hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＴＯＬＬ様受容体によるミトコンドリアＤＮＡの誤認識に基づく慢性疼痛発症機構の解明

遺伝子Unc93b1の点突然変異をもつ3dマウスではTLR3,TLR7ならびにTLR9のエンドソームへの移行が障害されており、これらのTLRのリガンドに対する応答が欠如している。この3dマウスを用い、TLRの神経障害性疼痛における役割を解析した結果、3dマウスは神経障害性疼痛に抵抗性を示した。また、野性型マウスでは末梢神経障害に伴ってIFN-γ、IL-1βならびにTNF-αが有意に増大したが、3dマウスではIL-10ならびにArginase-1が有意に増大した。以上の結果より、末梢神経障害に伴って3dマウスではM2フェノタイプが誘導され、神経障害性疼痛に対して抵抗性を示すものと考えられる。本研究は「ミトコンドリアDNAがTLR9のリガンドとなり自然免疫システムを異常に活性化することで難治性疼痛を引き起こす」という仮説に対するエビデンスを確立することを目的とする。遺伝子Unc93bの点突然変異をもつ3DマウスではTLR3,TLR7ならびにTLR9のエンドソームへの移行が障害されており、このためこれらのTLRのリガンドに対する応答が欠如している。平成24年度の結果より、神経障害性疼痛モデルにおいて3Dマウスは野性型マウスと比較して有意に高い疼痛閾値を示し、脊髄後角ミクログリアの活性化は有意低下していた。平成25年度は定量的RT-PCR法を用い、脊髄後角における炎症性分子(IFN- γ, IL-1β, TNF-α)ならびに抗炎症性分子(IL-10, Arginase-1)の発現を定量的に解析した。その結果、野性型マウスでは末梢神経障害3日目でIL-1βならびにTNF-αの有意な発現増大が、末梢神経障害7日目ではIL-1β, TNF-αならびにIFN- γの有意な発現増大が認められた。ところが、3Dマウスでは末梢神経障害に伴う炎症性分子の有意な発現増大は認められなかった。一方、野性型マウスでは末梢神経に伴う抗炎症性分子(IL-10, Arginase-1)の有意な発現増大は認められなかったが、3Dマウスでは末梢神経障害3日目ならびに7日目においてIL-10ならびにArginase-1の有意な発現増大が認められた。次にTLR9のリガンドについて解析を行った結果、末梢神経障害に伴ってミトコンドリアDNAの増加は認められなかったがTLR9のリガンドとなることが知られているHMGB1が脊髄後角で増大することが示唆された。以上の結果より、末梢神経障害に伴って増大し脊髄ミクログリアに取り込まれたHMGB1がエンドソームに移行し、TRR9を活性化することでミクログリアをM1タイプに分化させ、IL-1β, TNF-αならびにIFN-γなどの炎症性分子の産生分泌を惹起し、神経障害性疼痛の発症・進展に関与することが示唆された。本研究は「ミトコンドリアDNAがTLR9のリガンドとなり自然免疫システムを以上に活性化することで難治性疼痛を引き起こす」という仮説に対するエビデンスを確立することを目的とする。この3Dマウスを用いて疼痛に対する感受性を野生型マウスと比較した。まず熱過敏性に対する比較を行った結果、後肢足裏の皮内への生理食塩水注入群ではlatencyに有意な差は認められなかった。ところが、後肢足裏の皮内へのアジュバンド注入群では3Dマウスは野生型マウスに比べて有意に長いlatencyを示した。さらに神経障害性ならびに炎症性疼痛モデルにおいて疼痛閾値の比較を行った。神経障害性疼痛は脊髄神経L4レベルでの切断により作成し、炎症性疼痛は後肢足裏の皮内へのアジュバンド注入により作成した。その結果、どちらの慢性疼痛モデルにおいても3Dマウスは野生型マウスに比べて有意に高い疼痛閾値を示した。抗Iba1抗体を用いたミクログリアの免疫染色の結果、野生型マウスでは神経障害に伴って脊髄後角ミクログリアは活性化して数の増大ならびに形態変化を示すが、3Dマウスでは脊髄後角ミクログリアの活性化は有意低下していた。また、ミクログリアの活性化の指標としてインターロイキン-1β(IL-1β)の免疫染色を行った結果、脊髄後角ミクログリアにおけるIL-1βの発現は野生型マウスでは認められたが3Dマウスでは認められなかった。

以上の結果より、3Dマウスでは神経障害ならびに末梢炎症に伴う脊髄後角ミクログリアの活性化が有意に減弱しており、その結果として慢性疼痛に対して抵抗性を示すことが明らかとなった。TLR3,TLR7ならびにTLR9のリガンドに対する応答が欠如している3Dマウスでは神経障害性ならびに炎症性疼痛びおいて有意に高い疼痛閾値を示した。さらに、3Dマウスでは神経障害ならびに末梢炎症に伴う脊髄後角ミクログリアの活性化が有意に減弱していることが明らかとなった。これらの結果は神経傷害性ならびに炎症性疼痛の発症において重要な役割を果たすことが知られている脊髄後角ミクログリアの活性化にTLR3, TLR7ならびにTLR9の活性化が関与することを強く示唆するものである。神経障害性疼痛ならびに炎症性疼痛の発症には脊髄後角ミクログリアの活性化と伴に炎症性サイトカン(IFN- γ, IL-1β, TNF-α)の産生が重要なステップとなることが知られている。3DマウスのミクログリアではTLR3,TLR7ならびにTLR9のリガンドに対する応答が欠如しているため炎症性サイトカイン産生が低下している可能性が考えられる。そこで今後の研究の推進方策としてはまず神経障害ならびに末梢炎症に伴う脊髄後角におけるIFN- γ, IL-1βならびにTNF-αの産生をリアルタイムRT-PCRを用いて計測し、3Dマウスと野生型マウスとで比較を行う。また、3Dマウスならびに野生型マウスよりミクログリアを分離し、HMGB1などTLR3, TLR7ならびにTLR9に対する内因性リガンド刺激によるIFN- γ, IL-1βならびにTNF-αの産生分泌をELISA法ならびにイムノブロット法を用いて比較検討する。次年度の研究ではリアルタイムRT-PCR、ELISA法ならびにイムノブロット法を用いた解析を主に行う予定です。このためリアルタイムRT-PCRに用いるプライマー、ELISAキット、ならびにイムノブロット法に用いる抗体の購入が必要であり、研究費は主に消耗品費に使用する予定である。
Siの一次元ポリマー:ポリシラン(+Si・R・R'+x)の単結晶作製

