hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光受容器官としての血嚢体の生理機能解明によるニホンウナギの新規成熟誘起技術の開発

本研究では、これまで不明であったニホンウナギの血嚢体の生理機能を分子生物学的手法を用いて明らかにすることを目的として研究を行った。その結果、脳内において発現する遺伝子の網羅的探索を行い、青型オプシン(sws2)、緑型オプシン(rh2 )、および桿体オプシン( fwo )遺伝子のほか、非視覚系光受容体オプシン(opn4x、opn3、TMT-opn、VA-opsin)などが血嚢体で発現していることが明らかとなり、血嚢体は光受容器官として機能している可能性が示唆された。人為的なホルモン処理により成熟を誘導した雌ウナギでは、sws2の発現量が未熟個体と比較して有意に上昇していた。また、屋外池で自然環境下で飼育しているニホンウナギ雄の血嚢体において、sws2の発現量がニホンウナギの初期成熟開始時期とされている10月に上昇し、冬季も高い値を維持した。これらの結果から、ニホンウナギの血嚢体は光受容器官として性成熟にとって重要な生理学的役割を果している可能性が強く示唆された。さらに、光受容後の情報伝達を担う因子(光周性因子)として、甲状腺刺激ホルモン(tshβ)、甲状腺刺激ホルモン受容体(tshr)および甲状腺ホルモン転換酵素(dio2)もニホンウナギ血嚢体で発現していることが明らかとなり、これらの因子も光受容体sws2と同様、成熟開始時期に上昇することが明らかとなった。次に、外科的手術により血嚢体を除去すると、性成熟に関連する内分泌因子(mGnRH、fshβ、lhβ、gpα)の発現量が減少し、卵母細胞の発達が抑制された。このことから血嚢体がニホンウナギの性成熟に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。今後は、これらの得られた基礎的知見をもとに、ニホンウナギの安定した受精卵確保のための、環境制御による新たな成熟促進方法が開発されることが期待される。ニホンウナギの完全養殖のためには、飼育下では決して性成熟しないウナギを、長期間のホルモン投与により人為的に催熟し受精卵を確保する必要がある。しかし、ホルモンによる成熟制御では養殖業者が必要とする大量のシラスウナギの生産に十分な量の受精卵を供給できないことから、環境制御による成熟促進技術の開発が渇望されている。本研究では、これまで全く考慮されなかったニホンウナギの血嚢体の光受容器官としての役割や成熟制御機能を分子生物学的手法を用いて明らかにするとともに、得られた基礎的知見をもとに、日長や光波長及び申請者らが発見した水中音響環境制御法がウナギの成熟・産卵に及ぼす影響について調べ、安定した受精卵確保のための新たな環境制御による成熟促進法の開発を指す。本年度は、血嚢体の光受容器官及び成熟制御器官としての役割を理解するために、血嚢体における発現遺伝子の網羅的探索を行い、ニホンウナギ脳内に14種類の光受容体が存在することを明らかにした。このうち、血嚢体において青型オプシン( sws2 )、緑型オプシン( RH2 )、および桿体オプシン( fwo )遺伝子が特異的に発現していることをリアルタイムPCR法を用いてニホンウナギで初めて明らかにした。また、人為的なホルモン処理により成熟を誘導した雌ウナギでは、sws2の発現量が未熟個体と比較して、有意に上昇していた。このことから、ニホンウナギ血嚢体は光受容器官として機能している可能性が示唆された。さらに、これらの光受容体遺伝子の発現は性成熟と何らかの関係があることが判明した。今後は、残りの光受容体の組織発現分布を含め、光受容体の発現制御機構や性成熟との係わりについて、今後詳細な研究を行う必要がある。本年度に予定していた、研究項目のうち、光受容器官としての血嚢体の機能解析では、網羅的に14種類の光受容体が単離され、そのうち、3種類が血嚢体で特異的に発現していることが初めて明らとなった。また、性成熟制御器官としての血嚢体の機能解析では、ホルモンにより成熟誘起した個体で青型オプシン( sws2 )の発現量が有意に上昇することを明らかにし、ニホンウナギでは青型オプシン( sws2 )が成熟と係わっている可能性が考えられた。予定していた実験はおおむね順調に行われている。本研究では、これまで全く考慮されなかったニホンウナギの血嚢体の光受容器官としての役割や成熟制御機能を分子生物学的手法を用いて明らかにするとともに、得られた基礎的知見をもとにニホンウナギの安定した受精卵確保のための新たな環境制御による成熟促進法の開発を指す。血嚢体における発現遺伝子の網羅的探索を行い、ニホンウナギ脳内に17種類の光受容体が存在することを明らかにした。このうち、青型オプシン( sws2 )、緑型オプシン(RH2 )、および桿体オプシン( fwo )遺伝子のほか、非視覚系光受容体オプシン(opn4x、opn3、TMT-opn、VA-opsin)などが血嚢体で発現していることが明らかとなった。このことから、血嚢体は光受容器官として機能している可能性が示唆された。

これらの結果から、ニホンウナギの血嚢体は光受容器官として性成熟にとって重要な生理学的役割を果している可能性が強く示唆された。また、光受容後の情報伝達を担う因子(光周性因子)として、甲状腺刺激ホルモン(tshβ)、甲状腺刺激ホルモン受容体(tshr)及び甲状腺ホルモン転換酵素(dio2)もニホンウナギ血嚢体で発現していることが明らかとなった。今後は、これらの光周性因子と成熟との関係を明らかにするととともに、血嚢体が性成熟に果たす役割を明らかにする必要がある。ニホンウナギで初めて光受容体が血嚢体に存在することを明らかにし、そのうち青型オプシン遺伝子が性成熟に伴って上昇すること、自然の環境下で飼育している雄ニホンウナギで成熟が開始すると考えられる夏から秋にかけて青型オプシンが上昇することなどを初めて明らかにした。このことから、ニホンウナギの血嚢体は光受容器官であるとともに性成熟にも関与していることが強く示唆された。また、光受容後の情報伝達に関わる因子として甲状腺刺激ホルモン(tshβ)、甲状腺刺激ホルモン受容体(tshr)及び甲状腺ホルモン転換酵素(dio2)などが血嚢体で発現していることも初めて明らかにした。予定していた実験がおおむね順調に行われている。本研究では、これまで不明であったニホンウナギの血嚢体の生理機能を分子生物学的手法を用いて明らかにすることを目的として研究を行った。その結果、脳内において発現する遺伝子の網羅的探索を行い、青型オプシン(sws2)、緑型オプシン(rh2 )、および桿体オプシン( fwo )遺伝子のほか、非視覚系光受容体オプシン(opn4x、opn3、TMT-opn、VA-opsin)などが血嚢体で発現していることが明らかとなり、血嚢体は光受容器官として機能している可能性が示唆された。人為的なホルモン処理により成熟を誘導した雌ウナギでは、sws2の発現量が未熟個体と比較して有意に上昇していた。また、屋外池で自然環境下で飼育しているニホンウナギ雄の血嚢体において、sws2の発現量がニホンウナギの初期成熟開始時期とされている10月に上昇し、冬季も高い値を維持した。さらに、光受容後の情報伝達を担う因子(光周性因子)として、甲状腺刺激ホルモン(tshβ)、甲状腺刺激ホルモン受容体(tshr)および甲状腺ホルモン転換酵素(dio2)もニホンウナギ血嚢体で発現していることが明らかとなり、これらの因子も光受容体sws2と同様、成熟開始時期に上昇することが明らかとなった。次に、外科的手術により血嚢体を除去すると、性成熟に関連する内分泌因子(mGnRH、fshβ、lhβ、gpα)の発現量が減少し、卵母細胞の発達が抑制された。このことから血嚢体がニホンウナギの性成熟に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。今後は、これらの得られた基礎的知見をもとに、ニホンウナギの安定した受精卵確保のための、環境制御による新たな成熟促進方法が開発されることが期待される。同定した14種類の光受容体で、本年度特異的な発現を見ることができなかった光受容体の光受容の血嚢体における発現を明らかにしていく必要がある。本年度の研究により、血嚢体における青型オプシン( sws2 )が成熟と何らかの関係があることが明らかとなったので、その生理学的な意味についての実験を行う必要がある。また、今年度明らかにできなかった血嚢体と視床下部や脳下垂体との関連を明らかにする必要がある。
核内転写因子AP-1欠損マウスによる胎仔神経細胞の非分裂化の解析と欠損修復の試み

