hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新素材HAp/Col複合体とポリL乳酸製ケージを用いたハイブリッド型人工骨の開発

アパタイト/コラーゲン(HAp/Col)はアパタイト結晶がコラーゲン線維のC軸方向に配向し、骨類似の構造を持っている。この複合体はバルク材であっても荷重下で分解・吸収され、その分解産物が破骨細胞を誘引するとともに、破骨細胞が骨芽細胞を誘導することが示唆された。この知見に基づき、HAp/ColとPLLAプレートを用いた頚椎前方固定システムを開発した。ビーグル犬の頚椎にBMP-2を含浸したHAp/Colインプラントを用いて1椎間2椎体固定を行った。インプラントの脱転予防にPLLAプレートとチタンスクリュー固定を併用した。プレート固定によるインプラントの固定性向上と複合体の優れた骨伝導能の結果、上下椎体から伸びる新生骨の形成は経時的に進行した。一方、BMP含浸により術後早期に仮骨が出現し、新生骨の架橋形成が促進されるため、collapseは減少した。さらに、rhBMP-2含浸インプラントをPLLAプレートで固定することにより、collapseは明らかに減少した。HAp/Colimplantを早期に臨床応用するためには、この複合体の骨置換速度を促進する必要があると考えてHAp/Colに改良を加え、多孔体とsheetを作製した。多孔質HAp/Colは崩れにくく弾力性を持っており、細胞が侵入しやすく、実質部(気孔以外の部分)の密度が高すぎないため、薬剤が浸透しやすく、また放出されやすい。ラットの大腿骨遠位部にφ3mmの骨孔を穿ち、多孔体を移植して骨伝導能を検討した。2週後、新生骨が形成され、TRAP陽性の破骨細胞様細胞が変性した多孔体と新生骨表面に付着していた。4週経過すると、多孔体はほぼ骨に置換されていた。HAp/Col多孔体は移植後多数の破骨細胞が動員されて吸収され、骨芽細胞による骨形成を促進することが示唆された。長さ数mmのHAp/Col繊維をPBS内で沈殿させ、これを加圧、脱水することによって厚さ0.5,0.9,1.5,3mmのHAp/Colシートを作製した。ラット滑膜細胞由来の骨髄間葉系幹細胞をHAp/Colシート上に播種して数目間培養した。間葉系幹細胞が多数生着し、HAp/Colシートは細胞培養の足場材料として有用であることが明らかとなった。次に、ビーグル犬の両側大腿骨と脛骨顆部に骨孔を穿ち(直径6mm、長さ10mm)厚さの異なるHAp/Colシートを移植した。厚さ1.0mmと1.5mmのsheetを骨欠損部の大きさに応じて最大量挿入することにより、HAp/Colの吸収と新生骨への置換のバランスが良いと考えられた。

方法:HAp/Col複合体複合体のHApとコラーゲンの重量比は、80/20(Wt%)である。共沈法で合成時pH8-9、40°に制御することで、HAp結晶(20-50nm)のC軸がコラーゲン線維(300nm)方向に配向した、生体骨類似のナノコンポジットを形成している。HAp/Co1複合体でインプラントを作製し、BMP-2(0,400μg/ml)を陰圧下に吸着させた。ビーグル犬の頚椎(C3/4あるいはC4/5間)にHAp/Co1インプラントを用いて1椎間2椎体固定を行った。BMP-2含浸インプラントを4頭に、溶剤のみのインプラントを8頭に移植した。インプラントの脱転予防にBMP(+)群2頭、BMP(-)群5頭でPLLAプレートとチタンスクリュー固定を併用した。結果:rhBMP(-)群では移植後12週でX-P上椎体とインプラントの境界が不鮮明になった。しかし仮骨形成は少なく、骨稜の連続性も明かではなかった。その後、骨性架橋様の陰影が観察された。インプラントの脱転はなかった。rhBMP(+)群は仮骨形成が2週後から認められ、10週で骨性架橋が形成された。移植後13週でrhBMP(-) : plate(+)群の椎間距離減少はrhBMP(-) : Plate(-)群より小さい傾向にあった。また、13週、24週ともにrhBMP(+)群がrhBMP(-)群より小さい傾向を示した。rhBMP(-)群のインプラントは移植後13週までに吸収が進んでdebris状になり、椎体側より新生骨に置換されつつあった。しかし未石灰化領域が多く残存し、24週後も骨化領域は少なかった。rhBMP(+)群は移植後13週で上下椎体から新生骨の架橋が伸び、24週後には骨性架橋が完成していた。移植後13週、24週後ともに、プレート固定の有無に関わらず、rhBMP(+)群はrhBMP(-)群に比べてギャップが小さい傾向を示した。考察:未架橋複合体の吸収速度が速すぎるためcollapseをきたした。PLLAplate固定により新生骨の架橋形成は促進されないが、collapseが減少しており、PLLAplate固定がインプラントの固定力向上に有効である。また、プレート固定によるインプラントの固定性向上と複合体の優れた骨伝導能の結果、上下椎体から伸びる新生骨の形成は経時的に進行した。一方、BMP含浸により術後早期に仮骨が出現し、新生骨の架橋形成が促進されるため、collapseは減少した。さらに、rhBMP-2含浸インプラントをPLLA plateで固定することにより、collapseは明らかに減少した。これは、rhBMP-2含浸を含浸させたHAp/Colインプラントを強固に内固定するシステムが頚椎前方固定のオプションになり得ることを示唆している。アパタイト/コラーゲン(HAp/Colに改良を加え多孔体とシートを作製した。【HAp/Col多孔体】これまでの多孔質ハイドロキシアパタイトや多孔質βTCPインプラントは水を吸うと脆くなり、崩れやすく扱いにくいのに対し、多孔質HAP/Colは崩れにくく弾力性を持っている。これまでの加圧形成したHAp/Colと比較すると、細胞が侵入しやすく、実質部(気孔以外の部分)の密度が高すぎないため、薬剤が浸透しやすく、また放出されやすい。作製した多孔体の骨伝導能をin vivoで評価した。【方法】ラットの大腿骨遠位部にφ3mmの骨孔を穿ち、多孔体を移植する(2×2×3mm)。
分子配向制御による有機TFTインバータ回路の低消費電力化