ポリシラン(+Si・R・R'+)は、Si原子の一次元鎖と有機系の側鎖基R,R'からなっており、天然の量子細線と呼べる物質である。このポリシランは、その一次元性に起因した特異な電子物性の発現が期待されている物資である。最近になって研究代表者らの行なった、熱アニールを施した薄膜試料を用いた光物性に関する実験から、不均一幅の影響が大きいことが明かとなった。そこで本研究ではこの不均一幅の影響を明らかにするため、単結晶作製の試みを行なった。残念ながら現時点では、大きさ、強度等光学測定に十分耐えうる単結晶試料を得るには至っていない。しかしながら、結晶成長に重要な要因・問題点が徐々に明かとなりつつある。現在のところ一番重要な問題点と考えられるのは、ポリシラン分子の枝別れである。高分子結晶の作製のためには、構成分子の分子量・構造の均一性が非常に重要である。ところが、ポリシランはアルカリ金属を用いた脱ハロゲン重合法という激烈な反応を用いて作製されるために、重合途中の分子が損傷し枝別れが生じているのではないか、ということが従来から心配されてきた。実際、発光スペクトルの測定から、この重合法で作製されたポリシランには、枝別れに起因する欠陥準位が存在することが明かとなった。このため、現在開発されつつあるより穏やかな重合法を用いて作製されたポリシランを用いることが、結晶作製の上で鍵となると考えられる。今後は、この新重合法によるポリシランを用いて結晶作製を試みる予定である。
アルカリ現像液を不要とする水溶性極端紫外光レジスト材料によるグリーン微細加工技術

天然の多糖類を極端紫外光や電子線リソグラフィの環境適応型レジスト高分子に用いる研究アプローチは、現像プロセスにおいて既存の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液や有機溶媒の代替えとして、純水を使用できることを示した。水現像性に影響する重量平均分子量と水酸基を最適化した環境適合型レジスト材料は、200 mmウエハー上のスピン塗布性、波長6.7と13.5 nmでのEUV予測感度特性、EB照射前後での高いコントラスト、照射量7 &micro;C/cm2において直径100-400 nmのピラーパターンの解像性を有することを見出した。糖鎖化物を波長13.5nmの極端紫外光の吸収係数と10nmオーダーのパターン加工性を損なうことなく、デンプンから酵素分解・抽出・精製・高分子側鎖の誘導化し、アルカリ現像液を使用しない水溶性環境配慮型極端紫外光レジスト材料を準備した。水溶性と水現像性を示す糖鎖化合物の一部の末端の水酸基を極端紫外光に感応するアクリレート基や保護基に、更に好適な極端紫外光の吸収係数を得るために、末端を化学処理した単糖類グルコース誘導体と混合し、糖鎖化合物の酸素とフッ素の原子濃度の調整を行った。目的である水現像による微細加工特性と要素との関係を評価するため、糖の分子構造・分子量・架橋反応基濃度・水酸基濃度等の異なる複数のレジスト材料を準備できた。合成したレジスト材料とレジスト下層膜を、スピンコート法により所定の膜厚に成膜した。水溶性、水現像性、及び電子線照射による膜収縮性が糖鎖化合物の化学構造にどのように関係するか一部の結果を解析すると同時に、水溶性極端紫外光用レジスト材料の微細加工のプロセス条件の最適化を行った。得られた研究成果を学術論文1報、国際会議2件、及び講演会2件にて公開した。糖鎖化合物を波長13.5nmの極端紫外光の吸収係数とナノパターン加工性を損なうことなく、デンプンから酵素分解・抽出・精製・高分子側鎖の誘導化し、アルカリ現像液を使用しない水溶性環境配慮型極端紫外光レジスト材料の第二世代品を合成した。合成した複数のレジスト材料の膜分析の基礎評価と共に、一部で微細加工の先行評価を行った。レジスト加工形状、水の水膨潤性、水現像特性、水の浸透速度、表面新疎水特性、極端紫外光による硬化性、及び膜収縮性に対する設計要素の依存性を明確化し、鍵となる要素因子の解明研究を開始した。微細加工特性(レジスト加工形状・解像性・現像特性・膜収縮性・密着・ぬれ性・機械的特性・硬化性等)の評価は、分光エリプソ、露光装置、電子顕微鏡、非接触光干渉式膜厚計、接触角計、ナノインデンター、及び粘弾性測定装置により測定を実施した。得られた研究成果は学術論文3報、国際会議4件、及び講演会・展示会・新聞等5件にて公開した。ナノ・マイクロ微細加工用レジスト材料の設計技術を応用し、有機溶媒とアルカリ現像液を不要とする水溶性極端紫外光レジスト材料を用いた微細加工グリーン化技術の開発を目標とした。目的の実現のために、好適な極端紫外光の吸収係数、環構造による低い膜収縮率、優れた水溶性と水現像性を維持した糖鎖化合物の機能化材料設計の技術、及び極端紫外光による微細加工のプロセス要素を研究した。糖鎖化合物の化学合成を行い、設計要素(糖の分子構造・分子量・水酸基濃度等)とプロセス要素(照射量・焼成温度・現像時間・現像温度)が微細加工特性にどのように関係するのかを評価した。原料合成・抽出・精製・高分子側鎖の誘導化・クリーンルーム下でのレジスト材料の混合・スピン塗布・成膜(CVD)・電子線照射装置・分析装置(GPC、GC、FTIR、接触角測定計、UV吸収計、紫外分光エリプソ、非接触膜厚計、ナノインデンター、簡易SEM、走査プローブ顕微鏡、マイクロスコープ等)を用いて実施した。前年度の結果に基づき、主に原料合成と基礎物性について検討を行うと共に、その詳細な解析と極端紫外光による微細加工評価を行った。架橋密度に対するレジスト加工形状・解像性・加工精度・リワーク性の依存性に主眼を置き、グルコース骨格を主原料に用いた糖鎖化合物が有機溶媒とアルカリ現像液を不要とする水溶性極端紫外光レジスト材料として、適用可能性を学術的に示した。最終年度に得られた研究成果を、英語学術論文4件、国際会議発表3件、及び新聞発表1件等で公開した。糖鎖化合物を波長13.5nmの極端紫外光の吸収係数とナノパターン加工性を損なうことなく、デンプンから酵素分解・抽出・精製・高分子側鎖の誘導化し、アルカリ現像液を使用しない水溶性環境配慮型極端紫外光レジスト

材料の第二世代品の合成法が確立できた。得られた研究成果が定期的に発表でき、社会経済に貢献すべく本研究の産学官連携が実施中ため。高分子設計前年度の結果に基づき、主に原料合成と基礎物性について検討を行うと共に、その詳細な解析と極端紫外光による微細加工評価を行う。架橋密度に対するレジスト加工形状・解像性・加工精度・リワーク性の依存性に主眼を置き、グルコース骨格を主原料に用いたレジスト材料の極端紫外光による糖鎖化合物を、10nmオーダーのパターン加工性における適用可能性を明らかにする。研究成果は国際論文誌、国内外学会、書籍、解説等で毎年2件以上発表する。社会経済に迅速に貢献すべく、研究を加速されるため、新たな研究技術者の雇用資金の獲得を、産学官連携や競争的研究助成の採択により進める。デンプンから酵素分解・抽出・精製・高分子側鎖の誘導化し、アルカリ現像液を使用しない水溶性環境配慮型極端紫外光レジスト材料は、水溶性、水現像性、架橋性、及び高コントラスト化を達成でき、当初の初期目的を達成した。糖誘導体の設計要素(糖の分子構造・分子量・架橋反応基濃度・水酸基濃度等)とプロセス要素(電子線照射量・焼成温度・現像時間・現像温度)を最適化することにより、精細な加工ができる初期結果が得られたため。大学業務のため、予定していた国際会議への参加ができなかったため、旅費を中心として残金が生じたため。前年度の結果に基づき、主に原料合成と基礎物性について検討を行うと共に、その詳細な解析と極端紫外光による微細加工評価を行う。目的の10nmオーダーのパターン加工性が得られない場合には、電子線又は液浸ArF露光(波長193nm)により他の最先端電子デバイス製造への適用が期待される材料設計や加工条件で望ましい水溶性レジスト材料の設計指針と加工プロセスについて研究を継続する。次年度の国際会議への発表等旅費に使用する予定である。
褐色脂肪細胞における熱産生リズムの形成機構解明と制御法の開発