1.核内転写因子AP-1はc-Fos及びc-Junタンパク質により構成されている。それらの遺伝子であるc-fos/c-junの転写調節の仕組みを明らかにする目的で、細胞外水素イオン(H^+)の変化に対するc-fos/c-jun遺伝子の発現変化を神経成長因子の添加で神経細胞に分化するPC12細胞で鯛べた。細胞外液のpHを7.40から7.20に酸性側にシフトさせるとc-fos及びc-jun遺伝子の発現はそれぞれ178%、253%まで増加した。この発現の増加はCa^<2+>/calmodulinの阻害剤であるTrifluoperazineで有意に抑えられた。これらのことからPC12細胞においてc-fos/c-junは細胞外液のpHの酸性側シフトによりCa^<2+>/calmodulinを介して発現が高まることが示された。それらの遺伝子であるc-fos/c-junの転写調節の仕組みを明らかにする目的で、細胞外水素イオン(H^+)の変化に対するc-fos/c-jun遺伝子の発現変化を神経成長因子の添加で神経細胞に分化するPC12細胞で調べた。2.さらにこの細胞外液のpH酸性シフトの胎仔神経細胞に対する感受性を明らかにするために蛍光色素によるH^+感受性細胞の同定法を開発した。さらに、その細胞の特性を調べた結果、呼吸中枢の培養神経細胞においてその6%がH^+感受性細胞でありそのうち57%がグルタミン酸、23%がGABA含有神経細胞であることが明らかになった。以上の成果は本研究課題を遂行するうえでの重要で新しい知見である。
水産無脊椎動物の鮮度判定指標としての不揮発性アミンに関する研究

不揮発性アミン即ちプトレシン(Put)、アグマチン(Agm)、カダベリン、チラミン、トリプタミンを螢光検出器付高速液体クロマトグラフ(HPLC)で分析すると相互に良く分離し、同時定量可能であった。水産無脊椎動物肉のエキス中に高濃度含まれるアルギニンが脱炭酸されて生ずるAgmはガスクロマトグラフでは分析不可能であり、HPLCによってのみ定量可能であった。代表的な水産無脊椎動物であるスルメイカ、ホタテガイ、クルマエビを試料とし、貯蔵中の不揮発性アミンの消長を調べた結果、スルメイカの場合Agmが鮮度判定指標として最適であった。即ち、極めて新鮮肉においても微量検出され、貯蔵中に増加し、初期腐敗時に30mg/100gを越え、腐敗状態では40mg/100gに達した。また、Agmの増加曲線は細菌の増殖曲線と類似していた。さらにPutは新鮮肉では検出されず、初期腐敗時に少量(1mg/100g以下)検出されることから、Putを補助的な鮮度指標として用いると、さらに正確にイカの鮮度判定の出来ることがわかった。従来から鮮度判定の難しかったイカにおいてAgmやPutを用いて鮮度判定が可能である意義は大きい。次にホタテガイの場合、Putが鮮度判定指標として適していた。新鮮肉には検出されないか又は微量であるが、初期腐敗で0.50.7mg/100g検出され、腐敗では2.1mg/100gを越えた。クルマエビの場合もPutが指標として使えた。新鮮肉では検出されず、初期腐敗で少量(1mg/100g以下)検出され、腐敗すると著しく増加した。初期腐敗時にVBNは30mg/100g、K値は30%であった。最後に、抗菌剤クロラムフェニコール添加実験により、貯蔵中に生成される不揮発性アミンは細菌の脱炭酸酵素によって産生され、筋肉の酵素は関与しないことが明らかとなった。また、スルメイカの場合、全生菌数が10^3/gのオーダーで、ホタテガイでは10^3/g10^4/gのオーダーで微量ないしは少量の不揮発性アミンを産生することが証明された。7種の不揮発性アミン即ちプトレシン,カダベリン,アグマチン,チラミン,トリプタミン,スペルミジン,ヒスタミンは高速液体クロマトグラフ(LC-6Aポリアミン分析システム, Shim pack CLC-ODSカラム)により,分離後,オルトフタールアルデヒド及びメルカプトエタノールを反応試薬としてポストラベルにより生成する初蛍光体を検出することによって同時定量が可能であった.ところで,我が国ではイカの利用や消費が高いにもかかわらず,魚類に比較して適当な鮮度判定指標が見い出されていない.そこで,不揮発性アミンがイカの鮮度指標として有効であるかどうかを検討してみた.試料として極めて新鮮な氷蔵スルメイカを用い,内臓,皮を除去後,外套部の筋肉を0°C, 3.5°C, 15°Cに貯蔵した.経時的に不揮発性アミン,揮発性塩基窒素(VBN), pH及び官能判定を行なった.