有機p型半導体材料と有機n型半導体材料の積層構造を有する両極性有機薄膜トランジスタ回路について、有機分子特有の形状に由来する物性の異方性を利用し正孔・電子それぞれの電荷移動の方向を分子配向制御技術により直交させ、回路に流れる貫通電流を抑制することで両極性有機薄膜トランジスタインバータ回路の低消費電力化を試み、有機p型半導体材料の配向制御および正孔移動方向の一軸化を実現した。本研究における積層配向膜の下層となる、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリフェニレンビニレンなどのp型半導体性を示すπ共役系導電性高分子について、平成19年度購入の摩擦転写装置(井元製作所・ホットメルト塗工機IMC-115A型)により薄膜を作製しその分子配向評価を光吸収スペクトル測定および放射光を線源とした微小角入射X線回折法により調査した。ポリフェニレンビニレン誘導体において置換する側鎖構造により摩擦転写膜の膜質が大きく依存することを見出し、摩擦転写法において良質な配向薄膜を得るためには置換する側鎖に対称性が必要であることを明らかにした。これにより下層として用いる導電性高分子は対称構造を有する結晶性導電性高分子が好適であることがわかった。次にポリフルオレン誘導体について摩擦転写膜を作製し、その上部に同一材料を塗布プロセスにより成膜しポリフルオレン積層膜を作成した。ポリフルオレンは液晶性を有しておリポリイミドのラビング膜上などにおいて液晶配向することが知られている。作製したポリフルオレン積層膜を熱処理することで上層のポリフルオレンを液晶配向させることに成功し、下層の配向情報が液晶配向により上層の液晶分子に伝播することを明らかにした。これにより上層に用いるn型有機半導体分子には液晶性が必要であることがわかった。結晶性導電性高分子の中で比較的高い電荷移動度の示すポリチオフェン誘導体について、摩擦転写法によって高分子主鎖が配向し、さらに置換した側鎖によって分子面の配向をも制御することに成功した。これによりπ共役面あるいはアルキル末端を任意に下層表面に形成することが出来、上層とする液晶性n型有機半導体の分子構造にあった分子配向制御を行うことが出来る。また分子面の配向によるTFTへの面内電荷移動度の影響はまったくないことを確認した。本研究における積層配向膜の下層としてポリブチルチオフェン(P3BT)配向膜をもちいた。P3BT配向膜TFTは分子主鎖方向とその直交方向では、その正孔移動度が20倍違いオン電流値も1桁以上差があることを確認した6また上層となるnチャネル材料としていくつかの代表的なn型有機半導体であるフラーレンやペリレンジイミド誘導体(PTCDI)についてそのTFT特性評価を行った。単膜でのTFTについて大気中ではTFT特性は観測されず、平成20年度購入備品であるミニチュア真空チャンバー内での真空雰囲気下においてTFT特性を観測できた。積層膜としてP3BT配向膜上部にPTCDIを真空蒸着しTFT特性を評価したところp・n両極性動作を確認した。しかしPTCD工は配向しておらず電極アライメントだけでは極性の選択は困難であった。そこでP3BT配向膜上に液晶性n型有機半導体で配向膜を形成することを試みた。液晶性n型有機半導体は市販されておらず、先ず既知の液晶性p型有機半導体材料を用い積層配向およびTFT特性評価を行った。液晶性分子はP3BT配向膜上で配向していることを確認した。しかしTFT特性において大きな電流ヒステリシスを観測した。スイッチング回路であるトランジスタにおいて電流ヒステリシスは周波数特性の大きな問題となる。このヒステリシスは液晶分子の持つダイポールに起因すると考えられ、トランジスタ材料として大きなダイポールを持つ液晶分子は好適ではないことが示唆される新しい知見を得た。そこで直線状n型有機半導体材料をP3BT配向膜上に真空蒸着することで分子間相互作用によるエピタキシャル配向を試みた。しかしP3BTのブチル基により各分子間のπ電子相互作用が阻害され配向薄膜化は実現しなかった。下層に用いる導電性高分子には側鎖を持たないポリチオフェンを用いることによりこれらの問題は解消されると考えられる。
CCNファミリー分子を標的とした肺線維症の病態解析と新規治療法への展開

難治性肺疾患である特発性肺線維症ではCTGF以外で線維化に関するCCNファミリーの検討は少なく、その役割は不明であった。今回の研究によりCCN6という分子がβ1インテグリンを介し線維芽細胞の増殖やフィプロネクチンの産生を促進することが示された。β1中和抗体である抗CD29抗体など、CCN6をターゲットにした治療が肺線維症の新たな分子標的となる可能性が示唆された。我々は、肺線維症に対する分子標的療法の開発を目的に病態解析を行ってきた。その結果、PDGFR阻害活性をもつイマチニブが、抗線維化効果を持つことを報告した。一方、PDGFと同様に肺線維症で重要な役割を果たすTGF-βは、CTGFと密接に関連し線維化に関与していると報告されている。現在CTGFが属するCCNファミリーには6つの分子が知られているが、それぞれの肺線維症における役割は不明である。そこCCNファミリーの肺線維症における役割を解析することを目的とし肺線維芽細胞と、ブレオマイシン肺線維症モデルを用いた解析を中心にCCNファミリーの肺線維症における役割を追求する。これまでの実験で、線維芽細胞の増殖刺激に重要なCCNファミリーはCCN1/Cyr61、CCN3/NOV、CCN6/WISP-3で線維芽細胞上のCCNファミリーレセプターであるインテグリンはαV,β1で確あることが示唆された。CCN6/WISP-3からの細胞増殖刺激がインテグリンレセプター阻害抗体(CD29抗体=integrin β1chain)で細胞増殖の抑制を確認できたことからCCNファミリーのCCN6の肺線維芽細胞増殖シグナルにはintegrin β1chainを介したシグナルが重要であることが示された。【平成23年度研究計画】1)CCNファミリーのインテグリンを介した増殖シグナルの検討:CCN1、CCN3、CCN6等の細胞刺激がインテグリンを介したものか検討するために、阻害抗体(CD29抗体=integrin β1chain、抗マウス、CD51抗体=integrin αVchain等)を用い、CCNファミリー分子からのシグナル伝達の抑制を細胞増殖試験にて確認する。2)インテグリン下流の細胞内シグナル伝達の検討:.マウス肺線維芽細胞においてCCNファミリーからのシグナル伝達をFAKリン酸化を中心に検討する。さらに、インテグリン阻害抗体で、リン酸化が抑制されるかどうかをWestern blottingを用いて確認する。3)ブレオマイシン肺線維症モデルにおけるCCNファミリー発現の検討:ブレオマイシン肺線維症モデルでタイムコースをとり、RNAを抽出しCCN、CCN3、CCN6等の遺伝子発現をRT-PCRで確認する。同様にWestern blottingを用いて蛋白発現についても検討を加える。6)CCNファミリー分子を標的とした肺線維症モデルにおける治療実験治:ブレオマイシン肺線維症モデルのを用い、中和抗体等入手可能な状況にあれば治療実験を行い抗線維化効果を検討する。〈研究目的とその意義〉特発性肺線維症は、未だ確立した治療法はなく5年生存率は50%以下と極めて予後不良の疾患であり、病態解明と新規抗線維化薬の開発が重要な課題となっている。今回の研究では肺線維症モデルマウスでのCCNシグナルの関与を明らかにし、新たな抗線維化療法のターゲットとしての可能性を検討することを目的とした。〈研究成果〉CCNファミリーには共通のモジュールを持った6つのメンバー:CCN1/Cyr61、CCN2/CTGF、CCN3/NOV、CCN4/WISP-1、CCN5/WISP-2、CCN6/WISP-3が明らかとなっている。CCN2であるCTGF以外での肺線維化に関するCCNファミリーの検討は少なく、その役割は不明であった。今回の我々の検討により、CCN6/WISP-3がβ1インテグリンを介し線維芽細胞でFAKのリン酸化を介しフィブロネクチンの産生を促進する可能性が示唆された。またマウス肺線維症モデルを用いたWestern blottingの検討では線維化肺では有意にCCN6が発現していた。またIn Vitroの実験でβ1中和抗体である抗CD29抗体で処理することにより線維芽細胞増殖が有意に抑制された。これらの結果から本研究ではCCN6が肺線維症に関与する新たな分子標的となる可能性が示された。
舌の色構成を活用した高齢者の栄養評価指標の開発