肥満対策は世界的な急務であり、その治療標的として褐色脂肪細胞(BA)が注目されている。BAの熱産生には明瞭な概日リズムが認められ、時計遺伝子PER2はBA熱産生制御因子UCP-1の発現を亢進させることから、BAの熱産生リズムはBAの体内時計により制御されている可能性が高い。また、体内時計の障害は肥満を惹起することが知られており、その一因としてBAの体内時計障害が不適切な熱産生リズムをもたらしエネルギー消費量を低下させる可能性がある。そこで本研究は、それらの可能性を検証するために、BA特異的体内時計機能欠損マウスを作製し、BAの熱産生リズムとエネルギー消費におけるBAの体内時計の役割を明らかにする。さらに、BAの熱産生リズムの制御因子を同定するとともに、その因子を体内時計障害性肥満モデルに外因性投与し、肥満の予防・治療効果を検討する。本研究の成果は新たな肥満対策に直結することから、本研究は学術的独自性と創造性に富んだ、社会的にも有意義な研究である。平成30年度は、まず、時計遺伝子Bmal1のfloxマウスとUcp1 Creマウスを交配させることにより、BA特異的Bmal1欠損(BA-Bmal1 KO)マウスを作製した。このマウスのBAでは、体内時計機能がほぼ完全に欠損するとともに、UCP-1の発現リズムにも変化が認められた。現在、BA-Bmal1 KOが深部体温リズムや肥満発症におよぼす影響を検討中である。また、正常マウスを用いて作製した初代培養BA細胞では、高濃度血清やフォルスコリンの刺激により体内時計のリセットが可能であることを見出し、in vitroのBA体内時計機能評価系を確立した。ひき続き、この系でもBA-Bmal1 KOの影響を検討し、体内時計欠損がUCP-1発現や熱産生におよぼす直接的な影響を明らかにする。予定通り、in vivoおよびin vitroの実験系の確立に成功し、データを収集中である。予定した研究を実施する。なお、in vitroの実験では、熱産生の指標としてUCP-1の測定のみを行う予定であったが、当該年度中にin vitroにおける酸素消費測定系の使用が可能になったため、次年度からはこの測定系も用いて熱産生を観察する。これにより、UCP-1の発現変化を介さない熱産生の評価も可能となった。一部の物品を購入するタイミングが次年度にややずれ込んだものの、支出はほぼ計画通りであり、このまま当初の使用計画を継続する。
生物遺伝資源および伝統的知識に関わるガバナンス

本研究は、生物遺伝資源および伝統的知識に関わるガバナンスを確立するための要件を探ることを目的としている。それに基づいて、今年度は、伝統的知識の登録に関する国際比較研究、商業機密と伝統的知識、伝統的知識の所有権と他の権利との関連を中心に検討した。特に、2003年12月にパプアニューギニアおよび2004年2月にマレーシアにおいて現地調査および生物多様性条約締約国会議に参加し、遺伝資源と伝統的知識に関する最新動向を把握し、関連資料の入手に努めた。また、日本における伝統的知識の保全については、2003年5月および9月に、仙台、滋賀および京都において藍染め技法の継承者を訪ねてヒアリング調査を行い、関連資料を入手した。それらの資料に基づき、さらに、この分野の研究者に聞き取り調査を行うとともに、関連研究会合に出席し、論議を深めた。それには、本研究の経費以外により参加した関連会議も含まれる。たとえば、2003年9月に国連大学において開催された生物遺伝資源に関する国際会議に研究代表者および研究分担者ともに出席し、報告し論議に参加した。2003年10月にマレーシアで開かれたWTOに関する研修プログラムに、研究分担者は参加を要請され、「貿易、生物多様性および伝統的知識」について報告を行った。2004年1月には、ベトナムで開かれた「バイオテクノロジー、貿易および持続可能な開発に関するワークショップ」に、研究分担者は国連大学より参加を要請され、生物遺伝資源と伝統的知識について報告を行った。研究代表者および分担者は、それぞれ、それらの場を通じて人的ネットワークを広げるとともに、法的観点からの論議を行った。他方、伝統的知識については、研究代表者との論議も踏まえて、研究分担者は、その後も研究を続け、国連大学高等研究所の政策報告書シリーズの中の一冊として、「伝統的知識の保護において登録制度の果たす役割」(報告書は英文)というテーマの論文が2004年1月に出版された。また、主要環境条約および主要国際機関によって運営されているミレニアム・エコシステム・アセスメントのうち、生物多様性に関する主要対策のセクションについて協力を要請され、研究代表者と研究分担者との共同作業によって報告書原案を提出し、国際編集委員会との調整に基づき、随時改訂作業を続けている。それに基づいて、今年度は、生物遺伝資源の利用と利益配分に関する国際法制度および国内法制度の現状把握を行った。また、伝統的知識をめぐる世界各国における動向についても、資料収集を行った。他方、それらの資料に基づき、この分野の研究者に聞き取り調査を行うとともに、関連研究会合に出席し、論議を深めた。たとえば、2002年12月に世界知的財産権機関によって開催された「知的財産権と、遺伝資源、伝統的知識および民俗との関係に関する政府間会合」に研究分担者が国連大学より参加を要請され、伝統的知識に影響を及ぼす知的財産権政策のあり方について国連大学が行う先住民と知的財産権プロジェクト「地球共同体への提言」に関する報告を行ったが、その場を通じて人的ネットワークを広げるとともに、法的観点からの論議を深めた。同様に、2003年3月に釧路で開かれた国連研修調査機関と釧路国際湿地センターとの共催による「生物多様性に関する多国間環境条約の実施に関するアジア太平洋地域研修ワークショップ」において、研究代表者は主催者の経費で参加したが、研究分担者は本研究経費で参加し、それぞれ、生物遺伝資源利用に関する国際法制度および伝統的知識と生物多様性保全との関わりについて講演を行い、質疑応答を行った。また、主要環境条約および主要国際機関によって運営されているミレニアム・エコシステム・アセスメントのうち、生物多様性に関する主要対策のセクションについて協力を要請され、研究代表者と研究分担者との共同作業によって報告書原案を提出した。なお、国内レベルでも、関連省庁、産業界および関連研究者への聞き取り調査などを行った。

他方、伝統的知識については、研究代表者との論議も踏まえて、研究分担者は、その後も研究を続け、国連大学高等研究所の政策報告書シリーズの中の一冊として、「伝統的知識の保護において登録制度の果たす役割」(報告書は英文)というテーマの論文が2004年1月に出版された。また、主要環境条約および主要国際機関によって運営されているミレニアム・エコシステム・アセスメントのうち、生物多様性に関する主要対策のセクションについて協力を要請され、研究代表者と研究分担者との共同作業によって報告書原案を提出し、国際編集委員会との調整に基づき、随時改訂作業を続けている。
非分裂細胞を標的とした多機能性エンベロープ型ナノ構造体の創製