初期腐敗に達するまでの日数は0°Cで8日, 3.5°Cで7日, 15°Cで0.5日であった.アグマチンは極めて新鮮な時点から微量検出され,貯蔵中に増加し,初期腐敗時に30mg/100gを越え,腐敗で約40g/100gに達した.プトレシンは新鮮な状態では検出されず,微量検出された時点は初期腐敗時に相当する.腐敗するとプトレシンは著しく増加し,腐敗臭への関与は大きいと考えられる.カダベリン,チラミンは初期腐敗以降に生成され,腐敗が進むとかなり多量検出された.トリプタミンは量的には少ないが,新鮮時から検出され,その後漸増した. pHは新鮮な状態ではほとんど変化がみられず,初期腐敗の時点で0.10.3上昇した.一方, VBNは貯蔵中に増加がみられるが,初期腐敗時に1730mg/100gと範囲が広く,鮮度の参考にはなるが,指標としてあまり適当ではない.結局,イカの鮮度判定としてはアグマチンが最も適しており,これにプトレシン及びpHを補助的に用いるとさらに正確な鮮度判定のできることがわかった.クルマエビおよびホタテガイを試料として貯蔵中における不揮発性アミン類の消長を高速液体クロマトグラフを用いて詳細に調べ、さらに鮮度判定指標として如何なる不揮発性アミンが適当であるかを検討した。ホタテガイではプトレシン(Put)が鮮度判定指標として適していた。新鮮肉には検出されないか又は微量であるが、初期腐敗で0.50.7mg/100g検出され、腐敗状態では2.1mg/100gを越えた。クルマエビの場合も新鮮判定指標としてPutが使えた。新鮮肉ではPutは検出されず、初期腐敗で少量(1mg/100g以下)検出され、腐敗すると著しく増加した。VBNもクルマエビの鮮度判定指標として有用であると思われる。初期腐敗時に30mg/100gの値を示した。K値もクルマエビの鮮度指標として使え、魚類よりも初期腐敗時点での値はかなり低く、K値は約30%であった。クルマエビではエキス成分としてアルギニンが多いにもかかわらず、アグマチンの生成がほとんどみられなかった。その理由としてはクルマエビにはアルギニン脱炭酸酵素活性を有する細菌が少ないためであるかもしれない。菌叢に関しては今後の研究課題である。抗菌剤のクロラムフェニコールを用いた実験により、生体アミンを除き、貯蔵中に生成される不揮発性アミンは細菌の脱炭酸酵素によって産生され、筋肉の酵素は関与しないことが明らかとなった。まち、スルメイカの場合、全生菌数が10^3/gのオーダーで、ホタテガイの場合は10^3/gないし10^4/gのオーダーで微量あるいは少量の不揮発性アミンを産生することがわかった。不揮発性アミンが細菌の脱炭酸酵素によって産生され、しかも全生菌数が10^310^4/gのオーダーという新鮮肉においても、これらのアミン類を高速液体クロマトグラフで検出可能な程産生することが明らかとなったので、測定のはるかに容易な不揮発性アミンを全生菌数の代りに鮮度判定指標として応用できる可能性が大きくなったといえる。
ラットのブラキシズム様運動に対する抗不安薬,唾液分泌促進剤,胃酸分泌抑制剤の効果

本研究は、ラットに情動ストレス刺激を与えて(情動ストレス群)、脳波および咀嚼筋活動を記録し、ブラキシズム様運動の発現頻度を非情動ストレス群(対照群)と比較することにより、情動ストレス刺激とブラキシズムとの関連を明らかにすることを目的とした。まず、ラットの脳波から、覚醒やレム睡眠など睡眠深度を解析することが必要となる。しかし、ラットの脳派から自動で睡眠深度を解析する手法は確立されていない。そこで、既成の時系列データ解析ソフトを用いて、睡眠判定技師による解析が終了しているヒトの脳波データを解析し、検証を行った。その結果、高い精度で睡眠深度や睡眠段階の自動判定を行うことが可能であることが示された。次に、7-8週齢のWister系雄ラットを用い、麻酔下で頭頂部頭骨にビス電極を埋入して銅線を接続した。また、左側咬筋に針電極(銅線)を刺入し、皮下から頭頂部まで通した。これらの銅線を慢性埋込用マイクロコネクターに接続して頭頂部に固定し、脳波と咬筋筋電図を導出した。また、外頚静脈にカテーテルを挿入し、皮下を通してジャケット背部に固定し、そこから情動ストレス刺激を行い、ブラキシズムの頻度の変化を調べた。その結果、情動ストレス刺激を与えると、睡眠深度に変化を生じ、ブラキシズムの頻度が増えることが示唆された。また、情動ストレス刺激の拮抗薬を前投与することにより、ブラキシズムの増加を抑えることが示唆された。本研究は、ラットに情動ストレスを与えて(情動ストレス群)、咀嚼筋活動を記録し、ブラキシズム様運動の発現頻度を非情動ストレス群(対照群)と比較し、情動ストレスにより覚醒時および睡眠時のブラキシズムが誘発されることを明らかにするとともに、ブラキシズムの誘発が、抗不安薬、唾液分泌促進剤、胃酸分泌抑制剤などで抑制されるかどうかを検証することを目的とした。本年度は、まず、情動ストレスによるブラキシズムの誘発を行い、それと消化管運動との関連を調べた。Wister系雄ラット5匹を用い、麻酔下で左側咬筋に針電極(銅線)を刺入し、皮下を通して頭頂部まで到達させ、マイクロコネクターに鑞着した。また、頭頂部頭骨に脳波・眼電図描出用ビス電極を埋入し、同様にワイヤーをマイクロコネクターに固定した。上部消化管にカテーテルを挿入し、その運動を描出した。脳波、眼電図、および咬筋の筋電図を導出し、ブラキシズムおよび上部消化管運動の発生頻度を調べた。ラットの脳波解析に膨大な時間と労力を要するため、現在、自動的に解析するための脳波解析ソフトの検証を行うとともに、覚醒、睡眠(ノンレム、レム)時におけるブラキシズムおよび上部消化管運動の発生頻度を解析している。今後、様々な情動ストレスを与えてブラキシズムの誘発を確認し、さらに、それが抗不安薬、唾液分泌促進剤、胃酸分泌抑制剤などで抑制されるかどうかを検証する。本研究は、ラットに情動ストレスを与えて(情動ストレス群)、咀嚼筋活動を記録し、ブラキシズム様運動の発現頻度を非情動ストレス群(対照群)と比較し、情動ストレスにより覚醒時および睡眠時のブラキシズムが誘発されることを明らかにするとともに、ブラキシズムの誘発が、抗不安薬、唾液分泌促進剤、胃酸分泌抑制剤などの投与で抑制されるかどうかを検証することを目的とした。まず、ラットの脳波から、覚醒、睡眠(ノンレム、レム)などの睡眠レベルを解析することが必要となる。その結果、高い精度で睡眠レベルおよび睡眠段階の自動判定が可能であることが示された。

次に、Wister系雄ラットを用い、麻酔下で頭頂部頭骨にビス電極を埋入して銅線を接続した。また、左側咬筋と眼輪筋に針電極(銅線)を刺入した。これらの銅線をマイクロコネクターに固定し、脳波、咬筋筋電図、および眼電図を導出した。また、頚静脈と上部消化管にカテーテルを挿入し、皮下を通してジャケット背部に固定し、情動ストレス物質の投与や消化管刺激を行って、ブラキシズムの頻度の変化を調べた。また、抗不安薬、唾液分泌促進剤などの前投与を行い、ブラキシズムが抑制されるかどうかを検証した。その結果、これらの刺激により睡眠深度の変化を生じ、ブラキシズムの頻度が増えることが示唆された。
軌道自由度に関する臨界点近傍のゆらぎによる効果についての理論的研究