超高齢社会を迎えている日本において、健康寿命の延伸に向けた介護予防と要介護状態の重度化予防は喫緊の課題である。超高齢社会において課題とされていることの一つとして栄養状態の維持・改善があるが、中でも男性高齢者の1.5倍となる女性高齢者は、70歳以上になると顕著な運動器障害を生じ、要介護状態に近づくことが推測される。そこで本研究では、高齢者に対する非侵襲的な栄養評価システムの構築に向けて、口腔ケア時に確認可能な「舌色」の栄養評価指標としての有用性を検証する。2018年度は、前回の研究結果を基に、データ収集項目についての再考、研究協力予定の介護老人保健施設2施設との調整、地域在住高齢者の協力依頼方法・データ収集時期等の調整を行った。また、高齢者のフレイルや栄養評価に関する文献検討も実施した。データ収集項目として、収集する血液データへの亜鉛の追加を検討することとなった。口腔機能評価として口唇閉鎖力を測定予定であったが、使用機器の製造中止に伴い、付属の消耗品も含めて入手困難となったため、代替可能な機器について共同研究者と検討した。介護老人保健施設については、採血による高齢者への身体侵襲を最小にするため、施設の採血実施時期に合わせて実施する予定であったが、協力施設の業務体制の変更に伴い、現在、調整中である。地域在住高齢者については、約30名が参加を希望されているが、研究協力による身体侵襲を最小にするための方策を検討中である。また、地域在住高齢者は、介護老人保健施設入所者のように専門職による口腔ケアが日常的に実施される機会が少ないため、舌のどの部位が舌苔の影響が最小であるのかについても検討する必要があることがわかった。口腔機能評価の測定のため使用予定であった口唇閉鎖力測定器が製造中止となってしまったことにより、代替可能な機器を検討したが、成人期以降への使用実績が少数であった。収集データの正確性が担保できない可能性が回避できないと判断し、この機器の使用は断念した。文献等で再考したが、口唇閉鎖力の測定機器で、地域や施設等に持ち込み可能で、高齢者の侵襲が少なく測定可能なものは、見つからなかったため、口唇閉鎖力を測定項目から除外するか否かの再検討が必要となった。また、協力予定の介護老人保健施設の体制の変更に伴い、倫理申請時の協力者の倫理講習参加可能時期と施設での採血実施時期のタイミングが合わず、2019年度の9月以降に持ち越しとした。地域在住高齢者に関しては、データ収集場所等の調整中である。以上のことより、本研究の進捗状況はやや遅れている状況である。2019年度は、データ収集を実施・検討し、栄養状態評価スケールについて検討する予定である。介護老人保健施設でのデータ収集は、9月と3月に実施する予定であり、地域在住高齢者のデータ収集は、8月9月および2月3月の間で調整予定である。また同時に、前回の研究で、介護老人保健施設入所高齢者の参加者数が少数であったことを考慮し、2施設以外の協力可能施設も検討する。地域在住高齢者は約30名の参加希望が予定されているので、研究参加による侵襲を最小にするため、詳細な検討を行う。データ収集後、結果の検討を行い、研究実施内容について再検討する。舌の画像データに関しては、収集データ4か所のうち、どの部位が有用性が担保されるかについても検討する。

文献等で再考したが、口唇閉鎖力の測定機器で、地域や施設等に持ち込み可能で、高齢者の侵襲が少なく測定可能なものは、見つからなかったため、口唇閉鎖力を測定項目から除外するか否かの再検討が必要となった。また、協力予定の介護老人保健施設の体制の変更に伴い、倫理申請時の協力者の倫理講習参加可能時期と施設での採血実施時期のタイミングが合わず、2019年度の9月以降に持ち越しとした。地域在住高齢者に関しては、データ収集場所等の調整中である。以上のことより、本研究の進捗状況はやや遅れている状況である。2019年度は、データ収集を実施・検討し、栄養状態評価スケールについて検討する予定である。介護老人保健施設でのデータ収集は、9月と3月に実施する予定であり、地域在住高齢者のデータ収集は、8月9月および2月3月の間で調整予定である。また同時に、前回の研究で、介護老人保健施設入所高齢者の参加者数が少数であったことを考慮し、2施設以外の協力可能施設も検討する。地域在住高齢者は約30名の参加希望が予定されているので、研究参加による侵襲を最小にするため、詳細な検討を行う。データ収集後、結果の検討を行い、研究実施内容について再検討する。舌の画像データに関しては、収集データ4か所のうち、どの部位が有用性が担保されるかについても検討する。2018年度に実施予定であったデータ収集が実施できなかったことにより、衛生材料等を含む消耗品の購入、血液データの測定費用等を使用していない。本研究において血液データの測定費用が1件につき約8000円となる予定であるため、参加者を介護老人保健施設と地域在住高齢者で100名予定していたことから、残額が多くなっている、また、購入予定であった、口唇閉鎖力測定機器を購入できなかったことも影響する。2019年度は、2018年に生じた事項を修正したうえでデータ収集を実施する予定であるため、当該年度の支給額と合わせて、高額となる血液データの測定費用等に使用する予定である。
科学データのための先進的計算手法