本研究は、核酸ナノキャリアによる非分裂細胞への効率的な核酸送達を目的とする.これまでに、Mono-cationic detergent (MCD)で調製したナノ粒子化DNAを脂質二重膜からなるリポソームへ封入した多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND)は、ナノ粒子化DNAのそれに近い粒子径であることを明らかとしている.MCDによる脂質膜への作用を原因として考察し、当該年度はMCDを基盤とした脂質膜枚数制御技術の確立に取り組んだ.はじめに、ナノ粒子化DNAの調製にポリカチオンを用いて、MCDとしてThonzonium bromide (TB)を脂質膜に含有させたMEND (TB-MEND)を構築した.その結果、最適なTB含量において、TB-MENDはナノ粒子化DNAに極めて近い粒子径を有することを明らかとした.さらに、脂質膜枚数の各種評価により、TB-MENDの脂質膜は1枚である可能性が高いことを明らかとした.本研究の目的を達成するために、1枚からなるTB含有脂質膜へ2枚の脂質膜からなるDi-lamellar MEND (D-MEND)を封入したリポソームの構築を行った.本戦略の特徴は、突破すべき生体膜の枚数と同一の3枚からなる脂質膜構造体を構築する点にある.その結果、TBの正電荷による静電的相互作用を経た時のみにおいて、負電荷脂質のみからなるTriple-layered MEND (TL-MEND)の構築に成功した.非分裂細胞モデルに対し、TL-MENDは脂質膜枚数の制御が困難な従来型MENDに対して非常に高いトランスフェクション活性を発揮することを明らかとした.1枚膜の簡便な形成が可能な本系は、細胞質を標的とする薬物への応用、1枚ごとに突破する生体膜に最適な脂質組成から構成される革新的パッケージングコンセプトへの進化が可能な基盤技術として幅広い利用が期待される.本研究は、核酸ナノキャリアによる非分裂細胞への効率的な核酸送達を目的とする.本研究の実現において中核を為すのがMono-cationic detergent(MCD)である.MCDによって凝縮された核酸ナノ粒子は高い核酸放出能を有することが知られている.MCD/pDNAナノ粒子を封入した多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND(MCD))はウィルス性ベクターであるアデノウィルスに匹敵する遺伝子発現能を有することを明らかにしている.しかし、高用量のMCDによる細胞毒性が課題点として浮上した.そこで、当該年度はMEND(MCD)構築過程の改善による細胞毒性の解決に取り組んだ.MCD/pDNAナノ粒子のMCD使用量について詳細に検討を行った.その結果、低MCD量からなるMCD/pDNAナノ粒子でもMEND(MCD)が構築可能であると同時に、低用量のMCDを脂質膜に含有することでリポソームの脂質膜枚数が制御可能であることを明らかにした.また、MCDの汎用性を検証するために、MCDを用いたsiRNA送達キャリアの構築にも取り組んだ.MCDによるsiRNAのナノ粒子化について評価を行ったところ、siRNAにおいてもMCDによるナノ粒子化が可能であることを明らかにした.さらに、カチオン性リポソームで共導入したMCD/siRNAナノ粒子は、Lipofectamine 2000よりも高いRNAi効果を有することを明らかにした.pDNA, siRNAは革新的な疾患治療薬として注目されており、効率的なデリバリー技術が実用化の鍵となっている.当該年度において得られた2つの知見を融合させることにより、封入だけでなく細胞内動態の制御にも優れた核酸送達キャリアの創製につながることが期待される.本研究は、核酸ナノキャリアによる非分裂細胞への効率的な核酸送達を目的とする.これまでに、Mono-cationic detergent (MCD)で調製したナノ粒子化DNAを脂質二重膜からなるリポソームへ封入した多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND)は、ナノ粒子化DNAのそれに近い粒子径であることを明らかとしている.MCDによる脂質膜への作用を原因として考察し、当該年度はMCDを基盤とした脂質膜枚数制御技術の確立に取り組んだ.はじめに、ナノ粒子化DNAの調製にポリカチオンを用いて、MCDとしてThonzonium bromide (TB)を脂質膜に含有させたMEND (TB-MEND)を構築した.その結果、最適なTB含量において、TB-MENDはナノ粒子化DNAに極めて近い粒子径を有することを明らかとした.さらに、脂質膜枚数の各種評価により、TB-MENDの脂質膜は1枚である可能性が高いことを明らかとした.本研究の目的を達成するために、1枚からなるTB含有脂質膜へ2枚の脂質膜からなるDi-lamellar MEND (D-MEND)を封入したリポソームの構築を行った.本戦略の特徴は、突破すべき生体膜の枚数と同一の3枚からなる脂質膜構造体を構築する点にある.その結果、TBの正電荷による静電的相互作用を経た時のみにおいて、負電荷脂質のみからなるTriple-layered MEND (TL-MEND)の構築に成功した.非分裂細胞モデルに対し、TL-MENDは脂質膜枚数の制御が困難な従来型MENDに対して非常に高いトランスフェクション活性を発揮することを明らかとした.1枚膜の簡便な形成が可能な本系は、細胞質を標的とする薬物への応用、1枚ごとに突破する生体膜に最適な脂質組成から構成される革新的パッケージングコンセプトへの進化が可能な基盤技術として幅広い利用が期待される.
森林地域における酸性降下物流出の広域比較