「研究目的」では、スピン秩序相付近と軌道秩序相付近の両方を扱える理論を構築し、これらのゆらぎからの様々な物理量への寄与を明らかにし、特に軌道自由度に関する量子臨界点付近での異常性を調べる、とした。報告者は対象物質として充填スクッテルダイト化合物を選んだ。この系は立方晶の結晶構造を持ち、希土類イオンの充填に伴ってf-電子の縮重度(軌道自由度)により多くの興味深い物性を示す。その中の代表物質の一つであるPrRu_4P_<12>は温度の低下に伴って63Kにおいて金属相から非磁性絶縁体相への金属絶縁体転移を示す。最近の実験結果によると、この低温相ではPrイオン周辺の対称性を保ったまま構造変化を起こし、二つの副格子から成っていることが示された。同時に、一方の副格子のPrイオンの結晶場基底状態は高温相と同じであるが、他方の副格子では第一励起状態と入れ替わっていることが観測された。従来はこの金属絶縁体転移にはf-電子は関わっていないと考えられていたため、これらの実験結果の解釈が問題とされていた。報告者はこの現象に対して微視的理論を展開した。軌道縮退周期的アンダーソン模型から出発し、Schrieffer-Wolff変換を用いてスピン秩序相付近と軌道秩序相付近の両方を扱える有効ハミルトニアンを導出した。PrRu_4P_<12>に対してすでに知られている条件を課すと、有効ハミルトニアンは通常のf-電子と伝導電子の擬スピン間の交換相互作用項と、局所的な対称性を破らないf-電子の十六重極子と伝導電子の電荷密度の積に比例した項から成ることが示された。さらにPrイオンの結晶場基底状態が擬スピン一重項であることにより、擬スピン秩序転移が抑えられる一方で十六重極子秩序転移が誘発され同時に伝導電子の状態密度にエネルギーギャップが生じた。この秩序状態は上述の実験結果を矛盾なく説明するため、報告者はPrRu_4P_<12>の異常性である金属絶縁体転移がf-電子の内部自由度である十六重極子の反強的秩序によるものだと提案した。
軟体部の進化から，頭足類の繁栄と多様性をもたらした殻形成と遊泳機能に迫る

古生代から現代まで長期間にわたり海洋に生息し,高次食物網の一翼を担う頭足類では,外套膜という軟体部のパーツがその生態に大きな役割を果たしている.有殻頭足類(アンモナイト類やオウムガイ類)では,外套膜は殻を分泌する場である一方,内殻性や無殻性頭足類(イカ・タコ類)では,外套膜を筋肉で収縮させることで遊泳の原動力としている.本研究では,外套膜の性質の多様性が,複雑な形の殻の発達や殻の消失,遊泳能力の向上といった頭足類の進化に貢献していると考え,現生・化石頭足類の外套膜を始めとする軟体部の形態とそのバイオメカニクスを復元し,頭足類の進化における外套膜の進化シークエンスを明らかにすることを目的とする.今年度は下の成果が得られた.(1) X線CT装置等で得られる大量の二次元断層画像データを従来よりも短時間で処理・解析し,三次元可視化するプロトコルを確立した.これにより,既に入手済みの,現生頭足類試料のX線CTデータを迅速に処理し,現生種における外套膜をはじめとした軟体部の三次元形態を精細に観察した.(2)軟体部が保存された頭足類化石試料に対して,可視光および不可視光で写真撮影し,保存された軟体部をこれまで以上に精細かつ高解像度に観察した.レバノン西部の白亜系セノマニアン階上部から産出されるコウモリダコ類化石をこの手法で観察し,外套膜から神経系に至る,軟体部の形態・構造を,解剖学的な階層で明らかにした.本研究では現生種および化石種,有殻性および無殻性を問わず,頭足類の多様な形態を,三次元的かつ比較可能な方法で抽出することが重要である.従って,本年度の研究で,現生種と化石種の両方の試料の形態を解析する方法が確立されたことで,研究の基盤が整ったと言える.また,これまで概略的に記載され分類形質として取り扱われていた,頭足類化石試料の軟体部の形態を,本研究の手法を用いて再分析したところ,生理・生態について考察可能なレベルで情報を抽出することができた.頭足類の軟体部における形態進化に関して重要な知見が得られており,研究は順調に進展していると考えられる.(1)X線CT撮影等の分析・画像解析と肉眼解剖を組み合わせ,現生頭足類の外套膜の解剖学的特徴と運動機能の関係性を明らかにする.分析対象とする試料は北海道内の水産試験場および漁業組合と連携して入手する.(2)北海道内の白亜系において地質調査および試料採集を行い,有殻頭足類において殻体に痕跡として保存される外套膜の分布を分析する.(3)欧米(ドイツおよび英国)の博物館において標本調査を実施し,ジュラ紀から白亜紀における無殻(内殻)性頭足類化石試料の観察および画像解析を行う.古生代から現代まで長期間にわたり海洋に生息し,高次食物網の一翼を担う頭足類では,外套膜という軟体部のパーツがその生態に大きな役割を果たしている.有殻頭足類(アンモナイト類やオウムガイ類)では,外套膜は殻を分泌する場である一方,内殻性や無殻性頭足類(イカ・タコ類)では,外套膜を筋肉で収縮させることで遊泳の原動力としている.本研究では,外套膜の性質の多様性が,複雑な形の殻の発達や殻の消失,遊泳能力の向上といった頭足類の進化に貢献していると考え,現生・化石頭足類の外套膜を始めとする軟体部の形態とそのバイオメカニクスを復元し,頭足類の進化における外套膜の進化シークエンスを明らかにすることを目的とする.今年度は下の成果が得られた.(1) X線CT装置等で得られる大量の二次元断層画像データを従来よりも短時間で処理・解析し,三次元可視化するプロトコルを確立した.これにより,既に入手済みの,現生頭足類試料のX線CTデータを迅速に処理し,現生種における外套膜をはじめとした軟体部の三次元形態を精細に観察した.(2)軟体部が保存された頭足類化石試料に対して,可視光および不可視光で写真撮影し,保存された軟体部をこれまで以上に精細かつ高解像度に観察した.レバノン西部の白亜系セノマニアン階上部から産出されるコウモリダコ類化石をこの手法で観察し,外套膜から神経系に至る,軟体部の形態・構造を,解剖学的な階層で明らかにした.本研究では現生種および化石種,有殻性および無殻性を問わず,頭足類の多様な形態を,三次元的かつ比較可能な方法で抽出することが重要である.従って,本年度の研究で,現生種と化石種の両方の試料の形態を解析する方法が確立されたことで,研究の基盤が整ったと言える.また,これまで概略的に記載され分類形質として取り扱われていた,頭足類化石試料の軟体部の形態を,本研究の手法を用いて再分析したところ,生理・生態について考察可能なレベルで情報を抽出することができた.頭足類の軟体部における形態進化に関して重要な知見が得られており,研究は順調に進展していると考えられる.(1)X線CT撮影等の分析・画像解析と肉眼解剖を組み合わせ,現生頭足類の外套膜の解剖学的特徴と運動機能の関係性を明らかにする.分析対象とする試料は北海道内の水産試験場および漁業組合と連携して入手する.(2)北海道内の白亜系において地質調査および試料採集を行い,有殻頭足類において殻体に痕跡として保存される外套膜の分布を分析する.