本プロジェクトでは、科学データの構造に付随する複雑性がもたらす計算上の困難な問題に対処するための技術的な基盤を確立し、効率的で効果的な機械学習/データマイニング手法、特に(1)カーネル手法、(2)構造化予測のための準教師付学習手法の開発に取組み、開発した手法を医学、バイオインフォマティクス、材料化学の各分野に適用する中で、これらの手法の有効性や、各分野の科学的発見に貢献する可能性を示した。本研究課題では,科学データに関するマイニングとして,(1)カーネル手法および(2)半教師付学習を中心とするマイニング手法に関する基礎研究とともに,(3)医学生物学データ,(4)ナノテクデータに関する応用を課題として設定しており,初年度は以下の成果を得た。(1b)カーネル手法のための特徴抽出等:特徴の選択/抽出などに用いる類似空間の特徴類似度をモデルする枠組みを構築中であるほか,他の指標や手法については国際学会誌に採録。(1c)特定科学データ向けのカーネル開発:特にタンパク質間相互作用データに関する多様なデータタイプに対応するカーネル統合法を開発し,学会誌に発表。(2a)構造予測用の半教師付学習アルゴリズムの開発:疾病遺伝子予測用に新たな半教師付学習手法を開発し,BIBM 2007等の国際学会で発表。(2b)科学データに適切な仮説の評価法:タンパク質間相互作用データに対し根本的な一貫性仮説を評価し,国際学会(DMSS2007)で発表(3)医学/生物学データのマイニング:時系列抽象化による肝炎データのマイニングの新結果をIEICE Trans等で報告,イースト菌のタンパク質間相互作用予測についてBIOKDD07等で報告,DNA配列中のヒストン修飾の予測についてIEEE BIBE 2007で報告。(4)プラチナ・ナノ合金の構造発見:初期的な成果をPhysical Review等において報告。本研究では、(1)カーネル手法(2)半教師付学習などマイニング手法の基礎研究、(3)医学生物学データ、(4)ナノテクデータでの科学データマイニングを課題とし、平成20年度はそれぞれについて以下の成果を得た。(1a)カーネルマトリクス自動評価用のFMS指標によるカーネル設計での研究成果がPattern Recognitionに採録。(1b)特徴類似度による特徴選択の研究で、幾何学的モデリングと識別カーネル学習を開発し「DMSS'08」にて発表。(1c)タンパク質間相互作用(PPI)やヘアピン型miRNAの応用研究をRIVF'08, JBSEで発表。(2a)準教師付学習と構造予測に関して、複合語での情報検索(JICIC, ESA)、統計的機械翻訳(JSNST, CNLL'08, AMALP'08)等で研究成果を発表。(2b)科学データでの仮説探索では、ヒトゲノムのmiRNA調節モジュールの発見(BMC Bioinformatics),多変量例外検出と個人情報保護(KICSS'08),材料科学における計算手法(JCMS, JKPS, PCCP, PRB)での成果を発表。(3a, 3b)PPIネットワークでは、複数データ源を組合せた予測について発表した(JBCB)。(3c)PPIネットワークからのシグナル伝達経路(STP)予測とPPIネットワークのSTPにおける生物学的機能推論についてSRLB'08で発表。(3d)肝炎における病原遺伝子間関係や肝炎治療での複数投薬の副作用に関し、前年の病原遺伝子予測手法を改良しmiRNAとタンパク質ネットワークによる病原遺伝子予測手法とmiRNA発現プロファイルによる組織サンプルの解析手法を新たに開発し、KICSS'08で発表。また、ヌクレオソーム・ダイナミクスにおけるヒストン修飾とDNA配列の効果についてKLLBI'08で発表。平成21年度も研究計画に基づき3群の研究課題に対し、以下の内容で研究を実施し、成果を得、発表を行った。2.生物医学分野における計算手法:(a)ヒトゲノムにおけるmiRNAの機能を発見するために、miRNAと転写因子(TF)の関係、つまりmiR-TF調整モジュールを見つけるルールベース手法を開発し、182のモジュールを発見し、その多くの妥当性が検証された。(b)病因遺伝子発見のために、複数情報源からタンパク質間相互作用ネットワークを構築を目指した準教師つき学習手法を開発し、2010年度のAI in medicineで発表した。(c)ヌクレオソームの特性を調べるために、他の諸手法との比較で優位性のあるルールベース手法を開発し、成果をBMC Genomicsにおいて発表した。(d)肝炎研究:omicsデータと臨床データとの組合わせについて研究を継続しており、とくにC型肝炎ウイルスのNS5A領域とインタフェロン/リバビリン併用療法との関係に取り組み始めたところである。3.マテリアルサイエンスにおける計算手法:計算材料科学のアプローチを採用し、量子力学の基本方程式を基づいて多数のナノスケール材料の構造や電子状態を予測し、データベースを構築する。データマイニングの手法を導入する事で、構築されたシミュレーションデータベースにから白金金属ナノクラスター材料における触媒反応の解明及び触媒反応場の設計を行った。

金属ナノクラスターの動的な構造や担持表面との相互作用などを調べ、プライミング電子及び「fluxionality」の概念を導入し、触媒反応場の制御方法の指針を提案し、成果をPhysical Review Bなどに発表した。
超音波場における電極触媒の超活性化

電極触媒反応の速度は電極触媒能だけで律せられず、電解液中の出発基質分子の電極表面への物質移動(拡散)によっても支配される。したがって、物質移動すなわち電解液の撹拌状態が技術的制約から不十分なら、電極触媒能は十分に発揮されない。一方、超音波のアジテーション効果は局所的に超高速流を発生させるので、電極に超音波を照射すれば、電極反応速度は物質移動律速から開放され、本来の電極触媒能は完全に発揮され得ると着想し、本研究では微粒子半導体光触媒を用いる光電極触媒系ならびレドックスメディエーターによる間接電解系においてこの原理の妥当性を検証した。その結果、いずれの電極触媒系においても超音波のアジテーション効果により機械撹拌等ではとうてい達成のできない反応速度が例外なく得られることが実証された。また、電極触媒反応速度と超音波の出力強度との関連性ならびに反応の高効率化すなわち超高速流を発生させるためにはキャビテーションの生起が必須要件であるという超音波側の満たすべき要素についても実験ならび理論的に解明された。さらには上述のアジテーション効果のみならず超音波が電極触媒の機能をも向上させ得る事例が見出され、超音波効果利用の意義が広がるとともに普遍的な電極触媒電解の技術手法のひとつとして確立された。
生理活性物質の開発を指向した1, 2, 4-トリアジン誘導体の合成研究