1.酸性降下物の森林への流入(1)気象要因・地理的要因が異なる地点、時期の森林地域への酸性降下物の流入状況を観察した(2)乾性降下物の観測を開始した2.林内雨・樹幹流・土壌(1) pH,EC,溶存イオンの季節変化,樹種間差を比較検討した(2)スギ,ヒノキ林をはじめいくつかの林分で樹冠・土壌による酸中和過程を調べた(3)土壌要因の変化に伴う植物の反応,植生の変化を調べた3.流水の水質(1)いくつかの大学で源流小流域の水質・水文調査を行った(2)森林からの養分流出過程の調査を開始した(3)積雪地域の融雪に伴う水質変化,養分収支を調査した4.観測方法(1)林内雨・樹幹流の観測方法を再検討した(2)乾性降下物・土壌水の採取方法を検討した(3)観測方法を検討するための作業部会を発足させた(4)作業部会により酸性降下物の観測マニュアルを作成した5.一斉観測(1)平成10年6月と9月に湿性,乾性降下物・スギの林内雨・樹幹流・渓流水の一斉観測を実施した6.データベース化(1)得られたデータを共通のフォーマットでデータベース化する方法を検討した(2)一斉観測のデータを用いてデータベースを作成した1.酸性降下物の森林への流入(1)気象要因・地理的要因が異なる地点、時期の森林地域への酸性降下物の流入状況を観察した(2)乾性降下物の観測を開始した2.林内雨・樹幹流・土壌(1) pH,EC,溶存イオンの季節変化,樹種間差を比較検討した(2)スギ,ヒノキ林をはじめいくつかの林分で樹冠・土壌による酸中和過程を調べた(3)土壌要因の変化に伴う植物の反応,植生の変化を調べた3.流水の水質(1)いくつかの大学で源流小流域の水質・水文調査を行った(2)森林からの養分流出過程の調査を開始した(3)積雪地域の融雪に伴う水質変化,養分収支を調査した4.観測方法(1)林内雨・樹幹流の観測方法を再検討した(2)乾性降下物・土壌水の採取方法を検討した(3)観測方法を検討するための作業部会を発足させた(4)作業部会により酸性降下物の観測マニュアルを作成した5.一斉観測(1)平成10年6月と9月に湿性,乾性降下物・スギの林内雨・樹幹流・渓流水の一斉観測を実施した6.データベース化(1)得られたデータを共通のフォーマットでデータベース化する方法を検討した(2)一斉観測のデータを用いてデータベースを作成した北海道の北部から九州の南部まで、各大学演習林において様々な種類の森林や樹木に関し、林外雨、林内雨、樹幹流、土壌水や渓流水を採取し、pH、ECの測定や溶存成分の分析を行い資料の集積と解析を行っている。今までに得られた主な結果は以下の通りである。1.市街地や工業地域に近いところでは、全般的に降雨のpHが低い。(酸性度が高い)。2.森林の種類によって林内雨の溶存成分の構成に差が見られる。3.林外雨のpHの違いによって、林内雨の溶存成分の濃度に差が生じる。4.樹幹流による林内への降雨の流入量は、降水量のおよそ20%ほどである。5.樹幹流に含まれる成分量の構成は樹種によって異なる。6.樹冠が乾性降下物をかなり集積している可能性があることが、樹幹流の観測から推測できる。7.樹幹流には、集積した乾性降下物が降雨によって洗い流されるとともに、葉、枝、幹などの表面から物質が溶脱されている可能性があることが伺える。タケの樹幹流にカリウムが多く含まれることは特徴的である。8.海岸に近い地域では、海塩の影響が降雨や樹幹流に表れる。9.森林地域における降雨が、かなり酸性である場合でも渓流水は中性に近い場合が多い。尚、樹幹流、腐植通過水や土壌水の観測により森林の働きを解析中である。森林地帯への酸性降下物入量を定量的に把握するために,林外雨・林内雨・樹幹流・Ao層通過雨・土壌水の採取,pH・EC・カチオン・アニオンの分析を昨年度に引き続き全国各地で行った。その中で,ミズナラ二次林は硫酸イオンの変性作用等で降雨の酸性度の緩衝能を有していること落葉広葉樹林と常緑針葉樹林ではその融雪パターンに差異があること森林の林床植生が降雨の性質変化や林内雨量の空間分布に影響を及ぼしていることヒノキ壮齢林では風速が樹幹流下量に影響を及ぼしていること樹幹流にはその成分に様々な樹種特異性が認められること等が明らかとなった。また,全国共通樹種としてスギを対象とした広域観測を開始した。更に今年度からは,より正確な降下物の質と量の把握のために,湿性降下物と乾性降下物の分別採取を開始した。乾性降下物の採取方法は,大気中の硫黄酸化物・窒素酸化物・アンモニアガス・及び各種エアロゾルを対象としたフィルター吸着法を中心に,各種の方法を比較検討している。

上記の種々の降下物について,その採取方法が異なると結果も異なってくる可能性があるため,研究グループの中から観測方法に関する作業部会を結成し,採取方法について具体的な検討を行った。また,森林地帯へ流入した酸性降下物がどのような形態で系外へ流出するのかという点についても調査を開始した。北海道では,異なる地質森林と森林の有無を組み合わせた合計8流域で観測(渓流水の採取・分析)を行っている。酸性降下物の森林地域への流入量及び森林地域からの流出量を把握するために,林外雨・林内雨・樹幹流・AO層通過雨・土壌水・渓流水の採取を全国の大学演習林において昨年度に引き続き実施した。採取した試料はpHECの測定及びイオンクロマトグラフによる溶存カチオン・アニオンの分析を行った。以上の継続して行っている観測は,その方法及び採取樹柱が場所によって異なっているので,今年度は6月と9月のそれぞれ1ヶ月,全国の大学演習林にて湿性・乾性降下物,スギの林内雨・樹幹流,渓流水の一斉観測を方法を統一して実施した。その結果・湿性降下物のpHは参加した24演習林中18演習林で5.6以下であったこと・源流域に位置する大学演習林でも降雨の酸性化が進行していること・林外雨の溶存カチオンアニオンには共に地域性が見られること・スギ林内雨のpHは6月は林外雨とほぼ同じで,9月はやや低かったこと・林内雨の溶存成分にも地域特性が見られること・渓流水のpHは78の地点が24ヶ所,67が13ヶ所で,ほぼ中性であったこと・渓流水のNaの割合が海塩の当量濃度比と比較して各地で高いこと等が明らかとなった。また,今回の一斉観測では,新しい試みとして「大気中の物質濃度及び空気力学的方法を組み合わせた勾配法」による乾性降下物の採取を行った。その他の試料採取方法についても,昨年度発足させたワーキンググループにて検討を重ね,長期観測を見据えた観測方法をマニュアルを作成して提案した。
炭素材料による陰イオンの選択的吸着現象の解明と吸着材の開発