(3)欧米(ドイツおよび英国)の博物館において標本調査を実施し,ジュラ紀から白亜紀における無殻(内殻)性頭足類化石試料の観察および画像解析を行う.
高速酸素イオン移動を実現する新規酸化物の開発と新しい電気化学デバイス

本研究では従来になく大きな酸素イオン伝導を発現可能な材料について検討を行い、La_2GeO_5系、LaOF系、Feを添加したLaGaO_3系酸化物が従来になく大きな酸素イオン伝導を発現することを見出した。一方、添加物とイオン伝導との関係をLaGaO_3系酸化物について詳細に検討した。その結果、LaGaO_3系酸化物ではFe, Co, Niなどの遷移金属を添加すると電子伝導が発現するものの、添加量が微量の間は電子伝導は顕著ではなく、イオン伝導が向上することがわかった。とくに、Feの添加系は電子伝導が顕著になることなく、イオン伝導の向上に有効であることを見出した。イオン伝導の向上に一致して、燃料電池の電極に応用すると低温でも極めて大きな電力密度を達成できることがわかった。一方、La_2GeO_5系酸化物は結晶の対象性が低い構造を有しながら、LaGaO_3系酸化物に匹敵する大きな酸素イオン伝導を示した。この材料では大きなイオン伝導の異方性が認められ、大きなイオンの移動度を有する材料であることがわかった。そこで、La_2GeO_5系酸化物についてナノレベルの薄膜を作成し、酸素イオン伝導の変化を測定した。その結果、La_2GeO_5系酸化物では膜厚の低下とともに、低温でも酸素イオンが移動するようになり、伝導に必要な見掛けの活性化エネルギーが極めて小さくなる、酸素イオンの異常伝導が発現することを見出した。一方、LaGaO_3系酸化物のナノレベルの薄膜とLa_2GeO_5系酸化物の薄膜を積層することで、イオン伝導はさらに向上することがわかった。本研究では新規な酸素イオン伝導体の開発とその応用を目的にしている。本年度は新規酸素イオン伝導体としてLaをベースとする類縁化合物を検討し、新たに、La_2GeO_5系酸化物が優れた酸素イオン伝導性を有することを見いだした。この材料は、従来の酸素イオン伝導体とは異なり、単斜晶系という対称性の低い結晶構造を有しながら、CeO_2系酸化物に匹敵する大きな酸素イオン伝導性を純酸素中からCO中までの広い酸素分圧下で有する興味ある材料である。次に、X線回折を用いて、LaGaO_3系酸化物の結晶構造の詳細な検討を行った。その結果、温度の上昇とともに結晶構造は菱面体から立方晶へと変化し、この結果、伝導度のアレニウスプロットが折れ曲がることがわかった。そこで、AサイトへLaカチオンより大きいカチオンを導入することで、立方晶を安定化できれば、酸素イオン伝導性がさらに向上できると期待された。表面での反応性をおよびバルクへの酸素の拡散性を^<18>Oを用いたトレーサー法で検討した。その結果、LaGaO_3系酸化物は表面での酸素解離に対する反応性は低いもの、大きな酸素の拡散性を有していることがわかった。一方、従来の研究で開発したCo添加LaGaO_3系酸化物を用いる低温作動型燃料電池について検討を行い、600°Cでも厚さ0.5mmの電解質を用いても240mW/cm^2以上の大きな出力を有するセルになることを明らかにした。詳細な内部抵抗の解析から、本セルの電圧降下は主に、電解質抵抗に起因することがわかった。一方、電極酸化触媒性能を利用した炭化水素センサへの応用を検討し、LaGaO_3系酸化物を用いると、500°Cでもきな起電力を示すので、新規な炭化水素センサが開発できることを見いだした。La_2GeO_5系酸化物において、低原子価カチオンの添加効果を検討し、Laサイトへの添加物として、アルカリ土類が適し、伝導度はCa>Mg>Sr>Baとなることを見出した。これらの添加物はとくに低温での伝導度の向上に有効であることがわかった。LaGaO_3への添加物効果について検討し、FeまたはCoの添加が酸素イオン伝導度としては最も有効であることがわかった。

Feの添加を検討したところ、La_<0.7>Sr_<0.3>Ga_<0.6>Fe_<0.4>O_3という組成で、伝導度は金属的な高い伝導度が得られ、酸素の透過速度も最も高くなることがわかった。La_2GeO_5系酸化物の結晶構造をリートベルト法で解析した。その結果、結晶構造はPC2_1であることがわかった。また、この構造に基づいて、密度汎関数法を用いて、格子場ポテンシャルを計算して、最適化できた。低温でも優れた活性を有するカソード電極に付いて検討を行い、安価なLaCoO_3系酸化物のCoサイトにCuを少量添加するとSmCoO_3系酸化物に匹敵する優れた電極性能が発現することを見い出した。また、新規なカソード酸化物について検討し、BaCoO_3系酸化物がすぐれた性能を有し、Ba_<0.6>La_<0.4>CoO_3が低温まで、優れた酸素解離活性を有するので、低温まで電極過電圧が小さいことを見出した。新たに開発したFe添加LaGaO_3系酸化物をCH_4部分酸化へ応用し、大きな転化率で合成ガスが得られることを示した。電解質表面活性は十分高くないので、大きな酸素の透過を実現するためには表面への触媒成分の添加が必要であり、触媒の性能を向上させると、さらに大きな酸素の透過を実現できる可能性があることを明らかにした。本研究では高速酸素イオン移動を実現する酸化物の開発を目的に種々の酸化物の酸素イオン伝導性を検討した。その結果、La_2GeO_5系酸化物が優れた酸素イオン伝導性を有することを見出し、この系への添加物効果を検討した。その結果、LaサイトへCaを添加することで、酸素イオン伝導性が向上することを明らかにした。特に低温での酸素イオン伝導性の向上が顕著であった。そこで、このLa_<1.61>Ca_<0.1>GeO_5を用いて、燃料電池を組み立て、その発電特性を検討した。その結果、安定に電流が引き出せたので、これらの酸化物が純粋な酸素イオン伝導体であることが確認できた。つぎにLaGaO_3系酸化物を低温で作動するための燃料電池へ応用可能なカソード酸化物について検討し、Ba0.6La0.4CoO3が低温まで過電圧をひくく保てることを示した。そこで、Ba_<0.6>La_<0.4>CoO_3で大きなカソード電極活性の得られる機構を、同位体を用いて検討した。その結果、カソード性能はバルク酸素との交換反応が重要なステップであることが示唆された。さらに、酸化剤を加湿するとカソード過電圧は小さくなるので、電極の反応性がさらに、向上することがわかった。一方、Feを添加したLaGaO_3が大きな酸素の透過速度を有することから、Fe添加LaGaO_3酸化物の酸素透過速度に及ぼす表面触媒成分の影響を検討した。その結果、酸素透過速度は表面の触媒成分の影響を強く受け、電極としてLa_<0.1>Sr_<0.9>Co_<0.9>Fe_<0.1>O_3を用いると大きな酸素の透過が実現でき、酸素透過量は600°Cでも1cc/mincm^2となった。一方、このFe添加LagaO3系酸化物を酸素分離膜として用いてCH4の部分酸化を行ったところ、大きな酸素の透過が可能であり、とくに、部分酸化触媒としてNiに少量のRuを添加すると酸素透過量が向上することがわかった。さらに、低温作動可能な炭化水素センサへの応用も検討した。
量子位相現象の基礎理論の開発とその新機能デバイスへの応用