交付申請書に記載した計画に従って研究を行い,ほぼ計画を達成し得たので,以下にその経過を略述する.1)1, 2, 4-トリアジン(以下0s-トリアジン)の3-ヨード体および5-ヨード体を用いpd触媒存在下アセチレン化合物とのクロスカップリング反応を試み, as-トリアジンの3.5位にアセチレン側鎖を導入することが出来た.2)メチルージフェニルーas-トリアジンの3, 5, 6位に関する3種の位置異性体の合成を確立し,これらを出発物質としてMe基をCCl_3基に変換した後過剰のPPh_3と処理し,トリアジニルホスホランを合成した.次いで各種アルデヒドとのWittig反応により3, 5, 6位にオレフィン側鎖を持つas-トリアジン類を合成し得た.3)3, 5, 6位に脱離基(u基あるいはSO_2Me基)を持つas-トリアジンを合成した後,各種求核試薬との置換反応によりas-トリアジン環上に各種官能基を導入することが出来た.4)5, 6-ジメチルーas-トリアジンより合成したペンダクロロ体を用い, NH_2NH_2との反応によりピラゾロトリアジン誘導体を得たまた5, 6-ジクロローas-トリアジンをpyrocatecolあるいはO-phenylenediamineと処理し,相当する三環性化合物を合成することが出来た.5)合成が完了したすべてのas-トリアジン類について阻止円法により稲イモチ病菌に対する抗菌活性を測定した結果, 5-アリールーas-トリアジン類に顕著な抗菌活性が認められた.更に一次ポット試験を実施したところ稲紋枯病菌およびどん粉病菌に対しても強い防除効果を持つ化合物を見い出した.更に雄性家兎多血小板血漿を用い,血小板凝集抑制効果を測定したところ, 5, 6位にアリール基を持つas-トリアジン誘導体にインドメタシンをはるかに凌ぐ血小板凝集抑制活性を認めた.交付申請書に記載した計画に従って研究を行い,ほぼ計画を達成し得たので,以下にその経過を略述する.1)1, 2, 4-トリアジン(以下0s-トリアジン)の3-ヨード体および5-ヨード体を用いpd触媒存在下アセチレン化合物とのクロスカップリング反応を試み, as-トリアジンの3.5位にアセチレン側鎖を導入することが出来た.2)メチルージフェニルーas-トリアジンの3, 5, 6位に関する3種の位置異性体の合成を確立し,これらを出発物質としてMe基をCCl_3基に変換した後過剰のPPh_3と処理し,トリアジニルホスホランを合成した.次いで各種アルデヒドとのWittig反応により3, 5, 6位にオレフィン側鎖を持つas-トリアジン類を合成し得た.3)3, 5, 6位に脱離基(u基あるいはSO_2Me基)を持つas-トリアジンを合成した後,各種求核試薬との置換反応によりas-トリアジン環上に各種官能基を導入することが出来た.4)5, 6-ジメチルーas-トリアジンより合成したペンダクロロ体を用い, NH_2NH_2との反応によりピラゾロトリアジン誘導体を得たまた5, 6-ジクロローas-トリアジンをpyrocatecolあるいはO-phenylenediamineと処理し,相当する三環性化合物を合成することが出来た.5)合成が完了したすべてのas-トリアジン類について阻止円法により稲イモチ病菌に対する抗菌活性を測定した結果, 5-アリールーas-トリアジン類に顕著な抗菌活性が認められた.更に一次ポット試験を実施したところ稲紋枯病菌およびどん粉病菌に対しても強い防除効果を持つ化合物を見い出した.更に雄性家兎多血小板血漿を用い,血小板凝集抑制効果を測定したところ, 5, 6位にアリール基を持つas-トリアジン誘導体にインドメタシンをはるかに凌ぐ血小板凝集抑制活性を認めた.交付申請書に記載した計画に従って研究を行ない、一部を残しほぼ計画を達成し得たので、以下にその経過を略述する。1)1,2,4-トリアジンの3-ヨード体および5-ヨード体を用いPd触媒存在下アセチレン化合物とのクロスカップリング反応を試み、好収率にて1,2,4-トリアジンの3位および5位にアセチレン側鎖を導入することができた。更にアセチレン側鎖のアセトニル基フェナシル基およびアセチル基への変換も円滑に進行することを確認した。なお1,2,4-トリアジンの6位に対する反応は目下検討中である。2)メチル-ジフェニル-1,2,4-トリアジンの3,5,6位に関する3種の位置異性体の合成を確立し得たので、これらを出発物質としてMe基を【CCl_3】基に変換した後過剰の【PPh_3】と処理し、トリアジニールホスホランを合成した。次いで各種アルデヒドとのWittig反応により3,5,6位にオレフィン側鎖を持つ1,2,4-トリアジン類を合成することが出来た。遷移金属錯体存在下、ハロトリアジンとオレフィン化合物とのクロスカップリング反応は現時点では成功していないので上記方法はアルケニルトリアジンの唯一の合成法である。

3)上記にて合成したすべての1,2,4-トリアジン誘導体について抗菌活性を測定し、一次ポット試験(in vivoにおける農薬の活性評価)において、3位にオレフィン側鎖を持つ5,6-ジフェニル-1,2,4-トリアジン類がイネイモチ病菌およびうどん粉病菌に対して顕著な抗菌活性を示した。更に同種のトリアジン類はインドメサチンを凌ぐ血小板凝集抑制効果も合せ持つことを見い出した。
腫瘍細胞が表現する未分化抗原系に対するT細胞応答