本研究では、ナノ細孔性炭素材料により陰イオンを水中から選択的に分離できるメカニズムを解明すると共に、陰イオンの吸着に必要な炭素材料の条件について検討した。その結果、ナノ細孔性炭素材料の表面(負の表面電位を有する)にプロトンの吸着相が形成されることで、陰イオンが特異的に吸着できることがわかった。また、ナノ細孔性炭素材料の細孔サイズが水和陰イオンサイズと同程度で且つ細孔の幾何構造がシリンダー形状の場合、陰イオンを強く吸着できることも明らかとなった。これまでに、陰イオンが炭素材料のナノ空間に選択的に吸着する可能性を示す複数の実験結果を得ているが、炭素材料の表面は一般にパイ共役系により負電荷を帯びており、陰イオンが選択的に吸着できる環境ではない。本研究は、炭素材料に対する陰イオンの選択的吸着メカニズムの解明を図り、その知見を活かした陰イオンの選択的な吸着と分離が可能な炭素材料の設計・創製を行うことを目的としている。平成27年度は、これまでの予備的検討の流れを引き継ぎBrイオンの吸着機構に関する検討を行った。炭素材料としては細孔サイズがはっきりとわかっている単層カーボンナノチューブ(SWCNT;平均細孔径1.3 nm)を用いると共に、比較として平均細孔径が既知の活性炭(AC;平均細孔径0.63, 1.1 nmの2種類)も用いた。平成27年度における主な成果は以下の3点である。1, SWCNTの末端を自在に開閉する方法を確立すると共に、チューブ状細孔内部で形成される吸着相の密度を正確に求めることに成功した。SWCNTについてはチューブ内部のみならず、チューブ間や表面官能基への吸着も考慮する必要があるが、本研究で得られた成果はチューブ内部で形成される吸着相のみを選択的に解析できることを示している。今後、チューブ内部に制約されたイオンの吸着密度状態を詳細に解析する予定である。2, ACを用いた検討の結果、細孔の表面にプロトンの吸着相が形成されることで、Brイオンが特異的に吸着できる場が形成されることがわかった。3,炭素材料の平均細孔径が水和アニオンサイズと同程度の場合、狙いとするハロゲン化物イオンを選択的に吸着分離することが可能であることがわかった。本来、炭素材料は金属イオン等のカチオン種の吸着に有効であると考えられてきたが、プロトンの介在によりアニオンの吸着分離に対しても有効であることを示す知見を得た。平成27年度の目標の一つに、カチオン種の違いがBrイオンの吸着密度に与える影響について検討することを挙げていたが、RbイオンとSrイオンを用いた検討に留まった。平成28年度に引き続き他のカチオン種を用いた検討を行う予定である。一方で、SWCNTの末端構造制御については当初の計画には記されていなかったが、チューブ内部の構造を正確に求める上で重要な知見・技術である。チューブ末端を制御する手法を確立できたことで、チューブ内部のミクロ孔内のみの陰イオン種の状態解析を選択的に行うことが可能となった。この点は当初の計画以上の成果であり、高い評価に値すると考えている。従前までに、ナノ空間(主に細孔径2 nm以下のミクロ孔)を多量に含有する活性炭をアルカリ金属のハロゲン化物(たとえばRbBr)水溶液中に分散させてイオンを吸着させると、電荷バランスに反してアニオン種(Brイオン)がカチオン種よりも10100倍以上も多く吸着する現象を見出した。通常、炭素材料の表面電荷はマイナスであるため、カチオンの方が強く引き付けられると想像できるが、この考えを覆す結果である。平成27年度には、単層カーボンナノチューブ(SWCNT;平均細孔径1.3 nm)の末端を自在に開閉する方法を確立し、チューブ状細孔内部で形成される吸着相の密度を正確に求める方法論を確立すると共に、細孔の表面にプロトンの吸着相が形成されることでBrイオンが特異的に吸着できる場が形成されることを見出した。平成28年度は、炭素材料のナノ空間内にアニオン種がその対イオンよりも過剰に吸着される際に影響を及ぼす諸因子について検討を行った。その結果、SWCNTを用いてRbBrの吸着実験を行った結果、Brイオンの吸着量を細孔の空間容量で割ったBrイオンの吸着密度を算出すると、活性炭の細孔内(0.31 mol/L)に比べてSWCNTの細孔内(3.8 mol/L)の方が10倍以上も高いことがわかった。この結果は、細孔の幾何構造の違いを反映していると思われるが、詳細なメカニズムについては平成29年度の研究を通じて明らかにする予定である。一方、Brイオンの対イオンを他のアルカリ金属イオンに替えた場合、Brイオンの吸着量に与える影響は小さいことがわかり、カチオン種の価数やサイズがアニオン種の吸着に与える影響を引き続き検討する。平成28年度の研究を通じて、SWCNTの細孔内におけるBrイオンの吸着密度が活性炭の細孔内に比べて10倍以上大きいという、当初予想もしていなかった結果を得ることができた。当初予定をしていたBrイオンの対イオン種が与える影響については必ずしも予定どおり進んではいないものの、SWCNTの細孔がアニオンの吸着に対して特別な場を提供する可能性を発見できた点は非常に興味深い。

SWCNTは理論計算においてもモデル化が容易であり、平成29年度は量子化学計算も駆使しながら、Brイオンの吸着状態の解明を図る予定である。従前までの研究で、陰イオンが炭素材料のナノ空間に選択的に吸着する可能性を示す複数の実験結果を得ていた。通常、炭素材料の表面は表面電位が負であり、陰イオンが選択的に吸着できる環境ではない。本研究は、炭素材料に対する陰イオンの選択的吸着メカニズムの解明を図り、その知見を活かした陰イオンの選択的な吸着と分離が可能な炭素材料の設計・創製を行うことを目的として開始した。3年間の研究で得られた成果を以下に列記する。(1)臭化ルビジウム水溶液中にミクロ孔性炭素材料を分散させてイオンを吸着させた場合、水溶液中のプロトンが細孔内に吸着するため、ルビジウムイオンよりも臭化物イオンを数倍から100倍以上多量に吸着することが明らかとなった。(2)理想的な構造のシリンダー型ミクロ孔を有する材料の代表として単層カーボンナノチューブ(以下SWCNT)がある。SWCNTにはシリンダー型細孔以外にもチューブ間の隙間に起因する細孔も存在するため、吸着層の解析が困難である。そこで、本研究では、SWCNTの末端部の制御を熱処理により行い、SWCNTのシリンダー型細孔内部のみの吸着種の解析を行うための材料を創製した。この材料を用いてチューブ状細孔内部で形成される臭化物イオンの吸着密度がSWCNTと同程度の細孔サイズを有する活性炭に吸着した場合よりも高いことを見いだした。即ち、吸着材の細孔表面の曲率がプロトンおよび臭化物イオンの吸着密度に大きく影響していることを突き止めた。(3)陰イオンとして硝酸イオンを用いた場合、対イオンに対する吸着量比は臭化物イオンの場合ほど大きくはならなかった。この結果は、プロトンと陰イオンとがミクロ孔性炭素材料に対して協同的に吸着するためのメカニズムが存在することを示唆しているが、詳細の解明までには至らなかった。引き続き、理論計算も駆使しながら全容の解明を進める。本研究では、ナノ細孔性炭素材料により陰イオンを水中から選択的に分離できるメカニズムを解明すると共に、陰イオンの吸着に必要な炭素材料の条件について検討した。その結果、ナノ細孔性炭素材料の表面(負の表面電位を有する)にプロトンの吸着相が形成されることで、陰イオンが特異的に吸着できることがわかった。また、ナノ細孔性炭素材料の細孔サイズが水和陰イオンサイズと同程度で且つ細孔の幾何構造がシリンダー形状の場合、陰イオンを強く吸着できることも明らかとなった。平成27年度に予定していた検討項目のうち、カチオン種の違いが臭化物イオンの吸着状態に与える影響に関する検討が未完であるため、年度当初において早急に吸着特性の解明を図る。また、本年度以降は、SWCNT以外の炭素材料(カーボンナノホーン等)を用いてBrイオンの吸着状態に関する検討を継続する。また、平成28年度以降は先に挙げた各炭素材料に対するClイオン(Cl源; NaCl、KCl、RbCl、SrCl2)および代表的な陰イオン(硝酸イオン、硫酸イオン)の吸着特性に関する検討も行う。更に、平成27年度の成果を受けて平成28年度は、炭素材料の細孔内または細孔外表面上でのプロトンの吸着状態解析にも精力的に取り組む。プロトンの吸着相形成が陰イオンの吸着に深く関わっていることがわかったため、炭素材料への陰イオンの選択的吸着にプロトンがどのように関わっているのかを明らかにする。
励起子量子干渉-LOフォノン間結合の電場制御とテラヘルツ電磁波発生