本研究では,電子波デバイスの工学的に見通しのよい解析・設計法を開発することを目的として,まず,電子波伝搬の回路論的取扱いの定式化を行った.ここでは,ヘテロ界面に斜入射する電子波を対象としているので,これまで回路論的には取り扱うことができなかった電子波導波路に対しても,その等価回路表示が可能になった.また,非対称二重量子井戸からなる電子波方向性結合器を提案し,有効質量の変化を考慮して,その結合特性を等価回路解析した結果,構造が非対称であっても完全結合長が存在し,こうした方向性結合器がフィルタ機能やスイッチング機能を有することを明らかにした.次に,電子波導波路の最も基本的な構造である3層電子波導波路を取り上げ,その完備直交モードに対する解析的表現式を与えるとともに,光導波路における完備直交モードとの相違点を明らかにし,電子波導波路に特有のモードの存在を見出した.さらに,こうした完備直交モードを利用して電子波導波路不連続による電子波の錯乱特性を評価する一方法を提示し,電子波の場合には光の場合と違って,開放形であっても原理的に放射のない電子波回路を構成し得る可能性があることを示唆した.今後は,量子井戸のみならず,量子細線構造電子波導波路や量子箱構造電子波共振器,およびこれらに外部静電場,外部静磁場,さらには交流電場が印加された場合の電子波の挙動を詳細に調査するとともに,光デバイスでは存在しないような新しい機能を有する量子位相デバイスの実現の可能性を探る.本研究では,電子波デバイスの工学的に見通しのよい解析・設計法を開発することを目的として,まず,電子波伝搬の回路論的取扱いの定式化を行った.ここでは,ヘテロ界面に斜入射する電子波を対象としているので,これまで回路論的には取り扱うことができなかった電子波導波路に対しても,その等価回路表示が可能になった.また,非対称二重量子井戸からなる電子波方向性結合器を提案し,有効質量の変化を考慮して,その結合特性を等価回路解析した結果,構造が非対称であっても完全結合長が存在し,こうした方向性結合器がフィルタ機能やスイッチング機能を有することを明らかにした.次に,電子波導波路の最も基本的な構造である3層電子波導波路を取り上げ,その完備直交モードに対する解析的表現式を与えるとともに,光導波路における完備直交モードとの相違点を明らかにし,電子波導波路に特有のモードの存在を見出した.さらに,こうした完備直交モードを利用して電子波導波路不連続による電子波の錯乱特性を評価する一方法を提示し,電子波の場合には光の場合と違って,開放形であっても原理的に放射のない電子波回路を構成し得る可能性があることを示唆した.今後は,量子井戸のみならず,量子細線構造電子波導波路や量子箱構造電子波共振器,およびこれらに外部静電場,外部静磁場,さらには交流電場が印加された場合の電子波の挙動を詳細に調査するとともに,光デバイスでは存在しないような新しい機能を有する量子位相デバイスの実現の可能性を探る.
複雑形状近傍の超臨界熱流動における温度場解像度を飛躍的に向上させる数値解法の開発

超臨界水や超臨界二酸化炭素は産業界での利用が急速に拡大している.化学工学における溶媒や発電システム,熱交換機における冷媒などでの利用例では,複雑な流路形状を持ち,壁面近傍において加熱および冷却を伴う.本研究では前処理法と熱物性値算出パッケージを用いた超臨界流動解析手法に直交格子法とメッシュレス法に基づくハイブリッド手法を導入し,複雑形状内外の壁面加熱のある超臨界流体の熱流動解析を行った.二次元および三次元流動に適用し,ディンプルなど形状による渦や熱伝達を評価することが可能であることを示した.また,超臨界二酸化炭素のみならず,超臨界水や超臨界メタンへの応用が可能であることを示した.近年,超臨界二酸化炭素や超臨界水は発電システムの作動流体や熱交換器での使用に留まらず,微粒子生成や抽出,薄膜生成など化学プロセスにも広く使用され,エネルギー効率や環境面の優位性からさらなる利用の拡大が期待されている.これらの産業利用において使用される熱交換器や化学反応器,微細空間積層では三次元構造や接合部等の複雑な形状を持ち,さらにそのほとんどで加熱または冷却のプロセスが存在する.特に臨界点近傍では壁面から加熱や冷却において温度境界層が薄くなることが知られており,複雑形状内部の超臨界流体の熱流動を高精度解析可能な計算手法の確立が急務となっている.これまでの研究での直交格子を用いた超臨界流体の流動解析では壁面からの加熱,冷却および固体壁面内の熱伝導の考慮および妥当性の検討がなされていなかった.本研究では,超臨界流体流動における温度境界層の解像度を飛躍的に向上できる任意形状周りの超臨界流体の流動解析手法を提案することを目的とした.本年度は直交格子法とメッシュレス法に基づく計算手法を用いた壁面再現において,二次元熱対流のための数値解法を構築した.常圧条件において二次元水平円柱内部の自然対流問題に提案した手法を適用し,それぞれの結果を比較したところ,提案した手法を用いることで曲率を持つ円管内部の自然対流を十分に評価することができることが確認できた.また臨界点近傍の条件,超臨界条件について計算を行い,それぞれの結果を比較した.また,加熱および冷却を伴う直管および湾曲管内における超臨界二酸化炭素の強制対流の熱流動の計算を行い,臨界点近傍における密度変化による浮力の影響を評価した.また,一部の計算では三次元解析を行った.本研究の目的は直交格子とメッシュレス法に基づく超臨界流体の熱対流解析手法を構築し,工業利用における実流路中の加熱および冷却を伴う超臨界流体の流動解析を行うことで,様々な条件における超臨界水および超臨界二酸化炭素の詳細な熱流動を解明することである.直交格子法とメッシュレス法に基づくハイブリッド手法を用いた壁面再現において,二次元熱対流のための数値解法を構築した.また,常圧条件において実験値および既存の結果と比較することで本手法の妥当性を評価した.さらに超臨界条件,臨界点近傍の条件における低レイリー数から高レイリー数までの数値計算を行い,臨界点近傍の熱物性値変化による影響を評価した.また,上記の手法を三次元に拡張し,一部の計算では三次元熱対流問題に適用し,三次元流動の評価を行った.壁面内の熱伝導問題への適用については未解明となったものの,上記の内容は当初に計画していた問題をほぼ解決しており,上記のような評価とした.超臨界水や超臨界二酸化炭素は化学工学における溶媒や発電システム,熱交換機における冷媒としての利用が急速に拡大している.それらの流路のほとんどは複雑な形状を持ち,さらに熱交換機や反応器内部では壁面近傍において加熱および冷却を伴う.特に臨界点近傍では急激な定圧比熱の変化によって温度境界層が薄くなることが知られている一方で,それらを正確に捉えることが超臨界流体の熱流動解明には必要不可欠である.前年度までに構築してきた直交格子のみを用いた超臨界流体の流動解析では壁面からの加熱,冷却などを含めた解析が十分に検討がなされていなかった.前年度までに二次元コードを開発し,加熱および冷却を伴う直管および湾曲管内における超臨界二酸化炭素の強制対流の熱流動の計算を行い,臨界点近傍における密度変化による浮力の影響を評価した.本年度はさらに三次元コードへの拡張を行い,三次元形状における超臨界二酸化炭素の熱流動の解明を行った.特に格子と加熱壁面が直交しない場合において本研究で提案した直交格子法とメッシュレス法に基づくハイブリッド手法は有用であることを示した.これらの結果により直交格子作成にかかる時間を大幅に短縮できることが示唆される結果となった.また,ロケットエンジンやスクラムジェットエンジンの再生冷却において使用が検討されてい超臨界メタンの加熱流路における流動解析を行い,これらの計算が可能であることを示した.超臨界流体は数Kの温度差で密度が急激に変化することが知られており,様々な条件における熱流動を解明が期待される.さらに,これら計算手法とカップリングすることを目指し超臨界二酸化炭素のマルチフジックス現象の解明を行った.超臨界水や超臨界二酸化炭素は産業界での利用が急速に拡大している.化学工学における溶媒や発電システム,熱交換機における冷媒などでの利用例では,複雑な流路形状を持ち,壁面近傍において加熱および冷却を伴う.本研究では前処理法と熱物性値算出パッケージを用いた超臨界流動解析手法に直交格子法とメッシュレス法に基づくハイブリッド手法を導入し,複雑形状内外の壁面加熱のある超臨界流体の熱流動解析を行った.