多くの腫瘍細胞は、それらの細胞が分化の過程で表現したことのある種々の未分化抗原系を再発現していることは、腫瘍に対する単クロン性抗体による検索によっても明らかにされている。本研究は腫瘍細胞が表現している未分化抗原系に対するT細胞応答機構を解明することによってその生物学的意義や役割を明らかにすることを目的とし今回は、腫瘍の退縮に働くT細胞の主要なエフェクター細胞である細胞障害性T細胞応答について解析した。その結果、A/Jマウス由来のメチルコラントレイン誘発肉腫S1509aで過免疫した同系マウスに誘導される細胞障害性T細胞(CTL)は同系、異系、異種の腫瘍細胞をも破壊するポリクローナルなCTLが誘導された。これらのポリクローナルCTLをH-2KまたはH-2Dあるいはその両方が異なるHaplotypeを持つ標的腫瘍細胞またはMHCの異なる異種の標的腫瘍細胞と種々のcold target cellsを用いることによって、CTLの特異性とそれぞれの細胞表面のPhenotypeを調べた。その結果、H-2KかH-2Dのハプロタイプのいづれか一方が一致した腫瘍細胞に対する細胞障害活性のあるCTLすなわち細胞障害活性にH-2の拘束があるCTLのPhenotypeはThy-【1^+】、Lyt-【1^+】、【2^+】の細胞であるのに対して、H-2の異なる腫瘍細胞に対するCTLのPhenotypeはThy-【1^+】、Lyt-【1^±】、【2^-】の細胞であることが明らかになった。さらにH-2の表現されていないテラトカルチノーマF9細胞で免疫して誘導されてくるCTLは、同系、異系あるいは異種の標的腫瘍細胞をいづれも破壊するCTLが誘導され、そのPhenotypeは、やはりThy-【1^+】、Lyt-【1^+】、【2^-】L3T【4^-】の細胞であった。またこれらのCTLはいづれも同系の13日目の胎児細胞に対する細胞障害活性を示した。さらにこれらの種々のCTLは、自家発生腫瘍担癌マウスの脾細胞をin vitroで同一腫瘍細胞によって再刺激することで誘導されることが確かめられた。以上の事実は腫瘍細胞に対するCTLは、体細胞の未分化抗原の内因性抗原によって形成されたことを示唆している。
DNA損傷と複製完了をモニターするチェックポイント制御

細胞分裂破局を制御する分子機構を明らかにし、新たな抗ガン剤感受性を規定する遺伝子群を同定する目的で、チェックポイント制御因子であるChk1キナーゼのコンディショナル欠損細胞を作製し解析を行った。Chk1欠損細胞は顕微鏡下での蛍光強度解析から、DNA複製の完了以前に染色体分配を開始する、すなわち分裂破局を引き起こすことが明らかとなった。Chk1欠失により誘導される細胞周期分裂期制御因子群の変化を解析したところ、Cdc2分子の15番目のチロシン残基のリン酸化が大きく抑制され、その結果サイクリンB-Cdc2のキナーゼ活性が大きく増加していた。一方、TUNEL染色法により分裂破局による細胞死はアポトーシスであることが示され、また生化学的解析からミトコンドリアを介したカスパーゼ依存的経路により制御されていることが明らかとなった。Chk1欠損が如何なる経路によりカスパーゼを活性化しているかを調べたところ、Chk1欠損によりS期特異的にDNA損傷が誘導されること、またこのDNA損傷はATM/ATR-Chk2-p53により制御されるDNA損傷チェックポイント機構を活性化させることを見出した。興味深いことに、分裂破局により誘導される細胞死はATMおよびATRのノックダウンにより強く抑制されること、また機能的p53の存在に依存していることが明らかとなった。以上の結果から、分裂破局による細胞死は、DNA複製完了以前に活性化されたサイクリンB-Cdc2により引き起こされたDNA損傷が引き金となり、DNA損傷チェックポイントの活性化からカスパーゼの活性化が誘導されてアポトーシスが起こったものと考えられた。哺乳動物細胞におけるDNA傷害および複製チェックポイント機構を明らかにする目的で、Chk2欠損マウスを作製してその表現型を解析した。Chk2-/-マウスはChk1-/-マウスと異なり、見かけ上正常で生殖可能であった。しかしながら電離放射線処理によるDNA傷害存在下において、野生型およびChk2+/-マウスの胸腺、脾臓、海馬では広範なアポトーシスが認められたが、Chk2-/-マウスにおいてはほとんど認められなかった。さらにDNA傷害存在下における細胞周期停止を解析したところ、Chk2-/-MEFsではG2/M期停止は野生型と比較してはぼ同程度であったが、G1期停止は不完全であった。これらのことは、Chk2が生体内においてp53の機能を制御することによりDNA傷害存在下におけるアポトーシスあるいはG1期停止を制御していると示唆している。実際、DNA傷害時におけるp53蛋白質の安定化は、野生型細胞に比較してChk2-/-細胞では大きく損なわれていた。興味あることに、Chk2-/-細胞ではUVA処理による細胞周期停止がほぼ完全に消失しており、Chk2は生体内においてp53以外にCdc25を直接制御して細胞周期進行を調節している可能性が明らかとなった。現在、生体内におけるChk1およびChk2分子の機能ドメインの解析を行っており、これらの結果から哺乳動物細胞におけるDNA傷害チェックポイント機構の一部が明らかになることが期待される。哺乳動物細胞におけるDNA複製完了と染色体分配開始の連動機構を明らかにする目的で、マウスChk1コンディショナル欠失細胞を作製して、その表現型および細胞周期制御因子群に与える影響を解析した。Chk1コンディショナルES細胞にCreを発現するAdenovirus(Ade-Cre)を感染させてChk1遺伝子を欠失させると、感染後48時間で細胞がアポトーシスにより死減した。FACS解析の結果、感染後48時間ではG2/M期の細胞が大きく減少していることから、Chk1欠失細胞はG2/M期において致死であると考えられた。またChk1欠失後24時間後ではM期およびS期の細胞集団が著名に増加していることが認められ、細胞周期のS期の進行およびM期への移行が促進していることが示された。