「電場による種々の励起子準位問の量子干渉とLOフォノンと問の結合の制御」を主目的とし,電場印加による多重量子井戸中のコヒーレントLOフォノンの増強を調べること,さらに,増強されたコヒーレントLOフォノンおよび励起子量子干渉-LOフォノン間結合からのテラヘルツ電磁波の特性を調べることを行った.下記に研究成果を列記する。(1)時間分解ポンプ・プローブ分光法を用いて,GaAs/AlAs多重量子井戸を用いて,電場を印加した場合の励起子量子ビート-LOフォノン結合モードの振る舞いについて調べた.その結果,高次のサブバンド間の励起子量子ビート(LH1励起子とHH1励起子間,およびHH1励起子とHH2励起子間)において,電場印加と共にそれらの振動数が高振動数側にシフトし.さらに,励起子量子ビートの振動数がGaAs型LOフォノンの振動数に近くなると,このコヒーレントLOフォノンの振幅が増幅されることを見出した.これは,励起子量子ビートーコヒーレントLOフォノン結合モードが生じているためである.(2)電場を印加したGaAs/AlAs多重量子井戸からのテラヘルツ電磁波の振る舞いについて調べた.その結果,本研究に用いた試料においては,励起子量子ビートによるテラヘルツ電磁波は殆ど観測されなかった.これに比べて,コヒーレントLOフォノンからのTHz電磁波が強く観測された.特に,電場印加と共に,高次のサブバンド励起子準位のエネルギー差がGaAs型LOフォノンの振動数に近くなると,このコヒーレントLOフォノンからのTHz電磁波が増幅されることを見出した.「電場による種々の励起子準位問の量子干渉とLOフォノンと問の結合の制御」を主目的とし,電場印加による多重量子井戸中のコヒーレントLOフォノンの増強を調べること,さらに,増強されたコヒーレントLOフォノンおよび励起子量子干渉-LOフォノン間結合からのテラヘルツ電磁波の特性を調べることを行った.下記に研究成果を列記する。(1)時間分解ポンプ・プローブ分光法を用いて,GaAs/AlAs多重量子井戸を用いて,電場を印加した場合の励起子量子ビート-LOフォノン結合モードの振る舞いについて調べた.その結果,高次のサブバンド間の励起子量子ビート(LH1励起子とHH1励起子間,およびHH1励起子とHH2励起子間)において,電場印加と共にそれらの振動数が高振動数側にシフトし.さらに,励起子量子ビートの振動数がGaAs型LOフォノンの振動数に近くなると,このコヒーレントLOフォノンの振幅が増幅されることを見出した.これは,励起子量子ビートーコヒーレントLOフォノン結合モードが生じているためである.(2)電場を印加したGaAs/AlAs多重量子井戸からのテラヘルツ電磁波の振る舞いについて調べた.その結果,本研究に用いた試料においては,励起子量子ビートによるテラヘルツ電磁波は殆ど観測されなかった.これに比べて,コヒーレントLOフォノンからのTHz電磁波が強く観測された.特に,電場印加と共に,高次のサブバンド励起子準位のエネルギー差がGaAs型LOフォノンの振動数に近くなると,このコヒーレントLOフォノンからのTHz電磁波が増幅されることを見出した.本年度の研究目的は,GaAs/AlAs多重量子井戸に電場を印加し,重い正孔(HH)励起子-軽い正孔(LH)励起子などの分裂エネルギーを連続的に変化させ,励起子量子ビート-コヒーレント縦光学(L0)フォノン結合モードの電場依存性を明らかにすることである.また,GaAs/AIAs多重量子井戸中のコヒーレントL0フォノンから放射されるテラヘルツ電磁波の特性を調べることを目的としている.時間分解ポンプ・プローブ分光法を用いて,GaAs/AIAs多重量子井戸に電場を印加した場合の励起子量子ビートーL0ォノン結合モードの振る舞いについて調べた.その結果,n=1電子(E1)とn=1重い正孔(HH1)間のE1-HH1励起子とE1-LH1励起子の間での励起子量子ビート,および,E1-HH1励起子とE1-HH2励起子の間での励起子量子ビートにおいて,電場印加と共に,その振動数が高振動数側にシフトすることを確認した.さらに,励起子量子ビートの振動数が,電場印加によってGaAs井戸層内のコヒーレントL0フォノンの振動数に近くなると,このコヒーレントL0フォノンの振幅が増幅されることを見出した.これは,励起子量子ビート-コヒーレントL0フォノン結合モードが生じているためと考えられる.時間分解テラヘルツ電磁波測定法を用いることで,GaAs/AlAs多重量子井戸においてコヒーレントL0フォノンから高強度で単色性に優れたテラヘルツ電磁波が生じていることを見出した.このテラヘルツ電磁波は,GaAs基板に観測されるコヒーレントLフォノンからのテラヘルツ電磁波と比べて,強度で約100倍になっていることがわかった.さらに,励起光の励起エネルギー依存性および励起密度依存性などから,コヒーレントLO0フォノンは瞬間誘導ラマン散乱機構および内部電場の瞬間

遮蔽によって生成されていると考えられる.本年度の研究目的は,GaAs/AIAs多重量子井戸に電場を印加し,重い正孔(HH)励起子一軽い正孔(LH)励起子などの分裂エネルギーを連続的に変化させ,励起子量子ビートーコヒーレント縦光学(LO)フォノン結合モードの電場依存性を,時間分解ポンプ・プローブ分光法および時間分解テラヘルツ電磁波測定法の両手法を用いて,明らかにすることである.(1)時間分解ポンプ・プローブ分光法を用いて,2種類の井戸層幅が違うGaAs/AIAs多重量子井戸を用いて,電場を印加した場合の励起子量子ビート-LOフォノン結合モードの振る舞いについて調べた.その結果,高次のサブバンド間の励起子量子ビート(LH1励起子とHH1励起子間,およびHH1励起子とHH2励起子間)において,電場印加と共にそれらの振動数が高振動数側にシフトし.さらに,励起子量子ビートの振動数がGaAs型LOフォノンの振動数に近くなると,このコヒーレントLOフォノンの振幅が増幅されることを見出した.これは,励起子量子ビートーコヒーレントLOフォノン結合モードが生じているためと考えられる.(2)次に,時間分解テラヘルツ電磁波測定法を用いて,上記のGaAs/AlAs多重量子井戸を用いて,電場を印加した場合の励起子量子ビート-LOフォノン結合モードの振る舞いについて調べた.その結果,テラヘルツ電磁波測定では,励起子量子ビートによるテラヘルツ電磁波は殆ど観測されなかった.これに比べて,コヒーレントLOフォノンからのTHz電磁波が強く観測された.特に,電場印加と共に,高次のサブバンド励起子準位のエネルギー差がGaAs型LOフォノンの振動数に近くなると,このコヒー一レントLOフォノンからのTHz電磁波が増幅されることを見出した.
マイクロ波熱触媒を用いた次世代リチウム二次電池低環境負荷物質の超短時間合成