二次元および三次元流動に適用し,ディンプルなど形状による渦や熱伝達を評価することが可能であることを示した.また,超臨界二酸化炭素のみならず,超臨界水や超臨界メタンへの応用が可能であることを示した.本研究における最終目標は工業利用における実流路中の加熱および冷却を伴う超臨界流体の流動解析を行うことで,様々な条件における超臨界水および超臨界二酸化炭素およびその他の超臨界流動の詳細な熱流動を解明することである.そこで,昨年度までに構築した直交格子とメッシュレス法に基づく超臨界流体の熱対流解析手法を実問題における熱流動に適用することを予定している.まず,火力発電用配管内部における超臨界水の加熱流動解析を行い,臨界点近傍における壁面加熱近傍の熱流動の解明を行う予定である.管路内の凸凹形状も再現することで,実形状における臨界点近傍の超臨界水の熱流動を解明する.また,圧力条件,温度条件による流動の違いを分類することで,臨界点近傍の熱物性値変化の影響を整理する.次に今後ロケットエンジンやスクラムジェットエンジンの再生冷却において使用が検討されている超臨界メタンや超臨界条件のケロシンの熱交換器内部の熱流動の解明に本計算手法を適用する.特に超臨界流体は数Kの温度差で密度が急激に変化することが知られており,わずかな温度差が流動に強い影響を与えることが予想されるため,様々な条件における熱流動を解明する.数値流体力学次年度使用額は前年度使用額の1%以下であり,ほぼ当初の計画通りに助成金の使用を行った残金である.翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画として,次年度使用額(B-A)は計算機使用料として使用する予定である.
カーボンナノチューブセンサーによるリアルタイム生体モニタリングの研究

高齢者でも乳酸閾値レベル(疲労物質の乳酸が蓄積しはじめる直前のレベル)の運動を持続すると体力向上が得られる。そのために手軽に血中の乳酸値を運動中に測定できる簡便な測定装置が求められている。また、高齢者は抗酸化能が低下するため、酸化ストレスレベルを測定して動脈硬化防止策を講じる必要がある。本研究で開発したカーボンナノチューブセンサーは、乳酸や酸化ストレスレベルを簡便に測定できる。カーボンナノチューブの基本骨格の作製については,共同研究者の武笠が担当している。素子の作製については,触媒として電極上にFe/Mo/Alを蒸着するが,化学気相成長法を用いることにより均一なCNT成長が得られている。また,触媒および触媒周辺を電子線リソグラフィ技術と電子線蒸着およびスパッタ蒸着によってナノメーターオーダーで成形することにより,蒸着ガスの経路が最適化され,再現性および均一性がよいセンサー素子が作製できつつある。一方,ガラス基板に電極パターンを作製したのちに,シラン化試薬でアミノ基を露出させたのち,ヒドロキシスクシンイミド活性化ピレンによりピレン化した。リフトオフ後に市販CNTを用いて基板に固定化し,それを金で被覆した後に酸化シリコンを積層してCNT検出部分を作製している。また,千葉が担当するCNTセンサーへの酵素の組み込みであるが,調書の段階では乳酸脱水素酵素を組み込む予定であったが,調査の結果,酵素の安定性に優れる乳酸酸化酵素がリアルタイムセンサーに適していると思われるので,現在は乳酸酸化酵素を用いて実験をおこなっている。乳酸酸化酵素遺伝子を含むベクターを入手し,この遺伝子にCNTセンサーとの高選択的結合に用いるタグを導入し,それを発現ベクターに入れたのち,酵素蛋白を大量に発現させる実験をおこなっている。また,運動処方を担当する石井らは,札幌市において歩行を中心とした運動負荷プログラムを実施し,血液を採取して乳酸を含めた代謝学的検討をおこなっている。1.化学気相成長(CVD)法による素子の作製センサ素子として機能する基板作製の歩留りおよび素子個々の均一性を揃えるため、(i)金属多層膜触媒構成によるCNT成長密度制御、(ii)CVD成長条件によるCNT成長密度制御、(iii)触媒面積によるCNT成長密度制御、(iv)触媒形成蒸着器ロードロック室増設、(v)電極パターニング・リフトオフ工程の改善、(vi)プローブカードを用いた24素子自動計測システム導入、(vii)金属的特性を持つCNTの選択的切断、を改善することにより、導通率が12.5倍、FET特性を示す素子の歩留まりが5.2倍に向上した。2.自己組織化膜を介したCNT固定化によるCNTセンサーの作製シリコン基板上に、シラン化試薬を介してアミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)のゾルゲル層を作製し、酸/過酸化水素混液で処理したCNTを選択的に固定化することで、導通率が100%、FET特性を示すものが60%の割合で作製できた。当該法により作製した素子は、再現性よくpH測定できた。3.組換え乳酸酸化酵素の作製Aerococcus viridans由来乳酸酸化酵素(LOD)遺伝子cDNAをクローニングした。精製および配向的固定化の目的でアミノ末端あるいはカルボキシル末端にヒスチジンタグを導入し、大腸菌で発現して組換えLODを取得したが、ヒスチジンタグの導入により酵素活性が消失した。そこで、精製過程は煩雑になるが、タグを具備しない組換え体を使用することとした。4.運動プログラムについて高齢者の歩数量増加の運動介入により身体組成、血圧、代謝パラメータに及ぼす影響を明らかにした。CNT-バイオセンサーはガラス基板上に蒸着法によりチタン-金で作用電極を作製した。市販の単層カーボンナノチューブ(SWCNT)を酸処理し、フラグメント化した0.5mg/mlSWCNT分散液を作用電極に滴下した。Ag/AgC1電極を参照電極として、作用電極とカウンター電極間の電圧を50mVとした時の作用電極に流れた電流量を測定した。電流量は滴下したSWCNT分散液量依存性を示した。作用電極に分散液量を5, 10あるいは20μl滴下して作製したCNT-バイオセンサーについて、様々な濃度の過酸化水素の酸化還元電流を測定したところ、20μlで最も高い再現性を示したので、以下SWCNT分散液滴下時には同用量を用いた。電気化学的手法で過酸化水素を測定できれば、臨床検査の共通反応系が不要であり、簡便安価な測定が可能となる。そこで、CNT-バイオセンサ-による緩衝溶液(20mMリン酸カリウムバッファー: Ph7.2)中の過酸化水素の定量を行った。30μMから30mMの過酸化水素において検量線が作成できた。この測定は、乳酸濃度が0mMから1.0mMに相当し、この時感度は分光学測定法と同程度で、測定のダイナミックレンジは高濃度側で当方法のほうが広かった。アスコルビン酸、ビリルビン、尿酸、ヒト血清アルブミンによる阻害実験では、アスコルビン酸は10%以下の阻害、それ以外は5%以下の阻害であった。