この現象を生化学的に解析するために、Cdc2キナーゼ活性およびTyr15のリン酸化の程度を測定したところ、Chk1タンパク質は感染後24時間で著名に減少し、これと相まってCdc2キナーゼ活性の亢進とTyr15の脱リン酸化が認められた。Cdk2キナーゼに対しても同様の結果が得られた。このことから正常細胞周期制御において°Chk1は何らかの分子を介して、Cdc2およびCdk2活性を負に制御することでDNA複製の完了と染色体分配の開始を連動する機能を持っていることが示唆された。Chk1を欠失させるとDNA複製完了前にTyr15の脱リン酸化がおこり、サイクリンB/Cdc2が活性化されてpre-matureなM期が開始することによりアポトーシスが誘導されると考えられる。一方、様々なChk1変異体によるChk1欠失致死性の相補実験から、Ser317およびSer345が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。哺乳動物細胞は様々な変異原刺激や増殖刺激に対して、安定に染色体DNAを維持するチェックポイント機構を持っている。このチェックポイントは染色体DNAに損傷等の異常が感知された場合、直ちに細胞周期を停止して効率的に異常DNAを修復するものである。Chk1キナーゼはDNAあるいは不完全なDNA複製存在下において、ATMおよびATRの下流で作用し、最終的にサイクリンB/Cdc2キナーゼ活性を制御することで細胞周期進行を制御する重要な役割を果たしている。しかしながら、Chk1欠損細胞はDNA損傷あるいは不完全DNA複製非存在下においても致死的であり、Chk1が正常細胞周期制御に重要な役割を果たしていると予想された。この点を明らかにする目的で、Cre/loxPのシステムを用いたChk1コンディショナル欠損ES細胞を作製して解析した。Chk1欠損ES細胞はDNA複製の完了前に早期の細胞分裂がおこり、アポトーシスが誘導された。この原因はChk1欠損によりWee1活性の低下とCdc25活性の増加が起こり、Cdc2分子のチロシン15のリン酸化が低下することによりサイクリンB/Cdc活性が上昇して起こったと考えられた。一方、Chk1欠失はDNA合成期において異常な複製開始を引き起こした。この原因として、Chk1欠失によるCdc7/Askキナーゼの活性上昇が起こり、MCM2およびMCM4分子のリン酸化状態が亢進することによるMCMヘリカーゼ活性の増加によると考えられた。以上の結果から、Chk1は正常細胞周期においてDNA合成期から細胞分裂期に至る様々な事象の時期決定に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。真核細胞は自己の染色体DNAを安定に維持するために、DNA複製を完了するまで細胞分裂を開始しない。しかしながら、細胞がDNA複製完了前に分裂を開始した場合には、分裂破局を示して死に至ることが知られている。この細胞死を制御する分子機構を明らかにする目的で、premature mitosisを誘導する細胞系を確立して解析を行った。
ナノ界面構造最適化のための実空間有限要素法による第一原理計算の高度化

実空間法による大規模第一原理計算を目的として,有限要素基底関数および要素メッシュの高度化を通じた高速第一原理計算手法の開発を行った.カービンググリッド法に基づくアダプティブメッシュ法において誤差収束を調査し,誤差減少傾向の保存を3次元解析において明らかにした.スペクトル要素法に基いた高次要素による実空間第一原理計算を実施し,高次要素により計算の高速化が可能であることを明らかにした.セレンディピティ4次要素の計算高速化における有用性を確認した.実空間法による大規模第一原理計算を目的として,有限要素基底関数および要素メッシュの高度化を通じた高速第一原理計算手法の開発を行った.カービンググリッド法に基づくアダプティブメッシュ法において誤差収束を調査し,誤差減少傾向の保存を3次元解析において明らかにした.スペクトル要素法に基いた高次要素による実空間第一原理計算を実施し,高次要素により計算の高速化が可能であることを明らかにした.セレンディピティ4次要素の計算高速化における有用性を確認した.実空間法により大規模第一原理計算を実施することを目標に,高次の基底関数を用いるスペクトル要素法の適用可能性を検討した.スペクトル要素法による密度汎関数法の定式化を通じて,その効果について理論的考察を行なった.スペクトル要素法により不完全積分を行なうことで,質量行列の対角化および運動エネルギー行列のスパース化が行なわれ,行列の非ゼロ成分数が大幅に削減される.その効果を,基礎的問題を解くことで実際に確認し,高次の基底関数を用いたときの誤差と計算量の関係の考察を行い,要求される解の精度に対して最適な基底関数の次数があることを示した.不完全積分の解の精度への影響が小さいことをPoisson方程式の求解を通じて示し,基底関数次数の並列効率への影響を示した.マグネシウム結晶に対して,スペクトル要素法を適用した密度汎関数法による第一原理計算を行い,大規模原子系計算を念頭に置き,適用性の検討を行なった.不完全積分による計算精度への影響が小さいこと,行列のスパース化により計算時間が大幅に削減されることを確認した.高次の基底関数を用いることにより自由度が大幅に削減されること,たとえば基底関数の次数が6次のとき自由度が1/10程度に削減され,計算時間が大幅に削減されることを示した.基底関数の次数と計算時間の間にはトレードオフ関係があり,要求される精度に対して最適な次数があることを示した.ただし,並列効率の観点からは,高次の基底関数の適用性は高くないことが明らかになった.実空間法により大規模第一原理計算を実施することを目標として,有限要素基底関数および要素メッシュの高度化を通じた高速第一原理計算手法の開発を行った.スペクトル要素法に基いた高次要素による実空間第一原理計算を実施し,基底関数の次数と誤差,および計算時間の相関について調査を進めた.スペクトル要素法を用いることにより,高次の基底関数の生成が容易となった.その結果から,高次要素を用いることにより従来の低次要素に比して少ない自由度数で高精度解が得られ,計算が高速化されるという興味深い知見を得た.更に,自由度数の増加と誤差減少傾向が要素次数を用いてシステマティックに関係付けられることを3次元解析において確認した.以上の知見を元に,セレンディピティ4次要素を実空間第一原理計算プログラムに実装した.セレンディピティ4次要素はスペクトラル要素法に比して少ない自由度で4次の基底関数が得られる一方で,構造解析を含めた有限要素法の応用計算の中でほとんど用いられていない,実装はRathodらによる定式を修正して行った。計算はT2Kオープンスパコンと同様のアーキテクチャを持つPCクラスタ並列環境において行われた.シリコン分子,アルミニウム108個からなるfcc結晶等の応用計算を通じて,4次要素と低次要素による結果を比較し,4次要素の有用性を確認した.更に,セラミックス界面上での実証試験を行い,カービンググリッド法との親和性を確認した.
近世前期の大庄屋行政区支配と地域社会内部構造に関する実態的研究