本研究は、高性能で安全性が高く低環境負荷な次世代リチウム二次電池用正極物質が、簡便かつ短時間で得られる新しい合成法の開発を目的とし、マイクロ波を化学反応場として利用した合成プロセスを考案し、その学術的研究を行うものである。昨年度までに、マイクロ波を吸収する熱触媒物質として炭素及び金属粉の利用を見出し、これらを含んだ原料にマイクロ波を照射することにより、リチウム鉄系酸化物(LiFePO_4)、リチウムマンガン系酸化物(LiMn_2O_4)を僅か数分間の短時間で合成することに成功した。本年度は、マイクロ波合成に成功したLiFePO_4、LiMn_2O_4を用いて三極式電池セルを作製し、定電流充放電試験、レート特性、サイクル寿命の電気化学的特性を測定し、電気炉焼成による合成法で得られた正極物質と同性能の電池特性を示すことを明らかにした。次に、合成した目的物質の特性向上を目指し、LiMn_2O_4のマイクロ波合成時にFe、ALなどの他元素を熱触媒物質と利用して添加及び置換を行う合成法を考案した。マイクロ波加熱の温度変化の測定結果から金属粉末を熱触媒物質として用いると、使用する金属粉末の種類により異なる反応温度挙動を示すことを明らかにした。マイクロ波合成したリチウムマンガン系酸化物(LiMn_<1-x>M_xO_4)は、他元素添加の効果によるサイクル寿命、レート特性の特性向上が見られることを確認した。今後は、本研究成果で確立したマイクロ波合成法を発展させ、製造時のCO_2削減及び低コスト、低エネルギー化に大きな期待ができる本プロセスの工業化を検討していく予定である。本研究は、高性能で安全性が高く低環境負荷な次世代リチウム二次電池用正極物質の新しい合成法の開発を目的として、マイクロ波を化学反応場として利用した合成プロセスを考案し、その学術的研究を行うものである。本年度は、まず、マイクロ波を吸収する熱触媒物質として炭素及び金属粉の利用を見出し、これらを含んだ原料にマイクロ波を照射し内部から一様に直接反応させることにより、目的物質を僅か数分間の短時間で合成することに成功した。合成した物質は、低環境負荷な次世代リチウム二次電池物質として有望であるリチウム鉄系酸化物(LiFePO_4)、リチウムマンガン系酸化物(LiMn_2O_4)である。実験では、使用試薬の組成、マイクロ波照射時間や熱触媒物質の添加量等を詳細に検討し、本プロセスに最適な合成条件を決定した。さらに、放射温度計によるマイクロ波合成中の温度変化を測定し、マイクロ波による原料物質の化学反応挙動を明らかにした。また、リチウム鉄系酸化物の合成では、合成後の微粉末化及びさらなる反応の効率化をはかるために、有機金属錯体溶液を用いたクエン酸錯体法を利用した新しい合成法も試みた。次に、マイクロ波式反応装置の設計と製作は、本課題決定後、装置メーカーと相談し、購入予定装置を借用して反応装置を組み実験を行った。しかし、当初予測した反応及び実験結果が得られなかった。この原因は、反応に必要なマイクロ波出力が不足していると考えられ、目標達成には、さらに大型のマイクロ波出力装置が不可欠で高額予算の計上が必要となった。そのため、本計画ではマイクロ波合成した物質の基本的物性の評価を重視することとし、元素分析装置(原子吸光分析)を導入して合成物質の元素組成比におけるマイクロ波合成の影響を検討した。以上、本年度の実績成果は、外国雑誌論文1報、国内学会2件及び研究集会4件の研究発表を行った。
法的交渉学の観点から見たビジネス紛争和解プロセスの研究

我国でもビジネス紛争の多くは、米国と同様に裁判ではなく当事者間の交渉によって解決されている。したがって、紛争の円滑な解決のためには、交渉を「交渉術」としてではなく経済学・心理学・社会学などの科学的基礎を有する「交渉理論」の観点から捉える必要がある。本研究では、この様な観点から訴訟上の和解や調停などの各種民事紛争解決手段の特徴や位置付けを考察するとともに、6つの民事紛争類型を採上げその特質に応じた紛争解決手段の在り方について検討を行った。本研究は、法的交渉学の日米における最先端の研究成果を概観し、法的交渉学が紛争解決に適用される「法制度上の区分」、および「紛争の種類区分」などの観点から、その内容を整理・要約するとともに、その結果を踏まえて、倒産事件等を中心とする我が国における主要なビジネス紛争の類型と適用された交渉パターンの具体的検証を行い、今後の類似紛争解決に当たっての実践的な法的交渉学上の示唆を得ることを目的とする。初年度の平成22年度は、日本の法的交渉学の研究としては、わが国の主要文献全部の講読および分析を研究メンバーがそれぞれ徹底に行った。分析は、本研究の協力者である「協働型交渉研究意見交換会」の実務家メンバーにも協力を依頼し、実務の観点からも文献を分析した。また、米国の法的交渉学の研究としては、ハワイ大学ロースクール、カリフォルニア大学サンフランシスコ校およびバークレー校を訪問、インタビューによる聞き取り、各研究機関等の最新の文献を閲覧等することにより、米国における法的交渉学の最新の研究の調査を行った。研究調査の結果、意外にもわが国の法的交渉学と米国の法的交渉学との間には落差があり、米国の研究の最先端を十分に理解することが重要であることが判明した。そのため、米国の法的交渉学のロースクール等で用いられているテキストを中心に米国法的交渉学の現状を全体的に把握することに努めた。わが国の法的交渉学の最前線および全体像を理解するため、わが国の全文献をほぼ読破すると共に、交渉術を体系的に解説したNegotiation Genius「交渉の達人」の著書森下上智大学教授に講演をお願いした。これらの研究結果は、月例で開催している「協働型交渉研究意見交換会」で発表を行い、メンバー各位が情報を共有、事例分析のための下地作りを行った。平成23年度は、交渉学の観点から「訴訟による紛争解決から交渉による紛争解決へ」という近時の変化について、その意義を分析し、その必要性を明らかにした。具体的には、1)交渉の基本技法である分配型交渉と統合型交渉を対比2)経済学(ゲーム理論)、心理学、社会学などの面から、社会科学的かつ多面的に分析3)交渉と法との関わりについて、弁護士との関係、民事紛争解決制度や調停との関係を通して検討という方法を用いた。この結果、交渉学の観点から訴訟による紛争解決から交渉による紛争解決へと変化していることがより明確になった。なお、この成果は出版社の協力を得て、交渉学および法的交渉学の全体像を体系的に解説した『交渉の作法-法交渉学入門』となり出版することができた。また、近時、民事紛争解決の諸制度においては、弁護士と依頼人間の関係の変化、訴訟から交渉による紛争解決への重心の移動という大きな変化が生じつつあり、これまで裁判官や弁護士が独占していた民事司法、ないしは民事紛争の解決の領域に、紛争当事者が主体的な形で関与し参加すべきであるという新しい考え方が発生していることの分析を行った。これらの研究の成果は交渉学の基礎理論からわが国の先行研究にもふれるものであり、法的に交渉に関わる方々にとって有益な情報となることが期待される。平成24年度は、これまでの調査研究により、交渉学の観点から訴訟による紛争解決から交渉による紛争解決へと変化していることが明確になった点を、具体的事例を用いて、社会人大学院の講義、講演を通じて法曹実務関係者に発表をし、意見交換を行い、さらに研究の精度を上げ充実させた。定期的に研究会を開催しているため、常に進捗を確認できている。当初の計画どおり、文献調査、有識者との意見交換による、具体的事例の分析調査も進んでおり、調査結果を類型化、交渉パターンとの対応関係付けの整理も順次進めている。