血清存在下では阻害を受けたが、血清の前処理で影響を小さくすることができ、100倍希釈血清において10.2%の阻害効果に抑えられた。以上より、乳酸をはじめ、酸化酵素により過酸化水素を産生する酵素反応の定量法として、CNT-バイオセンサー法が有益であることが示された。また,リアルタイム生体モニタリングが小児から高齢者までの身体活動量増加に効果的であることが歩数計による研究で示された。
中世北インドの詩人の系譜―ヒンドゥー教詩人とイスラム教詩人の交流と葛藤―

ヒンディー文学史上のバクティ期を代表するヒンドゥー教の詩人(トゥルシーダースとスールダース)とイスラム教の詩人(ラヒームとラスカーン)の交流を考察し、それを聖者伝と文体から明らかにした。四人の詩人たちの文体、中でも韻律を分析することで、トゥルシーダースが他の三人が得意としたパド、バルヴァイ、サワイヤーの韻律を取り入れ、より洗練させた形で自ら著していたことが成果として得られた。それを裏付けるように、トゥルシーダースはこれら三人の詩人すべてと接点があったことが『上人伝要解』という聖者伝に詳細に記されていることが分かり、古ヒンディー語アワディー方言のこの作品を解説をつけ、日本語に翻訳した。ヴァッラバ派に伝わる聖者伝Do Sau Bavan Vaishnavon ki Vartaとラーマ信仰の聖者トゥルシーダースの伝記Gosain Caritaに触れられているラスカーンの伝記を考察し、彼の人物像を明らかにするとともに、彼の作品『愛の庭』を全訳し、解説を附したものを論文「詩人ラスカーンと『愛の庭』」(南アジア言語文化第7号)で発表した。また、インド・シムラーで開催された第11回国際バクティ学会に参加し、The language and literary style of Raskhan's poetryと題して、ラスカーンの韻律と言語の特徴について口頭発表した。本研究で取り上げるもう一人のヒンドゥ教ラーマ信仰の聖者トゥルシーダースの作品の翻訳と解説を「トゥルシーダース作『ドーハーヴァリー』(2)」(印度民俗研究第12号)と題して発表した。ラスカーンの『愛の庭』の電子テキストを作成し、成果公開用の専用サーバー(http://hin.minoh.osaka-u.ac.jp/)内で公開した。また、ラスカーンの『スジャーン・ラスカーン』の電子テキストも作成した。近くサーバー上で公開予定。電子テキストを用いて、アーリア系語彙とペルシア系語彙の分布表の作成はラスカーンの『愛の庭』に関しては作成したが、その他の作品については現在進行中である。ラスカーンの写本をインドのジョードプルとアルワール、バラトプル、アグラーで現地調査し、Rajasthan Oriental Research Institute所蔵のラスカーンの詩の断片および作品集、アグラー大学所蔵の写本を閲覧しデジタルコピーした。中には、これまでのエディションで発表されていない詩も含まれていた。1)本研究で調査対象となっている2人のヒンドゥー教詩人(トゥルシーダースとスールダース)と2人のイスラム教詩人(ラスカーンとラヒーム)の交流を調査するために、電子テキストからそれぞれの用いた語彙を調査した。その中でラヒームは脚韻をふむ時にペルシア語の単語を用いることはあるものの極めて限定的で、基本的にタドバヴァ語彙を使用していることが明らかになった。その一方で、彼はペルシア語でインド固有の韻律バルヴァイを4点創作しており、独創的な試みを行っている。2)昨年度にひきつづき、詩人の伝記を調査し、特に本年度はラヒームについて主に『アクバルの書(Ain-i-Akbari)』によってまとめ、論文『アブドゥル・ラヒーム・カーンカーナー著『バルヴァイ詩集』ームガル廷臣のクリシュナ讃歌ー』に記した。3)ラヒーム著バルヴァイ詩集を解説をつけて日本語に全訳し、出版した。4)イタリア・トリノで開催されたCoffee Break ConferenceでOne Language and Two Metrical Systems: The Case of Hindi-Urduと題して、現代北インドを代表するヒンディーとウルドゥーというふたつの言語で異なる韻律の体系が用いられているが、Dohaがギリシャ語の韻律がインドで用いられるようになったのと同様の現象として位置づけられることを口頭発表した。5)イタリアでの口頭発表をもとに、さらにくわしく四人の詩人の詩のスタイルについての分析をくわえた論文を執筆中である。6)インドでの現地調査を行い、Vrndavan Research Instituteでラスカーンの写本を調査した。これまで発見されていない新たな詩が数点見つかり、真作かどうかの調査を始めた。ヒンドゥーとムスリムの詩人の交流伝承を考察するための準備段階として、研究に必要な資料とテキストの収集、データの蓄積を行った。1)本年度は特にムスリム詩人ラヒームとラスカーンを中心にテキストの収集を行った。インドでの現地調査で、ベナレスのナーガリー文字普及協会図書館所蔵の校訂本を数点と、現地のパンディットの個人蔵のテキストを数点入手することができた。ラスカーンについては、校訂本ごとに収められている詩の数に増減があり、内容を含めて検討を要することが判明した。ラヒームの電子テキストの作成を開始したが、ラスカーンの電子テキストは次年度以降にテキストの内容を検討したうえで、開始することにした。ラヒームの電子テキストの公開は次年度に行う。