した結果、弱い覚醒活性を示すアデニン、トリプトファンを得ることができた。しかし、より強力な活性を示す真の覚醒物質は植物体内に多量に含まれる糖成分との分離が困難であるため、本手法では精製することができなかった。そこで、各種ゲルろ過クロマトグラフィーを繰り返し、効率よく糖成分を除去し1g/Lの濃度で覚醒活性を示す画分を得た。さらに本活性画分の分離検討を続けた結果、Develosil ODS-HG-5カラムを用いたHPLCを繰り返し行なうことで、10^<-3>g/Lという強力な覚醒活性を示す画分を得るに至った。また、本研究を展開する中でダイズの老化遅延による収量増加の可能性についての知見も得ることができた。今後は就眠運動阻害剤による雑草駆除と老化遅延(アンチエイジング)によるダイズの単収増加という両面からダイズ農業のさらなる発展に貢献していきたい。マメ科植物の多くは日周性の就眠運動を行なう。この運動は就眠・覚醒の2種の活性物質の濃度バランスの変化により制御されている。アメリカツノクサネムはモンサント社のラウンドアップの効果が低いために、米国の遺伝子組換えダイズ農業において重大な問題となっているマメ科の難防除雑草である。本研究では、本植物の選択的除草剤の開発を目指して覚醒物質の探索を行なった。そこで、比較的糖成分との分離が可能であったAmberlite X AD-7、TOYOPEARL HW-40Fによるゲルろ過クロマトグラフィーを繰り返し、1g/Lの濃度で覚醒活性を示す画分を得ることに成功した。さらに、本活性画分の分離検討を続けた結果、Develosil ODS-HG-5カラムを用いたHPLCを繰り返し行なうことで、10^<-3>g/Lという強力な覚醒活性を示す画分19μgを得るに至った。活性物質の分子量を数百程度と仮定すると、この活性物質は植物ホルモンにも匹敵する濃度でツノクサネムに対し覚醒活性を示すことになる。今後は本活性物質の大量調製と構造解析を進め、アメリカツノクサネムに特異的に覚醒活性を示す高選択的除草剤開発へと研究を展開させる。
コロナ帯電を用いたソーダライムガラスへのホログラム記録の最適化とその応用

本研究では、コロナ帯電を用いた可視域レーザーでの汎用ガラスであるソーダライムガラスへのホログラム記録技術の確立とその応用を目的とし、ガラスホログラムの高精度化・高効率化および環境にやさしいセキュアガラスホログラムの作製技術の確立を目指した。3年間の研究を通して、コロナ帯電温度および帯電時間の最適化を確立し、ガラスにセキュアホログラムを潜像として記録することに成功した。本研究では、現在まで研究を進めたきたコロナ帯電を用いた可視域レーザーでのソーダタイムガラスへのホログラム記録の最適化とその応用を目的とする。本研究では、記録媒体として汎用ガラスであるソーダライムガラスを用いて、高精度・高効率かつ環境にやさしいホログラム作製の最適化およびその応用を検討した。初年度は、雰囲気制御コロナ帯電装置の作製に重点を置き研究を進めた。可動式雰囲気制御コロナ帯電装置の作製については、まずガラス全面に均等にコロナ放電ができるように、土台を大型化し上下に移動できるように可動部を設けた。また、Na+の移動を促進させるために、雰囲気調整が可能なコロナ帯電ユニットとして作製し、今後ホログラム記録の高速化を図れるように設計した。ガラスホログラムのセキュリティーへの応用に関しては、現在までに、我々の研究で作製したガラスホログラムは、暗号化については検討していなかった。そこで、今年度の本研究ではガラス内部にホログラムを記録・再生する際、ホログラム再生時のスペックルノイズ耐性や再生レーザーの強度分布に適応できる最適な暗号手法について検討をおこなった。一般的に普及しているQRコードをベースに情報の暗号化をおこない、さらにガラス内部にホログラムを潜像として記録することで、情報の存在を隠した。残念ながら、まだ再生時のノイズが多く、正しく解読できていない。今後最適な処理条件(加熱温度、コロナ帯電印加電圧、コロナ帯電時間等)の検討を進めていく。おおむね当初の計画どおり順調に進んでいる。次年度も計画どおり実験を進める。本研究では、現在まで研究を進めてきたコロナ帯電を用いた、可視域レーザーでのソーダライムガラスへのホログラム記録の最適化とその応用を目的とする。本研究では、記録媒体として汎用ガラスであるソーダライムガラスを用いて、高精度・高効率かつ環境にやさしいホログラム記録の最適化およびその応用について検討してきた。可動式雰囲気制御コロナ帯電装置については、まずガラス全面に均等にコロナ帯電できるように、土台を大型化し上下に移動できるように可動部を設けた。また、Naイオンの移動を促進させるために、雰囲気調整が可能なコロナ帯電ユニットとして作製し、今後のホログラム記録の高速化を図れるように設計した。今年度の本研究では、ガラスの形状に重点を置き研究をおこなった。将来の実用化においては、自動車ガラスのように、湾曲したガラスに対しての情報記録が必要となるためである。そこで、湾曲したガラスを用いた場合のコロナ帯電特性について評価をおこない、効率は悪くなるが、問題なくコロナ放電処理できることを確認した。今後は湾曲ガラスに最適なコロナ放電装置の開発が必要であろう。また、将来必要となるディジタルデータの記録に関しての基礎データを取得するために、新たにディジタルホログラム記録装置を組み、初期研究をスタートした。今後最適な処理条件(加熱温度、コロナ帯電印加時間、コロナ帯電時間、ガラス基板の種類・形状)の検討を進めていく。次年度が最終年度となるので、実験を総括できるように進めていく。将来の実用化においては、自動車ガラスのように、湾曲したガラスに対しての情報記録が必要となるため、湾曲ガラスに対しても、コロナ放電処理できるような装置を作製した。最終年度は、特にガラスホログラムに記録される情報のセキュリティ強化を検討した。現在までの研究では、一般的なQRコードをホログラム化して潜像として記録してきた。最終年度は、さらにQRコードを独自のアルゴリズムで暗号化した“セキュアQRコード"を潜像として記録することにより、セキュリティ性の高い情報記録を目的として研究を行った。その結果、セキュアQRコードのガラスへのホログラム記録および再生に成功した。次年度以降は、平成27年度の実験結果を踏まえ、高精度・高回折効率のガラスホログラムの作製に重きを置き研究をすすめる。

高精度・高回折効率のガラスホログラムの作製について、平成27年度の実験結果を踏まえ、ガラス組成や作製条件を最適化することにより、最終的にレリーフ深さ数300nm程度、回折効率20%程度の回折格子の作製を目指す。次年度が最終年度となるため、いままでの実験をまとめ、高精度・高効率かつセキュアなガラスホログラムの作製に重きを置き研究を進める。湾曲ガラスに対応したコロナ帯電装置の最適化および、セキュアなホログラムとしてSQRC(セキュアQRコード)の記録・再生を試みる。情報フォトニクス想定していたよりも安価に装置設計ができたため、16万程度の使用額が生じた想定通りに使用したが、旅費が想定していたよりも少なくて済んだため、端数として5924円の残額が生じてしまった。次年度使用額については、12月に開催される予定の国際会議の参加費およびホログラム関連の消耗品購入費にあてる。12月に韓国で開催予定のホログラムに関する国際学会参加費用およびホログラム関連の消耗品購入費にあてる。