2001年度は引き続き関家文書の分析をすすめた。その結果、(1)近世前期の松本藩組手代は、小物成・運上金徴収に大きな役割を負っており、「蔵込」を行うなど庄屋とはことなる独自の職掌・職権を有していたこと、(2)夫役割賦の基本数値となる屋丁役の運用に深く関わっていたこと等が改めて確認された。夫銭など、(1)に含まれるもののいくつかは、(2)の夫役に由来するものであり、大庄屋行政区を単位にした支配は本来的には、高支配=土地にもとづく領民把握とは性格を異にする、人(あるいは役家)別把握にもとづく支配であった。大庄屋行政区を単位にした屋丁役の設定は、同時に大工等の諸職人と百姓との区分を意味したことから、組手代の支配には、「身分」の問題が密接に関係することとなった。松本藩では貞享・元禄期頃から大庄屋行政区の地域的一体性が変化してきており、その動向は上記の問題と無関係ではない。今後は組レベルにおける身分と状態的存在との関係(再編)を、領主支配政策との関わりで明らかにする必要がある。また2001年度は組下の庄屋文書として、旧潮沢村隠岐家文書の目録整理・調査をおこなった。同文書は昭和28年に仮整理がなされているが、未整理であった状文書を対象に目録作成をおこなった。そして、享保期の大福帳などを分析することによって、一般庄屋層の麻績組地域における経済的地位を明らかにした(なお、隠岐家文書の整理作業は今後も継続しておこなう予定)。近世前期の大庄屋行政区支配の実態解明という観点から、松本藩麻績組組手代(大庄屋)文書の構造分析を行った。同文書群は、50年以前に地元研究者の手によって一応の整理が行われているが、状文書に関する目録がほぼ未作成であり、目録総点数は440点余にとどまっていた。そこで、未整理文書を含めた全文書の目録再編成を行い、その結果、史料の総点数は旧目録の440点余から新たに2,309点に増加した。年代的には、水野氏改易=享保10(1725)年以前の史料が全史料の約8割を占め、とりわけ元禄期から享保期にかけての史料が中核をなしていることが明らかになった。内容的には、村文書の代表とでも言うべき検地帳や宗門改帳などが一切含まれておらず、それらに代わって、漆実や薪、小役といった小物成系の諸上納物に関連する史料が多く含まれていた。また、川欠地や奉公人に関する史料も多く存在しており、本文書群の特色の一班をなしている。その一方で、個別経営史料や居村関係文書はほとんど残されていない。以上から、同文書群は水野氏時代の組レベルの公文書に特化した史料群であることが理解され、一村レベルの社会構造分析や個別経営分析に関しては一定の制約が存在することが明らかとなった。かかる制約が存在するなかで、近世前期における松本藩組手代の特徴的機能を残存史料の点から簡単にまとめると、(1)本途物成以外の小物成・運上徴収に大きな任務を負っていた、(2)上流村々から川流しされてくる藩上納諸木の引き上げとその取締を統轄していた、(3)管下における犯罪者の「蔵込」処罰権を有していたことなどがあげられる。これらの特色は、年貢取立機能を主務とする名主・庄屋レベルとはことなる、大庄屋独自の機能と考えられ、職掌の変化と地域社会構造との関係分析が今後の重要な検討課題になっている。
無機シンチレータの光子収率の系統的研究

無機シンチレータ中においてガンマ線照射により作られる光子数を定量した。これから、CsI(Tl)およびCsI(Na)、LSO、BGO、GSO、CWO、PWO、LaBr3(Ce)に対する光子収率を求めた。今回求めたCsI(Tl)の光子収率は最近の理論ともよく合っていた。このときシンチレータと組み合わせて用いる光電子増倍管についても特性を調査した。また、無機シンチレータの光子収率の温度特性についても予備的な研究を行った。平成20年度は、各種シンチレータについてひととおりの光子収率の測定を行った。その方法はBGO、YAP(Ce)、LSO、GSO、CsI(Na)、CWOなどのシンチレータを円筒形に研磨し1面をガラス窓で、他のすべての面は反射剤で囲み気密ケースに封じる。これらのシンチレータをPMTと接合した。PMTは通常の電子増幅をするモード(PMTモード)と以下にのべる光ダイオード(PDモード)とをシンチレータにより使い分けた。PMTを光ダイオードとして動作させるときは、PMTのグリッド(G)と第1、第2ダイノードを接続しこれをコレクタ電極としてグランド電位で電荷有感型前置増幅器につなぐ。一方、PMTのカソードとアノード及びその他の全ダイノードを接続し負のバイアスを印可して陰極とする。この場合、PMTの陰極より放出された電子は、コレクタ以外に行き先がないので100%コレクタで収集可能である。すなわちPMTは利得=1の光ダイオードとして動作する。光子収率に小さいシンチレータではPDモードでは雑音が大きく正確な測定が困難であるのでPMTモードで測定した。これまでに求めた光子収率の一部を以下に記載する。ただしこれは、まだ精度、誤差の評価が十分ではないので、予備的な結果というべきである。今後、光子輸送の過程を吟味し精度、誤差の評価を行い取りまとめる予定である。昨年度は、これまでに測定した各種シンチレータの光子収率について、一部追加の実験を行い得られた値を吟味した。最終的に、各種シンチレータについて決定した光子収率(10^4photons/MeV)は以下のようになった。ただし、CsI:T1シンチレータの光子収率(6.76 10^4photons/MeV)は以前の我々の測定値で、今回の測定の基準にしたものである。これまでに報告されていた値に比べると今回の我々の測定値は大きめの傾向にある。これらの結果は2009年に韓国済州島で開かれたscinti2009国際会議で発表した。さらに、IEEE誌に投稿し、すでに掲載が決定している。平成21年度の研究で各種シンチレータについて、系統的に光子収率を示すことができたので平成22年度はシンチレータの光子収率の温度特性について調査し、予備的な実験を行い、新しい光電子増倍管の特性評価を行った。いくつかのシンチレータでは光子収率の温度特性について調べられていて、温度を下げることで光子収率がおおきくなる場合があることが知られている。我々の予測では、ある程度光子収率がおおきくなると、エネルギー分解能が格段に向上する可能性がある。そこで室温での光子収率が大きなシンチレータについて、低温での光子収率の調査を試みた。そのために、光電子増倍管の温度特性の調査を始めに行った。また、最近量子効率の大きな光電子増倍管が入手できるようになった。我々も浜松ホトニクスのR6231光電子増倍管について、赤、緑、青の光について、入射角を15-75度まで15度刻みで調節し、量子効率と反射率を測定した。これをもとに、光電面の厚みと赤、緑、青の各色の波長に対する複素屈折率を決定した。なお、平成21年度に、IEEE誌に投稿した系統的な光子収率の論文は、平成22年度に掲載された。また、個体無機シンチレータの成果を参考にガス中でのシンチレーションの研究を進めた。